1.3　质量方法的发展

质量保证和质量方法的历史与工业发展的历史一样悠久。然而，现代的质量方法是在工业革命之后发展起来的。在这一部分，我们沿着时间先后看一下质量方法的发展，以及一些重要的质量先驱。

在工业革命之前，质量是由个别的工匠的工作来保证的。产品相当于一门艺术，工匠经过培训，表现出与艺术家相似的行为。工匠通常是负责整个产品的唯一人员。质量通常由经过长期培训的工匠的技能来控制。

工业革命期间引入了流水线和劳动分工。结果，生产过程变得更有生产力，更加常规，也更复杂。艺术作品要由一个工人完成整个产品，其技能非常重要，而新的生产过程则要雇用许多工人，每个人仅需要进行简单的操作即可制作产品的一部分，所以工人的技能水平变得不那么重要，也不能再通过单个工人的技能来保证质量。在现代生产系统中，生产中零件的规模和数量大大增加了；因此，装配的变化和零件质量的变化成为生产中的主要障碍，因为它破坏了产品的一致性和零件互换性。此外，现代生产还装配了许多供应商的零件。有缺陷的零件即使很少也会破坏批量生产，如果产生返工的话，代价会很高。因此，迫切需要控制变差，从供应商中挑出有缺陷的零件。这种需求是建立现代质量体系和质量方法的动力。

现代质量方法的历史发展实际上始于产品开发周期的最后阶段：生产。

1.3.1　统计过程控制

统计过程控制（SPC）是统计技术在控制过程中的应用。1924年，贝尔电话实验室的沃尔特·休哈特（Walter Shewhart）开发了统计控制图来控制生产过程中的重要生产变异。该图被视为SPC的起源，并且是现代工业中引入的首批质量保证方法之一。人们通常认为休哈特是统计质量控制之父，因为他将统计学、工程学与经济学结合在一起。他在《制成品质量的经济控制》一书中描述了这一新学科的基本原理。

1.3.2　验收抽样

在生产阶段，确保来自其他供应商的原料的质量也很重要，因为有缺陷的零件肯定会导致有缺陷的最终产品。显然，对所有原料进行100%检查可能会发现有缺陷的零件，但这非常昂贵。因此，为解决此问题，开发了验收抽样，即对批次中的样本进行检查以确定是否接受该批次。验收抽样可以包括一个简单的抽样，即仅检查批次中的一个样本，也可以进行多次抽样，或按顺序采样，其中接受或拒绝的决策是基于统计规则。

验收抽样计划由Harold F．Dodge和Harry G．Romig于1940年制订，共发布了四组表格：单次抽样批量公差表、二次抽样批量公差表、单次抽样平均流出质量极限表和二次抽样平均流出质量极限表。

1.3.3　实验设计（始于19世纪30年代末）

实验设计（DOE）是当今非常重要的质量工具。DOE是一种通用的统计方法，可指导实验的设计和分析，以便找出“响应”（输出）与因子（输入）之间的因果关系。这种关系是从实验数据的经验模型得出的。DOE还可以指导实验者设计出有效的实验并进行数据分析，以获得其他有价值的信息，例如重要因子的识别和排序。

DOE最初是为了研究农业实验而开发的。在19世纪30年代，伦敦大学教授罗纳德·费舍尔爵士（Sir Ronald Fisher），是在实验设计中使用统计方法的创新者。他开发并首先使用了方差分析（ANOVA）作为实验设计分析中的主要方法。DOE在伦敦的洛桑农业实验站首次使用。DOE的第一个工业应用是在英国的纺织工业中，第二次世界大战后，在美国和西欧的化学和制造业中也引入了实验设计方法。

1.3.4　制造诊断和问题解决的工具（19世纪50年代）

统计过程控制（SPC）是一个过程监控工具。它可以识别过程是处于正常波动状态还是异常波动状态，后一种状态通常表示该过程中存在问题。但是，SPC无法检测出问题所在。因此，开发用于过程故障排除和问题解决的工具非常重要。今天有许多工具可用于故障排除。其中，日本质量先驱者之一石川馨（Kaoru Ishikawa）的七个基本质量工具和多里安·谢宁（Dorian Shainin）的统计工程值得特别关注。

七大质量工具是帮助了解流程从而改进流程的工具，分别是因果图、检查表、控制图、流程图、直方图、帕累托图和散点图（请参阅各个词目）。

石川馨因开发和传播了七大质量工具而受到赞誉，他提倡“大众化统计”，这意味着所有员工（不仅仅是统计学家）能够普遍使用简单有效的统计工具来解决问题和改进流程。

多里安·谢宁（Dorian Shanin）开发了称为统计工程的学科。在统计工程中，他提倡了许多有效的问题解决方法，例如按逻辑搜索、多变异图表和数据模式识别。他曾在联合技术公司的一个大部门负责质量控制，后来为900多个组织进行了咨询工作。谢宁还在芝加哥大学任教，著有100多篇文章和多本书。

1.3.5　全面质量管理（TQM）

1960年以后，从日本开始，世界上有越来越多的人意识到，只有一小部分高素质的专业人员是无法保证质量的，需要整个组织（从管理层到普通员工）的积极参与才能保证质量。1960年，日本成立了第一个“质量控制小组”，并使用简单的统计方法改进了质量。后来，开发了一种以质量为导向的管理方法，即全面质量管理（TQM）。TQM是一种通过客户满意度获得长期成功的管理方法，它基于组织的所有成员参与改进流程、产品、服务及其他们的工作文化。从爱德华·戴明（Edwards W．Deming）、石川馨、约瑟夫·朱兰（Joseph M．Juran）等许多质量先驱的学说中都可以找到贯彻这种方法的研究。

戴明是沃尔特·休哈特博士（Dr．Walter Shewhart）的门徒，他还在罗纳德·费舍尔爵士（Sir Ronald Fisher）的指导下学习了一年。在第二次世界大战期间，戴明分享了他在统计质量控制方面的工作以帮助美国进行战争，之后，美国于1946年将他派往日本，以帮助日本从战时损失中恢复过来。戴明出版了200多部作品，包括著名的《质量》《生产率》《竞争地位》和《转危为安》。

戴明博士被认为是日本质量奇迹的奠基石。他提出通过以下14点来进行管理质量、提高生产力和竞争力。

（1）为改进产品和服务建立一个稳定的目标；

（2）接受新的理念；

（3）停止依赖检验来保证质量；

（4）停止单纯依据成本做决策；相反，通过与单个供应商的合作来减少总成本；

（5）持续不断地改进规划、生产和服务的每一个过程；

（6）在职培训；

（7）采用并培养领导能力；

（8）驱除恐惧；

（9）打破职能区域之间的藩篱；

（10）消除针对劳动力的口号、标语和目标；

（11）取消劳动力的数量定额和管理的数字目标；

（12）消除妨碍人们对工作感到自豪的障碍，取消年度评级或绩效制度；

（13）鼓励教育和自我改进；

（14）让公司里的每个人都努力工作来完成这个转变。

戴明的基本质量哲学是生产率随着变异的降低而提高，并且需要使用统计方法来控制质量。他提倡使用统计数据来衡量所有领域的性能，而不仅仅是为了符合产品规格。此外，他认为仅仅满足规格是不够的，人们必须不断努力减少变异。戴明对美国的企业管理方式极为不满，主张工人参与决策。

石川馨是日本质量控制活动的先驱，他在1943年绘制了因果图。石川馨发表了许多著作，包括《什么是全面质量控制？》《日本的方法》《工作中的质量控制圈》和《质量控制指南》。他曾是日本科学家和工程师联合会质量控制研究小组的成员，同时也是东京大学的助理教授。

石川馨的质量哲学可以概括为以下11点：

（1）质量始于教育、终于教育；

（2）质量的第一步是了解顾客的要求；

（3）质量控制的理想状态是不需要质量检查；

（4）消除根本原因，而不是症状；

（5）质量控制是所有员工和部门的责任；

（6）不要混淆手段和目标；

（7）质量第一，着眼长远目标；

（8）市场营销是质量的入口和出口；

（9）高层管理者在陈述事实时不能在下属面前表现出愤怒；

（10）公司95%的问题可以通过7种质量工具解决；

（11）没有分布信息的数据是错误的数据。

朱兰在1904年出生于罗马尼亚。自1924以来，朱兰一直从事各种各样的管理职业，如工程师、行政人员、政府官员、大学教授、劳工仲裁员、公司董事和顾问。他专攻质量管理，著有数百篇论文和12本书，包括《朱兰质量控制手册》《质量规划与分析》（与F.M.Gryna合作）和《朱兰质量领导力》。他的主要贡献包括“朱兰三部曲”，确定了质量管理的3个管理过程，即质量规划、质量控制和质量改进。朱兰于1937年将帕累托原理概念化。1954年，日本科学家和工程师联合会（JUSE）和《经济参考报》（Keidanren）邀请朱兰到日本发表了一系列关于质量的演讲，这些演讲对日本质量革命产生了深远的影响。朱兰被广为人知的是在质量中加入了“人的维度”，并将其扩展到现在称为全面质量管理（TQM）的方法中。

1.3.6　防错（poka-yoke）（1960年）

在日语中，poka意味着无意的错误，yoke意味着预防。poka-yoke的基本思想是设计出不可能犯错误或至少容易发现和纠正错误的过程。

防错装置分为两大类：预防和检测。预防装置对过程的影响是不让其出错。当错误发生时，检测装置向用户发送信号，以便用户能够快速纠正问题。

防错是由日本质量专家新乡重夫开发的，他为日本生产力的提高做出了巨大贡献。

1.3.7　稳健工程、田口方法（20世纪60年代在日本，20世纪80年代在西方）

田口博士和他的质量工程体系是质量方法发展中最重要的里程碑之一。

田口方法与质量功能展开一起，将质量保证活动扩展到产品生命周期的早期阶段。田口的质量工程也被称为稳健设计方法，它具有以下特点：

（1）关注产品生命周期的早期阶段，包括概念设计、产品设计、制造过程设计和准备。后来，田口和他的同事们将这一概念扩展到了技术开发阶段，甚至比规划阶段还要早。他认为，产品开发周期的早期介入可以产生较大的影响和更好的效果，避免昂贵的工程返工和“救火”方案。

（2）专注工程系统的设计，该系统能够在实现预期功能的基础上保证稳健性。稳健性是指对噪声因素（可能包括环境因素、用户条件和制造干扰）引起的变化不敏感。他指出了一个重要的事实，即良好的设计可以减少变异。

（3）推广使用田口的实验设计系统。

1.3.8　质量功能展开（QFD）（20世纪60年代在日本，20世纪80年代在西方）

质量功能展开（QFD）是早期设计阶段一种有效的质量工具。它是一种结构化的方法，用于定义客户的要求或需求，并将其转换为特定的计划，以促进产品满足这些需求。“客户的声音”是用来描述这些已阐明和未阐明的客户要求或需求。

客户声音的获取有很多种方式，包括直接的沟通与访谈、调研、聚焦小组、客户规格要求研究、观察、售后质保数据以及现场报告等。这些对客户需求的研究接着被总结为产品规划的矩阵，或者说“质量屋”。这些矩阵可以用来将高层次的“什么（WHAT）”或者需求翻译或转化成低层次的“怎样（HOW）”即产品需求，或者说满足这些需求的技术指标。

质量功能展开矩阵（QFD）也可以作为产品开发周期中每个阶段的很好的传递工具。QFD使得许多职能部门能够有效地沟通并合作，比如市场部、设计工程部、质量保证部、制造工程部、测试工程部、财务部，以及产品支持部门。

QFD是在19世纪60年代由日本教授美津茂（Shigeru Mizuno）和赤尾洋二（Yoji Akao）开发的。他们的目的是要开发出一种质量保证的方法，用来在产品制造之前，将客户满意度转换至产品中。而在此之前的质量控制方法主要用来关注生产中或者生产后来解决问题。

1.3.9　TRIZ（20世纪50年代在苏联，20世纪90年代在西方）

萃智（TRIZ），是另外一种系统化的用来做设计改进的工具，它集合了创意的设计实践。TRIZ这个单词，是俄语中的发明问题解决理论的首字母简称，在英语中也可以简称为TIPS（theory of inventive problem solving）。

TRIZ是基于从超过150万份世界上最著名的发明专利和创造专利中总结提炼出来的发明原则。它基于科学技术的原则，提供了一系列革命性的系统性解决问题的新方法。TRIZ用世界上的各种发明融合出来的知识，来快速、有效、创造性地开发出能够解决他们最困难的产品或者工程问题的方案。

TRIZ是由一位在1926年生于苏联的专家根里奇·阿奇舒勒（Genrich Altshuller）开发的。在20世纪40年代，阿奇舒勒曾作为专利专家供职于苏联海军的专利局。他审阅了超过20万份专利来寻找发明问题，以及它们是如何被解决的。阿奇舒勒在专利中提取问题，找到矛盾以及解决方案，然后将其转化为发明问题的解决理论，后来被命名为TRIZ。

1.3.10　公理设计（1990年）

公理设计（axiomatic design）是一种基于原则的方法，它为设计者提供了一套结构化的建议应用在设计工作中。

在公理设计中，设计在不同的阈值中被描绘出来，并且进行模型化。比如说，在概念设计阶段，它可以是客户属性的阈值到产品功能阈值的描绘；在产品设计阶段，它可以是功能需求阈值到设计参数阈值的描绘。

在同样的设计工作中，可能有很多种设计方案。然而，基于它的两个最基本的公理，公理设计方法可以开发出很多设计原则来评价和分析设计方案，而且可为设计者提供改进设计的一些方向。

公理设计的设计尝试不仅可以应用在工程设计领域，而且可以在其他的设计工作中使用，比如在组织中。Nam P．Suh是公理设计方法的主要发明者（Suh，1990）。

总的来说，自从工业革命开始，现代的质量方法和质量保证系统逐渐发展起来。如今，可以看出，在质量方法的发展过程中存在一些趋势。

（1）起初的一些方法，比如统计控制方法（SPC）和抽样水平被应用在生产阶段，但这已经是整个产品开发周期的最后的阶段，或者至少已经是下游阶段了。

（2）在产品生命周期更早、更接近上游阶段，越来越多的方法被开发出来，比如质量功能展开矩阵（QFD）和田口设计方法（Taguchi）。

（3）接着，质量方法和质量系统被融入整个公司范围的活动中，由高层或者最直接的领导者开始参与，比如全面质量管理（TQM）。

（4）售后服务也开始在商业世界中获得了越来越多的质量关注。

然而，现代质量管理方法在商业世界的应用并不是一帆风顺的，或者可以认为它是一个很困难的过程。其中一个主要的原因就是，很多商业领袖认为，质量不是带来商业成功的唯一要素。其他的一些因素，比如利润、成本和进入市场的时机，在他们的眼中远远比质量要重要得多。而且他们认为，如果要提升质量，其他的重要因素需要妥协。

最新的质量运动就是本书在介绍并且引用的——六西格玛管理，在今天的工业领域，它是能够最快速提升业务的管理系统。六西格玛是质量保证发展的延续。它继承了很多质量工具的内容，但是它不仅仅是倾向于产品质量本身，而且包括了商业运营的所有方面，实际上它是一种业务优化的方法。