SIGMA模型（共7篇）
SIGMA模型 篇1
阿片类麻醉镇痛药是任何可以与中枢神经系统或胃肠道中阿片类受体结合的药物。阿片类药物在医学上被作为强镇痛药应用[1],属于典型的麻醉类镇痛药,用于缓解严重疼痛或慢性疼痛,但其潜在成瘾性使应用范围受到影响。另一大类镇痛药对乙酰酚胺和氯胺酮属于非麻醉类镇痛药。对乙酰氨基酚是最常使用的非处方解热镇痛抗炎药[2],它非常受欢迎,因为它既对轻度至中度的疼痛有效而且不具有成瘾性,价格也相对便宜。然而必须强调的是,某些剂量的对乙酰氨基酚的不良反应不容忽视,如服用剂量超过4 000 mg/d或长期使用会增加肝损害的风险。氯胺酮是N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDA)的非竞争性颉颃剂[3],在受体水平,氯胺酮可通过作用于NMDA受体、阿片受体抑制单胺类神经递质的再摄取等机制发挥其中枢镇痛作用。氯胺酮的主要不良反应是在麻醉恢复期有幻觉、躁动不安、恶梦及谵语等精神症状,其次是在术中泪液、唾液分泌常常增多,血压、颅压及眼压升高。偶有一过性呼吸抑制或暂停,喉痉挛及气管痉挛多半是在用量较大、分泌物增多时发生。此类反应均与剂量相关,剂量越大,风险则越大。上述药物不良症状的出现,不但因药而异,而且也因人而异,其共同点是剂量越大、带来的不良反应越明显,而剂量小则无法达到理想的镇痛效果。因此,有必要探讨既有效又安全的镇痛方案。鉴于此,本研究将sigma1受体作为神经性疼痛治疗的新药研发靶点,采用醋酸诱导的小鼠疼痛模型,探讨了sigma1受体颉颃剂与其他已知镇痛镇静药之间的协同镇痛效果,现将结果报道如下。
1 材料
1.1 主要试剂
Sigma1受体激动剂PRE084、sigma1受体颉颃剂BD1047、NMDA受体颉颃剂氯胺酮、阿片类受体激动剂吗啡、非麻醉类镇痛剂对乙酰氨基酚,均购自Sigma公司。
1.2 试验动物及分组
昆明种小鼠,雄性,体重为20~25 g。将小鼠随机分为saline组、腹痛组、腹痛+PRE084(30,100 nmol,鞘内注射)组、腹痛+BD1047(10,30,100 nmol,鞘内注射)组、腹痛+氯胺酮(5,10,20 mg/kg,腹腔注射)组、腹痛+吗啡(0.5,1,3 mg/kg,腹腔注射)组、腹痛+对乙酰氨基酚(10,50,150 mg/kg,腹腔注射)组、腹痛+氯胺酮(5,10,20 mg/kg,腹腔注射)+BD1047(30 nmol,鞘内注射)组、腹痛+吗啡(0.5,1,3 mg/kg,腹腔注射)+BD1047(30 nmol,鞘内注射)组、腹痛+对乙酰氨基酚(10,50,150 mg/kg,腹腔注射)+BD1047(30 nmol,鞘内注射)组。每组3只小鼠。
1.3 腹痛模型的建立
试验开始前,先将试验动物放进试验环境(直径为20 cm,高为25 cm),适应30 min后用生理盐水将醋酸稀释至0.9%,以20 m L/kg的浓度注入腹腔,记录30 min内小鼠的扭体次数。
1.4 药物的注射
Sigma1受体激动剂PRE084(30,100 nmol)及颉颃剂BD1047(10,30,100 nmol)采用脊柱内注射法,具体方法为将5μL药品溶于生理盐水中,然后灌入50μL汉密尔顿注射器,在醋酸造模前10分钟,用纱布盖住小鼠的头部,用拇指和中指按住小鼠脊柱L5横凸,选择最突出的部位,将皮肤捏紧,剃毛,消毒,采用30号注射针头进行脊柱内注射,以观察到小鼠有侧向甩尾动作表示药物注入到蛛网膜下腔。氯胺酮(5,10,20 mg/kg)、吗啡(0.5,1,3 mg/kg)、对乙酰氨基酚(10,50,150 mg/kg)均采用腹腔注射法,在醋酸造模前30分钟注入腹腔。混合注射组的BD1047以30 nmol的剂量进行脊柱内注射。
1.5 统计学分析
试验数据以平均值±标准差表示,所有试验所得数据采用Graph Pad Prism 5.0软件进行分析。试验数据采用STAT软件进行方差分析,各样本的平均值比较采用newman-keuls检验。
2 结果与分析
2.1 Sigma1受体激动剂及颉颃剂对腹痛的影响
结果见图1和图2。
注:腹部伸展次数为每30 min内的记录次数。
由图1可知:脊柱内注射sigma1受体激动剂PRE084(30,100 nmol,鞘内注射)在任何浓度下都与saline组无明显差异(P>0.05),可见PRE084对醋酸诱导的腹痛无任何影响。
由图2可知:脊柱内注射sigma1受体颉颃剂BD1047(10,30,100 nmol,鞘内注射),在100 nmol浓度下,可以极显著抑制醋酸诱导的腹痛反应(P<0.01);而在30 nmol浓度下,仅出现少量抑制效果,无统计学意义(P>0.05);在10 nmol浓度下,与saline组比较无显著差异(P>0.05)。
2.2 阿片类受体激动剂与sigma1受体颉颃剂之间的协同作用
注:**表示与saline组比较差异极显著(P<0.01);腹部伸展次数为每30 min内的记录次数。
结果见图3。
注:**表示与saline组比较差异极显著(P<0.01),aa表示与腹痛+0 mg·kg-1吗啡+BD1047组比较差异极显著(P<0.01);腹部伸展次数为每30 min内的记录次数。
由图3可知,腹腔内注射阿片类受体激动剂吗啡(0.5,1,3 mg/kg,腹腔注射)后表现为剂量依赖性镇痛效果。取中间剂量的吗啡(1 mg/kg)与BD1047(30 nmol,鞘内注射)联合应用时,其镇痛效果明显强于吗啡(1 mg/kg)单独应用组及BD1047(30 nmol,鞘内注射)单独应用组(P<0.01)。
2.3 NMDA受体颉颃剂与sigma1受体颉颃剂之间的协同作用
结果见图4。
由图4可知,腹腔内注射NMDA受体颉颃剂氯胺酮(5,10,20 mg/kg,腹腔注射)后表现为剂量依赖性镇痛效果。取中间剂量的氯胺酮(10 mg/kg)与BD1047(30 nmol,鞘内注射)联合应用时,其镇痛效果明显强于氯胺酮(10 mg/kg)单独应用组及BD1047(30 nmol,鞘内注射)单独应用组(P<0.01)。
注:**表示与saline组比较差异极显著(P<0.01),aa表示与腹痛+0 mg·kg-1氯胺酮+BD1047组比较差异极显著(P<0.01);腹部伸展次数为每30 min内的记录次数。
2.4 非麻醉类镇痛剂与sigma1受体颉颃剂之间的协同作用
结果见图5。
注:**表示与saline组比较差异极显著(P<0.01),aa表示与腹痛+0 mg·kg-1对乙酰氨基酚+BD1047组比较差异极显著(P<0.01);腹部伸展次数为每30 min内的记录次数。
由图5可知,腹腔内注射非麻醉类镇痛剂对乙酰氨基酚(10,50,150 mg/kg,腹腔注射)后表现为剂量依赖性镇痛效果。取中间剂量的对乙酰氨基酚(50 mg/kg)与BD1047(30 nmol,鞘内注射)联合应用时,其镇痛效果明显强于对乙酰氨基酚(50 mg/kg)单独应用组及BD1047(30 nmol,鞘内注射)单独应用组(P<0.01)。
3 讨论
Sigma1受体与许多神经和精神疾病有关[4,5]。有研究指出,sigma1受体颉颃剂可以增强吗啡的镇痛效果,从而揭示了sigma1受体与镇痛的关联。本研究应用醋酸诱导的小鼠疼痛模型,探讨了sigma1受体颉颃剂的镇痛效果及其与已知镇痛药之间的协同镇痛效果。结果表明:脊髓内注入高浓度的PRE084,对疼痛仍没有任何影响;相反,脊髓内注入sigma1受体颉颃剂BD1047,在低剂量时呈现微弱的镇痛效果,在高剂量时能观察到显著的镇痛效果。
腹痛是由腹内组织或器官受到某种强烈机械刺激或化学损伤所致,其疼痛机制与躯体痛有很大的区别。而临床上腹痛的治疗药物基本是沿用躯体痛的治疗药物,从而失去了针对性。基于此,本研究将几种属于躯体性疼痛治疗剂的药物作为经典镇痛剂,在腹痛小鼠上观察了sigma1受体与其协同镇痛效能。
吗啡和NMDA受体颉颃剂氯胺酮是躯体性疼痛的主要镇痛药物,而吗啡具有较强的成瘾性及耐药性,氯胺酮有很多不良反应,从而限制了其临床持续性高剂量的应用。本研究结果显示,二者对腹痛均有一定的镇痛效果,而与BD1047联合应用可以增强其镇痛效果,其用药剂量也均低于单独用药时的有效剂量,从而可以在一定程度上避免高剂量吗啡及氯胺酮带来的不良反应,还能起到有效的镇痛效果。
对乙酰氨基酚被认为是非麻醉类镇痛药中较为安全的一类药物,尤其是被广泛应用于生理痛等腹痛模型,但由于其镇痛效果不强,近年来主张和其他药物联合应用。本研究结果显示,对乙酰氨基酚与sigma1受体颉颃剂BD1047联合应用可以增强其镇痛效果。
总之,sigma1受体颉颃剂BD1047与其他躯体性镇痛药物联合应用时可显示出较强的协同镇痛效能,此结果对通过sigma1受体颉颃剂开发新的镇痛剂意义重大。
参考文献
[1]鲍杨,马丽敏,贺广宝,等.超低剂量纳洛酮对阿片类药物镇痛效能的影响及可能机制[J].医学与哲学(B),2015,36(2B):70-71.
[2]伍灿,刘代顺.对乙酰氨基酚与哮喘发病的相关性研究进展[J].实用医学杂志,2015,31(5):854-855.
[3]季方兵,姚凤珍,朱娟.不同剂量氯胺酮对经腹全子宫切除术后镇痛的研究[J].实用临床医药杂志,2015,19(9):80-83.
[4]张媛,孙佳锐,刘玉秋,等.Sigma受体拮抗剂在治疗成瘾性药物滥用致神经毒性中的研究进展[J].中国药科大学学报,2014,45(3):253-258.
[5]周宏宇,邹莉波.Sigma受体的生理学及药理学研究进展[J].中南药学,2005,3(6):360-363.
SIGMA模型 篇2
1 ITIL简述
ITIL为企业提供了一套统一的IT服务管理流程。已经发展得比较成熟的ITIL v2.0包括10个核心流程和一些辅助流程。而在新的ITIL v3.0中, 又把生命周期理念加入了整个流程的实施过程中。把不同的流程纳入了服务战略、服务设计、服务转换、服务运营和服务改进———服务生命周期的循环当中 (如图1所示) 。通过对服务质量和成本的持续监控, 改进目标从而提高服务效果。
尽管如此, ITIL并不能保证企业的服务质量一定符合要求。它只是提出了一些提高服务质量的建议 (如服务等级协议SLA) , 并且对相关管理人员提出了大致的职责规定。具体到应该如何实施, 从ITIL中就找不到答案了。也就是说, ITIL只提供了一个IT服务管理的基本框架, 但是具体的实施还需要结合具体情况采用适合的其他工具。
2 六西格玛质量管理技术
6Sigma是一项以数据为基础, 追求几近完美的质量管理方法。该方法的重点是将所有的工作作为一种流程, 采用量化的方法分析流程中影响质量的因素, 找出最关键的因素加以改进从而达到更高的客户满意度。
6Sigma意味着品质合格率达99.999 7%或以上, 换句话说, 每100万件产品只有3.4件次品, 非常接近“零缺陷”的要求。对于一台普通的电脑来说, 如果达到3Sigma的水平, 意味着它每50万次开机中失败33 400次, 如果达到6Sigma水平, 意味着它每50万次开机中只失败2次。
如今, 6Sigma管理已经逐渐被企业界认为是提高质量与效益的有效途径。6Sigma为企业组织在战略、管理、业务层面都提供了解决问题的有效方法, 它的应用也逐步从制造业发展到服务业等其他行业, 正以“零缺陷”高品质带动着企业文化的变革, 成为真正意义上的一种广泛使用的质量管理方式。
DMAIC是6Sigma用于过程改进的一套方法, 包括5个阶段。各阶段中的主要活动如下:
(1) 定义 (Define) :定义核心流程和顾客的关键需求, 识别需要改进的产品或流程, 找出“关键质量特性” (Critical to Quality, CTQ) 。将改进项目界定在合理的范围内。
(2) 度量 (Measurement) :通过对现有过程的测量和评估, 制定期望达到的目标及业绩衡量标准, 识别影响过程结果的输入。
(3) 分析 (Analysis) :利用收集的数据探究因果关系, 分析根本原因, 即确定过程的关键影响因素。提出建议解决方案。
(4) 改进 (Improvement) :确定最优改善方案, 减小或消除关键因素影响以优化过程输出, 使过程的缺陷降低。
(5) 控制 (Control) :试验改进后的方案, 确认其效果, 将改进后的流程文件化、制度化;通过有效的监督, 维持过程改进的成果并寻求进一步提高改进效果的持续改进方法。
3 ITIL与六西格玛理念的相同之处
6Sigma管理的定义为“获得和保持企业经营成功的综合管理体系, 增加顾客满意和使企业获得增长的经营战略途径”。ITIL作为IT服务管理的标准框架, 其目标也是降低服务成本, 提高服务质量和顾客满意度。二者的以下相同之处, 也给它们的结合应用提供了可行性。
(1) 关注客户需求。IT服务管理要求IT服务提供人员不是首先关注IT技术, 而是关注客户的业务需求;把客户的需要, 作为IT服务的目标。6Sigma也是以客户需求为驱动力, 衡量研究对象满足客户要求能力的一种度量方式。对关键因素进行度量和分析, 从而对不能达到顾客要求的问题进行改进和控制。
(2) 以流程为导向。ITIL是面向流程的IT服务的最佳实践。而6Sigma也恰巧认为“过程改进的成功不仅仅在于研究某一项具体指标, 而是在于研究工作的流程以及流程的改进”。
(3) 提倡持续改进。6Sigma的DMAIC模型不是一次性的直线过程, 而是一个迭代过程。而ITIL v3.0将服务改进作为生命周期的一个重要组成部分, 几近完美地切合了6Sigma的DMAIC持续改进理念。
(4) 主张预防性的管理。防火和救火同样重要, 防火能节省维护的资金, 维护名誉, 创造品牌并满足客户的需求。可喜的是, 从事6Sigma质量管理的人员和从事IT服务管理的人员都已经认识到了这一点。
(5) 打破边界的合作。6Sigma力求消除部门之间以及上下级之间的隔阂, 力求在广泛的合作链上展开合作, 当然, 这并不代表“没边界”, 而是理解流程上相关利益者的需求, 尽量获得共赢。ITIL v3.0的生命周期理念, 也打破了各个流程之间的孤立状态, 解决了流程与流程的衔接和整合问题, 为各个部门之间的合作共赢提供了可能。
4 六西格玛与ITIL的结合应用
六西格玛虽然表面上是一个统计概念, 但实际上已经上升为管理理念。
4.1 DMAIC在服务改进模块的应用
服务改进中提出采用七步法 (如图2所示) 对流程进行持续改进。DMAIC模型的价值首先体现在它可以与服务改进模块中的七步法流程相结合。
(1) 确定哪些对象需要衡量:这一步和DMAIC模型中的“定义”阶段相对应。这一步需要定义测评对象, 明确目标, 把改进项目界定在合理的范围内。
(2) 明确哪些对象可以衡量:这一步也可以归属到“定义”阶段。需要确定关键测评对象, 定义测评能力。
(3) 搜集数据:开始了“度量”阶段的工作。根据既定的目标搜集资料, 此时获得的是最原始的数据和资料。
(4) 处理数据:这一步也应该归属到“度量”阶段。通过对现有过程的测量和评估, 识别影响过程结果的输入。
(5) 分析数据:这一步与DMAIC模型中的“分析”阶段相对应。数据在此步骤转变为信息。运用6Sigma中的一些分析工具和方法进行数据分析, 为下一步打下基础。
(6) 展示信息并使用信息:这一步与DMAIC模型中的“改进”阶段相对应。根据信息确定最优改进方案, 并确定此方案带来的收益等。
(7) 采取合适的措施:同样归属到“改进”阶段。实施改进方案并监控实施效果, 对不足的地方进行持续改进。
由以上分析不难看出, 七步改进流程的每一步都跟6Sigma中的DMAIC模型中的步骤相对应。当然, 在分析中没有提到的“控制”阶段则是对七步流程改进法的完善和补充。将通过七步法改进的流程制度化, 通过有效的监督, 维持过程改进的成果并寻求进一步提高改进效果的持续改进方法。使服务改进过程真正地成为一个持续性的循环过程。
4.2 DMAIC在能力管理等具体流程环节中的应用
DMAIC模型不仅可以在循环周期的某个模块上发挥作用, 再进一步, 具体到某个流程上, 如问题管理、能力管理等流程, DMAIC也能够体现出它的价值。下面仅以能力管理为例进行简单说明。
能力管理流程对能力数据库 (CDB) 的相关数据, 根据资源利用率的阈值和服务级别管理设定的阈值进行监控。监控是为了保障每一项IT资源或服务都被最优地利用, 并且达到一定的服务级别。监控过程产生的相应数据除了生成报表外还被进一步分析。分析是为了得到系统利用情况的趋势, 根据趋势预测资源及服务将来可能出现的利用情况, 预测是否会有违反SLA (服务等级协议) 定义的情况发生。分析的结果除了生成报表外也被用来进行进一步优化调整。调整主要包括平衡负载、平衡流量、控制关键资源的适用以及提高资源的利用率, 最终导致变更的实施。监控—分析—调整—实施, 形成一个循环, 使得资源能力、服务能力、业务能力的利用不断完善。
能力管理流程的活动大致上可以按以下方法划归到DMAIC的各个阶段:
(1) 定义阶段:评估现状、构建监控设施和能力数据库、培训员工。
(2) 度量和分析阶段:监控、分析、需求管理、模拟测试、应用选型、编制能力计划。
(3) 改进阶段:调整、实施、维护能力数据库。
(4) 控制阶段:评价考核、制作管理报告。
5 结束语
6Sigma最擅长的就是量化管理, 从发现问题、确定改进范围到搜集数据、分析原因, 提出解决方案并测试、修正, 直到最后确定有效方案并实施监控, 6Sigma都是用数据说话。ITIL是IT服务管理的成熟框架, 它告诉了人们遵循流程应该“做什么”, 但是并没有告诉人们“怎么做”, 也没有提供IT服务质量管理的工具。所以将6Sigma与ITIL相结合, 用DMAIC模型中的先进工具实施ITIL中量化管理和持续优化管理, 能够大大提高ITIL的实施效率和效果。
摘要：在IT服务管理的实施过程中, 服务质量的量化管理是个难题。6Sigma是基于数据的决策方法, 强调用数据说话, 量化是6Sigma的基础。本文提出了ITIL在质量控制中的不足, 然后通过介绍ITIL和6Sigma在理念上的相同点, 阐述了如何运用6Sigma的DMAIC模型指导ITIL的有效实施。
关键词：ITIL,六西格玛,DMAIC模型
参考文献
[1]马慧, 杨一平.质量评价与软件质量工程知识体系的研究[M].北京:人民邮电出版社, 2009.
[2]李东玉.ITIL框架及其在我国银行业的应用[J].金融电子化, 2008 (6) .
[3]孙强, 左天祖, 刘伟.IT服务管理概念、理解与实施[M].北京:机械工业出版社, 2004.
[4][美]彼得.潘德.六西格玛是什么[M].王金德, 译.北京:中国财政经济出版社, 2002.
SIGMA模型 篇3
一、六西格玛的由来
Sigma (中文译名“西格玛”) 是希腊字母σ的中文译音, 统计学上用来表示“标准偏差”, 即数据的分散程度。6sigma即意为“6倍标准偏差”。在这里面涉及到几个概念, 六西格玛是帮助企业集中于开发和提供近乎完美产品和服务的一个高度规范化的过程。测量一个指定的过程偏离完美有多远。六西格玛的中心思想是, 如果你能“测量”一个过程有多少个缺陷, 你便能有系统地分析出, 怎样消除它们和尽可能地接近“零缺陷”。
6Sigma的概念最早由摩托罗拉提出, 推行六西格玛之后的摩托罗拉, 产生巨大的蜕变, 在品质方面超越当时的日本。它可以用来衡量一个流程的完美程度, 显示每100万次操作中发生多少次失误。“西格玛”的数值越高, 失误率就越低。具体说来, 相关数据可以表示如下:
1西格玛=690000次失误/百万次操作
2西格玛=308000次失误/百万次操作
3西格玛=66800次失误/百万次操作
4西格玛=6210次失误/百万次操作
5西格玛=230次失误/百万次操作
6西格玛=3.4次失误/百万次操作
7西格玛=0次失误/百万次操作
6西格玛模式由摩托罗拉公司于1993年率先开发, 采取6西格玛模式管理后, 该公司平均每年提高生产率12.3%, 由于质量缺陷造成的费用消耗减少了84%, 运作过程中的失误率降低99.7%。但是, 让六西格玛在短短几年内, 成为许多世界级企业争相投入, 作为降低成本、提高竞争力最大妙方的最大功臣, 则是美国通用公司的杰克韦尔奇。通用公司的韦尔奇指出:“6西格玛已经彻底改变了通用电气, 决定了公司经营的基因密码 (DNA) , 它已经成为通用电气现行的最佳运作模式。
当然, 6西格玛模式的含义并不简单地是指上述这些内容, 而是一整套系统的理论和实践方法。它着眼于揭示生产流程中每百万个机会当中有多少缺陷或失误, 这些缺陷和失误包括产品本身、产品生产的流程、包装、转运、交货延期、系统故障、不可抗力等等。大多数企业运作在3至4西格玛的水平, 这意味着每百万个机会中已经产生6210至66800个缺陷, 这些缺陷将要求生产者耗费其销售额的15%-30%进行弥补。而一个实施6西格玛模式的公司仅需耗费年销售额的5%来矫正失误。6sigma管理即要求企业在整个流程中 (而不仅限于产品质量) , 每百万个机会中的缺陷率少于3.4, 这对企业来说是一个很高的目标。
随着将近二十年来的应用发展, 六西格玛已由原先摩托罗拉创建成型的质量管理战略上升到了一整套系统的使公司达到世界级的质量和竞争力的管理策略和技术手段。
6西格玛管理的含义可归纳为:一种以顾客为中心, 以质量经济性为原则, 以数据为基础, 以“黑带团队”为组织架构, 通过严格的项目策划和DMAIC (定义、测量、分析、改进、控制) 严密的实施过程, 实现以质量创效益目标的现代质量管理方法。我们可以从两个方面去理解6西格玛管理, 当其作为管理哲学时, 要求企业完全从顾客角度, 而不是从自己角度来看待企业的各种流程, 按顾客的要求来建立标准, 产生世界级的产品和服务, 使顾客不仅满意而且得到惊喜。当作为流程能力和统计学上的6倍标准差理解时, 6西格玛的流程能力相当于每百万次机会中只有3.4个缺陷, 这几乎接近零缺陷。
二、导入六西式格玛管理模式的必要性
6西格玛管理是“寻求同时增加顾客满意和企业经济增长的经营战略途径。”是使企业获得快速增长和竞争力的经营方式。它不是单纯的技术方法的引用, 而是全新的管理模式。6西格玛管理具有以下特点:
(1) 比以往更广泛的业绩改进视角, 强调从顾客的关键要求以及企业经营战略焦点出发, 寻求业绩突破的机会, 为顾客和企业创造更大的价值;
(2) 强调对业绩和过程的度量, 通过度量, 提出挑战性的目标和水平对比的平台;
(3) 提供了业绩改进方法。针对不同的目的与应用领域, 这种专业化的改进过程包括:6西格玛产品/服务过程改进DMAIC流程, 6西格玛设计DFSS流程等;
(4) 在实施上由“勇士Champion”、“大黑带MBB”、“黑带BB”“绿带GB”等经过培训职责明确的人员作为组织保障;
(5) 通过确定和实施6西格玛项目, 完成过程改进项目。每一个项目的完成时间在3-6个月;
(6) 明确规定成功的标准及度量方法, 以及对项目完成人员的奖励;
(7) 组织文化的变革是其重要的组成部分。
根据麦肯锡公司的调查和研究表明, 一个3sigma企业只要组织其现有资源进行核心业务流程改进, 如果每年可以提高一个sigma水平, 那么每年可以获得以下收益:利润率增加20%;产能提高12-18%;雇员减少12%;资本投入减少10-30%, 而且直至提升到4.8sigma企业均无须大的资本投入, 当达到4.8sigma时, 再提高到6sigma则需要增加投入, 但此时产品的竞争力已大幅提高, 市场占有率极高, 给企业带来的利润将远远大于此时的投入。GE、摩托罗拉、杜邦、福特、美国快递、联信、联想等公司实施6sigma管理取得的巨大成功就是最好的证明。
为什么6Sigma管理能给组织带来如此明显的利益收获?为什么6Sigma管理表现出强劲的发展劲头, 成为企业组织在新经济环境下获得竞争力的重要手段呢?归纳起来可以有三个方面的原因:
第一, 关注底线结果。底线是指企业在一段时间内的净收益或利润。在六西格玛管理中, 它是由改进顾客满意程度和过程业绩而实现。通过对核心业务流程实施六西格玛项目并达到预期的目标, 是六西格玛管理方法的核心部分。六西格玛项目的目标是增加底线的结果, 所有六西格玛项目必须要达到增加底线结果, 而取得底线结果正是企业最高管理者最为关注的, 并因此会更加投入其中。
第二, 六西格玛管理综合了技术方法与人文因素等有关企业过程改进的所有要素。而对以往的质量改进方法来说, 虽然强调了其中的一些要素, 但没有像六西格玛管理那样将这些因素系统地整合起来。而这些要素对于效益的产生十分重要的。
第三, 将改进工具方法与专业化的改进过程相联结。将人力资源的培育、授权与专业化的过程改进方法相联结, 将管理职责及团队工作与专业化的过程改进方法相连结, 使专业化的改进过程成为企业经营活动不可缺少的部分。
目前, 六西格玛在中国企业中的认知度是非常低的。只有极少部分管理者和学术界对此有些认识或较有深度的研究。业界仅有屈指可数的几家公司能提供有限的和有意义的培训, 至于能提供六西格玛的全程培训和实施咨询的则更是凤毛麟角。这主要是因为六西格玛咨询服务与一般的咨询服务的最大的区别在于咨询师必须具备实际的实施经验, 并至少在黑带大师以上。而那种靠新鲜的MBA来提供服务的咨询公司是无法满足要求的。除了跨国公司以外, 国内的企业真正全面实施六西格玛管理战略的也极少。可以预见, 在相当长的时间内, 知识与技能的匮乏将是中国企业实施六西格玛管理战略的最大障碍。
三、六西格玛管理的导入
怎样在企业里导入六西格玛管理体系? 这是非常关键的一个问题。六西格玛不仅仅包括软件的提升, 更关键的在于给员工带来什么样的思想, 同时强调人的主动性与团队的精神。六西格玛最明显的用途是在节约成本方面, 而当企业上移到六西格玛的质量水平时, 质量费用降低到总收入的1%～2%。这种费用节省是因为质量成本已从“失败费用” (如产品保修、顾客申诉等) 转移成“预防费用” (如设计的可靠性分析, 以发现顾客需求为目的的顾客调查等) 。三西格玛企业浪费掉的“失败费用”直接进入六西格玛企业的底线, 可以被重新投资到增值的业务中以提高销售额。结果是六西格玛不仅降低了企业质量成本, 而且通过注入更多的资金于营销和扩大发展, 增加企业利润, 提高利润率。
可以在个人层次上引入六西格玛。中国企业家, 甚至中国人一直都很讲直觉、感性, 引入六西格玛, 这是一个很有用的思维转变。学会运用, 决策时就会比较科学, 可以帮助领导者理清思路。
还可以在团队层次上引入六西格玛。团队指的是项目小组或部门, 可以在小团体里面, 主动找一些项目来做, 利用六个西格玛的工具去改善流程。如果团体在整个企业里没有那么大的影响力, 那么不如就先改善团队所主导的局部的流程。比如采购部门、生产部门或者人力资源部门, 这都可以用六西格玛来改善。
还可以在组织层次上引入六西格玛。组织在很大成分上是一个企业。也就是在一个企业里全面导入六个西格玛管理体系。全面导入则需要建立一个大厦的框架, 慢慢地铺进, 六西格玛就会使企业文化改变。其步骤如下:
(一) 建立组织机构
6西格玛管理需要一套合理、高效的人员组织机构來保证改进成果得以顺利实现。在过去之所以有80%的全面质量管理 (Total Quality Management, TQM) 实施者失败, 最大原因就是缺少这样一个人员组织机构。
一般说来, 企业要成功推行6西格玛, 首先是让企业接受6西格玛管理层及黑带乃至绿带培训, 培养一批合格的黑带;然后企业的黑带在咨询公司的配合下, 对企业的管理模式特别是对那些能够改进质量的管理模式、工作流程、组织架构、企业文化进行深入透彻的分析, 在此基础上设计新的流程模式和架构, 并将这些需要改进的地方作为黑带的改进项目进行推行;第二, 在这些改进项目中全面导入6西格玛推行所需要的企业级的应用软件系统, 固化新流程、新模式并在此基础上推行6西格玛。企业的黑带每隔一段时间就会完成一个循环, 通过不断的完成, 企业新的管理模式、管理理念、业务流程、组织架构将逐步形成, 不断成为企业文化, 使质量的改进成为全体员工自觉的行为。
(二) 确定核心流程和关键顾客
如供应链业务流程就是在供应链运作过程中, 由供应商、制造商、分销商、零售商及顾客共同完成的, 涉及产品开发、采购、生产制造及物流分销等环节的按一定时序展开的工作活动。其中零售商的核心流程就是购销调存, 其关键顾客要由市场细分来决定。
不同的企业其核心流程是不相同的, 所以要首先确定企业的主要活动和主要产品;其次要清楚这些活动和产品的名称和绩效考核方法;最后绘制核心流程图。
(三) 确定顾客需求
缺乏对顾客需求的清晰了解, 是无法成功实施6西格玛管理的。即使是内部的辅助部门, 如人力资源部, 必须清楚了解其内部顾客——企业员工的需求状况。因此要建立顾客反馈系统, 制定绩效指标及需求说明, 确认哪些是顾客的基本需求, 哪些是顾客的可变需求, 哪些是顾客的潜在需求。
(四) 针对当前顾客需求评估当前行为绩效
视公司资金情况确定是否对所有核心流程进行评估, 首先确定评估指标;其次对评估指标进行可操作性界定, 进而确定评估指标资料来源;最后, 实施绩效评估, 通过对评估结果所反映出来的误差, 如次品率、次品成本等进行数量和原因方面的分析, 识别可能改进的机会。
(五) 辨別优先次序, 实施流程改进
对需要改进的流程进行区分, 找到高潜力的改进机会, 优先对其实施改进。业务流程改进遵循五步迴圈改进法, 即DMAIC模式:
步骤一:Define——定义所有关键流程。一个公司的流程或许有很多, 推行6西格玛就是要挑出那些影响质量、可靠度绩效、客户满意度的关键流程, 这一步如选错, 所有6西格玛的推行活动最终将注定失败。
步骤二:Measure——建立过程控制测量平台。6西格玛的精神在持续改善, 既然改善是重心, 那么任何推动6西格玛的公司就一定要先搞清楚哪些质量必须优先改善以及改善前后成效如何。为了理清这些问题, 首先必须建立一个可持续追踪产品质量绩效的测量平台——《质量 (Q) 过程能力汇总表》。
步骤三:Analyze——改善问题分析。依据《过程能力汇总表》, 初步判定每一个产品质量问题应归属在哪一类, 然后根据问题类型加以改进。
步骤四:Improve——推动改善活动。当每一问题经过分析与确认之后, 即可指定负责人并挑选有适当改善专长的黑带成立6西格玛改善项目小组。在项目小组中, 负责人通常是部门的主管 (资源拥有者) , 而黑带则是6西格玛项目执行者 (解决问题专家) , 两者充分配合, 才能加速6西格玛项目的改善成效。
步骤五:Control——促成精益求精。在6西格玛的作法中最可能产生歧义的字就是Control, 因为凭直觉易将Control解释成控制, 其实6西格玛是一个长期的改善方案, 因此GE在推动6西格玛时, 就已将Control的意思引导到更积极而富有前瞻的方向——“促成精益求精”。
(六) 扩展、整合六西格玛管理系统
当某一管理改进方案实现了减少缺陷的目标之后, 如何巩固并扩大这一胜利成果就变得至关重要了。
1.提供连续的评估以支持改进。
在企业內广泛宣传推广改进方案, 以取得企业管理层和员工的广泛认同, 减少进一步改进的阻力;将改进方案落实到通俗易懂的文本资料上, 以便于执行;实行连续的评估, 让企业管理层和員工从评估结果中获得鼓舞和信心;任何改进方案都可能存在需要进一步改进之处, 对可能出现的问题, 应提前制订应对的策略, 并做好进一步改进的准备。
2.定义流程负责人及其相应的管理责任。
采用了6西格玛管理方法, 就意味打破了原有的部门职能的交叉障碍。为确保各个业务流程的高效、畅通, 有必要指定流程负责人, 并明确其管理责任, 包括:维持流程文件記录、评估和监控流程绩效、确认流程可能存在的问题和机遇、启动和支持新的流程改进方案等。
3.实施闭环管理, 不断向6西格玛绩效水平推进。
6西格玛改进是一个反复提高的过程, 五步迴圈改进法在实践过程中也需要反复使用, 形成一个良性发展的闭环系统, 不断提高品质管理水平, 减少缺陷率。此外, 从部分核心环节开始实施的6σ管理, 也有一个由点到面逐步推进成果、扩大改进成果的过程。
参考文献
[1]顾孝峰.e时代与6西格玛.中国质量, 2002, (11) .
[2]罗国英.企业应如何看待并应用6西格玛管理.中国质量, 2003, (2) .
[3]彼得S.潘得, 罗伯特P.纽曼等.6西格玛管理法.机械工业出版社, 2002.
[4]陈楷植.企业实施6西格玛管理前的迷思.世界标准化与质量管理, 2003, (4) .
SIGMA模型 篇4
关键词：6Sigma设计,汽车设计,应用
21 世纪初, 6Sigma设计的应用为各大汽车制造公司带来了更多的产品设计制造利润。所以随着汽车工业的发展, 6Sigma设计在汽车设计领域得到了推广应用。因此, 有必要对6Sigma设计在汽车设计中的应用问题展开研究, 从而更好的利用该种设计方法促进汽车工业的发展。
一、6Sigma设计特点及流程分析
1、6Sigma设计特点
从特点上来看, 6Sigma设计最主要的特点就是以顾客需求为中心。在设计的过程中, 需要通过收集市场信息确认顾客需求, 然后通过分析产品的关键质量特性为系统各个层次的设计提供指导, 继而使产品满足顾客的期望。同时, 6Sigma设计比较注重过程, 需要将关键质量特性转化成关键过程特性, 从而确保过程输出能够同时满足工程设计要求和顾客需要。而在设计之初, 6Sigma设计就会进行设计成本目标和质量目标的确定, 并且通过不断优化设计过程确保产品质量和成本。此外, 运用6Sigma设计, 可以借助数学模型和分析工具对产品的关键质量特性进行考量, 并且可以通过试验设计确保产品的可靠性。
2、6Sigma设计流程
从设计流程上来看, 6Sigma设计流程由多种, 其中得到广泛应用的流程为IDDOV流程, 即由识别、定义、开发、优化和验证组成的产品设计流程。其中, 识别就是进行产品功能的确定, 需要在产品设计中论证其可行性。定义是对产品的功能需求进行确认和细化, 需要考虑所有的瞬态和动态情况。开发则是针对具体的电路和元器件的设计, 需要根据需求完成元器件选择和电路设计。优化是对设计参数进行优化, 可以实现企业利益的最大化。此外, 验证是对产品设计是否能够满足顾客需求进行确认, 可以确保产品设计的可靠性。
二、6Sigma设计在汽车设计中的应用
1、在汽车目标设计中的应用
现代汽车的设计, 主要目标就是满足顾客的需求。而运用6Sigma设计方法, 可以利用关键质量特性进行客户需求的表征, 可以将顾客需求量化, 从而为汽车设计提供可靠数据依据。具体来讲, 就是将顾客需求划分成连续数据和离散数据, 以便从众多顾客需求中需求顾客的真正需求, 继而建立关键质量特性矩阵。而确定了矩阵的排列次序, 就可以为汽车设计提供依据。值得注意的是, 顾客需求除了与关键过程有关, 同时也与过程能力有关。利用关键过程特性, 则能使过程能力要素得到体现。而利用6Sigma设计, 可以对关键过程进行设计优化, 从而满足顾客的需求。就目前来看, 可以使用Gap法和非线性蒙特卡罗法对过程能力进行优化。
2、在汽车创新设计中的应用
在汽车设计中, 创新也是需要强调的问题, 其直接关系到汽车产品的市场竞争力。在汽车创新设计中运用6Sigma设计, 可以顾客需求为中心进行汽车产品创新。具体来讲, 就是在汽车设计的分析和测量阶段, 应用6Sigma设计方法可以对顾客的创新需求加以分析。就目前来看, 可以通过组合已知汽车功能、结构和行为进行汽车功能、结构和行为变量的创新, 也可以直接进行已知结构变量或变量类的创新, 并且利用定性和偶然知识实现汽车创新设计[1]。按照顾客需求层次, 也可以将汽车创新划分为求解方案改进、求解方案重新选择、专业创造发明。而运用TRIZ方法, 就能够实现各个层面的创新。
3、在汽车可靠性设计中的应用
汽车设计只有具有一定的可靠性, 才能确保驾驶者的安全。而利用6Sigma设计, 可以将顾客对可靠性的需求量化成可靠度和平均无故障工作时间值。在设计时, 除了对涉及安全和法规的零部件的可靠性进行确认, 还需要确认与安全有关但不具备可修复性的零部件的可靠性。具体来讲, 就是利用可靠度和平均无故障工作时间进行这些零部件可靠性的表述。在此基础上, 还需要对零部件进行失效模式影响分析和故障树分析, 从而发现新产品设计的早期问题, 继而使新产品设计达到6Sigma水平[2]。最终, 按照汽车的使用环境和复杂程度, 就可以实现对汽车系统的可靠性分配和设计预计。
4、在汽车低成本设计中的应用
通过合理设计降低汽车成本, 显然可以为汽车生产企业带来更多的利润。实际上, 在汽车设计阶段, 产品设计将决定产品成本的80%。所以在汽车设计的过程中, 应该进行降低和控制成本的理念的贯穿。而6Sigma常常被应用在产品的低成本设计中, 可以起到降低产品成本的作用。利用6Sigma的低成本设计方法, 可以在满足产品功能需求的基础上, 为产品设计带来较为可观的价值。同时, 利用价值功能分析法, 也可以在产品成本保持不变的情况下, 通过增加产品功能增加产品的附加值。以低成本设计为出发点, 可以应用代用法和参数设计法进行汽车设计。其中, 代用法是以功能相同的低成本零部件取代汽车设计原本的零部件, 可以用于降低新老产品的成本[3]。而参数设计法就是将成本当成是系统参数, 然后通过优化系统参数保持产品成本最优。
5、在汽车流程优化设计中的应用
在汽车设计中, 通过优化汽车设计流程, 显然能够获得相对科学的汽车设计流程。而现代汽车的设计质量, 在很大程度上取决于科学的设计流程。运用6Sigma, 可以将汽车设计过程划分成定义、测量、分析、设计和验证这五个环节。通过确认顾客需求, 并且完成相关数据采集和实现产品成本、工艺和性能的分析, 就可以完成产品的结构设计。而在这一过程中, 需要逐一进行实验设计和设计验证。利用6Sigma, 可以为每个步骤的进行提供应用工具, 所以能够确保各个步骤的设计满足顾客需求。在进行汽车整车设计时, 就可以利用6Sigma提供的关键线路法和计划评审技术进行设计程序的优化[4]。其中, 关键线路法是利用计算网络和网络图中的各项时间参数进行汽车设计的关键路线的确定, 可以通过优化网络缩短设计周期。而计划评审技术是利用计算机和软件对项目进行系统分析评价, 可以通过确定最佳精度计划达到最佳设计效率。
三、结论
总而言之, 利用6Sigma设计方法和流程可以满足现代汽车的设计要求, 从而使设计出的汽车产品更加符合顾客需求。因此, 汽车设计企业应该加强对6Sigma设计的研究, 并且较好的在汽车设计中进行该种设计方法的运用, 以便使设计出的汽车产品具有更大的市场竞争力。
参考文献
[1]朱正礼, 杜建福, 兰志波.DFSS在新能源汽车电子产品开发中的应用[J].机械设计与制造, 2012, 02:253-255.
[2]张伟, 崔继强, 上官望义等.DFSS在商用车底盘部件设计中的应用研究[J].汽车实用技术, 2015, 01:89-92.
[3]吴玮玮.新能源汽车电子产品开发中DFSS设计方法的应用[J].陕西教育 (高教版) , 2014, 05:76+80.
SIGMA模型 篇5
·先天高能效架构, 免除流水线或传统离散时间 (DT) Σ∆ (DTΣ∆) 架构下采样模/数转换器所需的高速增益级;
·内置过采样、内部低通连续时间环路滤波器以及片上数字滤波器, 提供一个真正的无混叠奈奎斯特频带 (Nyquist band) ;
·无开关纯电阻性输入。相比于流水线或DTΣ∆架构的采样输入模/数转换器更容易被驱动, 而且耦合噪声更少;
·具有片上时钟调整功能, 可为内部调制器提供过采样时钟。可提升输入时钟的频率和品质, 产生低抖动的采样边沿, 无需高成本的高性能输入时钟支持即可实现高分辨率;
·易于向CMOS新工艺迁移。在连续时间Σ∆模/数转换器中, 采样过程所引致的噪声和非线性影响会明显降低, 因此可以降低电源电压以配合未来CMOS工艺的要求。
CTΣ∆技术的先天优势加上片上时钟调整器的采用, 便可通过下列的方法简化信号路径设计:
·降低功率的要求;
·免除使用 (或降低要求) 外置抗混叠滤波器;
·降低输入驱动器的要求;
·在不降低性能的前提下, 降低对时钟资源的高品质要求。
此外, CTΣ∆模/数转换器将随技术发展而不断改进, 未来更可充分占尽CMOS新工艺的优势。
美国国家半导体的CTΣ∆技术可支持的模/数转换器, 其分辨率和数据输出率分别可高达16位或上和100MHz。本文将首先探讨一下模/数转换器的技术要点, 并解释CTΣ∆技术的应用价值。之后, 将详述模/数转换器采用CTΣ∆技术的好处。分析中将结合高分辨率100MSPS以下的应用, 通过美国国家半导体的ADC12EU050来分析CTΣ∆ADC的竞争优势。最后, 本文将概括总结CTΣ∆模/数转换器的发展潜能。
数据转换器基本原理
模/数转换器主要执行两项基本职能:时间离散和幅度离散。图1从概念上描绘出这两项职能, 当然实际的模/数转换器结构可能与之有所区别。
模/数转换器的第一项工作是在时间上进行离散, 或是对连续时间变化的输入模拟信号进行采样。输入信号在一个fs的频率和固定的时间间隔下被采样, 而采集回来的样品会以Ts=1/fs的周期来分隔开。一旦输入信号被采样, 最终的信号便会在采样时间间隔k Ts时以脉冲的形式存在。不过, 采样信号仍可假设成一个无限范围的数值, 因此并不能够精确地以数字形式来表达。
模/数转换器的第二个功能是在幅度上将采样信号离散化, 就是说模/数转换器以某一有限数量的可能数值作为参考并估算出每个样品的幅度。基于模/数转换器的输出只能根据一堆有限的可能数值, 故此每个样品的幅度都可用一个数字代码来表示, 而其位的长度可决定转换器可能输出的总数。然而, 在转换器中这些有限数量的输出数值难免会为模拟输入的数字化表达带来误差。这种误差称为量化误差, 它会限制转换器的分辨率。
模/数转换器的架构
一般来说, 模/数转换器可分为两大类:奈奎斯特率转换器和过采样转换器。这些不同类别的转换器在分辨率和输出采样率各有所长。
奈奎斯特率转换器
奈奎斯特率转换器可在所需最低频率下捕捉到关于整个输入带宽的全部信息, 因此奈奎斯特率转换器的输出数据率很高。现今, 三种最普遍的奈奎斯特率转换器分别为SAR (逐次逼近寄存器) 、闪速和流水线模/数转换器。
SAR模/数转换器
逐次逼近寄存器 (SAR) 模/数转换器主要是通过一个比较器来对输入信号进行二进制搜寻。意思是模/数转换器首先决定该输入是大于或小于参考电压的中间点, 该决定的结果便成为数字输出中的最高有效位 (MSB) 。找不到输入可能值的一半会被放弃, 模/数转换器之后再决定该输入是大于或小于剩下来可能值的中间数, 所得出的结果便成为数字字的下一个位。
上述的这项工作会不断重复, 每次都会更以更高的分辨率来逼近输入的数值, 而且每个周期都会重用相同的比较器直到找出最低有效位 (LSB) 为止, 这个数字字才算完整。由于SAR需要N次周期才能产生出一个具N位分辨率的输出, 因此通常将SAR的速度限制为几个MSPS。可是由于每一个周期都可重用同一个的高分辨率 (可能先被校准) 比较器, 因此在低功率下也可获得高精度。美国国家半导体的低功率模/数转换器采用SAR架构, 可以达到高至14位的分辨率和1MSPS的操作。
闪速模/数转换器
闪速模/数转换器特设有一堆连接到一个电阻梯的并行比较器, 它们是由极正和极负的模/数转换器参考电压来驱动。每一条电阻梯均被设计成与其邻居有一个LSB的距离, 以容许旁边的比较器能以最少一个LSB来辨别输入。所有比较器的输出会形成一个温度计代码, 而这代码则会被转化成一个二进制的数字输出。
对于N位的分辨率, 闪速模/数转换器需要使用2N-1比较器, 而这种比较器一般只限于使用在低分辨率的应用。因为每一个增加的分辨位都会将比较器的功率和面积增大一倍。此外, 位的增加也会同时提高对比较器准确性的要求。因此, 闪速转换器一般都会被限制在8位的分辨率。在闪速模/数转换器的设计当中, 大部份的精力都会集中在减少所用的比较器数量, 目的是要降低转换器在高速转换时的功耗。正是凭着这个设计策略, 美国国家半导体为业界带来首屈一指的超低功率、千兆赫采样率的8位模/数转换器。
流水线模/数转换器
流水线模/数转换器已成为8位或以上分辨率数据转换应用中的标准选择, 适用的采样率范围从5MHz到100MHz或以上。事实上, 现今美国国家半导体所提供的8、10、12和14位的流水线模/数转换器, 其采样率可高达200MSPS, 并可提供非常大的输入采样带宽。
流水线架构模/数转换器不会像闪速模/数转换器一般, 要求有足够的比较器来把输入与可能输入值比较。流水线架构的原理是执行多个的低分辨率闪速转换级, 并把它们堆迭成列以形成一条流水线。对于流水线中的每一个级, 其前级的量化输出会从原本输入信号减去, 而余数会被送到下一个级以进行更微细的量化。这个过程会随着信号在流水线中前进而不断重复, 直到LSB被决定出来, 之后所有在流水线中的输出会组台成一个接近输入样品数值的整体数字近似值。
由于流水线可同时在多个样品上工作, 故此模/数转换器可在每个时钟周期输出一个完整的数字字。这种并行处理可容许流水线在转换器的全奈奎斯特率下提供高分辨率。可是, 这种做法的代价便是带来延迟。延迟发生在输入首次被采样到产生数字近似值之间。这个延迟被称为管道延迟, 其大小一般为采样时钟周期的十分之一。幸而, 对于大部份的应用而言, 流水线模/数转换器的延迟都可接受。
流水线模/数转换器的挑战
美国国家半导体的高速模/数转换器已经清晰的证明流水线模/数转换器能够在高达200MSPS的采样率下提供高动态性能。虽然流水线架构可在中到高分辨率下达到很高的频率, 但它仍然要受限于其它的设计参数。
高速电路
由于流水线的每一个级必须处理前级的输出, 所以在转换过程中会由一个采样/保持 (SHA) 电路为每一个级提供一个固定的输入。第一级的SHA必须能在全采样率下维持模/数转换器的整体精度, 而这需要一个开关电容器电路将其于一个时钟周期内稳定下来。同样, 第一级的加法器和数/模转换器必须能于一个周期内稳定它们的输出。这些对于第一级的速度上要求 (对于下一级来说这要求会降低) 会迫使使用大带宽的放大器和其它电路, 从而引致较大的功耗消耗。
热噪声
流水线模/数转换器的最大动态范围会部分取决于转换器输入上的热噪声, 包括输入采样电容器的kT/C噪声。为了降低kT/C噪声, 可以选用较大的电容器, 但代价是:增加了在输入处的开关噪声, 更难驱动输入, 必须使用较高性能和较大功率的模/数转换器驱动器。
迁移到未来的C M O S工艺
与所有的抽样输入模/数转换器一样, 流水线模/数转换器要迁移到未来的CMOS工艺必须严峻的挑战。由于流水线模/数转换器通常都是使用一个升压CMOS开关来为采样电容器上的输入信号采样。这挑战源于开关电容器的输入。随着CMOS工艺和其电源电压不断降低, 可供CMOS开关用的过驱电压会随之减小, 大大缩小了可进行高分辨率采样的输入电压范围。再者, 要设计出一个可有效应用于深次微米工艺的较低电压阈值的开关也不是一件容易的事。
输入滤波和采样时钟的要求
对于使用包括流水线架构的任何类型的采样输入模/数转换器来说, 最后的挑战是来自驱动转换器的外置电路, 尤其是输入滤波网络和采样时钟。无论是使用什么样的采样输入转换器, 在采样运行时混叠在要求频带内的信号都需要使用抗混叠滤波器 (AAF) 来清除。由于现实难以达到陡斜的滤波器衰减特性, 常迫使设计人员对所需的信号过份采样。虽然过采样可以缩减有可能在频带中出现混叠的频率范围, 从而使对抗混叠滤波器的要求降低, 但这过采样会导致模/数转换器浪费奈奎斯特的带宽, 并使到系统的功耗增加。此外, 过采样还会增加对其后数字电路的工艺要求。
对于采样输入模/数转换器来说, 提供给模/数转换器的采样时钟是另一个决定整体动态性能的重要因素, 尤其对高分辨率和高输入频率的应用来说更甚。时钟源的相位噪声会随着模/数转换器输出处的噪声增加而出现, 因此系统设计人员必须小心处理以确保整体的系统分辨率不会被时钟源局限。对于高速和高分辨率的模/数转换器来说, 时钟的品质很重要, 因为当输入频率和模/数转换器分辨率提高时, 系统对时钟信号的纯净度要求也会相应提升。
从上述的讨论中还可明显看出, 虽然流水线和其它的采样式输入模/数转换器是高速和高性能应用的最佳选择, 但无论对于模/数转换器设计人员或系统设计人员来说都充满着挑战。与采样输入模/数转换器相反, CTΣ∆模/数转换器并不需要快速稳定的电路或在其输入处设有开关电容器, 因此可避免增加模/数转换器的功耗, 而且亦无需在高分辨率的应用使用高性能的驱动器。此外, CTΣ∆模/数转换器还具有高效的抗混叠滤波的优点, 可降低或免除对外加抗混叠滤波器的要求, 并且不会浪费模/数转换器的带宽。最后, C TΣ∆技术还很适合迁移到未来的CMOS工艺。对于那些可同时使用CTΣ∆和流水线架构的高分辨率和100MSPS以下的应用而言, CTΣ∆技术会带来压倒性的优势, 这些优势将在后文中论述。
过采样模/数转换器
奈奎斯特率转换器一般都能有效地在高输入带宽下达到中级分辨率, 而通常过采样转换器的表现则相反。由于过采样转换器的采样频率是大于输入信号带宽的奈奎斯特率, 因此在即定转换器采样率下, 过采样转换器的输出率将会比奈奎斯特率转换器的低。可是, 假如换成是奈奎斯特带宽, 过采样转换器 (即使没有校准) 能达到比奈奎斯特率转换器更高的分辨率, 当中无需理会转换器中CMOS电路的原有分辨率。这样的模/数转换器有两类, 分别是过采样模/数转换器和Σ∆模/数转换器。
过采样模/数转换器
要清楚理解一个模/数转换器是如何过采样, 最好从探讨一个N位闪速模/数转换器开始。这个转换器的正参考电压和负参考电压分别为+VREF/2和-VREF/2, 而它的整个输入范围[-VREF/2, +VREF/2]则被细分成2N个较小的范围, 每个均有1 LSB宽, 或VLSB=-VREF/2N。
由于闪速模/数转换器的输出只能指派出一组有限输出给一个无限范围的输入, 因此一个输入的输出数字化表示便是原来幅度的总和再加上由数字近似值而来的信号误差, 而这个误差信号即是量化误差。一般来说, 这里假设量化误差的功率拥有一个白色的频率光谱, 并且从频率0到采样频率fS之间平均分布。把这个固定的量化噪声密度从0到fS/2 (即奈奎斯特带宽) 积分计算, 那便可得出模/数转换器输出中的噪声功率。最后, 便可得出闪速模/数转换器的SNR, 其数值为 (0.176+6N) dB, 其中N是输出中的位数。
在以上关于分布在DC和fS/2之间的量化误差白噪声的讨论, 为降低模/数转换器输出信号中的噪声提供一个简单的方法。由于有限功率的量化噪声会在所有频率间平均分布, 因此只要限制转换器的可用带宽, 就可以削减输出的总噪声, 从而提升带宽内信号的SNR。也就是说, 假如把输入带宽局限在fS/2M, 那整体的总和噪声将可降低M倍, 这便称为过采样比率。因此, 一个过采样模/数转换器所能达到的最高SNR为:
SNR=1.76+6N+10log10 (M) [3]
在过采样中, M值每增大四倍那SNR便会增加一个位 (6 dB) 。
Sigma-Delta调制器模/数转换器
在过采样中的带宽/分辨率取舍效率可以通过整形输入信号或量化噪声的频谱来加强。前者一般都是用一个delta调制器来完成, 而后者则需依靠一个Σ∆调制器。由于Σ∆调制器比起delta调制器在那些非理想化电路中表现更好, 所以也被普遍采用。
Σ∆调制器的基本工作原理是在反馈环路中包含一个简单的量化器, 以对量化噪声整形并将大部份的噪声移出要求频带之外, 以准备稍后再用滤波器来抑制。图2表示出一个简单的Σ∆调制器的例子, 其中加性白噪声源ei来调制量化器。
图3表示出传递函数, 也称为噪声传递函数 (NTF) , 它是从量化噪声ei传递到供不同环路级L的调制输出。
从上述图表, 可以看到调制器在较高的频率时会把量化噪声放大, 并同时抑制较低频率的带内噪声。在这种效应下, 量化噪声会转移到较高的频率, 在该处它们稍后会被滤走, 从而大大降低了在调制器输出处的整体带内量化噪声能量。但要注意对于较高阶的调制器, 是会有更多的量化噪声被整形出频带外, 使得留在带内的量化噪声较少。不过, 环路滤波器的阶数不会无限增加, 原因是当环路的阶级愈高, 稳定性就越低。
可以看出对于一个Σ∆调制器来说, 可用的SNR以dB为单位就是:
SNR=1.76+6N+ (2L+1) 10 log10 (M) +10log 10 (2L+1) - (2L) 10 log 10 (π) [3]
如果与一个简单的过采样模/数转换器的SNR比较, 当M>π时, Σ∆调制器的SNR会较大, 其实这是一种常见情况。随着过采样的频率增加, Σ∆调制器会不断给出比简单过采样更高的分辨率。上述公式表示过采样率而增加的SNR会乘大 (2L+1) 倍, 因此在Σ∆调制器中的带宽与分辨率间的取舍效率会比单一的过采样高, 尤其当调制器的阶级增加时这一情况更加明显。Σ∆调制器之所以能获得更佳的分辨率, 应归功于发生在Σ∆环路反馈中的量化误差噪声整形。
在Σ∆调制器中量化器的输出信号包含有输入信号、其它噪声以及经整形后量化噪声以外的失真成份。再者, 环路输出数据率会比要求的高M倍。Σ∆转换过程的最后一个步骤是去除带外的量化噪声, 并且将输出的采样率降低至所需的数据传输率, 该功能由抽取滤波器执行。
抽取滤波器
在Σ∆调制器输出处的数字滤波器必须过滤所有的带外量化噪声, 并且重新从环路采样率MfS到所需的模/数转换器输出率fs之间为数字数据采样。为了降低实现的复杂性, 通常都会在多个不同的级中采用抽取滤波器。
一个简单的实现方法是采用一个简单的累积/抛弃或sinc滤波器作为第一级, 它一般会被限制在一个低阶的抽取比例以防止出现明显的带内降级, 而sinc的传递函数则可防止在不同再采样率下的信号在带内出现混叠。然而, 这类的配置通常都跟随有一个低通滤波器, 它可从sinc滤波器的中等输出率将信号每10抽一到所需的采样率fs/M。这低通滤波器也可用来补偿sinc滤波器的带内降级。可是, Σ∆模/数转换器中的抽取滤波会导致比流水线模/数转换器更长的延迟, 但现今大部份的应用都能接受这增加了的幅度。 (待续)
康宁公司在中国新建的液晶显示 (LCD) 玻璃基板工厂举行了开业典礼。该工厂位于北京经济技术开发区, 是康宁公司在中国大陆建造的首个TFT-LCD玻璃生产厂。
Symbian中国公司举办的“2008 Symbian中国集结智能人才行动”启动, 拉开2008 Symbian中国在全国5座主要城市 (北京、深圳、上海、成都、大连) 张榜纳贤, 广招英才的序幕。
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SIGMA模型 篇6
第一枚获业界公认的Σ∆调制器诞生于1962年，而它事实上是采用了CT电路。此后，利用CT电路来实现Σ∆调制器便愈来愈普遍，但当开关电容器(SC)电路面世后，大部分的Σ∆调制器都改以DT环路滤波器来实现。SC电路之所以受欢迎，原因是它不会受信号波形特性的影响。此外，SC积分器的时间常数可随着采样频率而调整，从而提高系统的灵活性。可是，其后CTΣ∆调制器又因其某些优点而重新受到注视，例如是它采用较低功耗的积分放大器，以及内置有采样输入模/数转换器没有的抗混叠滤波功能。
CTΣ∆模/数转换器与流水线和DTΣ∆模/数转换器之类的采样式输入模/数转换器有两个主要的区别:
·CTΣ∆调制器采用的是CT积分器而不是DT积分器或电路。因此比起SC电路,CTΣ∆调制器更能应用连续时间电路,通常是RC或C/gm积分器。
·CTΣ∆调制器的采样工作是发生在量化器之前的前置环路滤波器的输出。相反，采样式输入模/数转换器的采样工作是发生在模/数转换器的输入。
CTΣ∆模/数转换器和采样输入模/数转换器之间的区别带来了性能方面的差别。比较突出的一点在于CTΣ∆模/数转换器能够在较低的电源下工作，包括有效的抗混叠滤波和比较宁静的输入级。所有这些CTΣ∆技术的优点都已显示在美国国家半导体新推出的ADC12EU050中，稍候本文将对此详述。
CTΣ∆模/数转换器的挑战
流水线模/数转换器需要牺牲某些设计特性来保证高速率，同样地，模/数转换器设计人员要利用CTΣ∆的优势也要面临一些设计挑战。一个采样输入SC模/数转换器的采样频率范围比较宽，通常可在接近零到其最高速率的采样频率范围内工作。可是，CTΣ∆的动态范围是由RC或其组件积分器的C/gm积所决定，因此积分器的时间常数必须能够调节以容纳不同的工艺。此外，环路的动态范围不会因应采样频率而改变，限制了可容许的采样率工作范围。
Σ∆转换器的输入带宽亦会限制在模/数转换器的第一个奈奎斯特频带内。在一个奈奎斯特率模/数转换器中，全速的采样会发生在系统的输入处，而输入带宽可以是转换器奈奎斯特率的好几倍，以容许进行IF采样。相反地，由于Σ∆模/数转换器具备有低通抽取滤波器，所有在第一个奈奎斯特区以外的信号将会从输出频谱上移除。此外，虽然一个DTΣ∆可容许信号于其环路采样率Mfs附近在带内倍减，但CTΣ∆模/数转换器内的固有抗混叠滤波功能会阻止这情况发生。因此，输入信号必须混入到第一个奈奎斯特区中，以待CTΣ∆模/数转换器将它们数字化。
最后，由于其过采样的关系，故此CTΣ∆模/数转换器的输出率会即时被限制在100MSPS以下，但流水线模/数转换器则可达到500MSPS或以上。事实上，假如采用同样的技术，奈奎斯特率转换器的工作速度通常都会比Σ∆模/数转换器的快，原因是Σ∆设计必须要有过采样。
幸而，在高分辨率应用中，CTΣ∆技术的优点足以弥补其低于100MSPS采样率这一缺点。以下将会集中讨论美国国家半导体的CTΣ∆模/数转换器，并且将说明它相比于流水线和DTΣ∆采样输入模/数转换器的性能优势。
美国国家半导体的CTΣ∆模/数转换器的优点
美国国家半导体新推出的ADC12EU050是现今业内第一个可准备投产的CTΣ∆模/数转换器。该产品之所以能提供更佳的性能，不单只因为它具备有采样输入模/数转换器没有的CTΣ∆技术，而且还有赖于在芯片上集成的额外电路。
低功率
对于高分辨率和100MSPS以下的应用，CTΣ∆架构的主要优势是其采样输入模/数转换器的低功耗。一个通常用来衡量模/数转换器性能的方法是能量品质因素(FOM)，它一般测量模/数转换器的整体功耗相对于其输出分辨率和带宽的比例。凭借CTΣ∆技术带来的先天高效率，ADC12EU050可在超低功耗下提供高性能，显示出上佳的FOM值。
CTΣ∆技术之所以能带来低功率优势，全靠其内部的电路。在流水线和传统的DTΣ∆模/数转换器在内的任何采样输入SC电路中，其内部放大器必须能在某即定分辨率的一个周期内稳定下来，这种要求对内部放大器的速度做成明显的限制，如此一来就增加功耗并局限了转换器所能达到的最大采样率。
在配备有CT反馈的CTΣ∆模/数转换器中，由于放大器的输出永远不会即时开关其输出电压，因此没有必要稳定输出，从而可放宽放大器在速度上的限制。虽然很难进行一个绝对的比较,但采样输入模/数转换器的SC天性使得它比起CTΣ∆更需要使用较高速度的放大器,因此其功耗比起流水线或DTΣ∆模/数转换器的更大。此外,CTΣ∆模/数转换器并不要求迅速稳定下来,这也使它在相同的技术下，比起传统的DTΣ∆模/数转换器的采样率更高。
对于任何系统尤其是便携设备来说，低功耗和高能源效率的操作都是极之重要的，因为降低功耗可以延长电池的寿命和减轻散发出来的热量。手持超声波医疗系统等应用尤其看重这一点。ADC12EU050采用1.2V电源，非常适合应用在单电池供电的系统中。
抗混叠滤波
CTΣ∆模/数转换器架构消除了对输入滤波的严格要求，原因是它已具备有天生的抗混叠滤波能力。在ADC12EU050中，很多的抗混叠滤波器性能特性都建基于数字技术上，因而产生出很高的通带平整度和很陡斜的滚降(高度有效的阶级)。
CTΣ∆的抗混叠性在于同时采用了Σ∆调制器和CT电路。对于任何类型的Σ∆模/数转换器来说(CT或DT)，过采样和其后对调制器输出的抽取滤波均须使用一个非常陡斜的滚降低通滤波器，其中断频率要是模/数转换器输出率的二分一。相反，一个没有过采样的奈奎斯特率模/数转换器则必须在模/数转换器之前加入一个高阶的外部低通滤波器，以防止有与输出采样率倍数相近的信号混叠在频带内。关于这点，我们在上文中已讨论过流水线模/数转换器的输入滤波和采样时钟要求。
然而，除了上述的Σ∆架构先天优点外，CT电路还有一个优点远胜DTΣ∆模/数转换器。由于CTΣ∆模/数转换器是于前置环路滤波器的输出处采样，因此信号会于被采样前首先被环路的低通滤波器过滤，这便衰减了那些在调制器环路采样率(Mfs)附近并有可能混叠到频带内的信号。再者，由于这些混叠信号之后会在内部量化器的输入处被注入，噪声被环路的整形方或会与量化噪声的整形方式相同。这两种现象促使CTΣ∆除了在过采样和数字滤波能力上优于流水线设计外，它还能提供比DTΣ∆更佳的抗混叠滤波能力。图4总结出CTΣ∆模/数转换器与流水线模/数转换器在抗混叠性能上的比较。
干扰混叠、噪声混叠、流水线(要求有外部抗混叠滤波器)、频率、混叠增加带内噪声和干扰、砖墙滤波器消除混叠、包括抗混叠滤波器、频率
这高效的先天抗混叠滤波能力大大降低或甚至免消除对外加抗混叠滤波器的要求。
即使如此，CTΣ∆的抗混叠性能也不应被过份夸大，因为抗混叠的要求是取决于不同的应用，而且它可能同时对设计复杂度、系统大小和成本构成一定的压力。正如之前讨论过，通过将采样率提升到所需输入带宽的两倍以上，便可放宽流水线或其它奈奎斯特率模/数转换器对抗混叠的要求，但这会浪费带宽并降低系统的整体能效。一个模拟抗混叠滤波器设计会存有陡斜的中断特性，因此要达到一个非常平整的通带是一项非常艰巨的任务，这要求高阶和高插入损耗的滤波器网络，因而必须增大信号路径中的增益以补偿该损耗。
通过消除采样输入模/数转换器所需的附加过采样，使得CTΣ∆能让系统设计人员使用差不多所有的转换器奈奎斯特带宽，从而大大改善电源效率。此外，由于可免除使用昂贵的外加抗混叠滤波器，使得ADC12EU050能降低对模/数转换器驱动器的需求，进一步简化了系统设计的复杂性和降低整体的成本和功耗。
低噪声并易于驱动的输入
CTΣ∆模/数转换器的输入噪音比采样输入模.数转换器的输入噪音更低，这主要归功于内置电路的CT。在一个流水线或传统的DTΣ∆采样输入模/数转换器中，其输入级均包含有一个通常较大的开关电容器，以用来削减模/数转换器的整体热噪声。驱动这个大的开关电容器并不容易，尤其对DTΣ∆模/数转换器来说，因为它们的调制器是以输出数据率的几倍速度来进行采样。此外，来自这些输入的较大开关噪声可以耦合到系统，导致系统的整体性能下降。另外，可以施加到开关电容输入的输入电压也会因输入的采样开关之栅极源级电压而受到限制。与SC采样输入相反，CTΣ∆技术可展现出一个稳定的电阻性输入，正如图5中所示。
由于CTΣ∆的输入没有被采样，所以无需使用开关电容器，而且输入也比较容量驱动，因此可使用较经济的较低功耗驱动电路。此外，没有了输入开关损耗可减少耦合到系统的噪声，改善系统的整体性能。最后，在输入处没有任何的开关便不会对输入电压的摆幅造成限制，使得输入电压范围能够比SC采样输入模/数转换器的来得更高，而真实上，这输入电压有时甚至可超越电源轨。
低抖动锁相环路可提供精确的采样时钟
一个低抖动的采样时钟对于所有高速和高分辨率的数据转换系统来说都是非常重要，因为必须依靠它才能用尽模/数转换器的最高分辨率。美国国家半导体的ADC12EU050中的调制器过采样时钟负责驱动其内部Σ∆环路的量化器。这时钟是由一个片上时钟调整器所提供，其包含有一个锁相环路(PLL)和压控振荡器(VCO)。这个高性能的PLL使用一个片上的LC调节电路来创建一个高Q值的谐振器。这个片上时钟电路将频率倍增并为调制器环路提供低抖动的采样边沿，以便CTΣ∆模/数转换器能在无需高性能和高成本的外置时钟源下发挥出其优点。系统设计人员只需在所需的输出采样率(40到50MSPS)下提供一个中等品质的低成本晶体，其它的事便可由ADC12EU050的片上时钟电路来处理。
片上高精度时钟的另一优点是其可路由到外置电路，并作为一个系统时钟供给系统其它与时间有关的零件使用，这样便可节省一个低抖动时钟源的额外成本，并减轻设计的工作量和节省电路板的空间。
即时过载恢复
由于Σ∆调制器是一个反馈环路，它们很容易在遇到大输入信号时发生过载。对于一个典型的Σ∆调制器来说，这种过载可能需要重置环路，但这却会使前存储在环路中的数据流失，并且会导致在模/数转换器的输出出现大毛刺。如果不重置环路，其实可让调制器继续运作，以容许过载情况自行离开环路，但这可能需要等待几个时钟周期，而期间模/数转换器的输出数据就有可能被损毁。
ADC12EU050包含有即时过载恢复特性。当这个即时过载恢复(IOR)功能被启动时，模/数转换器可在输入过载的情况下维持信号的完整性，甚至可比流水线模/数转换器更快地恢复过来。
可随技术发展而不断改进
最后，CTΣ∆技术可随着未来的技术而不断改进，以长期确保其在模/数转换器市场中的地位。正如上文所述，CTΣ∆的采样工作是在环路滤波器的输出处发生，故此可大大降低采样误差对性能的影响。相反对于流水线或DTΣ∆采样输入模/数转换器来说，其采样工作是发生在模/数转换器的输入，因此任何的采样错误都会构成很大的影响。因此，CTΣ∆模/数转换器将更加适应未来的CMOS工艺。未来的工艺会带来更小的过驱、泄漏或其它的效应，这都会影响采样电路性能的发挥，而采用电路的性能影响对流水线、DTΣ∆和其它采样输入模/数转换器来说，远比CTΣ∆模/数转换器来得更深远。
结语
美国国家半导体ADC12EU050模/数转换器的面世为CTΣ∆模/数转换器带来性能上的大跃进。几经40余年，美国国家半导体终于率先成功地将CTΣ∆技术从实验室转移到生产线上。ADC12EU050模/数转换器比起同类的流水线模/数转换器节省了30%的功率，而且可以以高于现行最快的DTΣ∆模/数转换器的输出率来提供12位的分辨率。
ADC12EU050所采用的CTΣ∆技术具有优秀的先天抗混叠功能，低噪声，并且输入级易于驱动。为了完全发挥C TΣ∆技术的长处，ADC12EU050还包含有一个片上时钟调整器，可以避免使用高性能高成本的时钟。最后，ADC12EU050由于可即时从一个输入过载事件中恢复，因此不会发生Σ∆模/数转换器中常见的输入过载。
除了ADC12EU050以外，美国国家半导体正开发更多的C TΣ∆模/数转换器以供100MSPS以下采样率的高分辨率应用。随着CTΣ∆技术的升级，预料会有愈来愈多的这类模/数转换器应用领域将越来越广。美国国家半导体在CTΣ∆模/数转换器上的知识积累确保了其在这领域的优势地位。
参考文献
[1]. B. Razavi, Data Conversion System Design.Piscataway, NJ: IEEE Press, 1995
[2]. G. Mitteregger, C. Ebner, S. Mechnig, T.Blon, C. Holuigue, and E. Romani, “A20-mW 640-MHz CMOS Continuous-Time ∑Δ ADC With 20MHz Signal Bandwidth,80-dB Dynamic Range and 12-bit ENOB,” IEEE Journal of Solid-State,Circuits, vol. 41, no. 12, pp. 2641-2649, December2006
[3]. S. D. Kulchycki,“ Continuous-Time ∑ΔModulation for High-Resolution, Broadband A/D Conversion,” Ph.D. dissertation, Stanford University,March 2007.
[4]. J. C. Candy, “An Overview of Basic Concepts,” in Delta-Sigma Data Converters, S. R.Norsworthy, R. Schreier, and G. C. Temes, Eds.Piscataway, NJ: IEEE Press, 1997, pp. 1-43.
SIGMA模型 篇7
1 ERP (Enterprise Resource Planning, 企业资源计划)
20世纪90年代MRP-II发展到了一个新的阶段, 由于企业之间竞争范围的扩大, 这就要求在企业管理的各个方面加强管理, 要求企业的信息化建设应有更高的集成度, 同时企业信息管理的范畴要求扩大到对企业的整个资源集成管理而不单单是对企业的制造资源的集成管理;企业规模扩大化, 多集团、多工厂要求协同作战, 统一部署, 这已经超出了MRP-II的管理范围;信息全球化趋势的发展要求企业之间加强信息交流与信息共享, 企业之间既是竞争对手, 又是合作伙伴, 信息管理要求扩大到整个供应链的管理, 这些更是MRP-II所不能解决的。为了整合企业的所有资源, 将物流、资金流、信息流集成起来, ERP应运而生, 恰恰能对这3种资源进行全面集成管理。
概括地说, ERP是建立在信息技术基础上, 利用现代企业的先进管理思想, 全面地集成了企业所有资源信息, 为企业提供决策、计划、控制与经营业绩评估的全方位和系统化的管理平台。
ERP阶段已经将质量控制功能纳入到生产环节中, 将其作为不可缺少的一部分。通过整合与生产流程相关的其他一系列功能环节, 打通了企业内部的信息流。
ERP质量子系统的功能流程主要是:收集原材料和产成品的相关信息, 根据预先设定的质量标准进行对比分析, 从而得出相关的质量检验表, 并依据具体的质量状况进行后续处理。其中, 质量标准包括质量等级、质量缺陷分类、检测方法、检测项目类别、抽样标准与检测标准文件等。
ERP质量子系统与其他子系统间的关系如图1所示。
目前, ERP的质量模块对企业起着非常重要的作用, 它与其他子模块紧密结合, 能帮助企业有效改善生产活动和其他活动。
2 6sigma (6σ)
2.1 6sigma (6σ) 的含义
自1924年休哈特 (Shewhart) 提出统计质量控制理论以来, 通常把质量控制的规格界限设定在±3σ (3倍的标准差) 之间, 按照这个标准, 每百万件产品中有2 700个次品。而按照6σ的标准, 每百万件产品中只能有3.4个次品。毫无疑问, 6σ管理的实施大大提高了产品质量。从统计学上来说, 6σ的含义是建立在数理统计学中最常见的概率分布的基础上的。随着时间的推移, 平均数偏离规格中心的可能性很高, 而且偏移量约在±1.5σ之间。因此Motorola和GE公司考虑到平均值有1.5倍标准偏差的漂移。这种漂移常常被定义为“长期”的σ质量, 而与之相对的“短期”σ质量是不考虑偏移的 (如表1所示) 。
狭义的6σ指在生产或服务过程中每百万次出现缺陷的机会仅3.4个, 即达到99.997%的合格率, 而广义的6σ是一个度量标准, 一个目标, 一种管理方法, 是对完美的不懈追求。6σ质量管理是以真正关注顾客、以数据和事实驱动管理、采取的措施应针对流程、预防性的管理、无边界合作和力求完美, 容忍失败为理念。
2.2 6sigma (6σ) 的方法论
6σ管理对每一个要改进的业务流程设立一个独立的项目, 采用五步循环改进法来改进流程。五步流程分别是:定义 (Define) 、测量 (Measure) 、分析 (Analyze) 、改进 (Improve) 和控制 (Control) 。五步流程循环改进法通常称之为DMAIC法。
第一阶段:定义。作为一个6σ管理项目的起点, 定义阶段十分重要。这一阶段主要的目标是明确要解决的问题, 界定项目的范畴, 确定项目的顾客, 形成项目团队, 明确项目的目标, 运用“客户反馈系统”来界定出过程边界, 生成SIPOC (供应商, 输入, 过程, 输出, 顾客) 图, 为成功实施6σ管理奠定基础。
第二阶段:测量。测量阶段的本质是“翻译”, 将客户对产品和服务的需求翻译成6σ管理能够识别和执行的数据。这个阶段首先要确定关键质量特征 (CTQ) , 并将其量化, 收集有关数据, 并利用流程图, 变量汇总图, 鱼骨图, 时间次序图, 控制图, 频次图等工具, 了解CTQ的表现和能力, 为下一阶段的分析做准备。
第三阶段:分析。分析收集的数据和制作的流程图, 加深对流程的理解并找出出现的问题, 通过假设检验, 回归分析, 实验设计, 多变量分析等多种分析方法了解产生问题的关键原因以及关键原因的影响程度。
第四阶段:改进。改进阶段是6σ管理的核心阶段, 首先DMAIC团队要拟订几个可供选择的改进方案, 并从中选择最佳方案实施。实施的过程中要对其效果进行验证, 并评估实施过程中可能遇到的风险, 经过一定时间的验证评估制订最佳的方案, 最后推广改进方案。
第五阶段:控制。控制阶段主要的任务是巩固改进的成果。首先要确保改进方案的稳定有效运行, 对改进的各个流程进行监控, 对于运行中出现的问题要及时发现及时应对, 使改进过程不至于偏离预先确定的轨道, 发生较大的失误。
3 ERP和6sigma的集成框架
ERP系统和6sigma技术已经成为人们熟悉并广泛使用的工具。ERP通过整合企业自身相关的各类资源, 同时将经营过程中的有关各方如供应商、制造工厂、分销网络、客户等纳入一个紧密的供应链中, 通过事前计划和事中控制, 有效安排企业的生产经营活动, 充分利用各种资源进行生产以高效响应顾客需求。而6sigma技术则是测量产品和服务的质量, 其真正的价值在于如果能找出过程中的缺陷, 就可以找到相应的措施消除缺陷, 从而使过程达到近乎“完美”, 将所有的工作作为一种流程, 采用量化的方法分析流程中影响质量的因素, 找出最关键的因素加以改进, 不断提高顾客满意度。为了使企业信息化建设更好地融入到企业经营管理的全过程。将6sigma的管理方法与ERP管理信息系统相结合, 建立企业质量控制系统, 如图2所示。
从2图中可以看出, ERP提供各种反馈信息, 通过企业质量控制系统对企业的业务流程进行控制。在质量控制管理系统的建设中, 6sigma改进方法使得企业的质量不断改进, 并且将这种改进及时反映到质量控制管理系统中。整个模型框架的基本思想是:通过6sigma (DMAIC) 标准的改进方法以及ERP、企业质量控制系统对企业的各类质量问题进行不断的解决, 提高企业运作质量。
4 总结
企业如何满足多变的市场需求?如何准确及时地作出客户承诺?如何处理紧急的客户订单?如何提高产品质量?这些众多的问题, 都需要企业及时解决。企业进行信息化建设无非就是提高企业的运营效率, 尽可能解决企业面临的众多问题。ERP确实能够解决企业之前不能解决或不容易解决的问题。从表面上看, 问题解决了, 但解决问题的过程是否顺利, 有没有潜在的或隐藏的缺陷, 而这些潜在的或隐藏的缺陷对于企业来说可能是致命的。6sigma以注重流程质量、结构化的改进、一次做好的理念, 不断地寻找“隐藏工厂”, 把缺陷消灭在过程之中。因此, 6sigma与ERP的集成能够在管理过程中不断改进业务过程, 以适应新的市场竞争环境。企业管理业务过程的持续改进是一个自觉、自律的改进过程。6sigma与ERP集成的最终目的是使企业获得整体业绩的提高和更好的效益。
参考文献
[1][英]杰夫·坦南特.六西格玛设计[M].关源俊, 译.北京:电子工业出版社, 2002.
[2]M Harry, R Schroeder.Six Sigma:The Breakthrough Management Strategy Revolutionizing the World’s Top Corporations[M].New York, NY:Doubleday, 2000.
[3]罗鸿, 王忠民.ERP原理设计实施[M].北京:电子工业出版社, 2003.
[4]李苗.SCOR, 6Sigma与ERP在供应链质量管理中的集成应用研究[D].上海:同济大学, 2007.