使用DMAIC工具改善企业的质量成本管理体系

上海交通大学机械与动力工程学院 李国林

使用DMAIC工具改善企业的质量成本管理体系

上海交通大学机械与动力工程学院 李国林

质量是企业的生存之本。如今，企业对质量的重视程度日益加深，尤其是已经意识到质量水平和经济效益直接相关。而建立质量成本管理体系，对质量的经济性进行研究，已成为管理者关注的方向。国外众多优秀企业已经开始这方面的探索，并取得了初步的成效。但国内起步较晚，虽然企业质量工作者已经有这方面的意识，但是在实际操作中，仍然缺少经验和具体的操作方法。虽然建立了质量成本管理体系，但实际运营效果差强人意，不具备体系应有的活力和约束力。在此背景下，如何改善质量成本管理，以满足企业实际需求，就成为广大质量工作者研究的课题。

DMAIC模型是实施6sigma的一套操作方法。20世纪90年代，许多世界级公司开始了6sigma管理的实践，各个企业在实施6sigma过程中都有自己的操作方法，6sigma的创立者摩托罗拉就有著名的实现6sigma的六步法。各种实施操作的方法大同小异，目标更是一致：实现6sigma质量水准，使顾客完全满意。通用电气公司总结了众多公司实施6sigma的经验，系统地提出了实施6sigma的DMAIC模型。DMAIC模型现在被广泛认可，认为这是实施6sigma更具操作性的模式。

如果将这样强大的工具用于改善质量成本管理流程及体系，会不会得到理想的效果呢？笔者根据企业实践的情况，进行了一些有益的探索。

DMAIC是指界定（Define）、测量（Measure）、分析（Analyze）、改进（Improve）、控制（Control）五个阶段构成的过程改进方法。我们按照这样的思路，对质量成本管理流程进行一次梳理。

为了更好地说明工具的使用，我们举一个实际案例作为说明：

B公司于2015年开始建立质量成本管理体系，运行一年以后，质量部发现总质量成本金额较大，公司管理层决定针对质量成本现状使用DMAIC工具进行改善。

1、界定Define

在Define阶段，我们的主要任务有：

●确定项目的目标和范畴

●确认项目的顾客及顾客的关键质量需求

●导出项目的关键质量需求和项目所影响的核心商业过程

●定义缺陷/次品，定义缺陷机会

●表述项目章程，建立项目小组

在案例中，我们要研究的对象是公司的质量成本。首先，我们需要研究质量成本涉及的流程。按照公司的实际质量策划，质量成本按照传统PAF法进行分类统计，即将质量成本分为预防成本、鉴定成本、内部损失成本和外部损失成本：

其中CQ为总质量成本，CP为预防成本，CA为鉴定成本，CFI为内部损失成本，CFE为外部损失成本。CQ和CA又被称为符合性成本，CFI和CFE又被称为不符合性成本。

在财务统计时，CQ为财务统计的一级科目，CP，CA，CFI，CFE为二级科目，每个二级科目下面都会分为具体的三级科目，进行分类统计。

有了这些基本的过程描述，我们就可以对发现的问题进行定义了。为了更具体地描述问题，我们需要引用一些基本数据。根据财务部门统计的2015年度质量成本数据，如表1所示：

从这些数据本身，我们不能发现哪里有问题，因为好与坏的标准并不能从这些数据中直接看出来。为此，我们需要进一步了解，我们应该设定的目标在哪里，我们的客户对我们的期望是什么？这些，都是关键的质量要素。这里，我们选取行业平均质量水平作为参照。据了解，B公司所在行业总质量成本占销售额（S）的比例平均水平为3%。关于质量成本的结构性目标，我们参照一些著名的质量专家的看法。朱兰博士认为：预防成本10%、鉴定成本40%、损失成本50%为最佳结构；哈灵顿认为预防成本10%、鉴定成本25%、损失成本65%（其中，内部损失成本57%，外部损失成本8%）为最佳结构；桑德霍尔姆认为：预防成本7.9%、鉴定成本23．8%、损失成本68.3%（内部损失成本43.5%，外部损失成本24.8%），是具有典型意义的质量成本结构。综合各位专家的意见及行业情况，我们初步将质量成本构成比例基准设定为CP∶ CA∶ CFI∶ CFE= 1 ∶ 4 ∶3 ∶2。

对比这些目标数据，我们发现B公司的CQ占销售额比例5.8%，远远超过行业平均3%的水平，质量成本构成比例大约为CP∶ CA∶ CFI∶ CFE=1.5:2.5:1:5，与基准之间也有不小的差距。至此，我们就发现了目前B公司质量成本系统中的问题，也有了具体的改进方向。我们把项目的范围设定为B公司质量成本占销售额比例的改进及内部构成的优化，具体目标参照行业基准。

表1 B公司2015年质量成本数据

2、测量 Measure

在Measure阶段，我们的主要任务有：

●导出对业务流程质量的影响点和具体要求。

●根据这些流程的标准来评估现有的核心业务流程能力，找出差距。

●开发流程数据收集计划，确定缺陷和度量的类型。

●找出造成这些缺陷的所有可能原因。

我们主要的研究对象为公司的质量成本CQ，因此，需要掌握所有影响CQ的相关数据。根据CQ= CP+ CA+ CFI+ CFE，我们对质量成本下面的所有二级及三级科目的数据都需要进行收集。这些数据可以直接调用财务部门已有的统计数据。如表2所示。

在本案例中，由于我们收集的这些数据是已经存在于公司系统中的数据，我们需要验证这些数据是否有效。另外，质量成本在不同的时间段可能具有偶然性和波动性，由于篇幅限制，这里不再详细展开。在实际项目分析过程中，可能需要针对更小的时间段，例如每个月，进行数据收集。本文的研究中，认为这些数据是稳定的、一致的。

表2 质量成本三级科目分类及汇总表

3、分析 Analyze

在Analyze阶段，我们的主要任务有：

●分析收集的数据和流程图，决定造成缺陷的根本原因。

●确立解决根本问题而达到目标水平所需要的运作指标。

●提出初始的解决方案。

有了以上收集的数据，我们就可以对影响CQ的因素进行具体研究和分析了。数据分析的方法有很多种，质量功能展开、鱼骨图、柏拉图、失效模式分析、统计过程控制等，都是常用的分析工具，需要我们根据具体的数据类型的分析目的选择适合的工具。

为了降低CQ占销售额的比例，我们要分析造成CQ偏高的原因以及结构化的问题。从表1数据看，内外部损失成本为CQ的最主要贡献因素。我们选择用柏拉图（Pareto）对不符合成本（内部失败成本CFI和外部失败成本CFE）进行分析，得到如下结果：

图1 不符合性成本的柏拉图分析

从图1中可以看出，不符合性成本中，退货损失费占据最大份额，其次为客户索赔费和客户服务费。三者合计达到68%。由此，我们认为，公司的产品出现质量问题，造成客户投诉，导致花费了大量的成本进行退货处理及客户关系维护。鉴于此，我们进一步分析了公司外部客户投诉的情况。为了便于说明问题，我们选取了近3年的数据进行对比。如图2所示：

图2 2013-2015年客户投诉原因分析图

从图2的结果，我们可以直观地发现，产品的包装问题引起了最多的客户投诉。通过调用相关的财务数据，我们进行了验证，发现产品的包装问题是导致公司花费大量成本进行处理的最主要原因。

同样的，我们用柏拉图对符合性成本（预防成本CP及鉴定成本CA）进行分析。如图3所示：

图3 符合性成本的柏拉图分析

从图3可以看出：符合性成本中，检验人员费用占据较大比例，其次为质量奖励费和消耗品支出，三者合计达到符合性成本的66%。

对符合性成本进一步分析发现，由于公司所处行业的特殊性，需要对产品进行100%检验，因此，需要较多的检验人员，而且对检验人员素质要求较高。因此，公司的检验人员费用支出较多。而且，由于检验频率高，也要花费比较多的消耗品。

在上面的分析中，我们找到了影响质量成本四个二级科目的主要项目。接下来，我们需要针对这些项目，做进一步的重点分析。同时，我们要考虑的是，四个二级科目之间，是否会相互影响并具有一定的关联性。为此，我们可以通过数据分析进行求证。本例中，我们暂且引用经典的质量成本模型予以说明。如图4所示：

图4 质量成本构成趋势图

从图4我们可以看出，随着质量水平的提升，符合性成本逐渐升高，不符合性成本逐渐降低。也就是说，质量水平的提升，需要我们花费更多的预防和鉴定成本。但由于产品合格率提升，内部和外部的产品问题减少，可以降低内部和外部损失成本。所以，CP+CA与CFI+CFE存在一定的负相关。我们在后续进行结构调整时，需要关注这一点。

4、改进 Improve

在Improve阶段，我们的主要任务有：

●找到根除和预防缺陷发生的创新解决方案。

●计算实施解决方案后流程的能力水平。

●实施解决方案。

分析阶段，我们已经找到了影响CQ的最主要原因：

不符合性成本中，外部失败成本为主要因素，而包装问题是贡献外部失败成本的主要原因。

在符合性成本中，检验人员费用占据主要比例。

在改进阶段，我们需要采取相应的措施，提出相应的解决方案，以降低CQ并改善结构比例。我们已经把问题的核心锁定在包装问题和检验人员费用上，那么，如何进行改善就是接下来要研究的问题。

据了解，B公司的产品包装为200L不锈钢桶，充入一定高纯度氮气，保持桶内正压。桶的法兰片上开有两个孔，一个连接液相管，接入到桶的底部；一个连接气相管，接到桶上端。在使用时联通，起到平衡压力的作用。气液相接头使用的是高密封性快速接头。连接时，把带母头的不锈钢软管插入桶上的快速接头，确认连接牢固即可。

由于包装经常出现问题，那么我们首先研究包装的失效原因，使用FMEA（失效模式分析）对包装问题进行分析。如表3所示（评分标准见附录）：

在FMEA表中，RPN值越高，说明其风险也越高，出现问题的影响也越大。根据分析表中的数据，快速接头出现问题的风险最大，还有一些人员操作上的失误也需要适当考虑。

针对FMEA分析结论，项目组对产品包装，尤其是阀门的改进提出了以下方案：

方案1：重新设计快速接头。工程人员认为，快速接头设计目的为方便使用，但是不具备很好的密封效果。如果要避免频繁的泄露出现，必须重新设计，增加一套密封接头，将密封接头和使用接头的功能分开。

评价：该方案可以大幅度降低泄露的风险，但是每个桶都需要增加一套阀门，需要投入大量的资金和人力，而且操作的便利性受到很大影响。

方案2：使用更大的包装桶，使用1000L桶代替现有的200L桶。

评价：该方案通过减少使用桶的数量，可以减少发生问题的桶的数量，降低泄露发生的频率。该方案需要较多的初始投入，但是使用大包装桶可以减少操作成本、检测成本、运输成本，提高使用效率。

方案3：定期更换快速接头，具体频率需要另行评估。根据目前使用的经验预估，建议每两年更换一次。

评价：该方案可以明显降低不锈钢桶泄露的发生频率。但后期需要持续的资金投入。且因为桶的数量众多，操作上存在一定难度。

方案4：加强不锈钢桶包装前的密封性测试。购买一套水封测试装置，不锈钢桶清洗完毕后，使用该装置检测桶的密封性。

评价：该方案可以在一定程度上降低不锈钢桶泄露的概率，资金投入不大，但需要增加一步操作。

方案5：增加产品出厂前的检验。产品在生产现场包装完成后检测桶内压力，随后转移到仓库，在工厂内至少放置24小时。出厂前再次检验桶内压力，并与包装时的压力进行比较，观察压力是否有显著变化。

评价：该方案操作简单，不需要增加额外设备，且可以在一定程度上降低泄露风险。但灵敏度不是很高，对于非常微小的泄露无法检测出来。

通过每个方案的财务评估，综合考虑其对于质量成本的影响。管理层决定采用方案1、方案2及方案4。在经过内部的变更管理流程后，授权项目组实施。

由于本文主要讨论工具的使用方法，对具体项目实施的过程不再赘述。

项目实施后，根据质量部门统计的数据，截至2016年3季度，外部客户投诉数量大幅度减少至4个。

针对符合性成本中的检验人员费用较高的问题，B公司在实施包装改善项目后，决定在现有数据及质量水平基础上，降低产品检验频率，由100%检验改为抽样检验。由此，减少了检验人员的工作量。B公司决定从2016年7月1日开始将检验人员数量从12个减少到10个，另外2个检验人员进行转岗。

项目实施一段时间后，需要对实际运行情况进行跟踪和监控。由财务部门统计的数据，截至2016年3季度末，B公司质量成本数据如下：

表4 B公司2016年质量成本数据（截止2016年9月30日）

由表4中实际运行数据可以看出，CQ占销售收入的比例已经降低为3.82%。随着统计时间的延长，应当会进一步降低，逐渐接近3%的目标。

CP：CA：CFI：CFE= 2:3.5:1.5:3，与基准1：4：3：2不完全一致，但总体趋势在向更合理的方向发展。由于统计期间较短，尚未完全体现出项目实施后的影响。例如，在项目实施过程中，增加了较多的培训，提高了预防成本；检验人员较少对鉴定成本的影响还没有完全体现在阶段性报表中；项目实施的部分费用对质量成本的影响有待消除等等。

5、控制 Control

在Control阶段，我们的主要任务有：

●设计监督机制。

●收集计划的开发和执行的数据。

●文件化新的流程和相关的制度要求。

●通过系统和组织的修正，使改进制度化。

应用以上工具，我们对质量成本偏高的原因进行了剖析，对其中的关键影响因素进行了有效的控制和改善，将系统中不利的因素消除，将有利的因素固化。

从改进后的数据看，还需要对以下过程进行监控：

1、预防成本相对偏高。从三级科目来看，质量培训费后续仍然有降低空间，可以通过增加长期的定期培训，减少短期的一次性培训。

2、在鉴定成本中，检验人员费用及消耗品支出会保持下降趋势。但同时，也要预防由于检验频率的降低，导致操作人员质量意识逐渐淡化，引起质量事故反弹。因此，在日常操作中，需要坚持按照操作流程运作，避免人员失误。

3、外部失败成本明显下降，需要继续观察其持续性。对于出现的任何质量问题及投诉，要立即进行调查，找出根本原因并进行围堵，确保项目改正效果。

此外，在公司管理体制方面，需要企业根据自身情况制定适合的、有效的管理体系。以下几个方向可以进行考虑：

1、贯彻公司的质量成本管理体系，动用全体员工参与，鼓励员工改进质量水平，提升质量的经济效益；

2、加强质量意识的培训，完善质量管理体系操作流程，使用目视化、5S管理方式等降低人员的失误率；

3、定期对质量成本管理数据进行统计和分析，发布质量成本报表，及时发现其中的问题或不良趋势。

总之，对于企业的管理人员，使用质量管理工具不是目的，只是为了更好地追溯问题的源头，发现背后隐藏的真相。同时，也让我们意识到，提升产品质量不是纯粹的投入，而是一种投资，可以收获更多的经济回报。

附录：失效模式分析评分标准

表5 失效模式分析严重度评分标准

表6 失效模式分析失效频率评分标准

表7 失效模式分析检测度评分标准