Origem do Seis Sigma: o que a Motorola realmente inventou

A origem do Seis Sigma costuma ser contada como a descoberta de uma matemática nova. Não foi. A distribuição normal é do século 18, o desvio padrão ganhou o nome e o símbolo sigma em 1894, e a ideia de comparar variação com limite de especificação já estava em pé desde Walter Shewhart, nos anos 1920.

A tese deste texto é outra. O que a Motorola criou entre 1985 e 1987 foi uma embalagem gerencial. Uma meta numérica agressiva, uma tradução do defeito para linguagem de dinheiro, uma hierarquia de especialistas com nome de faixa e a exigência de que o presidente da empresa assinasse embaixo.

Essa leitura explica as duas metades da história. Explica por que o método se espalhou rápido por conselhos de administração, o que nenhuma ferramenta estatística tinha conseguido antes. E explica as críticas, quase todas dirigidas à embalagem, não ao conteúdo técnico.

Você vai encontrar duas tabelas. Uma é a linha do tempo, de 1974 a hoje. A outra põe nível sigma contra defeitos por milhão, com e sem o famoso deslocamento de 1,5. O que é o método por dentro está em metodologia Seis Sigma, e aqui não se repete a definição.

Sobre a procedência: as datas foram conferidas uma a uma e, onde as fontes divergem, o texto diz que divergem. A tabela de defeitos por milhão foi calculada para este artigo a partir da distribuição normal, e não copiada de tabela pronta. Números de economia de empresa aparecem sempre atribuídos a quem os publicou.

A estatística já existia: o que faltava era quem assinasse a conta

Em 1986 nada do maquinário técnico do Seis Sigma era novidade. A carta de controle é de 1924. O controle estatístico de processo foi consolidado em livro por Shewhart em 1931. Índices de capabilidade circulavam na indústria japonesa desde os anos 1960.

O que não existia era um formato que sobrevivesse à reunião de diretoria. Estatística de processo era assunto do departamento de qualidade, um andar abaixo de onde o orçamento é decidido. Quem fazia carta de controle não conseguia dizer quanto a carta valia em dólar.

A Motorola resolveu esse problema de tradução, não o problema matemático. Ela fixou uma meta única para a empresa inteira, obrigou cada projeto a declarar ganho auditado pelo financeiro e criou uma carreira interna para quem soubesse fazer a análise. É por isso que a origem do Seis Sigma é uma história de gestão antes de ser uma história de estatística.

A linha do tempo, de 1974 até hoje

A tabela abaixo comprime a cronologia. Cada linha vira uma seção adiante, com o detalhe e a divergência de fonte quando existe.

1974: o mesmo prédio, a mesma gente, um vigésimo do defeito

O episódio que mais dói na memória da Motorola não é uma fábrica perdida para o Japão. É uma fábrica que ficou no lugar. Em 1974 a empresa vendeu a divisão de televisores Quasar para a Matsushita, e a planta de Franklin Park, no Illinois, continuou rodando com boa parte da mesma mão de obra.

O que mudou foi o método de gestão. A comparação mais repetida na literatura do tema fala em uma redução de cerca de vinte vezes no índice de defeito, da Motorola para a Matsushita, na mesma planta. Não há um único registro primário que sustente esse fator com precisão, mas a direção do resultado é consistente entre as fontes.

A conclusão interna foi difícil de engolir e decisiva. O problema não era o operário americano, nem o equipamento, nem o custo da hora. Era o sistema de trabalho. Esse diagnóstico abriu espaço para uma meta que, até então, pareceria absurda dentro da empresa.

1979 e 1981: a frase que incomodou e a meta que veio depois

Em 1979, numa reunião de gestores, o executivo de vendas Art Sundry disse que a qualidade da empresa era péssima. A frase entrou no folclore corporativo da Motorola porque veio de quem vendia, e não de quem produzia. Reclamação do cliente chegava agora pela boca da área comercial.

Em 1981 Bob Galvin, então no comando da empresa, fixou uma meta de melhoria de dez vezes em cinco anos. A escolha do fator é o detalhe que importa. Dez vezes não se alcança apertando o processo atual, e essa era exatamente a intenção declarada.

Aí está a primeira peça da embalagem. Meta incremental convida a otimizar o que existe. Meta de uma ordem de grandeza obriga a redesenhar. A gestão da qualidade total da mesma época pregava melhoria contínua sem número, e foi justamente o número que deu tração ao programa da Motorola.

1985: Bill Smith e o defeito que você não vê na inspeção

Bill Smith era engenheiro sênior na área de comunicações da Motorola. Em 1985 ele apresentou um estudo que fez a ponte entre duas coisas que a empresa media separadamente: o retrabalho interno e a devolução de campo nos primeiros meses de uso.

O achado é direto. Produto que precisou de conserto dentro da fábrica falhava em campo com frequência muito maior do que produto que passou limpo na primeira vez. A explicação é que o mesmo processo que gerou o defeito visível gerou defeitos latentes, e a inspeção final não enxerga defeito latente.

A consequência para a meta é o ponto. Se a inspeção não captura tudo, não adianta inspecionar mais: é preciso que o processo produza quase nada de errado. Foi esse raciocínio que justificou mirar em uma folga entre variação e especificação muito maior do que os três desvios padrão usuais.

Mikel Harry e a passagem de ideia a método

Bill Smith deu o argumento. Quem transformou argumento em roteiro replicável foi Mikel Harry, então no grupo de eletrônica de governo da Motorola. Sem essa etapa o conceito teria virado mais um estudo de confiabilidade arquivado.

Harry fez três coisas que mudaram a natureza da coisa. Padronizou uma sequência de etapas de projeto com critério de saída em cada uma. Definiu quais ferramentas estatísticas entram em que etapa, incluindo teste de hipótese e análise de capabilidade. E desenhou um programa de treinamento com carga horária e prova.

Em 1990 a Motorola criou o Six Sigma Research Institute, em Schaumburg, com Harry na direção. Entraram como membros empresas de fora, entre elas IBM, Texas Instruments e Kodak. Em 1994 Harry saiu e fundou com Richard Schroeder a Six Sigma Academy, o que criou o mercado de consultoria do tema.

1986 e 1987: o lançamento e a meta com prazo

A Motorola data em 1986 a criação do Seis Sigma, e é esse o ano que a empresa usa quando fala do assunto. A formalização como política corporativa veio logo depois, em janeiro de 1987, num documento assinado por Bob Galvin.

O teor do documento é o que importa. Ele não pedia esforço nem empenho. Pedia melhoria de dez vezes até 1989, de cem vezes até 1991 e capabilidade Seis Sigma em todos os processos até 1992. Metas com data, publicadas para a empresa inteira.

Compare com o que existia antes. Um programa de qualidade típico dos anos 1980 dizia que qualidade era responsabilidade de todos e distribuía cartaz. A Motorola escreveu quatro números e três anos. Essa é a segunda peça da embalagem, e talvez a mais copiada desde então.

Por que 6 sigma dá 3,4 por milhão, e não 0,002

Aqui mora o mal-entendido mais comum do tema. Se um processo tem média centrada no alvo e os limites de especificação ficam a seis desvios padrão de cada lado, a fração fora da especificação é de cerca de dois defeitos por bilhão de peças, ou 0,002 por milhão.

O número que o mercado repete, porém, é 3,4 por milhão. A diferença não é erro de conta. É uma convenção declarada: a Motorola assumiu que, no longo prazo, a média do processo não fica parada e passeia até 1,5 desvio padrão para um dos lados.

Com a média deslocada em 1,5, o lado apertado passa a ter 4,5 desvios padrão de folga, e a cauda desse lado vale 3,4 por milhão. O outro lado fica a 7,5 desvios padrão e é desprezível. A tabela abaixo mostra os dois cenários lado a lado, calculados a partir da distribuição normal.

Repare no tamanho do salto na coluna do meio. Sair de 3 para 4 sigma corta o defeito por um fator próximo de dez. Sair de 5 para 6 corta por um fator próximo de setenta. É por isso que a última etapa de um programa é sempre a mais cara.

De onde saiu o 1,5, e por que ele é convenção e não teorema

O 1,5 não caiu de um cálculo. A referência mais citada é A. Bender Jr., que em dezembro de 1962 publicou o artigo que ficou conhecido como Benderizing Tolerances, propondo multiplicar o desvio padrão combinado de um empilhamento de tolerâncias por um fator de 1,5. D. H. Evans repassou esse fator em 1975, num artigo sobre tolerância estatística, e foi por essa via que ele chegou à Motorola.

A Motorola adotou o 1,5 como valor típico de deriva de longo prazo, olhando o próprio parque fabril. Turno, lote de matéria-prima, desgaste de ferramenta, temperatura e troca de operador movem a média entre uma medição e outra. Quem só mede em janela curta não enxerga esse passeio.

A escolha é defensável como regra de bolso e indefensável como lei. Ela serve para comparar processos numa mesma empresa com a mesma convenção. Ela não descreve o seu processo específico, que pode derivar 0,3 ou 2,4 desvios padrão conforme a natureza da operação.

A crítica ao deslocamento, que é legítima

Estatísticos como Donald Wheeler e Davis Bothe criticam a convenção há décadas, e o argumento central é bom. O fator de Bender era uma inflação do desvio padrão para lidar com empilhamento de tolerâncias, não um deslocamento de média. Wheeler chama a extrapolação de arbitrária, e Bothe argumenta que a correção deveria variar com o tamanho da amostra, e não ser uma constante fixa.

Há três consequências práticas incômodas. A primeira é que o índice fica inflado ou deflacionado conforme a estabilidade real do processo, que ninguém verificou. A segunda é que dois processos com o mesmo nível sigma declarado podem ter desempenho muito diferente. A terceira é que a conversão esconde a pergunta que interessa: o processo está sob controle?

A recomendação honesta é usar as duas colunas. Para meta interna e comparação entre células, o nível sigma com a convenção serve. Para decisão técnica, vale medir a capabilidade do processo de curto e de longo prazo separadamente e olhar a diferença entre elas, que é o deslocamento real.

1988: o Baldrige e a decisão de abrir o método

Em 1988 a Motorola foi uma das três primeiras vencedoras do Malcolm Baldrige National Quality Award, ao lado da Globe Metallurgical e da divisão de combustível nuclear comercial da Westinghouse. O prêmio tinha sido instituído por lei no ano anterior, em resposta direta à perda de competitividade americana.

O detalhe decisivo está no regulamento. O vencedor do Baldrige assume o compromisso de compartilhar suas práticas de gestão com outras organizações americanas. A Motorola passou a receber visitas, dar palestras e explicar o método a quem pedisse, inclusive a concorrentes.

Foi essa abertura que espalhou o Seis Sigma, não a qualidade técnica dele. Compare com o Sistema Toyota de Produção, que levou décadas para ser descrito de fora. O método da Motorola nasceu documentado, ensinável e disponível, e por isso viajou rápido. A empresa ficou com a marca registrada e perdeu o controle sobre o conteúdo.

AlliedSignal: a ponte que quase ninguém cita

Larry Bossidy assumiu a AlliedSignal em 1991, vindo de uma carreira longa na GE. Encontrou uma empresa industrial com margem apertada e implantou o Seis Sigma em 1994, com apoio do grupo de Mikel Harry e Richard Schroeder.

A contribuição da AlliedSignal foi de linguagem. Bossidy tratou o programa como iniciativa de custo e caixa, não como programa de qualidade, e cobrou os resultados na reunião de resultados. A empresa divulgou economia acumulada na casa do bilhão de dólares, número que circula em várias versões e que os relatórios financeiros do período não permitem reconstruir com exatidão.

O papel histórico, porém, é de ponte. Em meados de 1995 Bossidy foi convidado a falar ao conselho de executivos da GE. O que ele apresentou não foi uma tese sobre variação, foi uma planilha. Jack Welch estava na sala.

1995: a GE amarra o método ao bolso do executivo

Welch adotou o Seis Sigma na GE a partir do fim de 1995, e o que ele acrescentou não foi técnica. Foi incentivo. A GE fez três movimentos que nenhuma empresa tinha feito com essa firmeza, e os três são de recursos humanos e finanças, não de estatística.

• Amarrou parcela relevante do bônus dos gestores ao desempenho em Seis Sigma, na faixa de 40% segundo os relatos da própria empresa.
• Exigiu treinamento de faixa verde como pré-requisito para promoção a cargos profissionais e gerenciais, com prazo a partir do começo de 1998.
• Colocou o controller para validar o ganho de cada projeto, de modo que nenhum resultado entrasse na conta sem passar pela contabilidade.

Os números que a GE publicou ficaram famosos. Investimento da ordem de centenas de milhões de dólares nos dois primeiros anos, benefício líquido reportado perto de 750 milhões em 1998 e acima de um bilhão no ano seguinte. Esses valores vêm dos relatórios anuais da própria companhia.

Aqui está a terceira peça da embalagem, e a mais potente. Quando o método entra no cálculo do bônus, ele deixa de depender de convencimento. Foi isso que levou o Seis Sigma para dentro de milhares de empresas nos cinco anos seguintes, muitas vezes por exigência contratual de clientes como a própria GE.

2002: o encontro com o Lean

Ao longo dos anos 1990 as duas escolas rodavam em paralelo e às vezes na mesma planta, disputando agenda. O Seis Sigma atacava variação com estatística. O lean manufacturing atacava desperdício e tempo de atravessamento com fluxo, lote pequeno e troca rápida.

Michael George publicou em 2002 o livro que popularizou o nome Lean Seis Sigma, com o argumento de que velocidade e qualidade não competem. O termo já circulava antes dele, em consultoria e em livro de 2001, e o mérito do livro foi de difusão, não de invenção. Processo lento acumula estoque, e estoque esconde defeito. Processo instável gera refugo, e refugo destrói fluxo. Tratar os dois separadamente é pagar duas vezes pela mesma análise.

A fusão resolveu um problema real de projeto. Um exemplo de DMAIC clássico gastava semanas medindo variação de uma etapa que o mapa de fluxo mostraria ser desnecessária. Depois de 2002, a análise de fluxo entra antes, e a estatística é reservada para o que sobrou.

A história do nome, das faixas e das letras

Sigma é a letra que Karl Pearson consagrou para o desvio padrão no fim do século 19, quando cunhou o termo desvio padrão. Seis sigma é, portanto, uma descrição literal: seis desvios padrão de folga entre o centro do processo e o limite de especificação mais próximo.

A escolha do seis tem lógica comparativa. Shewhart usava três desvios padrão como limite econômico de controle, e a indústria tratava três sigma como bom. Pedir o dobro era uma forma de dizer, em uma palavra, que a régua tinha mudado. A Motorola registrou o nome como marca.

As faixas vieram das artes marciais, e a origem é mais antiga do que se costuma dizer. O relato mais documentado põe Mikel Harry criando o termo faixa preta entre 1986 e 1987, num período de trabalho numa fábrica da Unisys, ao lado do gerente Clifford Ames. A ideia chegou à Motorola por volta de 1989, e o efeito foi transformar o domínio do método em degrau de carreira visível no crachá.

Já o roteiro nasceu incompleto. A Motorola trabalhava com quatro etapas, medir, analisar, melhorar e controlar. A letra D de definir foi acrescentada depois, no ambiente da GE, e é ela que fecha o método DMAIC como conhecemos. Sem o definir, projeto começa sem escopo e sem dono.

O que o Seis Sigma pegou emprestado, e de quem

Vale ser explícito sobre as dívidas, porque a história da gestão da qualidade começa muito antes de 1986. De Shewhart vieram a carta de controle, a distinção entre causa comum e causa especial e a própria ideia de comparar variação com especificação.

De Deming veio a insistência em tratar o sistema, e não o operador, além do ciclo de melhoria em quatro passos que o DMAIC reorganiza. O ciclo de Deming está inteiro dentro do roteiro, com o planejar aberto em três etapas e um portão de prova entre elas.

De Juran vieram a priorização por poucos vitais, que sustenta o diagrama de Pareto, e o custo da má qualidade como argumento de diretoria. De Ishikawa vieram o diagrama de causa e efeito e as sete ferramentas básicas. De Taguchi veio a ideia de que a perda cresce à medida que o valor se afasta do alvo, e não só quando sai da faixa.

O que sobra de original, então, é curto e honesto: a meta única expressa em defeitos por milhão de oportunidades, o portão financeiro obrigatório por projeto, a carreira de faixas e a exigência de patrocínio explícito da alta direção. Nenhum desses quatro itens é estatístico.

A crítica da inovação e o caso 3M

A objeção mais séria ao método não é técnica. É que ele otimiza o que já existe e pune o que ainda não tem dado. Todo projeto exige linha de base medida, hipótese testável e ganho projetado, e pesquisa exploratória não tem nada disso no início.

O caso mais citado é o da 3M. James McNerney assumiu a empresa no fim de 2000, vindo da GE, e estendeu o Seis Sigma aos laboratórios de pesquisa. Reportagens do período seguinte associaram a medida a uma queda no índice de vitalidade de novos produtos, indicador que a 3M usa para medir quanto do faturamento vem de lançamentos recentes.

O sucessor, George Buckley, afrouxou a aplicação do método na pesquisa e manteve na manufatura, distinção que resume bem a lição. Há também literatura acadêmica no mesmo sentido, apontando que gestão por processos favorece o aproveitamento do conhecido e atrapalha a exploração do desconhecido.

Juran, já idoso, resumiu a outra crítica em entrevista. Para ele não havia nada de novo ali, apenas melhoria da qualidade com termos mais vistosos, incluindo faixas de cores diferentes. Ele reconhecia mérito na criação de especialistas dedicados, mas negava a originalidade do conjunto.

Por que tantos programas morreram, e o que sobrou

Nos anos 2000 surgiram estudos comparando empresas que anunciaram programas Seis Sigma com o mercado, e o resultado agregado foi desfavorável em vários deles. A leitura simplista foi declarar o método falho. A leitura útil é outra: o que morre é a embalagem quando ela é adotada sem o conteúdo.

• Programa adotado por moda, sem problema definido, produz projeto que mede o que já se sabia.
• Ganho declarado sem validação de controller vira número de apresentação, e a diretoria descobre isso no segundo ano.
• Faixa treinada e devolvida à rotina sem tempo alocado não conclui projeto, e a formação vira custo afundado.
• Melhoria implantada sem plano de controle regride em poucos meses, e o processo volta ao patamar anterior.
• Meta de nível sigma em processo instável mede o que não existe, porque não há capabilidade definida fora de controle estatístico.

A ironia final é da própria inventora. A Motorola atravessou os anos 2000 perdendo mercado em telefonia e acabou dividida em duas companhias em 2011. Ter criado o melhor método de melhoria de processo da época não a protegeu de errar a leitura do mercado, que é outra classe de problema.

O que sobreviveu é sólido e menos glamouroso. O roteiro com portões e prova continua sendo o melhor formato disponível para projeto de melhoria. A exigência de ganho auditado continua separando trabalho de teatro. E o vocabulário entrou nos sistemas de gestão da qualidade ISO 9001 e em norma internacional própria, a partir de 2011.

Resta a advertência que Deming teria feito, e que os 14 princípios de Deming já continham. Meta numérica sem método é exortação, e exortação não muda processo. A metodologia Seis Sigma funciona quando a meta vem acompanhada de gente treinada, tempo alocado e dado confiável, e falha sempre que vem sozinha.