复杂产品改进中质量目标量化分解方法和实践

◆刘卫卫 顾海涛 俞大海/ 文

复杂产品改进中质量目标量化分解方法和实践

◆刘卫卫 顾海涛 俞大海/ 文

2014年9月在北京召开的首届中国质量大会标志着中国质量发展的一个新的里程碑，质量对经济发展的重要性也进一步得到确认。本文在此背景下通过实践总结了复杂产品质量改进中的质量目标量化分解的方法，并通过实例验证阐述了该方法的可行性，为复杂产品的持续改进提供了一个新的途径。

质量目标；质量目标分解；产品质量改进；复杂产品

引言

质量是国家发展的战略问题，国家主席习近平在2014年提出三个转变，其中“中国速度向中国质量转变”的要求正是体现当今中国对质量的态度。质量管理大师朱兰博士曾提出“21世纪是质量的世纪”。

产品的持续改进被证明是提升产品质量的有效途径，通过设定并达成质量目标，不断挑战更高的质量目标，最终实现产品质量的持续提升。福特汽车公司设计出的T型车，采用流水线的作业模式，大大提高生产标准化，使得汽车的可靠性和成本大为改善，从而掀起了全球汽车工业的革命。丰田汽车公司推行了精益生产模式，其核心理念就是持续的改进和提高，进一步提高了汽车的质量，提升了企业的实力，最终使日本汽车业风靡全球。摩托罗拉公司提出了六西格玛方法，成立了不同级别的改进团队，对产品、流程进行持续改进，被全球众多企业所推崇，使得大规模高质量生产得到了极大提升，电子产品更可靠，价格更低，使世界人民享受到了科技带来的好处。

在大规模标准化生产中，有众多成功的质量提升方法和理论。然而，在针对复杂产品的质量提升中却很难发挥优势。所谓复杂产品有几个特点：1.产品物料种类和数量多，如包含电子器件、光学元件、非标精密结构件等，物料的合格控制难度大；2.产品子系统多，并且子系统间功能和性能的耦合性强，在产品设计中往往存在系统性的设计缺陷，在量产过程中才会逐步暴露；3.产品的生产自动化程度低，有多个核心工艺依赖操作人员的娴熟程度和技能水平，工艺一致性的控制难度大；4.产品属于小批量多品种，产品的软硬件配置繁多，版本管理复杂，生产过程需要在不同的工艺标准之间切换，质量控制难度大。复杂产品的以上特点，导致此类产品的故障类型繁多，缺陷的分布分散，难以找到重点改进方向，并且存在系统性的设计缺陷，需要成立系统层面的团队进行改进，验证和测试周期长。所以对于这类复杂产品的缺陷数在生命周期内收敛速度非常缓慢，通常需要数年时间来使产品故障率达到稳定状态，丧失了市场竞争先机。

本文在总结多年复杂性产品质量管理经验的基础上，介绍了基于失效模式量化统计的质量目标分解方法，既明确了每一项改进的目标，也量化了每一项改进对质量提升的价值，并且在此基础上建立了量化的质量改进相关KPI考核目标，使复杂产品质量改进管理工作科学、理性、目标明确。

1 设定质量目标的重要性

《ISO9001质量管理体系 要求》中明确规定，组织应形成文件的质量方针和质量目标；最高管理者应确保在组织的相关职能和层次上建立质量目标。按照ISO9001的规定，组织相关职能和层次上需建立质量目标。产品也同样要制定相应的质量目标，质量目标的制定对产品质量的改进和提升存在如下几个方面的意义：

(1)质量目标可以有效衡量产品质量的实际情况，知晓产品质量的水平；

(2)明确的质量目标能够确保团队目标的一致性，以便产品质量改进工作的有效施行；

(3)合理的质量目标设置能够激发质量改进团队的动力，有效地实现产品质量的提升；

(4)不断提高的质量目标引领产品质量水平的不断提升。

必须要强调的是改进工作的第一步就是要确定质量目标，有了质量目标才能组建团队，否则只能是临时团队，不能保证质量改进工作的持续开展，也不能形成团队合力。质量目标的设定必须是量化的，空泛的、模棱两可的目标对质量改进工作不能起到指导意义。按照ISO9000族质量管理体系中的八项质量管理原则——基于事实的决策方法，质量目标最好是用数据来表示，确保目标的明确和可量化。

2 质量目标量化分解方法

2.1 质量目标分解的理论基础

朱兰博士指出，历史数据被用来作为制定标准的一个依据，然而如果我们对历史数据进行分析，则会为我们的决策工作带来帮助。这里的标准可以理解为工作目标。经过多年对产品质量管理的经验积累，发现对于量产的产品，不改变某个失效模式的质量控制策略，那么在接下去的一个周期（通常为一年）内故障率水平与上一个周期故障率水平相当。这里指的失效模式是广义的失效模式，不单指系统或零部件的失效，也包括过程、流程、体系问题导致的顾客要求不满足。那么在此规律的基础上就可以通过分析上一个周期每个失效模式的故障率（历史数据）以及针对失效模式的质量改进策略，预测下个周期的故障率，并且获得不同部门或者环节的质量改进量化目标。

2.2 确定产品的质量关键绩效指标

质量目标是针对产品或者质量过程设定的，需要监控的产品或质量过程的质量指标称之为关键绩效指标。质量关键绩效指标（质量KPI）可以基于产品的交付过程来设定，通过控制并改进整个产品交付过程的质量关键绩效指标来实现整个产品质量的持续改进。首先需要拆分产品的交付过程。A产品的交付过程被拆分为7个阶段（见图1），客户签单过程、客户需求分解和传递过程、产品开发过程、产品制造过程、产品检验过程、产品安装投运过程、产品使用过程。然后分别针对每个阶段识别过程质量关键点，对应的质量关键点需设置质量目标，并使用关键绩效指标（质量KPI）来表示。

客户签单过程的质量关键点是准确和完整地收集客户需求，可以设置客户需求收集完整率的KPI。客户需求分解和传递过程的质量关键点是客户需求分解的准确性，可以设置客户需求分解准确率的KPI。产品制造过程的质量关键点是制造过程中产品的质量问题和返工情况，可以设置产品一次直通率的KPI。产品检验过程的质量关键点是检验合格与否及合格的比率，可以设置检验合格率的KPI。产品安装投运过程的质量关键点是成功实现安装投运，获得客户验收通过，可以设置一次安装合格率或客户验收通过率的KPI。产品使用过程的质量关键点是使用过程的故障情况，可以设置保修期内故障率的KPI。

通过以上方法层层分解并制定质量关键绩效指标（KPI）后，只需要确定每个KPI指标的质量目标，就实现了整个产品交付过程的质量目标分解及覆盖，通过质量目标的监控和改进实现产品质量的控制和改进。

2.3 建立测量系统

图1A产品交付过程质量目标设定示意图

当KPI指标确定后，怎么合理地确定这个KPI指标的目标值呢？也就是怎么确定这个质量关键点的质量目标呢？量化的确定对应KPI质量目标值的基础就是针对KPI指标建立一整套数据收集的方法，这里我们称之为测量系统。质量目标必须具有权威性才能确保其在质量考核中的有效应用，那么通过测量系统收集量化的质量数据是保证质量目标权威性的基础工作。质量目标量化分解首先必须建立测量系统，测量系统是基于KPI的设置来建立的，只有通过测量确定KPI的实际值之后，才能通过分解的方法确定合理的质量目标。在所有质量改进的相关理论中，测量都是其中必要的一个环节。以A产品使用过程的KPI保修期内故障率为例来进一步说明如何建立测量系统。

要测量A产品的月保修期内故障率，必须分析月保修期内故障率是如何组成和计算的。

A产品的月保修期内故障率= （A产品每月保修期内仪表的故障数量/A产品当月的保修期内产品总数）＊100%

那么如何获取A产品每月的保修期内故障数量呢？可以采用客户之声（VOC）系统进行数据收集。建立VOC系统，确保客户能够顺利通过拨打客服热线或其他方式反馈其在使用过程中遇到的问题，由客服专员及时处理并详细的记录下来。通过分析VOC系统每天记录的数据，即可顺利的得出客户当月反馈的A产品保修期内故障问题数量。由于A产品的生产、发货和安装记录都是有档案记录和归档的，因此也能简单的获取A产品当月的保修期内产品总数。有了以上两个数据以后，就能够通过月保修期内故障率的计算公式，顺利的计算出A产品的月保修期内故障率实际值。如下表1为某年A产品月保修期内故障率的测量数据：

所有的KPI计算方法都是类似的，必须先明确KPI的组成和计算公式，然后通过设计相应的测量系统收集公式中所需的数据，并最终计算出KPI的实际值。

2.4 质量数据的详细分析和量化分解

通过前面的工作，我们已经建立了整个产品的关键绩效指标（KPI）体系，并通过测量系统获取了KPI的详细数据，接下来就需要对这些数据进行详细分析和量化分解。所谓的量化分解就是要对测量的实际数据逐条的进行详细分析和分类，基于数据和事实的分解归类。

同样以A产品的保修期内故障率KPI指标举例，通过VOC测量系统我们已经获得准确的每月产品故障信息，如下表2举例某年1月份A产品部分客户报障记录：

按照产品设计问题、外购件质量问题、制程质量问题、服务操作错误、发货问题等类型对每月每个报障进行问题分类。问题分类的目的是通过归类所有问题，明确问题的发生频次和严重程度，从而确定问题改进的优先级和投入成本，同时也为量化分解质量目标的数据统计工作打下基础。很多时候一级分类可能并不足以解决问题，可以对问题进行二级甚至三级分类，比如A产品设计问题可再细分为硬件设计问题、软件设计问题、机械结构设计问题等。

2.5 基于量化分解的改进策略及效果预估

质量目标量化分解方法的核心工作是需要对归类后的细分问题进行详细分析，并制定预防改进措施。举例：如下表3，A产品保修期内故障率产品质量问题的细分问题类型硬件问题月保修期内故障率为0.25%，经过数据统计分析发现硬件问题的30%是由于X器件选型错误导致的，因此需要对X器件进行重新选型以便彻底解决此类问题。由于重新选型器件后能够彻底解决此类问题，因此改进后预估硬件问题的故障率下降比例为30%。那么改进后硬件问题的月保修期内故障率为0.25%-0.25%＊30%=0.18%。对X器件进行重新选型这个预防改进措施就是降低下一年度硬件问题月保修期内故障率的关键事项，所有预防改进措施实施的目的就是消除A产品在保修期内的某种固有的失效模式，从而实现产品故障率的逐步降低。

表1 某年A产品月保修期内故障率数据

表2 某年1月份A产品客户报障记录表

质量目标量化分解结果准确与否的关键是对每个预防改进措施所产生的效果预估的准确性。在这里需要特别指出的是所有的预估必须要有逻辑性的推导说明，并记录在表3[故障率降低目标的计算说明]栏中。故障率下降预估有如下几个注意点：

（1）应合理的评估改进措施对最终解决该问题产生的效果，每个改进措施的效果应有实验数据支持；

（2）预估故障率下降时需考虑改进措施落实至实际产品中的准确时间，改进措施未落实前的问题故障率仍旧保持不变。举例：如上A产品硬件问题的X器件故障改进措施是重新选型新器件，该措施由于考虑新器件的选型和采购周期，预计需要在下一年度的3月底才能完成在新生产产品上全部切换，因此第二年一季度生产的产品X器件的故障率仍旧会保持在原先的水平，只有等到3月底完成新器件切换后，新产品的故障率才能得到降低，那么预计第二年降低后硬件问题的月均保修期内故障率为0.25%-0.25%＊30%＊[（12-3）/12]≈0.19%。

2.6 获得质量目标

如表3，对所有细分故障类型问题进行分析和制定预防改进措施，并完成故障率降低预估。预估确定后，每个细分问题目标的故障率也就确定了，对所有细分故障率进行求和，下一年度A产品月保修期内故障率的质量目标也就制定完成。由表3分解可知下一年A产品月保修期内故障率的质量目标是0.73%。0.73%的月保修期内故障率质量目标值即是第二年A产品质量改进团队的质量目标值。下一年度的每个月的保修期内故障率都需要与质量目标值进行比较，确定达标与否，该目标值可作为质量改进团队的绩效考核依据。

表3 A产品月保修期内故障率质量目标量化分解表

通过表3同时确定了下一年度的质量改进关键事项，质量改进关键事项是实现第二年的质量目标的重要抓手，是质量目标有效落地的保证。

3 结论

本文详细介绍了使用量化分解的方法制定复杂产品改进中的质量目标，通过建立测量系统实现数据量化，并将数据分解至最小可改进目标，通过最小目标的改进，实现总体质量目标的确定。通过结合实际产品改进中的实践举例，验证了该方法在复杂产品改进中质量目标分解的可行性，为复杂产品改进中质量目标的设定提供了科学的方法。该方法在确定质量目标的同时，还输出了确保质量目标达成的质量关键事项，使得质量目标的完成有了明确的抓手，为产品质量改进的成功提供了更有力的保障。

（略）

[作者单位：聚光科技（杭州）股份有限公司]