シックスシグマ

シックスシグマという用語は、統計学、特にプロセス能力を評価する統計的品質管理の分野に由来します。元々は、製造プロセスが仕様内の出力の非常に高い割合を生産する能力を指していました。短期的に「シックスシグマ品質」で稼働するプロセスは、100万回の機会あたり3.4個の欠陥（DPMO）未満の長期的な欠陥レベルを生み出すと想定されています。3.4 dpmoは、Mikel Harryによって説明された±1.5シグマの「シフト」に基づいています。この数値は、ディスクのスタックの高さの許容範囲に基づいています。^{[ 9 ] [ 10 ]}

具体的には、平均値（μ（ミュー）で表される）と最も近い仕様限界値との間に、標準偏差（ギリシャ文字σ（シグマ）で表される）が6つあるとします。プロセスの標準偏差が増加するか、プロセスの平均値が許容範囲の中心から離れるにつれて、平均値と最も近い仕様限界値の間に収まる標準偏差の数は少なくなり、シグマの値が小さくなり、仕様外の品目が発生する可能性が高くなります。プロセス能力研究で用いられる計算方法によれば、これは実質的にどの品目（図のキャプションを参照）も仕様を満たさないことはないことを意味します。^{[ 9 ]}

プロセスデータのシグマレベルの計算には、正規分布データは必要ありません。これらの分布を扱う一般的なアプローチは、正規分布への変換（Box-Cox変換またはJohnson変換）です。実際、シックスシグマに対する批判の一つは、実務者が非正規分布のデータを正規分布に変換するのに多くの時間を費やしているという点です。しかし、非正規性の証拠があるプロセスデータに対しても、より適合する分布の累積密度関数を使用してシグマレベルを決定できます^{[ 9 ]} 。一般化ラムダ分布は、この目的に適した分布として2004年に提案されました^{[ 11 ] 。}

シックスシグマプロジェクトは、 W・エドワーズ・デミングの計画・実行・評価・改善サイクルに触発された2つのプロジェクト手法に従い、それぞれ5つのフェーズがあります。^{[ 6 ]}

• DMAIC（「ダメイック」、/də.ˈmeɪɪk/）は、既存のビジネスプロセスを改善することを目的としたプロジェクトに使用されます。
• DMADV（「ダマドヴィ」、/də.ˈmæd.vi/）は、新製品または新プロセス設計の作成を目的としたプロジェクトに使用されます。

DMAIC

DMAICプロジェクト手法は5つのフェーズから構成されています。

• システム、顧客の声と要求事項、そしてプロジェクトの目標を具体的に定義してください。
• 現在のプロセスの主要な側面を測定し、関連データを収集する。「現状」のプロセス能力を算出する。
• データを分析して、原因と結果を調査・検証する。関係性を特定し、すべての要因が考慮されていることを確認する。調査対象の欠陥の根本原因を突き止める。
• 実験計画法、ポカヨケ（間違い防止）、標準作業などの手法を用いてデータ分析に基づき、現在のプロセスを改善または最適化し、新しい将来のプロセスを構築します。また、プロセス能力を確立するためにパイロットランを設定します。
• 将来の状態プロセスを管理し、目標からの逸脱が欠陥につながる前に修正されるようにします。統計的プロセス管理、生産ボード、視覚的な作業環境などの管理システムを導入し、プロセスを継続的に監視します。このプロセスは、望ましい品質レベルが得られるまで繰り返されます。

一部の組織では、最初に「認識」ステップを追加し、取り組むべき適切な問題を認識することで、RDMAIC手法を生み出しています。^{[ 12 ]}

DMADV

DFSS（「 Design For Six Sigma 」）としても知られるDMADV手法の5つのフェーズは次のとおりです。^{[ 6 ]}

• 顧客の要求と企業戦略に合致した設計目標を定義する。
• CTQ（品質にとって重要な特性）を測定および特定し、製品能力、生産プロセス能力を測定し、リスクを測定します。
• 代替案を開発・設計するための分析
• 前のステップの分析に基づいて最適な、改良された代替案を設計する。
• 設計を検証し、試運転を設定し、生産プロセスを実施して、プロセスオーナーに引き渡す。

シックスシグマの重要な革新の一つは、品質管理を専門職化することです。シックスシグマ以前は、品質管理は主に製造現場と、独立した品質部門の統計担当者に任されていました。正式なシックスシグマプログラムでは、柔道のような武道システムに似たエリート階級の用語を採用し、ビジネス機能とレベルを横断する階層（およびキャリアパス）を定義します。

シックスシグマでは、成功裡に実施するためのいくつかの役割を特定しています。^{[ 13 ]}

• 経営幹部には、 CEOとその他のトップマネジメントメンバーが含まれます。彼らはシックスシグマ導入のビジョンを設定する責任があります。また、部門の壁を越え、変化への抵抗を克服するための自由とリソースを他のステークホルダーに与えます。^{[ 14 ]}
• チャンピオンは、組織全体におけるシックスシグマの導入に責任を負います。経営陣は上級管理職からチャンピオンを選出します。チャンピオンはまた、ブラックベルトのメンターとしての役割も担います。
• チャンピオンによって選出されたマスターブラックベルトは、シックスシグマに関する社内コーチとしての役割を担います。彼らはシックスシグマに専念し、チャンピオンを支援し、ブラックベルトやグリーンベルトを指導します。統計業務に加え、部門や職務全体にわたってシックスシグマが一貫して適用されるよう徹底します。
• ブラックベルトはマスターブラックベルトの指揮下で、特定のプロジェクトにシックスシグマを適用します。また、ブラックベルトは自身の時間のすべてをシックスシグマに捧げます。彼らは主にシックスシグマプロジェクトの実行と特別な任務におけるリーダーシップに注力する一方、チャンピオンとマスターブラックベルトはシックスシグマの対象となるプロジェクトや機能を特定することに重点を置いています。
• グリーンベルトとは、ブラックベルトの指導の下、他の業務と並行してシックスシグマの導入に取り組む従業員のことです。

支持者によると、これらの実務者全員が方法論に従い、データ駆動型アプローチを正しく使用できるようにするためには、特別なトレーニングが必要である。^{[ 15 ]}

一部の組織では、シックスシグマツールの基礎トレーニングを受け、一般的にプロジェクトに参加する従業員には「イエローベルト」、概念のトレーニングは受けているもののプロジェクトチームには参加しない従業員には「ホワイトベルト」といった追加のベルトカラーを使用しています。「オレンジベルト」は特別な場合に使用されるとも言われています。^{[ 16 ]}

ゼネラル・エレクトリックとモトローラは、シックスシグマ導入の一環として認証プログラムを開発しました。このアプローチに倣い、1990年代には多くの組織が従業員にシックスシグマ認証を提供し始めました。2008年には、モトローラ大学がVativeおよびLean Six Sigma Society of Professionalsと共同で、リーン認証のための同等の認証基準を策定しました。^{[ 6 ] [ 17 ]}グリーンベルトとブラックベルトの認証基準は様々で、コースへの参加とシックスシグマプロジェクトへの参加のみを要求する企業もあります。^{[ 17 ]}標準的な認証機関はなく、さまざまな品質協会が有料で異なる認証を提供しています。^{[ 18 ] [ 19 ]}例えば、米国品質協会は、ブラックベルトの申請者に筆記試験に合格し、2つのプロジェクトを完了したか、1つのプロジェクトと知識体系における3年間の実務経験を組み合わせたものであることを示す署名入りの宣誓供述書を提出することを求めています。^{[ 17 ] [ 20 ]}

DMAICまたはDMADVプロジェクトの各フェーズにおいて、シックスシグマは、シックスシグマ以外でも広く用いられている多くの確立された品質管理ツールを活用しています。以下に、主な手法の概要を示します。

下の表は、さまざまな短期シグマレベルに対応する長期DPMO値を示しています。 ^{[ 22 ] [ 23 ]}

これらの数値は、片側仕様限界を想定しており、プロセス平均が臨界仕様限界のある側に 1.5σ だけシフトすることを前提としています。言い換えれば、短期シグマレベルを決定する初期調査の後、長期C _pk値は短期 C _pk値より 0.5 小さくなることを前提としています。したがって、たとえば1 シグマで示されているDPMO の数値は、短期調査(C pk = 0.33) のように仕様限界内に 1 シグマ収まるのではなく、長期プロセス平均が仕様限界を0.5 σ超える (C _{pk = -0.17} ) ことを前提としています。欠陥率は、プロセス平均が最も近い仕様限界を超える欠陥のみを示していることに注意してください。遠い仕様限界を超える欠陥は、この割合には含まれません。

ここでDPMOを計算するために使用する式は次のとおりである。

DPMO = 1,000,000 • (1 - φ (レベル - 1.5))

1980年代後半にモトローラで初めて適用されて以来、他の国際的に認知された企業もシックスシグマを適用して多額の節約を記録している。例としては、ジョンソン・エンド・ジョンソンが6億ドルの節約を報告し、テキサス・インスツルメンツが5億ドル以上を節約し、テレフォニカが最初の10か月で3000万ユーロの節約を報告しているほか、ソニーとボーイングも無駄の削減に成功したと報告している。^{[ 24 ]}

企業は一般的な品質管理やプロセス改善戦略を検討してきたが、望ましい基準や顧客満足度が常に達成されているわけではないため、より合理的で効果的な方法が依然として必要とされている。コンクリートのひび割れやコンクリートと鋼材間の滑りに影響を与える要因を制御できる重要な分析が依然として必要とされている。天津先義建設技術のケーススタディを実施したところ、シックスシグマを採用した後、建設時間と建設廃棄物がそれぞれ26.2%と67%削減されたことがわかった。同様に、世界最大のエンジニアリングおよび建設会社の1つであるベクテル社でシックスシグマの実装が研究され、手戻りや欠陥の特定と防止を含むシックスシグマプログラムに3,000万ドルの初期投資を行った後、2億ドル以上が節約された。^{[ 24 ]}

シックスシグマは、現金配分の精度を向上させて銀行手数料や自動支払いを削減し、報告の精度を向上させ、信用状の不備を減らし、小切手回収の不備を減らし、回収担当者のパフォーマンスのばらつきを減らすことで、重要な役割を果たしてきました。

例えば、バンク・オブ・アメリカは2004年に、シックスシグマによって顧客満足度が10.4%向上し、顧客からの問い合わせが24%減少したと発表しました。同様に、アメリカン・エキスプレスは未受領の更新クレジットカードを廃止しました。シックスシグマを採用した他の金融機関には、GEキャピタルやJPモルガン・チェースなどがあり、これらの企業では顧客満足度が主な目的でした。^{[ 24 ]}

サプライチェーン分野では、高品質基準を維持しながら、製品を適切なタイミングで顧客に届けることが重要です。シックスシグマは、サプライチェーンの概略図を変更することで、サプライチェーンにおける2つの主要な課題である製品の品質管理（欠陥なし）と納期保証を確実にすることができます。^{[ 25 ]}

この分野は、医療におけるミスに対するゼロトレランスの性質と医療過誤を減らす可能性から、長年にわたりこの原則と非常によく合致しています。^{[ 26 ] [ 27 ]}医療におけるシックスシグマの目標は幅広く、余分なコストをもたらす機器の在庫を削減し、医療提供プロセスをより効率的にするために変更し、償還を洗練することを含みます。MDアンダーソンがんセンターでの研究では、追加の機器なしで検査が45%増加し、患者の準備時間が40分短縮され、複数のケースで45分から5分になったことが記録されています。^{[ 24 ]}

リーンシックスシグマは2003年にスタンフォード病院で採用され、2002年には赤十字病院に導入されました。^{[ 28 ]}

品質専門家のジョセフ・M・ジュランは、シックスシグマを「品質改善の基本バージョン」と表現し、「そこに新しいことは何もありません。それは、かつてファシリテーターと呼ばれていたものを含んでいます。彼らは、さまざまな色のベルトのような、より派手な用語を採用しました。私は、その概念は、非常に役立つ専門家を育成するために区別する価値があると思います。繰り返しますが、それは新しいアイデアではありません。米国品質協会は、信頼性エンジニアなどの資格をずっと前に確立しました。」^{[ 31 ]}

品質専門家のフィリップ・B・クロスビーは、シックスシグマ基準では不十分であり、顧客は常に欠陥のない製品を受け取る権利があると述べた。^{[ 32 ]}クロスビーによれば、シックスシグマ基準では100万回の機会あたり3.4個の欠陥が許容され、マイクロチップには完璧にエッチングされなければならない何百万もの微細な回路が含まれているため、シックスシグマではすべてのマイクロチップに欠陥が生じる可能性があるという。^{[ 33 ]}

「ブラックベルト」を巡回型の変革エージェントとして活用することで、トレーニングと認定の業界が発展しました。批評家たちは、シックスシグマを過剰に宣伝しているコンサルティング会社が多すぎると主張しており、その多くは、関連するツールやテクニック、あるいは活動している市場や業界について基本的な理解しかないにもかかわらず、シックスシグマの専門知識があると主張しています。^{[ 34 ]}

Fortune誌の記事によると、「Six Sigmaプログラムを発表した58の大企業のうち、91%がそれ以来S&P 500に後れを取っている」とのことです。^{[ 35 ]}この記述は、「競合する品質改善プロセスを提唱するコンサルティング会社Qualproのチャールズ・ホランドによる分析」によるものとされています。 ^{[ 36 ]}記事の要約は、Six Sigmaは意図したとおりに効果的だが、「既存のプロセスを修正するために狭く設計されている」ため、「新製品や破壊的技術を生み出す」のには役立たない、というものです。^{[ 37 ] [ 38 ]}

より直接的な批判は、シックスシグマの「硬直的」な性質を標的にしており、方法とツールへの依存が強すぎると主張している。ほとんどの場合、変動を減らし、重要な要因を探すことに重点が置かれ、そもそも頑健性を開発することにはあまり注意が払われていない（頑健性を開発すれば、変動を減らす必要性を完全に排除できる）。^{[ 39 ]}有意性検定と多重回帰手法への広範な依存は、一般的に知られていないタイプの統計的エラーや間違いを犯すリスクを高める。シックスシグマのp値に関する誤解の集合の結果として起こりうるのは、外部証拠や根本的なメカニズムの妥当性を参照することなく、単一の実験のデータから結論が間違っている確率を計算できるという誤った信念である。^{[ 40 ]}推論統計の最も深刻だがよくある誤用の一つは、探索的モデル構築によって開発されたモデルを、事前に指定されたモデルを検証するために使用されるのと同じ種類の統計的検定にかけることである。^{[ 41 ]}

別のコメントでは、よく言及される伝達関数について触れていますが、詳細に見てみると、欠陥のある理論のようです。^{[ 42 ]}有意性検定が最初に普及して以来、著名で尊敬されている統計学者から多くの異論が表明されてきました。批判と反論の量は、退屈な主題の学術的議論ではめったに使われない言葉で本を埋め尽くしています。^{[ 43 ] [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]}最初の批判の多くは、すでに40年以上前に発表されています（統計的仮説検定§ 批判を参照）。

2006年のUSA Army Logistician誌に掲載されたシックスシグマを批判する記事では、「単一のパラダイム指向（この場合は技術的合理性）の危険性は、ダブルループ学習と学習する組織、組織の適応性、従業員の創造性と開発、職場の人間化、文化的意識、戦略策定に関連する価値を見えなくしてしまう可能性がある」と指摘されている。^{[ 47 ]}

統計学者のドナルド・J・ウィーラーは、1.5シグマシフトを恣意的であるとして「ばかげている」と一蹴した。^{[ 48 ]}その普遍的な適用性は疑わしいと見られている。

1.5シグマシフトは、短期的なパフォーマンスではなく長期的なパフォーマンスを反映する明示された「シグマレベル」をもたらすため、議論の的となっています。4.5シグマのパフォーマンスに対応する長期的な欠陥レベルを持つプロセスは、シックスシグマの慣例により「シックスシグマプロセス」と表現されます。^{[ 9 ] [ 49 ]}したがって、受け入れられているシックスシグマのスコアリングシステムは、明示された標準偏差の数の実際の正規分布確率と等価にすることはできず、これがシックスシグマの尺度の定義方法に関する主要な論争点となっています。^{[ 49 ]}「6シグマ」プロセスが実際の6シグマのパフォーマンスではなく、4.5シグマのパフォーマンスに対応する長期的な欠陥率を持つことがほとんど説明されていないという事実は、シックスシグマは自信のトリックであるという意見を表明する評論家を生み出しました。^{[ 9 ]}

Design Newsの編集長であるジョン・ドッジ氏によると、研究環境ではシックスシグマの使用は不適切である。ドッジ氏は、「過剰な指標、手順、測定、そして変動の削減に重点を置くシックスシグマは、発見プロセスを弱体化させる。シックスシグマの下では、ブレインストーミングの自由奔放な性質と発見の偶然性が抑圧される」と述べている。^{[ 50 ]} 彼は、「基礎研究や純粋研究における自由が望ましい一方で、シックスシグマは明確な商業目標がある場合の漸進的イノベーションにおいて最も効果を発揮するという点で、概ね意見が一致している」と結論付けている。^{[ 50 ]}

BusinessWeekの記事によると、ジェームズ・マクナーニーが3Mにシックスシグマを導入したことで創造性が阻害され、研究部門から排除されたと報告されている。同記事は、シックスシグマは青空研究を犠牲にして漸進的なイノベーションにつながると述べるウォートン・スクールの教授2人の言葉を引用している。^{[ 51 ]}この現象は、リーンダイナミクスとして知られる関連アプローチについて説明し、フォードのシックスシグマプログラムが業績にほとんど変化をもたらさなかったことを示すデータを提供する書籍「Going Lean」でさらに詳しく検討されている。^{[ 52 ]}

クランフィールド経営大学院ビジネスパフォーマンスセンターのヤサル・ジャラール氏とアンディ・ニーリー氏が指摘する批判の一つは、シックスシグマは強力なアプローチである一方で、組織文化を過度に支配してしまう可能性があるという点です。さらに彼らは、シックスシグマに関する文献の多くは、驚くべきことに（シックスシグマは科学的根拠に基づいていると主張しているにもかかわらず）、学術的な厳密さを欠いていると付け加えています。

最後に、シックスシグマの概念というよりはむしろ文献に対する批判として、シックスシグマの成功の証拠について述べたいと思います。これまでのところ、シックスシグマの手法を用いた事例研究が、その成功の最も強力な証拠として提示されています。しかし、これらの事例研究を見てみると、GEやモトローラのような大手企業の経験を詳細に記述した事例はいくつかありますが、ほとんどの事例は体系的または学術的な方法で文書化されていません。実際、大半はウェブサイトに掲載された事例研究であり、せいぜい概略的なものです。問題解決に使用された具体的なシックスシグマの手法については一切言及されていません。シックスシグマの基準に頼ることで、経営陣は品質に関して何らかの対策が講じられているという錯覚に陥り、結果として生じる改善は偶然の産物であると主張されています（Latzko 1995）。したがって、シックスシグマの成功の証拠として主にコンサルタントや利害関係者によって提示されているものを見ると、問われるべき疑問は、シックスシグマの手法によって真の改善が実現しているのか、それとも単に物語を語るのが非常に上手になっているだけなのか、ということである。誰もが真の改善が実現していると信じているようだが、それを経験的に文書化し、因果関係を明確にするには、まだ道のりがある。^{[ 39 ]}