高速公路卓越质量施工管理中六西格玛方法的运用

罗 律，梁向东，刘 珍

(1.湖南省醴茶高速公路建设开发有限公司，湖南 株洲 412000;2.长沙理工大学经济与管理学院，湖南 长沙 410014)

高速公路作为国家的一项重要基础设施，是国民经济发展的重要支撑力量，也是一定阶段经济发展的必然产物，体现了一个国家的现代化水平。［1］与发达国家相比，我国高速公路建设起步较晚，但是发展迅速，并取得了较为显著的成就。近年来，我国高速公路建设高歌猛进，在“十一五”期间基本上实现了建设规模最大、完成投资最多、建成通车里程最长的“三个历史之最”。［2］

然而，尽管我国高速公路建设的步伐不断加快，在高速公路管理上涌现的问题却依然层出不穷，加之在卓越管理方法的运用上有所欠缺，这严重影响了高速公路的质量水平。随着“十二五”期间国家高速公路网的即将建成，如何有效的管理高速公路网，并探索出高速公路质量的卓越的管理方法，最大规模的发挥出高速公路网的经济社会效益，是未来路网交通面临的重大挑战，也是管理者积极探索的重要内容。

现阶段，国内外对高速公路卓越质量管理方法的研究正处于探索的阶段，虽然已总结出一些可以运用到卓越质量管理方面的管理工具，例如因果图、流程图、控制图等，［3］但由于高速公路项目质量检测指标十分繁多，如何总体监控各个环节的所有指标的管理方法还未形成，因此对高速公路质量管理方法的研究显得十分必要。六西格玛管理方法的核心是通过百万机会缺陷数来约束产品及服务的出错率，以优化产品质量和服务质量，从而提高企业的质量管理水平，最终促使企业实现卓越绩效管理。［4］目前该方法在制造业和服务业中得以广泛的运用并成效显著，然而将六西格玛管理方法引入高速公路质量管理仍然是一个全新的课题。高速公路作为一项庞大的基建工程，工序繁多，技术复杂，建设周期长，要充分发挥其安全、舒适、便捷、经济的作用就必须对每一道工序的质量进行严格把关。六西格玛管理方法与卓越绩效准则融汇贯通，对高速公路管理中领导力发挥、战略计划制定、测量分析和知识管理及员工能力挖掘等方面都具有良好的引导作用，因此在高速公路质量管理中运用六西格玛方法具有一定的可行性和重要的现实意义。

一、高速公路施工管理中的卓越绩效与问题

明确高速公路管理的卓越绩效目标，能为高速公路管理组织实施卓越绩效的管理方法奠定良好的基础，从而针对性地进行整体绩效改进，以实现高速公路质量管理的卓越水平。基于对高速公路管理中诸多因素的考虑，管理者必须明确在施工过程中的绩效目标，即强化技术规范的贯彻力度，提高数据测量、分析和知识管理的准确性，改进设计规划、工程施工的技术水平，力求每一个环节每一道工序都充分满足质量要求。［5］

我国高速公路起步较晚，对其进行科学管理的方法目前还处于探索阶段，在实际施工操作中管理比较粗放，缺乏足够精细化、科技化的管理方法，因此我国高速公路在现行管理方式下存在以下问题。

一是高速公路工程建设管理有待提升。当前高速公路在工程设计、施工、监管等环节不同程度地暴露出一些问题，严重影响了工程质量，［6］例如，采集的基建材料不合格，施工方式不规范，技术运用不达标，工地质量检测监管力度不强化等等，很大程度上影响了工程质量，背离了卓越绩效目标。缺乏灵活性的工程设计规划严重影响着道路的使用率，极易形成道路虚置的现象。高速公路工程建设中涌现的诸多问题往往需要返工修复或改建，导致资源浪费严重，因此迫切需要提升工程质量管理水平。［7］

二是高速公路施工环节多和指标监控十分繁杂，缺少必要的统一管理手段。

高速公路工程建设过程中用料和施工的每个工程都包含多项子环节，而各项子环节都具有各自的质量规范要求，例如硬度、坡度、压实度、厚度、尺寸、弯压强度等等。

表1 高速公路部分施工材料质量检测指标

表1 高速公路部分施工材料质量检测指标(续)

表1仅列举了高速公路工程用料所涉及到的部分一级指标和二级指标，而从工程施工材料的整体数据上来说，大致包含39个二级指标，合计140多个三级指标，具体见表2。

表2 高速公路工程施工质量检验评定指标

表2中显示，高速公路工程施工质量检测涉及到了大致七个一级指标，58个二级指标，而实际上每个二级指标下又包括细分的三级指标作为质量评定的具体参考。根据完整的数据显示，整个施工过程中包括的三级指标多达320多个。如何统一把握和监控这些指标在目前还没有很好解决。

总而言之，我国高速公路质量管理方面暴露出来的问题，深刻反映了在管理方法上还存在着较大的提升空间。目前高速公路发展面临着可持续发展和有效管理两大挑战。［8］因此，如何采用卓越质量的管理方法来应对上述挑战，提高我国高速公路的总体管理绩效是亟待解决的问题。

二、高速公路施工质量管理和六西格玛方法

(一)符合卓越质量绩效的六西格玛方法

六西格玛(6σ)管理是以数理统计学为基础，以采集和分析实际数据为手段，通过一个具体的数值来划定质量的缺陷水平，进而找出引起某一问题的根本原因，由此激励企业致力于追求卓越质量管理绩效和质量持续改进的一套方法体系。基于对产品和服务缺陷数的考虑，六西格玛方法导入了一个指标来衡量质量绩效，即百万机会缺陷数(Dpmo):

Dpmo=所发现的缺陷数/出错机会数×1000 000

借助Dpmo指标，结合6σ的缺陷次数要求，可以明确质量改进不是局限于管理过程中的某一个程序，而是致力于整个流程综合质量的提升。6σ可以作为一种约束缺陷和差错率的质量改进工具，要求企业在产品生产的各环节每百万次机会中允许发生的差错或缺陷不能超过3.4次。经计算，当质量水平为1σ时合格率为68.26%，而当质水平上升至2σ时合格率可提高为95.46%，如果质量水平达到3σ时，合格率水平可上升至99.73%，当实现6σ时，合格率则可高达99.99966%，这表明，6σ这一近乎完美的标准犹如一只指南针，为绝大多数企业指明了一个持续改进的管理方向和奋斗目标。［9］

“6σ”管理方法与卓越绩效准则相融合，通过百万机会缺陷数来展现其衡量价值，对提升组织的过程管理水平有重要作用。它不仅能强化管理者对关键因素的判断力和对适当战略计划的选择力，从而提升组织的领导能力;还助于改善工作环境，发挥员工应有价值，落实卓越绩效管理准则中人力为本这一类目的要求。同时受到基于事实这一原则的驱动，六西格玛方法能有效地增强组织满足“测量、分析和知识管理”类目的能力。此外，六西格玛方法能及时追踪和监测相应的测量指标，对过程管理所涉及的各项内容保持动态记录，并系统地反馈至管理层，以便制定出具体的改进方针。因此，将六西格玛方法运用于高速公路的过程管理，能比较直观、准确地采集和反馈工程建设中各环节的相关信息，从局部到总体地提高过程管理水平和工程质量，实现公路设计、建造和运营环境与社会经济效益相融合，组织和个人能力得以提升，当代后代均可从中受益的良好局面。

(二)DAMIC方法

“6σ”管理方法对问题解决方式的主张可归结为一种方法论，经过提炼可以将其概括为DMAIC方法，即 define(定义)、measure(测量)、analyze(分析)、improve(改进)和 control(控制)。DMAIC 是一种以数据为基础的质量改进方法，是六西格玛管理方法的执行手段，也是实现卓越质量管理水平的关键。具体来说，DAMIC方法可分为下面五个阶段:定义(Define)阶段，为制定DMAIC项目计划作准备;测量(Measure)阶段，确定和实施收集事实的程序，包括收集数据、观察倾听等;分析(Analyze)阶段，确定造成差错和过度变异的可能的根本原因;改进(Improve)阶段，针对根本原因提出改进方案;控制(Control)阶段，着重于如何维持所实现的改进并确保过程的持续改进。［10］具体见图1。

图1 DMAIC模型

三、六西格玛方法在高速公路管理中的具体运用

从表1、2中可知，高速公路工程质量的管理是极具复杂性和难度的。因此，用一个系统性的总量工具来协助管理者进行监控和提升质量有着现实的迫切性，而“6σ”管理方法作为一种质量管理战略工具，能充分考虑高速公路建设管理中显现的实际问题，有效地协助管理者达到提升高速公路的质量管理水平的目的。

(一)方法运用

根据六西格玛方法中百万机会缺陷数小于等于3.4这一指标，按比例可推算出一万次机会缺陷数小于等于0.034，因此，为简化操作，在实际操作中将百万次数据观测缩减速至一万次，万次机会缺陷数取整为1。

1.确定指标。从用料和施工技术来检测高速公路工程质量时，三级指标值对相应的二级指标有直接的影响，因此需要将用料和施工技术中所有三级指标作为考查项，纳入公路工程项目的质量评定范围。例如，用料指标中水泥的细度、凝结时间、安定性、胶砂强度等大小都会对水泥的质量产生影响，在检测水泥质量时需全面考量这些具有影响力的三级指标。所以，在定义阶段，管理者应该系统地针对工程项目用料和施工过程中的三级指标内容进行准确的定义。

2.获取样本数据。根据定义阶段的分析结果，可知公路工程项目必须对所有三级指标加以改进和监控，因此，建设过程中将所有三级指标用为质量特性用以观测。在这一阶段的具体操作中，需首先获取数据。以一星期为一个周期，将所有三级指标内容归为一个数据点，每天观测1400个数据点，在一周期内即可获取关于某一路段近一万个观测数据，以此作为计算Dpmo计算公式中的出错机会总数。随后建立数据库管理系统。利用数据库中已有的规范标准，快捷、准确地对一万个样本数据进行比对观测，并记录一万个出错机会中出错的次数作为所发现的缺陷数。

3.对样本数据处理。经过测量阶段中获取一万次机会缺陷数后，可以绘制出万次出错曲线(见图2)，并与1水平线相比对进行观测分析，进而追踪影响质量水平的关键性因素。分析的原理为:若万次出错线完全在1水平线下浮动，即表示各周期观测点的万次出错机会小于1次，那么该周期被观测路段的工程质量可以认为是可靠的;若存在至少一个数据点超出了1水平线，即万次出错机会大于1次，管理者便应对相应周期的工程质量进行改进使其降至1水平线下。此时，管理层可参照在相应周期内获取的所有三级指标数据，根据专业知识，寻找并筛选出导致工程质量偏低的关键因素。

图2 万次机会出错曲线

为了方便说明，本文通过虚拟数据得出图2的万次机会出错曲线。从图中可知，第一个周期所观测到的一万个数据点中只有一个点位于1水平线上，第二至四个周期及第六个周期的万次机会出错水平皆控制在1水平线下，由上文所讲述的“6σ”操作方法可知，这些周期内检测的路段工程质量是可靠的。第五个周期出现2个超出1水平线的数据点，表明该周期内观测到的一万个数据点中出错水平高达2个，远远超出了“6σ”管理方法要求的质量水平，因而管理者需要对第五个周期检测的路段数据进行详细分析，并提出质量改进的方法。

4.监控质量。管理者在分析阶段获取影响公路工程质量的关键因素后，便可进入工程质量改进阶段。在实际的应用中，应首先执行关键因素中可快速改进的部分，例如采集用料和施工时人员操作失误等。经过快速改进的因素将不再进入下阶段的质量改进过程中。随后，应针对施工操作的技术进行方案改进，严格施工程序，规范施工手段，逐一破解关键因素。最后，将改进效果通过曲线或数据的形式表现出来，观测质量水平是否有所提升。

5.改进施工水平。通过将质量改进措施纳入管理性文件，以明确新的流程，也可针对关键因素制定质量控制表，保证改进的成果能得以保持。

(二)运用的预期效果

六西格玛管理方法以量化缺陷或差错的形式严格控制着各个程序的缺陷率，在整个高速公路工程建设质量管理的过程中发挥着重要的参考、引导作用，效果显著。

1.提高工程立项的严谨度。六西格玛方法能有效引导并监督工程各个环节的策略制定，对可能出现的缺陷都可根据相关指标值进行量化，如通车量的测量误差、对预期效果测量的差错、工程规模大小、时间进度安排合理与否等各方面，利于管理者从整体上进行战略规划，克服了临时性机构无法从全局角度进行综合分析和评价的问题，为进行准确、合理的进行工程立项起到了重要的导向作用。

2.提升工程规划设计的合理性。我国高速公路在规划设计方面还存在较大的提升空间，而利用6σ这一指标来控制设计规划与实际效果间的差距，可以有效地避免我高速公路建设决策和布局的盲目性、随意性和重复性。在实际操作中将车速快慢、可通行车辆种类、交通量大小及公路与周边环境融合度等内容作为指标，通过万次机会出错线来检测规划设计是否合理，可大幅度提升公路通车率、可通行车辆类型和车速设计的精准性，从整体上提升高速公路规划设计的合理性和灵活性。

3.强化工程施工的高效性。工程施工的管理内容涉及到对施工合同、进度、质量、技术、材料、成本及协调工程建设等方面的质量管理控制，在这个过程中，管理者可结合六西格玛方法中DMAIC这一执行手段，通过监测和比对工程施工的三级指标数值，以6σ值来约束工程缺陷率，从而有效地从技术指标的角度对工程施工质量进行规范和监督，提高施工效率。

六西格玛管理方法与高速公路卓越质量管理相结合具有较高的可行性和现实的意义，以6σ为质量改进目标，以DAMIC为执行手段可有效地引导管理者监控并持续性改进各环节的工程质量，促使高速公路建设向着质量更卓越，效率更显著的方向发展，从而整体上提升管理绩效。

［1］凌镭，李克山.高速公路管理体制研究［J］.现代经济信息，2011，(3).

［2］张伟忠.论我国高速公路管理及其社会经济效益［J］.科技创新导报，2011，(12).

［3］拉塞尔·T·韦斯科特.注册质量经理/组织卓越经理手册［M］.王金德，等，译.北京:中国标准出版社，2007.

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［5］赵国明.高速公路管理问题分析及对策研究［J］.职业圈，2007，(2).

［6］张金榜.我国高速公路管现体制研究［D］.西安:长安大学，2005.

［7］陈震.高速公路管理问题分析及其对策［J］.中国新技术新产品，2010，(15).

［8］李玲.浅析我国高速公路管理体制发展现状及对策［J］.青海交通科技，2011，(2).

［9］戎宏，尹育新.浅析六西格玛管理在企业中的应用［J］中国商贸，2010，(12).

［10］张素姣，田霞，冯珍.六西格玛DMAIC方法在产品质量改进中的应用［J］.科技管理研究，2010，(11).