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共同原因和特殊原因

(Common cause VS. Special cause )

劉振 教授

凡曾修習過品質管制圖的人,全都知道在管制界限以內的變異原因,稱為機遇原因(Chance Cause),超出管制界限以外的變異原因,稱為非機遇原因(Assignable Cause)。這是Walter A. Shewhart博士在 1924年發明第一張品質管制圖時,就這樣命名的。當時的學者為崇敬Shewhart博士把統計學應用在工業上所作的貢獻,故亦有稱為Shew- hart圖者。

直到民國59年(1970年),美國的品管大師 W. Edwards Deming博士首次應邀訪台,在他所發表的學術演講中,他提出了兩個嶄新的名詞,就是在管制界限以內變異的原因,稱為共同原因(Common Cause),超出管制界限以外的變異原因,稱為特殊原因(Special Cause)。許多美英等國的品管書籍上,也逐漸採用這個名詞。尤其近幾年來,Deming博士時有新著問世,聲望陡增,已成為品管界中之牛耳。

我們當時都以為Deming博士把共同原因來代替機遇原因,特殊原因來代替非機遇原因,無非是取其淺顯達意,容易明白而已。而且一直以為這兩個名詞是相等的(即:共同原因 = 機遇原因,特殊原因 = 非機遇原因),包括我自己在內,也認為是如此,沒有再去作進一步的研究。

近幾年來,美國新出版的品管書籍很多,也曾討論過這些名詞的問題,才知道這兩個名詞並不完全相等,因為Shewhart和Deming兩人的出發點,並不一樣。茲就讀書所得,說明於次。

Shewhart博士的觀念是著眼於製程中的變異,凡是在管制下的變異(Controlled Variation),可以認為是穩定(Stable)而經常存在的,所以稱之為機遇原因,亦有人稱之為無法避免之原因(Unavoidable Cause)者。這種變異是製程中固有的(Inherent)的變異,如果要把它減少(或減小),製程亦必隨之而變動。

至於製程中不能管制的變異(Uncontrolled Variation),是隨時在變動,既不穩定,亦非經常存在,並不是製程中的一部分。這種不穩定的性質,使製程不能按照預定的目標操作,致產生過多的變異(Excess Variation)。這種變異原因稱為非機遇原因,應該可以把這種變異原因找出來,並加以消除掉,使製程回復正常。故這種原因亦有稱之為可避免之原因(Avoidable Cause)者。

上述兩種方法,都可以用來改進製程,但基本上是不同的。前者是去修改(Modify)一個經常而穩定的製程,而後者是去創造(Create)一個經常而穩定的製程。到底要採用那一種方法?就要看製程中的變異而定。因此,改進製程的首要步驟,是先要決定製程中有無不能管制的變異原因存在。而Shewhart的品質管制圖是根據機率原理和統計學而來的,正是判斷製程中有無不能管制的變異原因的有效利器。

至於Deming博士,他的著眼點是放在:誰該對這種變異負責?於是創造了共同原因和特殊原因這兩個名詞。

共同原因的變異是存在於製造系統(System)或管制良好的系統中。因為這種變異是屬於系統內的,所以應該由管制這一系統的人員來負責,那即是:經理人員─特別是高階層的經理人員。共同原因的變異僅祇能由經理階層人員採取行動,才能把它移除掉。

特殊原因的變異在本質上是局部的。Deming博士曾說過,他喜歡用〝特殊〞這個形容詞來指特定的一群作業員,或特定的某一位作業員,或特定的機器,或特定的局部環境等所造成的特殊原因。他並說,名詞並不重要,重要的是觀念。一般都能從發生問題的那一特定階層人員,就可自行找出原因,採取行動,並把困擾的問題消除掉。

現在把兩位大師的區分方法,用圖解來說明,作一比較如下。

Shewhart博士:

非機遇原因

(不能管制的變異)

機遇原因

(管制下的變異)

每一個都有明顯的影響

每一個的影響都很小

 

Deming博士

特殊原因

共同原因

本質上是局部的

系統的一部分

 

從上圖可知,特殊原因始終是不能管制的非機遇變異原因。這些非機遇原因可以由作業員或那一部分的領班來採取行動。

而共同原因卻不然,它可以是機遇原因,也可以是非機遇原因。無論在那一種情況,都是系統上發生的錯誤(Faults),僅祇能由經理階層人員採取行動,才能改正過來。

Deming博士是著重在誰該對這種不同型式的變異負責,現在可以用一句話來說明他的觀念:減少任何一個品質特性(如厚度,或績效等)的變異,不管這個品質特性是否在管制狀態之下,甚至祇有少數幾個或沒有不良品產生,都認為是良好的管理。

〝零缺點〞並不能算夠好。工業界必須做到比符合規格還要來得好。經理人員要去研究製程,並且應該去找尋變異的來源,進而把它消除掉,以經常改進產品。品質管制圖正是用來找出這些來源的有效利器。當製程中的變異減小後,則零件將更為相似,產品亦將愈佳。這些都是Deming博士在1950年帶給日本人的金玉良言,日本人懂得這些話,經過了石川一郎(按:即石川馨氏之尊翁)及小柳賢一等繼續不斷地努力,才奠定了實施SQC成功的基礎。

現在,將再介紹另一個觀念(Concept),那就是:工程上(Engineering)對變異的觀念,和Shewhart博士(包括Deming博士)對變異的觀念,兩者完全不同。工程上對變異的觀念,其目的是要求產品能符合規格,不管產品中的變異有多大,祇要在規格範圍以內,就儘可能地讓它去變化(Vary)。如果結果是在規格範圍以內,就認為是〝夠好〞了。而Shewhart博士觀念的目的,是要製程經常穩定一致(Consistency),結果自然是產品儘可能地穩定一致了。因為它們的目的不同,結果也就隨之而不同。我們沒有必要把這兩種觀念加以協調。經理人員必須採用其中之一,作為生產製程的指導原則:僅祇要求符合規格,還是繼續不斷地改進製程。

經理人員在工業革命時期就開始採用第一種觀念了。大約經過了200年以後,這個目的仍沒有達到。因為我們僅僅把目標放在符合規格上,結果卻缺乏進步。這就沒有理由使人相信將來會有什麼進步的緣故。

另一方面,根據日本的經驗,應用了Shewhart博士的觀念之後,證明了持續不斷地改進製程,使得日本的工業產品提高了它們的品質,也提高了它們的生產力。結果,不再侷限於以符合規格為滿足,而是在持續不斷地改進途程中前進。

要產品完全符合規格,唯有持續不斷地改進製程,而且僅祇有當經理人員用言詞和行動來支持這個目標時,才會獲得品質和生產力的增加。

 

參考資料:

  1. W. A. Shewhart,The Economic Control of Quality of Manufactured Product (Van Nostrand,1931,ASQC,1980)
  2. E. L. Grant and R. S. Leavenworth,Statistical Quality Control (McGraw-Hill,5th,ed.,1980)
  3. W. E. Deming,Quality,Productivity,and Competitive Position (MIT,1982)
  4. D. J. Wheeler and D. S. Chambers,Understanding Statistical Process Control (Statistical Process Controls,Inc,1986)

 



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