精益六西格玛在改善药品生产流程中的应用

精益六西格玛在改善药品生产流程中的应用
杨剑琨;杨申寅
【摘要】精益六西格玛是一种先进的管理理念,其原理是通过消除浪费、减少波动来改善流程,提高客户的满意度.国内外的许多知名制造企业均受益于该理论的研究
和应用.本文通过精益六西格玛原理的推行路径和常用工具,尝试使用该理论对制药
企业药品生产流程进行改善,论证精益六西格玛理论在我国制药企业中推行的必要
性和可行性.通过精益六西格玛的实施,SE公司J胶囊的生产流程得到改善,成品率提高了5.8％,生产效率大幅提高,产品质量也有所提升,年化收益达近90万元.
【期刊名称】《上海医药》
【年(卷),期】2018(039)005
【总页数】5页(P53-57)
【关键词】精益六西格玛;成品率;产品质量
【作者】杨剑琨;杨申寅
【作者单位】上海交通大学药学院上海 200240;上海上药信谊药厂有限公司制药
二厂上海 201299
【正文语种】中文
【中图分类】F406.2
精益生产和六西格玛是两种互补的方法，将两者整合，形成一种系统的方法即为“精益六西格玛”。

精益六西格玛管理的目的是通过整合精益生产与六西格玛管理，
吸收两种生产模式的优点，弥补单个生产模式的不足，达到更佳的管理效果。

国际上很多著名的企业如GE、三星等均将精益六西格玛作为其运营策略，从而获得极大的改善及收益[1]。

随着近几年精益六西格玛广泛应用，越来越多的国内制造业企业开始探索将其纳入自己的运营管理体系中。

[2-5]由于医药行业之间的激烈竞争，如何增加企业效益成为一个热门的课题。

为了能够降低企业制造成本，同时提升产品质量，将精益六西格玛应用到制药企业药品生产流程中不失为制药企业应对目前环境的一种有效策略。

1 精益六西格玛的推行路径和常用工具
1.1 推行路径
精益六西格玛的推行路径为DMAIC模式[6]：定义阶段(D):运用精益生产原理完成价值流程分析，确定改善的对象和范围、建立项目团队并准备相关的资源。

测量阶段（M）：全面了解问题的情况，同时注重效率与质量，运用精益思想对简单的影响因素进行快速改善。

分析阶段（A）：寻找变异的关键因素，运用各种工具对复杂的影响因素进行分析统计筛选，同时注重时间效率的瓶颈。

改善阶段（I）：结合精益生产和六西格玛管理共同对关键因素、局部流程及整体体系进行优化改善。

控制阶段（C）：确认改善效果、评估改善收益、使用精益生产及六西格玛工具建立控制机制来维持改善结果。

1.2 常用工具
精益六西格玛由精益生产和六西格玛管理整合而成，因此在推行精益六西格玛的路径的各个阶段中所使用的工具也是两者原推行过程中使用的主要工具整合而来（表1）。

在具体的实施过程中，应当根据实际情况选择最适合的工具进行应用，就可以达到事半功倍的效果。

表1 精益六西格玛的常用工具[7]定义阶段测量阶段分析阶段改善阶段控制阶段·项目定义工具·项目立项表·精益六西格玛项目——价值分析·项目管理·流程分析/
价值流分析·柏拉图/亲和图分析·头脑风暴法·多轮投票技术·C&E/矩阵·检查表·控制图·Gage R&R·过程能力研究·供应链分析·多变量分析·箱线图·边际图·交互作用图·回归分析·ANOVA·C&E矩阵·FMEA·分层分析·头脑风暴法·TPM·工艺流程图·kaizen·标杆法·亲和图·DOE·假设检验·流程绘图·立场分析·查检表·直方图·散布图·控制图·柏拉图·防错
2 精益六西格玛在改善药品生产流程中的应用
2.1 定义阶段
2.1.1 项目背景
J胶囊是用于支气管哮喘、喘息性支气管炎以及其他呼吸系统疾病引起的咳嗽、咳痰、喘息等症状的药物。

J胶囊平均批成品率为92.65%，明显低于胶囊剂型平均批成品率96.00%。

随着该产品订单的增多，造成成本日益增加。

因此运用精益六西格玛理论方法及工具来提升J胶囊平均批成品率。

1.1.1 确定项目范围
通过建立SIPOC模型（图1）来分析整个项目中所有涉及到的流程，从中找到项目所需改善的具体内容。

2.1.2 定义输出
定义项目指标“批成品率”为Y，“批灌装收得率”为Y1、“批包装收得率”为Y2，“灌装残料损耗率”为y。

J胶囊批成品率(Y)=批灌装收得率（Y1）×批包装收得率（Y2），即Y=92.78%×99.86%=92.65%。

图1 J胶囊生产过程SIPOC模型
批灌装收得率(Y1)≈100%-批灌装残料损耗率%(y)=100%-批灌装残料损耗/应灌装量/批万粒数×100%。

从上述关系式及数据分析中可以看出，Y1对Y有主要影响，而y对Y1有主要影响，通过流程优化可以改善y，从而达到改善Y的目的。

2.1.3 定义项目目标
统计J胶囊43批数据及验证数据，确定项目改善Y及y的目标、基线，希望通过项目改善，将Y提升至94.00%以上，将y降低至5.00%以下。

2.2 测量阶段
2.2.1 流程分析
通过流程分析，确定生产过程中产生残料的原因，从而进行进一步分析改进。

J胶囊整个生产过程大致可以分为六个步骤：领料、配料、制粒、灌装、包装、入库。

其中，关键工序为灌装工序，是Y成品率对应的的目标流程。

将胶囊灌装工序细化分解，从动线流程图（图2）中可以看出，拆装清洗模具会产生残料造成大量的浪费；同时，由于该产品颗粒的特性在灌装过程极易产生细粉，颗粒细粉掺用过程由于没有很好的控制则成为了隐形工厂，非但没有产生增值且增加成本，需要对其进行改善。

图2 J胶囊灌装动线流程图
2.2.2 测量系统分析
使用的电子天平及电子台秤均通过校准校验。

电子天平精度0.001 g，产品每粒装量称量要求精度0.001 g，电子台秤精度20 g，产品称重允许误差±50 g，校准测报告证明该测量系统的数据可靠性可被接受。

因此测量系统有效性分析结论为总体可以接受。

2.2.3 过程能力分析
使用统计软件Minitab，分别对改善后的成品率、灌装残料损耗率、灌装控制进行过程能力分析，Cpk＜1，结果显示过程能力均为不足，需要对流程进行改善。

2.2.4 筛选变量
列出所有可能因素，通过权重评分法选出可能性较高的因素进行改善。

对能够快速改善的因素制定速赢改善措施进行改善。

对X1直接制定模具干燥措施以减少拆装
模具的次数，从而减少损耗。

其初筛见图3。

图3 筛选识别出的关键因子图
2.3 分析阶段
2.3.1 数据收集计划
针对不同的数据类型、生产周期、适当的样本量及样本子集数、不同的规格水平，安排计划对筛选出的关键X变量进行数据收集（表2）。

待数据收集完成后进行进一步统计分析以确定关键X变量选择的正确性。

表2 灌装残料损耗率y的相关因子X的数据收集计划表关键输入因子（X）层别化因子样本大小频率组数数据收集方法拆装模具次数＞3次/批或≤3次/批20 1 min一次 2 在灌装时间内5号胶囊、4号胶囊各灌装20 min（运行速度800粒/min），每分钟对剔废数计数作为1个样本，共2组各20个样本颗粒水分 43 一批一次 1 2014年1月—2015年3月，每批灌装残料损耗率为1个样本，共43个样本颗粒细粉掺用比例（40粒灌装装量）19 一批一次 2 2014年1月—2015年3月，各批生产中模具拆装＞3次/批、≤3次/批的批次，各为一组，每批灌装残料损耗率为1个样本，每组19个样本空心胶囊型号大小 5号胶囊或4号胶囊1∶20（可行最大比例）80 30 min一次 1 在一批灌装时间内每30 min取1个样本共80个样本
2.3.2 确认变量
运用箱线图、散点图、过程能力分析等对关键输入因子X进行分析统计。

确认X2拆装模具次数与y相关，X3灌装空心胶囊大小与y相关，X4颗粒水分与y不相关。

X5制定速赢改善计划后Cpk＞1过程能力尚可，较改善前有所提高。

灌装质量提高，减少拆装模具次数与损耗（变量确认见图4）。

图4 确定关键因子X图
2.4 改善阶段
运用非实验设计改善，根据层别化因子设计改善方案。

使用双样本T检验统计A 阶段收集的数据进行试运行、初步效果确认。

累积一定批次后通过收集数据进行过程能力分析、单值控制图（图5）等评估改善效果。

成品率、灌装残料损耗率、灌装控制过程能力Cpk＞1.33，均属于过程能力充分，改善效果明显。

图5 改善后成品率Y单值控制图
2.5 控制阶段
根据测量、分析、控制阶段确认的需改善流程项目制定改善措施，落实每项措施的负责人、以文件的形式下发各部门（其中变更胶囊型号由质量保证科向药监局进行补充申请）。

表3 改善措施实施计划表流程改善项目改善前改善后负责人下发部门文件名称/编号灌装产能 13 h/班，共5班13 h/班，共3班设备科长车间主任设备车间设备操作规程灌装模具清洁模具干燥自然干燥除湿机干燥过夜工艺员灌装班组SOP-PM-172灌装颗粒细粉掺用比例、方法无规定1∶20，以加料容器的加料重量的1/21作为每次颗粒细粉掺用量，在加料容器内混合不少于30 s工艺员灌装班组灌装操作细则物料采购胶囊型号 5号胶囊 4号胶囊变更专员物流车间QA 产品质量标准
2.6 增效益
J胶囊通过精益六西格玛管理，改善提升了平均成品率和灌装效率，改善前平均成品率为92.65%，改善后平均成品率为98.45%，平均成品率提升5.80%[8-10]。

改善前每批灌装工时为65 h，改善后每批灌装工时为39 h，工时减少40%，产能大幅提高。

经测算J胶囊产品流程改善后的年化收益约86.11万元。

3 讨论
通过对J胶囊的生产流程实施精益六西格玛管理，提升了该产品的生产效率及成品
率，同时改善了胶囊灌装的质量，获得了近90万元的年化收益。

目前的相关文献报道中，理论研究多于实际应用，精益改善多于六西格玛管理，经济效益提升多于产品质量提高。

与其他制药企业精益六西格玛管理的研究相比，本文更加重视对理论的实际应用，在关注效益的同时也能改善产品的质量。

本研究由于项目时间及篇幅所限没有对J胶囊的生产流程进行更进一步的优化，也没有对产品质量的优化进行过多展开。

在后续研究中，可以尝试进一步改善内外包装速度优化产能，同时对产品含量均匀度的变化进行分析对比。

精益六西格玛就是一条持续改善之路。

参考文献
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[10]陈琪.精益六西格玛在制药企业中的应用研究[D].上海:上海交通大学, 2015.。