摘要 推動高質量發展是“十四五”時期我國經濟社會發展的主題，建設質量強國是國家發展的重要目標。六西格瑪屬于全面質量管理的繼承性發展，是實現產業全過程、全方位和全鏈條質量升級的科學方法論。本文圍繞六西格瑪方法論在木材工業中的應用研究現狀展開分析與探討，綜述了六西格瑪在生產工藝改進、生產效益提升、供應鏈優化以及產業可持續發展等方面為推動產業高質量發展做出的積極貢獻。同時，針對六西格瑪方法論在木材工業領域的推廣應用、優化改進與數字化賦能等方面提出相關建議，指出應廣泛開展木材工業六西格瑪質量管理項目，提煉產業共性質量問題，完善質量提升解決方案，推動產品設計、研發、生產、使用全生命周期質量持續改進，并結合產業實際情況積極開發新型質量管理工具，推進產業質量管理數字化，開展以數據驅動的產業發展戰略與技術體系研究，旨在為木材工業產品全生命周期質量升級策略的制定提供科學依據，在以質量效益導向型發展戰略為主導的國家經濟發展主旋律下，持續推進產業高質量發展。

　　關鍵詞 六西格瑪;木材工業;質量;過程控制

　　我國經濟已由高速增長階段邁向高質量發展階段，從數量追趕到質量追趕的質量效益導向型發展戰略已拉開序幕并逐步實施[1-2]。黨的十九大明確指出，必須堅持質量第一、推動經濟發展質量變革、增強我國經濟質量優勢、建設質量強國。2020 年，《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》將推動高質量發展設定為“十四五”時期我國經濟社會發展之主題，并強調以深化供給側結構性改革為主線，改善供給質量，堅定不移建設質量強國。木材工業是以木材為原料，采用機械或化學方法進行加工制造各類木制產品的工藝過程，在國民經濟中占有重要地位。據《中國林業和草原統計年鑒》統計，2019 年我國木材加工和竹木制品制造業產值約 2.8 萬億元，約占全國林業總產值的 34.5%[3]。

　　然而，我國木材工業質量競爭力較低，產品質量波動較大。依據國家市場監督管理總局發布的制造業質量競爭力指數統計數據，木材加工和木、竹、藤、棕、草制品業質量競爭力在制造業中處于中下水平。2012—2021 年國家監督抽查數據顯示，我國人造板產品合格率為 76.9%～98.0%，木地板為 87.8%～100%，木制家具為 81.1%～90.9%，產品合格率波動較大。目前，我國木材工業質量監督機制聚焦于終端質量的檢驗與評價。此類監管機制雖必不可少也成效顯著，但不能預防質量問題的發生，不利于根本問題的發現與解決[4]。

　　近年，我國相繼出臺《關于加強質量認證體系建設促進全面質量管理的意見》《關于大力開展質量基礎設施“一站式”服務的意見》和《制造業質量管理數字化實施指南(試行)》等重要政策文件，聚焦產業全面質量管理，優化質量政策體系建設與質量基礎設施布局，大力推進產業全過程、全方位和全鏈條的質量升級。為緊跟國家質量提升步伐，木材工業亟需形成一套新的質量提升策略，聚焦產品全生命周期的控制及優化，從根本上提高產品質量，引領產業高質量發展[5-6]。

　　針對過程質量的管理制度與控制機制能夠提供基于過程改進的質量提升解決方案，在源頭上杜絕產品質量問題，同時促進創新意識的孵化，孕育新的發展動力[7-8]。六西格瑪方法論屬于全面質量管理的繼承性發展，已經在全球范圍內成功實施了超過30 年。它可以應用于從服務業到制造業，從工藝流程改進到供應鏈優化等任何形式的組織與過程，在準時性、成本、質量以及客戶滿意度等方面產生積極作用[9-10]。本文圍繞六西格瑪及其在木材工業中的應用研究現狀展開分析探討，并提出相關建議，旨在為形成木材工業產品全生命周期質量升級策略提供科學依據，持續推進產業高質量發展。

　　1 六西格瑪方法論基本概況

　　六西格瑪最初的含義來自于統計學中最常見的正態分布。δ(即西格瑪)在統計學中代表“標準差”，6δ 源于摩托羅拉公司一位工程師在研究制造缺陷和可靠度之間的關系時的一個驚人結論，即需在產品設計半個公差限范圍內包含 6 倍標準差，才能從源頭上杜絕產品缺陷的發生。在考慮了平均值可能含有的 1.5 個 δ 的偏移后，半個公差限內可以包含 6 個 δ，此時，每百萬次機會中出現缺陷的個數只有 3.4(相當于正態分布超過 4.5 個 δ 外的單側概率)。因此，六西格瑪的統計學含義代表的是理想化的高質量水平[11-12]。廣義上講，六西格瑪是一種以客戶需求為導向，基于數據的質量改進決策方法。

　　具體來說，即依靠可信的數據收集方式，將已建立的統計管理工具整合到“界定(Define)-測量(Measure)-分析(Analyze)-改進(Improve)-控制(Control)”(DMAIC)的質量改進方法中，從而針對質量問題癥結所在，采用統計方法進行決策，從根本上減少質量缺陷和波動。其中，“界定”是指識別存在的最重要的問題;“測量”是確定當前質量水平，即確定底線質量，在此階段涉及數據收集計劃、測量系統穩定性評價以及測量方法確定;“分析”是對收集到的信息及數據進行分析，找到主要原因;“改進”是針對主要原因提出最優解決方案;“控制”在于對改進成果進行保持[11,13]。六西格瑪計劃的成功在很大程度上取決于實施過程中工具和方法的正確選擇，各階段常用的工具和方法(按其在制造業的使用頻率進行排序)。

　　如今，六西格瑪已逐漸從一種過程改進的方法演變成為一種提升企業競爭力和實現組織變革的戰略舉措，從更廣泛的意義上講，六西格瑪已成為一種文化和管理哲學[14]。此外，六西格瑪方法論與先進數字技術的融合將為產品質量提升提供更廣泛的思路，引領產業質量創新發展[15]。Gupta 等[16]對大數據分析技術在六西格瑪精益管理中的應用進行了綜述和展望，表明DMAIC 每一個實施流程均可與大數據分析工具緊密結合。Sordan 等[17]通過文獻綜述歸納了智能信息物理系統(如傳感器、工業物聯網、無線射頻識別等)、模擬仿真技術和大數據分析技術與流程圖、關鍵性能指標測量系統、質量功能展開、過程能力分析、統計過程控制等六西格瑪管理工具的關聯特性，提出了六西格瑪與工業 4.0 技術交互用于過程質量控制的創新視角。

　　2 六西格瑪方法論

　　在木材工業中的應用研究現狀現有研究表明，六西格瑪方法論能夠有效促進木材工業生產工藝的改進和生產效益的提升，同時，在供應鏈優化、產業可持續發展等方面也發揮了重要作用。列出了現有研究中六西格瑪應用類型、DMAIC 各實施階段使用工具、所解決的問題和應用成效。

　　2.1 生產工藝改進

　　六西格瑪方法論在木制品組裝、家具板材生產、木器表面涂飾和木地板制造等生產工藝改進方面成效良好。Echempati 等[18]針對木箱頂蓋與箱體之間鉸鏈錯位問題，通過量綱分析、直方圖建立過程能力分析，評價了鉸鏈預置過程的一致性和可靠性，得出鉸鏈錯位的主要原因在于壓力計預壓位置和磨砂量的偏離。Li 等[19]在“測量”階段采用測量重復性和再現性評價發現木質部件鉆孔測量系統偏差是導致鉆孔工藝缺陷的主要原因;通過人員培訓、測量儀器及方法優化進行“改進”，并在相同條件下再次進行測量重復性和再現性評價以確定“控制”效果。

　　Simanová 等[20]指出六西格瑪對于不同管理程度的家具生產過程均能夠產生良好的改進效果，并針對家具板材壓貼[20-22]、拋光[20]、封邊[23]等工序進行了一系列六西格瑪研究，通過實施施膠工藝 DMAIC 改進方案，有效地降低了產品缺陷率及制造成本。婁巧蓮等[24]針對板式家具封邊工序的修邊質量問題，基于統計過程控制，采集板材修邊厚度偏差數據進行均值-極差控制圖分析，識別出了影響修邊質量的關鍵點參數，并通過分析修邊設備工作原理及機械構造，對關鍵點參數實施調控措施以提升工序能力。經改進后，修邊工序的過程能力指數從 0.74 提高至 1.00，產品的修邊質量得到有效提升。周瓊輝[25]在“定義”“測量”階段確定了影響水性木器涂料光澤度合格率的關鍵質量特性在于水性乳液粘度、分散時間和分散溫度，并對以上三大特性以及光澤度的測量系統有效性進行了評估;在“分析”階段，采用運行圖和控制圖作生產過程穩定性分析，結合過程能力分析、光澤度質量與關鍵變量相關性分析確定了關鍵因素在于分散時間和分散溫度。

　　針對以上分析結果提出改進計劃，采用運行圖和控制圖驗證了改進效果，最后，通過作業標準化和人員培訓進行“控制”。Uddin[26]針對木地板邊角缺損、色差和分選不當等問題進行了六西格瑪改進。采用魚骨圖從人員、機器、材料和工藝等方面分析得出邊角缺損主要原因在于開榫槽時銑削刀頭變鈍和人員操作不一致，提出了及時更換刀頭和作業標準化等改進措施;采用“5Why”方法分析得出染色人員在色彩辨認上的人為誤差是引起產品色差的主要原因，進而提出使用電子分光光度計替代人工的改進措施，并通過作業指導書和控制圖將使用方法標準化;采用核查表得出分選人員對裂縫、孔洞和波紋等三類缺陷的忽略以及對缺陷界定的不一致是導致木地板分選不當的主要原因，并通過制定相應培訓計劃保證分選操作的一致性。蘇展[27]介紹了 Pareto 圖、頭腦風暴、魚骨圖和統計過程控制圖在木材制品加工業中的應用實例，并通過對進料間隔、進料速度和地板規格的優化提升了木地板榫槽和表面涂飾加工工段的生產能力。

　　2.2 生產效益提升

　　在六西格瑪 DMAIC 實施框架中融入精益管理方法能夠有效減少浪費，提高生產效益。Guerrero等[28]基于價值流圖收集了一家小型家具公司餐椅制造過程的增值及非增值時間、生產效率等精益指標數據，結合 Pareto 圖、DPMO 數據得出因產品缺陷產生的返修是造成生產浪費和成本損失的主要來源。經“分析”階段確定木材原料質量和生產操作方法是影響產品缺陷的主要因素，通過試驗設計和方差分析闡明了木材種類、木材切割方向、木材含水率和人員素質等因素對產品缺陷率、木材利用率和利潤的影響規律，指出保證木材原料質量是改進的關鍵要點，并確定了最優生產條件。

　　該公司有望在實施改進措施后降低缺陷率 25%，減少浪費 13%。Ishak 等[29]針對木質托盤裂縫和松釘等主要缺陷進行精益六西格瑪改進，分析得出主要問題在于生產過程管控不到位。經采取工作場所管理、5S 改進和工序標準化等改進及控制措施，工序數量和非增值時間減少，交付周期縮短，生產效率得到顯著提升。Roth 等[30]對延誤用時、信息流程圖、物料流程圖、工序用時和員工生產活動用時進行數據收集與分析，優化了人機圖、標準化工作計劃和生產布局，通過減少非增值生產活動和機器閑置提高板材印刷生產線生產效率，從而增強企業市場競爭力。Hardy 等[31]針對層積板材精加工工序中手工修剪環節的低效問題，提出了改善生產布局、配置自動化計數裝置、實施“單分鐘換模”、引入“制造板”和“Andon 法”等五項改進策略，通過提升人員與物料流動通暢性、減少人工誤差及延時、縮短環節轉換時間、提高溝通效率促進生產效率及設備綜合使用率的提升，節約了成本投入。

　　2.3 供應鏈優化

　　六西格瑪方法論不僅有益于木材工業的生產過程控制，還能夠用于指導原料優選、提升供應商能力和促進產品消費，從而優化木材工業供應鏈。Tinarwo 等[32]基于 9 種桉樹基因型不同制漿階段的木質素、黏度和 α-纖維素的測定數據，采用廣義加性模型和分數多項式模型分析了桉樹基因型對制漿工藝化學性質的影響。王睿坤[33]以提高設備利用率、優化生產布局、減少內部運輸、提高空間利用率、優化自動化生產線、減少在制品存量、減少廢品率和返工率，以及降低成本為“界定”目標，從木質相框采購商角度發起針對供應商的精益六西格瑪改進，改進后供應商產品缺陷率降低，生產效率顯著提升，采購價格降低 4%～6%。Sadraoui 等[34]采用六西格瑪方法論研究了一家家具部件制造企業的產品消費情況，對不合格產品及其引起的經濟損失、客戶投訴進行故障模態及其效果和臨界性分析，針對不合格項目、客戶投訴、事故或偶然事件提出相應的預防與糾正措施，改進后達到了零投訴水平。

　　2.4 產業可持續發展

　　Tasdemir 等[35]將可持續發展理論、精益管理和生命周期評價方法融入六西格瑪 DMAIC 實施框架之中，建立了一套指導木材工業可持續發展的創新理論，并基于生產實踐提出了相應的可持續性評價方法及實施方案。該研究對木材加工產業實現經濟、社會和生態效益三方面共贏具有重要的指導意義，目前已被列入高校研修課程，獲得了國內外學者們的廣泛關注與認可[36]。

　　3 總結與建議

　　3.1 加強六西格瑪方法論

　　在木材工業領域的推廣與應用六西格瑪方法論是一種基于數據的科學的決策方法，它以客戶需求為導向，聚焦于過程控制，追求過程質量穩定性與產品零缺陷率，能夠實現產品全生命周期的控制及優化，從根本上提升木材工業質量水平。然而，目前六西格瑪在全球木材加工行業的實施尚處于初級階段，在國內的實施更是甚少。因此，應全面推進六西格瑪思想與理論基礎學習，加強六西格瑪在木材工業領域的推廣與應用，廣泛開展木材工業六西格瑪質量策劃、質量控制、質量保證和質量改進項目，并從中提煉產業共性質量問題，逐步完善質量提升解決方案，推動產品設計、研發、生產、使用全生命周期質量持續改進。

　　3.2 結合產業實際情況，優化質量管理體系，開發新型質量管理工具

　　在實踐過程中，應結合我國木材工業產業特點、發展方向等實際情況，對六西格瑪及其 DMAIC各實施階段質量管理方法與技術進行進一步優化，積極開發新型質量管理工具。例如，在國家大力倡導的“雙碳”背景之下，應積極探索六西格瑪與可持續發展理論、三重底線理論、精益管理、生命周期評價等國際先進管理方法相互融合的機制與路徑，形成促進生態、經濟和社會三大效益協同共贏的產業質量提升創新方法與管控體系，以質量為抓手帶動產業可持續綠色發展。

　　3.3 推進產業質量

　　管理數字化，開展以數據驅動的木材工業高質量發展戰略與技術體系研究以六西格瑪方法論為理論基礎，融合大數據分析、數字化智能化設備裝置與系統平臺開發等先進數字技術與條件，充分挖掘木材工業產品全生命周期、重點業務環節、全產業鏈與價值鏈質量數據，建立健全產業數據資源體系，系統推進產業質量管理數字化能力提升。開展以數據驅動的木材工業高質量發展戰略研究，推動數據采集、管理、處理、分析和應用技術體系的研發與應用，以數字化賦能產業全過程全方位質量提升。

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　　作者：金 枝,呂 斌,曾 珍,李阜東,付躍進