精益六西格玛管理的应用——以降低PASSIM卷烟机电耗为例

王有远，李强，谢成明

1 南昌航空大学经济管理学院，南昌市丰和南大道696号 330063；2 江西中烟工业有限责任公司南昌卷烟厂，南昌市高新技术开发区金圣工业科技园 330096

企业的成本控制，生产效率关乎企业的核心竞争力。精益生产的核心思想是消除浪费，追求零缺陷和零库存。六西格玛管理是一种高效改善企业流程管理质量的实施原则。两者分别从不同层面致力于企业生产效率的提高。

烟草行业的精益生产和六西格玛管理已有不少研究。如鲍英松[1]等将精益理论与卷烟生产系统相结合，对贵阳卷烟厂精益生产模式进行了研究；赵龙[2]探讨了卷烟生产企业的设备精益化管理；刘京广[3]等对长沙卷烟厂应用精益生产方式进行了设计，提出了推进精益生产的实施方案；上海卷烟厂运用DMAIC五阶段的六西格玛方法，减少筒壁上的粘料，提高烟叶的利用率[4]；杨雷[5]等对六西格玛在青岛卷烟厂的应用做了初步研究和探讨，提出了六西格玛在烟草企业推广应注意的问题；青岛卷烟厂卷包车间在六西格玛项目团队建设方面做了有益的探索，卷烟精细化管理水平逐步提高[6]。

但是在烟草行业将两者结合起来研究还鲜见报道。两者的结合将可通过加强过程控制，减少业务流程的变异，有利于把理念落到实处，更有效的提高产品质量、降低成本和提高生产效率。本文致力于精益生产与六西格玛管理理念的整合，并以在PASSIM烟机降耗上的应用为例说明其效果，以期为卷烟企业生产效率的提高和降低成本提供参考。

1 精益六西格玛管理

1.1 精益生产与六西格玛的整合

精益生产的核心思想是消除浪费，追求零缺陷和零库存，精益思想包括一系列支持方法与技术，如准时生产、全面生产维护、5S管理法、防错法、快速换模、生产线约束理论和价值分析理论等。精益生产整合了大量生产方式与单件生产方式的优点，力求在低成本情况下生产多品种小批量的高质量产品[7]，其解决问题时更多是依赖专家经验与直觉，不采用量化方法与专业工具管理流程。当问题为复杂、波动或者不明确时难以达到预期的效果[8]。

六西格玛管理方法是以数据为基础的一种质量管理和过程改进的方法。六西格玛管理的基础是统计理论，采用项目管理的方式，用DMAIC(De fine,Measure, Analyze, Improve, Control)流程分析技术来实现产品和服务质量的持续改进，主要解决与变异有关的复杂问题，使产品的质量合格率大幅提高[7]。

六西格玛在提高产品质量上能达到很好的效果，但六西格玛缺乏对流程和供应链进行系统改善的管理思想，且单独实施六西格玛需要处理大量数据，所需时间较长，无法适应市场需求的快速变化。

精益六西格玛是精益生产与六西格玛管理的有机结合[9-10]，吸收了两种生产管理的优点，两者相辅相成。精益六西格玛中运用精益生产的理论与方法快速发现和解决现场出现的问题，同时，精益生产的流程管理为六西格玛的项目实施提供框架，实现整个生产流程的优化。

六西格玛实施的各个阶段融入精益思想，解决生产过程中出现的复杂问题，提高解决问题的效率和能力。在DMAICII各阶段中，定义阶段利用精益思想定义价值、提出流程框架，在此框架下，结合六西格玛工具，定义改进项目；测量阶段把精益生产时间分析技术与六西格玛管理工具结合测量过程管理现状；分析阶段运用六西格玛技术与精益流动原则结合，分析变异和浪费；改进阶段以流动和拉动为原则，利用工具对流程进行ECRS（删除、简化、重排和合并），同时对具体流程稳健性和过程能力进行改进；控制阶段，除了完成六西格玛管理控制内容外，还要对实施中产生的新问题进行总结，以便下一个循环对系统进行完善。

精益生产和六西格玛作为行之有效的管理方法，两者的结合将减少业务流程的变异、提高产品质量、降低成本和提高劳动生产率，其根本目的就是提高企业在市场竞争中的核心竞争能力，实现最大收益。

1.2 精益六西格玛的实施

实施精益六西格玛管理方法应围绕提高企业管理水平，提升体系目标化、管理流程化、流程信息化、基础管理规范化和体系改进持续化等“五化”水平。在精益六西格玛管理的推行过程中要建立相应的保障机制，加强全过程的监控，避免项目流于形式。

全员参与。现代的组织管理是一个非常复杂的系统，个人或一部分人的力量是有限的，只有靠全员参与，才能最大地发挥集体的能力。

领导支持。高层管理者的认可是精益六西格玛项目能够得到实施，并且长期坚持下去的一个非常重要的前提条件。精益六西格玛需要处理整个系统的问题，需要与不同的部门进行沟通，需要得到更多资源的支持，所以没有领导的支持是不可能成功的。

重视文化建设。精益六西格玛的文化是持续改进、追求完美、全员参与的文化。实施精益六西格玛离不开文化建设，通过文化建设，使企业每一个员工形成一种良好的做事习惯，自觉地按精益六西格玛的方式去做事情。

2 应用精益六西格玛降低PASSIM卷烟机生产过程的电耗

英国MOLINS公司生产的PASSIM卷烟机，具有生产速度高、卷烟质量好和自动化程度高等优点。

某卷烟厂从1997年开始陆续引进，现已成为主力卷接设备。以该企业降低PASSIM卷烟机卷制过程的电耗为例，说明精益六西格玛的实施过程。

（1）需求定义

在该阶段，首先要确定目标，然后结合精益和六西格玛工具，采用工艺流程图和流程程序图分析生产过程，找出不创造价值的行为，确定改进机会。

通过对工艺流程图和流程程序图分析发现，PASSIM卷烟机生产过程中缺乏对某些工序的电耗控制，存在电力浪费的问题。确立了降低PASSIM卷烟机的电耗的目标。

（2）测量

该阶段把精益生产时间分析技术与六西格玛管理工具结合来定义实施流程特性，利用秒表测时和工作抽样方法测量电耗现状，对测量的电耗数据进行分析。

采用三相四线电能表对PASSIM卷烟机正常停待机不同状态下的电耗进行了测量，数据如表1所示。

表1 PASSIM卷烟机正常停待机电耗测量

由表1可以看出，在正常停待机时若不关闭“料斗&风机电机组”（以下简称料斗&风机），其电耗比关闭“料斗&风机”多30.75KW，即93.1%的电耗为非生产性电耗。

对卷烟厂第5#PASSIM卷烟机停待机时间进行调查分析，该组设备月平均停待机9801分钟，卷烟厂卷包车间现有18组PASSIM卷烟机，月平均因停待机浪费电能惊人。

如果设计一套辅助控制装置，控制料斗&风机在设备停止后自动关闭，将大幅降低PASSIM卷烟机的停待机电耗。

（3）分析

查找生产过程中的浪费根源或变异根源，对PASSIM卷烟机控制电路进行分析，PASSIM卷烟机停待机电耗涉及交流回路和直流回路用电，其中交流回路包括电机、加热器和其他部件等，直流回路包括一些直流低压部件，PASSIM卷烟机电机部件清单见表2所示。

表2 电机部件分析表

通过分析，关闭“群组顺序启停的电机组”对生产没有影响。对群组顺序启停的电机组的所有8台电机的实际功耗进行了测量，电机功耗如表3所示。

表3 群组顺序启停的电机组的电机功耗表

由表3可知，PASSIM卷烟机停待机时“群组顺序启停的电机组”（以下简称“电机组”）的电耗占总停待机电耗的86%，如果在PASSIM卷烟机停待机时将该组电机关闭，设备停待机电耗将大幅降低。

（4）改进

在该阶段，运用精益生产中的ECRS原则，对流程进行删除、简化、合并和重排，提出优化方案并制定改进计划。

在停待机时将群组顺序启停的电机组关闭，重新启动时间为8秒，对生产影响小。采用头脑风暴法，拟定了3个电机组自动断电方案：

方案1：原机改造增加电机自动断电功能；

方案2：独立开发PASSIM电机自动断电系统；

方案3：中控室远程控制电机断电。

通过对三种方案的分析对比，实施方案2硬件成本低，且不需修改原有电机的控制系统，开发和调试周期短，故选用方案2。方案2的电路连接图如图1所示。

图1 电路连接图

图1中I1和I4为原设备主PLC的输出信号，Q2接入卷烟机节点PLC中模拟手动关闭料斗&风机的动作，I5在实际安装中未连接外部触点，采用手动短接24V实现清零的功能。

对电机自动断电系统进行输入/输出配置、电路设计和编程后，对系统进行了仿真，效果良好，如图2所示。

图2 系统仿真

（5）控制改善效果

在该阶段，建立企业生产中运作规范、实施流程控制，对实施结果进行总结，以便下一个循环对系统进行改善。

PASSIM卷烟机改进的控制系统投入使用后，组织现场8名操作工进行了工作原理和操作方法培训，通过现场考评，每位操作人员均能够正常使用新系统。

为巩固已有成果，制定了《PASSIM电机自动断电系统操作手册》和《LOGO!控制器使用手册》，程序文档记录和电路接线图等纳入卷包车间卷烟机设备存档。

PASSIM卷烟机新系统上线后，对5＃PASSIM卷烟机的评价结果显示，电机自动关闭累计时间为5022分钟，节电约2200度，停待机电耗降低41%。

若电价按1.2元/度计算，每组PASSIM卷烟机可节约2600元/月，卷烟厂卷包车间现有18组卷烟机，一年可节省费用约564000元。

精益六西格玛管理法通过运用科学、有效的量化方法，分析和改进卷烟厂中PASSIM卷烟机业务流程中的关键因素，消除了非生产性电耗，PASSIM卷烟机生产过程节电效果显著。

3 结束语

精益六西格玛整合了精益生产与六西格玛管理的优点，突破了精益生产与六西格玛单独解决问题时的局限性，形成新的工业生产管理方法，能快速有效地达到管理目标。由于卷烟生产企业的特殊性，生产成本、产品质量与流程速度都有很大的改进空间，将精益六西格玛运用到卷烟生产中，能有效提高企业的效绩，增强在市场中的竞争力，为企业的创新与持续发展提供不竭的动力。

[1]鲍英松.基于精益生产理论的卷烟生产模式研究——以贵阳卷烟厂为例[D].贵州大学硕士学位论文，2009.

[2]赵龙. 卷烟生产企业的设备精益化管理[J]. 设备管理与维修,2012(1)：11-12.

[3]刘京广.精益生产方式在长沙卷烟厂的应用方案设计[D].中南大学硕士学位论文，2008.

[4]上海烟草(集团)公司. 减少筒壁粘料，提高烟叶利用-上海卷烟厂六西格玛项目案例[J]. 上海质量，2004，(9)：39-41.

[5]杨雷.青岛卷烟厂六西格玛管理项目实施研究[D].中国海洋大学硕士学位论文，2008.

[6]青岛卷烟厂卷包车间. 高效优质的项目团队建设[J]. 中国质量，2011，（4）：19-20.

[7]李晓晟.精益生产、六西格玛和ERP的结合研究[J].中国管理信息化，2012，15(01)：36-38.

[8]相福军,王玉荣.精益6西格玛,攻守兼备的流程优化利器组合[J/OL]. http://www.6sq.net/qtool/lean/1611.html/2012-07-15.

[9]周延虎,何桢,高雪峰.精益生产与六西格玛管理的对比与整合[J].工业工程，2006,9(6):1-4.

[10]项彪,陈同军. 精益生产与六西格玛管理的整合与实践[J]. 上海质量,2012,1:66-69.