六西格玛DMAIC的流程、作用、应用和案例（详细版）

一、什么是六西格玛DMAIC？

DMAIC是六西格玛管理中流程改善的重要工具，6西格玛管理不仅是理念，同时也是一套业绩突破的方法。它将理念变为行动，将目标变为现实。这套方法就是6西格玛改进方法DMAIC。DMAIC是指定义（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。

DMAIC主要用于流程的改进、优化和维护业务流程与设计的一种基于数据的改进循环，包括制造过程、服务过程以及工作过程等等。。DMAIC的每个阶段由若干个工作步骤构成，每个阶段都由一系列工具方法支持该阶段目标的实现。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。

二、六西格玛DMAIC的流程

流程改进是在保持工作流程基本结构不变的前提下，发现和确认那些产生问题的关键因素，并找到一种最有效的问题解决方法，从根本上解决企业或组织绩效不佳的问题。在众多已经实施六西格玛管理的企业和组织中，每一个企业都有一套自己的操作方法。各种实施操作的方法大同小异，但目标是一致的：实现六西格玛质量水准，使顾客完全满意。实施六西格玛管理的DMAIC模型，即:定义(Define)、评估(Measure)、分析(Analyze)、改进(Improve)、控制(Control)。据天行健咨询介绍DMAIC模型现在被广泛认可，已经成为实施六西格玛管理的企业最常用的流程改进模型。在实施六西格玛管理的过程中，DMAIC模型紧紧围绕公司目标有步骤地进行。为了达到公司目标、这一模型往往循环使用，所以这一模型流程又被称为五步循环法。 

D(Define)——定义

界定阶段(define)，从整体上是6SIGMA项目DMAIC过程的第一个步骤，要为项目正式启动做好工作。团队必须明确一些问题:我们正在做什么工作?为什么要解决这个特别的问题?顾客是谁?顾客的需求是什么?原来工作是怎样做的?所花费的成本是多少?实施改进的益处是什么?等等。

该阶段目的：定义一个有意义、可测量并且定义完整的项目。该阶段需要完成一份清楚又简洁的问题陈述和做此项目的理由，需要描述清楚项目的目的和经济效益目标并且定义完整项目的范围，该完成的任务及进度表。

M(Measure)——测量

测量是进行精益六西格玛的要点。假如你不收集数据，你可能会被迫终结许多项目，即使进行下去也无法获得成功。将数据与知识和经验相结合能够推动真正的改进活动。

测量阶d段目的：理解流程并采集数据以量化其目前的表现好坏。测量阶段该完成的任务包括:细节的现状流程图，测量系统分析，收集反映目前表现的数据——每百万失误率及西格玛水平以及利用失效方式和后果分析去理解失效原因及预防。

　　

A(Analyze)——分析

分析是通过数据分析，确定影响培训流程输出的关键因素，即确定培训过程的关键影响因素。主要方法有：鱼骨图、柏拉图、回归分析、因子分析等。

分析阶段的目的：是识别根本原因，为潜在的解决方案提供基础。分析阶段该完成的任务包括:利用鱼骨图建立关于原因的理论，通过统计检验的方法验证原因理论以及找出影响流程绩效的关键少数流程参数。

I(Improve)——改进

寻找优化培训流程并消除或减少关键输入因素影响的方案，使流程的缺陷或变异降低到最小程度。 主要方法有：流程再造等。

改进阶段的目的：为问题寻找一个长期的解决方案。该阶段的任务主要包括:用试验设计寻找潜在的解决方案，通过试运行确认所选择的解决方案，建立并描绘出该采纳的流程以及建立控制计划。

C(Control)——控制

控制阶段是六西格玛项目团队维持改进成果的重要步骤。作为DMAIC过程的最后一个阶段，控制十分关键。要保持改进的成果，需要将改进阶段对流程的修改或新的流程作业指导书纳入作业标准和受控的文件体系，并建立过程控制系统。

控制阶段的目的：维持流程改进的成果。该阶段的主要任务是:部署并管理好前述的解决方案，持续监控关键质量指标并审查绩效情况以及建立实时的管理程序以确保及时的发现和解决问题。 

三、六西格玛DMAIC的作用

1、形成全新的开始 

如果企业现存的连续改进模式被认为是一个失败的或令人失望的改进模式，或者这种模式虽好但是与企业的实际情况不符，那么DMAIC会帮助企业把六西格玛管理当作业务流程改进活动的一种更好的、全新的方法。它会帮助企业避免重复出现原先改进活动推进时产生的失误或问题，并在企业内部开始一条全新的改进提高之路，即六西格玛改进。  

2、为原有的改进模式注入新的内涵 

对于尚未开展六西格玛管理的企业来说，DMAIC模式是一种新的流程改进模式，它可以给员工提供一个崭新的机会去重新学习、认识并更好地运用已经熟悉的工具，并为这些工具增加新的内容。  

3、创造一种持久有效的改进方法 

20世纪70年代开始的全面质量管理运动产生的最持久的影响之一，就是在同一公司内可以存在许多不同的改进模式。但是如果要保证各种业务流程的持久改进和发展，那么运用一种长期坚持的通用办法是非常重要的。DMAIC模式就是一种适用于企业各种流程并可以长期坚持使用的改进方法，也是企业在业务改进和管理中能充分发挥六西格玛管理作用的有效途径。  

4、突出“顾客”与“评枯” 

在DMAIC模式中，重点强调了顾客需求和精确评估的重要性。例如，认为“顾客需求总是合理的”是“定义”阶段的一个关键步骤，而在大多数已有的改进模式中没有这一步。在其他改进活动中，虽然也会特别提到评估活动，但在DMAIC模式中，评估活动已经不仅仅是一项简单的任务，而是一项基础性的、长期进行的活动。  

5、同时引入“流程改进”与“流程设计” 

六西格玛管理法通过领导带头，设立明确的目标和优先考虑跨部门跨流程管理等方法避免了全面质量管理在实施过程中的失误和不足。在许多情况下，六西格玛管理团队有权选择是“修改”还是“再设计”一个有缺陷的流程, DMAIC模式可以帮助团队成员选择需要改进或重新设计的项目，并把该模式运用于其他方法。  

对六西格玛管理来说，无论采用何种改进模式，合适的才是最好的。如果DMAIC五步法对你的企业来说是有效的，那么使用这五个步骤就足够了。如果现有模式或其他模式对你的企业和员工来说是更好的选择，那么就没有必要推翻原来的方案而采用企业也许并不熟悉的DMAIC模式。总之，无论采用哪一种模式，对任何企业来说，六西格玛管理方法都是有效的。

四、六西格玛DMAIC方法应用

 在DMAIC方法应用中，对问题的分析和改进是建立在评估的基础上的，每一个分析或改进的结论都必须有充分的数据作支持。在分析和解决问题的过程中，“依据数据做决策”是六西格玛管理的一个非常重要的原则。没有数据作支持的分析结论或解决方案是没有立足之地的。在运用DMAIC方法分析和解决间题的过程中，每个阶段的工作都辅以若干分析和解决问题的工具以帮助获得阶段成果。实际上，每一种工具在每一个阶段的工作中都可以有不同的运用，我们可以根据各种工具的主要用途，将其归类到不同的阶段，可以说，每一个DMAIC过程都是一个从“数据”到“信息”再到“知识”的完整认知过程，是识别流程改进空间，把握流程改进机会并最终实现改进效果的严格的、结构化的问题解决方法。

五、六西格玛DMAIC在电子行业的应用案例分享

1、项目背景

某公司主要生产笔记本外壳，外壳为铝材需经过冲压、CNC等一系列机械加工以及阳极氧化处理。在生产过程中异常较多，尤其是阳极处理后产品表面出现一种黑线缺陷，在白色底色上反差特别大，造成了大量产品报废。该公司决定聘请天行健管理顾问公司全面推动六西格玛管理，结合实际问题进行此项制程参数的设计，找出最关键的因素加以改进，提高效益。

2、项目目标

1、集团内部成立处理技术委员会，成立多部门合作的改善小组专门进行表面处理专业技术的开发及传承，以及相关疑难问题的探讨

2、应用六西格玛DMAIC解决该公司铝合金参数的设计问题

3、避免抛光时材料杂质脱落，降低不良品、降低废品率

4、制订合理的制程参数，在一个月左右提升良率到95%以上

5、提高化学抛光制程中工艺质量，提高公司全年经济效益

3、项目实施过程

（1）该公司目前存在的问题

该公司采用的是阳极自动线，制程时间及槽液温度只需程式设定。铝的阳极氧化是通过化学及电化学的方法在铝合金表面形成阳极氧化膜从而达到耐蚀、增加硬度和耐磨性、装饰、提高有机涂层和电镀层附着性、绝缘、增加透明度和其他功能效果的特性。

 

为了让表面有均匀的颗粒感，故在前工段加入了喷砂的工艺，而化学抛光使得砂面纹路钝化，光泽柔和。化学抛光法是借助于金属微观表面在化学溶剂中的选择性溶解作用，即微观粗糙表面凸起部分的溶解速度高于凹陷部分的溶解速度，从而达到光洁度要求的一种表面处理方祛，化学抛光的机理模型如下图所示。

 

 

图  化学抛光的机理模型

是表面处理良品及不良品的对比照片，可以明显看到在产品表面有一条或多条异色的线条。实际是一连串的形状不规则的小凹坑组成，天行健管理顾问公司从不良现象来分析，认为有可能是在化学抛光制程中工艺不当，造成过抛光或抛光时材料杂质脱落造成。

  

（2）应用六西格玛DMAIC解决该公司的问题步骤

首先成立多部门合作的改善小组，由品工主导、制程工程师、工艺工程师、品管等成员共同设计制程参数。天行健管理顾问公司提出的目标是制订合理的制程参数，在一个月左右提升良率到95%以上。

 D阶段:问题的定义

正常情况下阳极表面处理良率可以稳定在95%-98%之间，但是参考原定的表面处理工艺，基本上都有10%-30%的不良品。

M阶段：问题的测试

产品经过整个表面处理工艺后，通过目视检验外观。检验条件:在800lux-11OOlux(勒克司)的照明下，翻转180度，眼睛和产品距离30cm。为了避免人工错判，我们设计了透明比对板，凡有25%灰度无法遮蔽且长大于12mm，宽大于0.1 mm的黑线则判定为不良品。我们分别让3名品管检验同一批100pcs产品，其中5件不良品，对判定的重复性和再现性进行了计算，AR&R=95.2%，因为此数值大于95%，可以接受此测量方法的可靠性。

 

A阶段：分析阶段

我们经过对加工过程中的各种不同变量、参数的整理，进行鱼骨综合分析了化学抛光工站的输入变量的影响，于是我们设计了多种对比试验和正交试验，对比调整后的结果，通过排查法，发现此不良现象产生的原因有以下三点:

第一，与阳极处理设备有较大关联。该产品在试做线(小槽)试样时良率较高，但是十月份一转入正式量产后在量产线生产时(大槽)黑线不良有提升趋势。

第二，与槽液的配比有所关联。重新更换槽液或者加槽液调整化学抛光槽中的mp/s值(磷硫酸比值),良率有所变化。

第三，与制程参数有较大关联，通过调整化抛时间和槽液的温度，良率有较大的变化。

 

基于以上现象天行健咨询公司分析原因主要有几点:

第一、因为槽液主要配比是磷硫混合酸，阳极槽是不锈钢制作，对于表面有防腐蚀需要的几个槽，表面做了铁氟龙处理。而大槽使用寿命近3年，可能部分表面铁氟龙脱落，槽液与设备发生反应，从而在槽内引入了铁离子，影响良率。

第二、化学抛光槽液中的磷酸和硫酸的比值、A13+含量以及化抛的时间和槽液的温度对黑线异常的影响有较大的影响。

 

事实上，铝合金表面腐蚀坑的形成具有必然性铝合金中微量元素的存在，当材料中微量元素分布不均并富集表面(或作为强化相析出)时，由于金属活性存在的差异，与槽液反应有快有慢，从而形成腐蚀坑。腐蚀坑的大小与微量元素富集程度有关。合金材料必然存在不均匀腐蚀形成的腐蚀坑。关键是腐蚀坑是否大到阳极后能目视看得到。

 

化学抛光过程可以归纳为:铝的酸性侵蚀过程→钝化过程→黏滞性扩散层的扩散过程。

 

由于阳极槽液中不活泼金属离子的存在会加速活泼金属的溶解；而溶解过程的快慢也会产生腐蚀坑，同时被置换上去的不活泼金属与周围发生原电池反应加速铝的溶解腐蚀坑被扩大化。因此通过上面的天行健咨询公司专家分析认为需在减少杂质以及制程条件调节上来控制。

 

I阶段：改进阶段

针对分析阶段发现的两个问题，用DOE的办法，对化抛工序进行了参数优化。在DOE中选择了四个变量因子，每个变量两个水平。

 

输入是槽液磷酸/硫酸比mp/s、槽液温度、反应时间是4因子2水平的部分因子正交试验。输出变量是阳极产品良率。

 

从结果中找到了2个对黑线产生有显著影响的变量，并使用MINITAB的优化器功能对参数进行了优化。最终，磷硫比mp/s控制在3.5-4.2, Al3+控制在15%到30%，进行测试发现温度控制在80-88℃，时间控制在60到90秒较合理。通过最终试验我们得到了最稳定的数值，把温度控制在85度，时间控制在70s。在新的设置数值下，又进行了两次重复试验，结果都较理想。

 

C阶段：效果控制和跟踪

最后，新制了化学抛光槽并对镀铁氟龙的所有工序:前处理-除尘-喷涂-烘烤-冷却-下料进行跟踪检验，确认无误后进行了小批量生产。对比发现，不良状况有所改善。

 

在其他条件不变的情况下，采用两个槽进行生产。发现表明两个槽是有区别的，在重复验证后，对原化学抛光槽进行更换，并制定化学抛光槽铁氟龙覆盖状况的内容记录到设备月度保养和正常点检的项目中。这样就保证了在点检时能够及时发现问题，避免不良的化抛产品到最后道工序时才发现。

4、项目收益

通过天行健咨询公司的研究，运用DMAIC对比试验和正交试验(DOE)，共计运行64组试验，从大量的试验结果和数据中，得到了有效的改进方法得到以下显著的效果：

1、成立了多部门合作的改善小组，由品工主导、制程工程师、工艺工程师、品管等成员共同设计制程参数。

2、制订合理的制程参数，得到了有效的改进，在一个月内废品率从1O%，下降到了5%。

3、经过三个月的工作，最终废品率在阳极工段下降到2%以下的水平。

4、大力提高了经济效益，经济效益在每年900万元以上。

通过DMAIC方式，该企业看到了形成解决方案的全过程，也看到了该过程的价值，同时也认识到6SIGMA系统所具有的潜能。