σ是一個希臘字母，讀作“西格瑪”，是數理統計中“標準差”的意思。它是表征任意一組數據或過程輸出結果離散程度的指標，是評價產品和生產過程特性波動的參數。
西格瑪質量水平是通過比較過程輸出的平均值和標準差與質量要求的目標值和規格極限，來衡量過程滿足質量要求的能力。西格瑪級別越高，流程滿足質量要求的能力越強；相反，西格瑪的水平越低，流程滿足質量要求的能力越低。六西格瑪質量水平意味著百萬次出錯機會中不超過3.4個缺陷(DPMO)。
在如圖1所示的正態分布中，當規格上限與規格下限之差為12σ (16 σ)且過程不漂移時，即實際分布中心與規格中心重合時，規格下限LSL以下、規格上限USL以上的面積(概率)為0.001 ppm，總缺陷概率為20億分之一。圖中u正態分布的中心值，m是規格中心，a是標準差。
圖1 過程輸出特性正態分布圈（無漂移）
但實際上，過程輸出質量特性的分布中心與規范中心重合的可能性不大。對于一個典型的制造過程，由于影響過程輸出的基本質量因素(人、機器、材料、方法、環境和測量)的動態變化，過程輸出的平均值發生漂移是正常的。在計算工藝長期運行中的缺陷概率時，一般認為將上述正態分布的中心向左或向右移動1.5σ，此時一側的缺陷為3.4ppm，另一側的缺陷由于數量級極小，可以忽略不計，總缺陷概率為百萬分之3.4，如圖2所示。
圖2 過程輸出特性正態分布圖（±1.5漂移）
所以通常所說的六西格瑪質量水平代表3.4DPMO，它考慮了配送中心移位1后的缺陷概率。5 σ相對于工藝長期運行中的規范中心。
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