Six SigmaDMAIC als Six-Sigma-Kernprozess

Grundlage für Six Sigma ist die standardisierte Vorgehensweise. Diese ist als DMAIC-Prozess definiert und beschrieben. Dabei geht es um die Analyse und Verbesserung von bestehenden Prozessen, die fehleranfällig oder problematisch sind – oder die Verbesserungspotenzial haben. Die einzelnen Schritte und Aufgaben bei DMAIC sind hier erläutert.

Prozesse gestalten und optimieren mit Six Sigma

Mit Six Sigma geht es vor allem um die Prozesse und die Prozessqualität. Sie werden permanent auf den Prüfstand gestellt, um Variation und Abweichungen von den Vorgaben und Sollwerten auszuschließen. Dazu bedient sich das Six-Sigma-Konzept selbst eines standardisierten Ablaufs – wobei zwei Fälle unterschieden werden:

  • Bestehende Prozesse oder Abläufe werden mit dem DMAIC-Prozess geprüft, verbessert und optimiert.
  • Prozesse werden neu gestaltet mit dem DFSS- oder DMADV-Prozess, weil es sie so vorher nicht gab oder weil sie in ihrer bisherigen Form nicht geeignet sind, die Anforderungen zu erfüllen.

DMAIC als Kernprozess von Six Sigma

Alle Prozesse im Unternehmen kommen regelmäßig auf den Six-Sigma-Prüfstand – insbesondere dann, wenn Fehler, Defekte oder Abweichungen erkennbar sind oder wenn hohe Kosten oder unnötige Verzögerungen vermutet werden. Für diese Fälle kommt der Six-Sigma-Kernprozess DMAIC zur Anwendung. Die Schritte sind:

  1. Define
  2. Measure
  3. Analyse
  4. Improve
  5. Control

Dieser Prozess wird angewendet, wenn der zu prüfende Unternehmensprozess bereits beschrieben und etabliert ist, aber verbessert oder optimiert werden muss.

Abbildung 1 zeigt die fünf Prozessschritte nach DMAIC im Überblick und benennt die jeweils anfallenden Aufgaben. Mit der Abbildung des Prozesses als Kreislauf wird sichtbar, dass die Prozessoptimierung nach Six Sigma keine einmalige Aufgabe ist und nach einer Prüfung abgeschlossen wird. Auch geprüfte und verbesserte Prozesse sind immer wieder Kandidaten für weitere Prüfungen und Verbesserungen.

Abbildung 1: DMAIC: Six-Sigma-Kernprozess und Aufgaben

1. Define

Im ersten Schritt geht es darum, den Unternehmensprozess zu bestimmen, der geprüft werden soll, der sich als fehleranfällig gezeigt hat und der mit Six-Sigma-Methoden verbessert werden kann. Wenn dieser Prozess ausgewählt ist, werden in der Define-Phase die weiteren DMAIC-Schritte geplant.

Zunächst wird der Projektrahmen festgelegt. Dazu gehören: Ziele, Aufgaben, Zeitplan. Wichtig ist, die Beteiligten und ihre Rollen zu bestimmen. Das sind insbesondere:

  • Six Sigma Champion als Sponsor
  • ein Black Belt für die Projektleitung
  • Yellow Belts als Projektmitarbeiter

Außerdem wird die Ausgangssituation beschrieben. Hier müssen die Probleme, Fehler und Fehlermöglichkeiten benannt und anhand von Kennzahlen dargestellt werden. Dazu werden die Kennzahlen, Variablen oder Messwerte festgelegt, die zeigen, ob der Prozess, so wie er aktuell durchgeführt wird, die erforderliche Qualität leisten kann, ob er den Anforderungen der Produktspezifikation und der Kunden genügt.

Zudem wird geprüft, wie die Prozessergebnisse vom Soll- oder Vorgabewert abweichen. Wenn es immer wieder zu großen Abweichungen kommt, ist der Prozess nicht unter Kontrolle. Das ist wichtig zu erkennen, um die Ursachen für die Fehler zu entdecken.

Mit den folgenden Aufgaben ist der erste Prozessschritt abgeschlossen und das Projekt definiert:

  • Projektrahmen und Projektziele bestimmen
  • Projektbeteiligte und Rollen festlegen
  • Kennzahlen zur Prozessqualität auswählen
  • Abweichungen und Probleme benennen
  • Prozesszustand analysieren

2. Measure

In der Measure-Phase wird der Prozess im Detail untersucht. Dazu wird zunächst der Ist-Zustand ermittelt. Das umfasst die einzelnen Prozessschritte, die Tätigkeiten sowie die Inputs und die Outputs des Prozesses. Diese werden detailliert beschrieben.

Dann wird die Prozessqualität anhand der ausgewählten Kennzahlen geprüft. Dazu werden für die Kennzahlen geeignete Variablen und Messgrößen festgelegt. Für die Messung der Messgrößen braucht es geeignete Messsysteme. Diese werden auf ihre Zuverlässigkeit geprüft.

Die definierten Variablen und Messgrößen (Prozessparameter) werden über einen angemessenen Zeitraum gemessen und statistisch ausgewertet. Dafür wird ein Datenerhebungsplan erstellt. Wenn zu Beginn mehrere Messwerte erhoben werden, dann können diese nach und nach reduziert und eingegrenzt werden, wenn klar ist, worin der Fehler und die Ursachen begründet sein können.

Qualitätsregelkarten zur Auswertung der Messdaten

Mit der Messung der Prozesswerte entstehen zahlreiche Daten. Diese werden in einer Qualitätsregelkarte erfasst und als Verlaufsdiagramm dargestellt. Um zu bewerten, ob der Prozess so abläuft, wie er soll, und ob er unter Kontrolle ist, werden die Messwerte in Bezug gesetzt zu einem akzeptablen Bereich, in dem Variation zulässig ist. Dieser Bereich wird definiert durch

  • den Sollwert oder Idealwert, den die Kennzahl haben sollte,
  • eine obere Warngrenze (OWG), als über dem Idealwert liegender Wert, bei dem der Prozess nicht mehr optimal läuft,
  • eine obere Eingriffsgrenze (OEG), die den maximal zulässigen Messwert definiert, mit dem die Qualität gerade noch in Ordnung ist, bevor ein Eingriff notwendig ist
  • entsprechende untere Grenzen (UWG und UEG), die den akzeptablen Variationsbereich nach unten abgrenzen.

Dieser akzeptable Bereich ist in Abbildung 2 in Form einer Qualitätsregelkarte (Verlauf und Histogramm zu den Messwerten) dargestellt.

Abbildung 2: Prozessqualität in der Regelkarte darstellen

Auf der Basis der Messergebnisse und der erkannten Abweichungen wird eine erste Fehleranalyse durchgeführt. Es wird nach möglichen Ursachen für (große) Abweichungen gesucht. Dazu wird ein Fehlerbaum erstellt, in dem mögliche Ursachen aufgeführt sind, die dann Schritt für Schritt überprüft werden können. Dazu sollte der Prozess im Detail und vor Ort beobachtet werden.

Am Ende der Measure-Phase sind folgende Aufgaben erledigt und es liegen entsprechende Daten und Informationen vor:

  • Variablen und Messgrößen definieren
  • Messsysteme überprüfen und kalibrieren
  • Prozess und alle Einflussfaktoren beschreiben
  • Datenerhebungsplan festlegen
  • Prozessdaten im Ist-Zustand messen
  • mögliche Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge erkennen

3. Analyse

In der Analyse-Phase werden die zuvor erhobenen Daten und Messwerte analysiert und genaue Erklärungen für das fehlerhaft Prozessverhalten gesucht. Damit soll deutlich werden, was geändert werden muss, wie der Prozess verbessert werden kann und wie eine Lösung aussehen kann.

Um den genauen Ursachen für Fehler und Defekte auf die Spur zu kommen, müssen einzelne Prozessparameter, Inputs oder Ausführungen, verändert werden. Die Datenanalyse muss so erfolgen, dass sichtbar wird, welche Parameter geändert werden sollten.

Dann wird die Variation vorgenommen und wieder gemessen. In Six Sigma wird dieser Schritt als „Design of Experiments“ (DOE) bezeichnet. Auch hier ist empfehlenswert, die geänderten Abläufe genau und vor Ort zu beobachten und die entsprechenden Messungen vorzunehmen. Zeigen sich messbare und statistisch belastbare Verbesserungen, kann die Veränderung ein Teil der Lösung sein.

So werden Schritt für Schritt Daten statistisch analysiert, Veränderungen vorgenommen, wieder gemessen, Ursache-Wirkungsbeziehungen ermittelt und Verbesserungen und Lösungen daraus abgeleitet. Die Aufgaben der Analyse-Phase von DMAIC sind demnach:

  • Prozessdaten statistisch auswerten
  • einzelne Parameter variieren und Ergebnisse sind prüfen (DOE)
  • Ursachen für Abweichungen genau erkennen
  • mögliche Lösungen ableiten und festhalten

4. Improve

In der Improve-Phase werden die Maßnahmen durchgeführt und Prozessveränderungen realisiert, die zuvor als Lösung und Verbesserung identifiziert wurden. Dazu werden diese Maßnahmen und Änderungen beschrieben und erläutert. Außerdem wird ein Zeitplan für die Umsetzung entwickelt und die Personen werden festgelegt, die für die Umsetzung verantwortlich sind.

Aus dem Analyse-Projekt der ersten drei DMAIC-Phasen wird ein Umsetzungs-Projekt. Hier gelten wie üblich die Regeln des Projektmanagements.

Gegebenenfalls sind mit Beginn der Phase die Lösungen noch nicht im Einzelnen festgelegt. Dann muss das Projektteam selbst kreativ und konstruktiv überlegen, wie einzelne Lösungen in der Praxis und mit den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern vor Ort umgesetzt werden können.

Entscheidend ist, dass die Lösungen und die einzelnen Maßnahmen und Änderungen an den zuvor identifizierten Ursachen und Quellen der Probleme, der Fehler und Defekte ansetzen und diese dauerhaft beseitigen oder eingrenzen. Am Ende müssen die entsprechenden Prozessparameter innerhalb der geforderten Grenzen (OEG und UEG) liegen; der Prozess also geeignet und unter Kontrolle ist. Das wird durch entsprechende Messungen der relevanten Variablen und Parameter nachgewiesen.

Am Ende der Improve-Phase sind folgende Aufgaben erledigt und es liegen entsprechende Ergebnisse vor:

  • Maßnahmen zur Prozessverbesserung und Fehlerbeseitigung festlegen
  • Projektteam und Projektrahmen für die Umsetzung definieren
  • Lösungen umsetzen, die Fehlerursachen beseitigen
  • Verbesserungen und Fehlerbeseitigung messen und belegen

5. Control

Ein wesentliches Merkmal des DMAIC-Prozesses ist, mit der Umsetzung der Lösung das Projekt nicht zu beenden, sondern dafür zu sorgen, dass die Lösung dauerhaft funktioniert und die Projektverbesserungen und Fehlerbehebungen langfristig erhalten bleiben. Das soll in der Control-Phase sichergestellt werden.

Dazu werden weiterführende Maßnahmen ergriffen, die für die feste Verankerung der realisierten Lösungen im Prozess, in der Technologie und bei den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern sorgen. Das kann mithilfe der folgenden Aktivitäten erreicht werden:

  • Messungen regelmäßig durchführen
  • Verfahren und Technologie verändern; zum Beispiel bei Stücklisten, Rezepturen, Arbeitsplänen, Arbeitsanweisungen, Maschineneinstellungen, Arbeitshilfen, Betriebs- und Hilfsstoffe etc.
  • die im Prozess eingebundenen Personen für die Lösungen sensibilisieren und schulen

Zeigen die regelmäßigen Messungen, dass doch wieder Fehler passieren oder Verschlechterungen auftauchen, braucht es unverzüglich Gegenmaßnahmen. Diese sind im Kontrollplan (Out of Control Action Plan, OCAP) festgehalten.

Nutzen, Kosten und Lessons Learned für das Six-Sigma-Projekt festhalten

Schließlich wird mit dem Ende ermittelt, welcher Nutzen und welche Kosten mit dem gesamten Six-Sigma-Projekt und seiner Umsetzung verbunden sind:

  • Der Nutzen sollte festgemacht werden an: Kundenzufriedenheit, Fehlerreduzierung, Verringerung von Durchlaufzeiten und Kosteneinsparungen.
  • Die Kosten resultieren aus den unmittelbaren Projektkosten sowie aus den Kosten, die mit Investitionen für die Lösungen verbunden sein können.
  • Zudem gibt es Lerneffekte (Lessons Learned), die mit dem Projekt verbunden sind und die für die Zukunft dokumentiert werden sollten.

Am Ende der Control-Phase und des Six-Sigma-Projekts insgesamt sind die folgenden Aufgaben erledigt und entsprechende Ergebnisse erreicht:

  • den Prozess auf einem besseren Niveau und ohne Fehler standardisieren
  • Nutzen, Kundenzufriedenheit und Einsparungen nachweisen
  • Kosten für das Projekt erfassen
  • Lerneffekte sicherstellen
Praxis

Six-Sigma-Projekt starten

Klären Sie, was der Anlass und die Gründe sind, warum Sie einen Ihrer Unternehmensprozesse mit Six-Sigma-Methoden und mit dem DMAIC-Prozess betrachten und ein entsprechendes Six-Sigma-Projekt definieren. Unterscheiden Sie dabei:

  • bestehenden fehlerhaften oder kritischen Prozess verbessern
  • neuen Prozess planen und realisieren

Prüfen Sie für einen bestehenden Prozess, ob er überhaupt mit Six Sigma bearbeitet werden muss. Wenn die Lösung des Problems offensichtlich und klar ist, braucht es diese Vorgehensweise nicht. Wenn unklar ist, warum der Prozess fehlerhaft ist, kann ein Six-Sigma-Projekt definiert werden.

Klären Sie dann, welches Thema, welche Aufgabe, welches Problem und welche Abläufe genau Sie mit Six Sigma betrachten, verbessern und lösen wollen. Klären Sie die Aufgaben für die einzelnen Prozessschritte. Fassen Sie die wichtigen Aufgaben und Aktivitäten zu den einzelnen Prozessschritten nach DMAIC in den folgenden Vorlagen zusammen. Mit der PowerPoint-Vorlage erstellen Sie eine Übersicht für Ihr Six-Sigma-Projekt, die Sie Ihrem Projekt-Sponsor erläutern.

Planen Sie dann Ihr Six-Sigma-Projekt und seinen Ablauf, indem Sie die einzelnen Phasen des Kernprozesses DMAIC genauer erläutern. Dazu zählen folgende wichtige Aufgaben und Fragestellungen, die Sie jeweils klären und beantworten müssen:

Define

Richten Sie ein Six-Sigma-Projekt ein und legen Sie den Projektrahmen fest. Erläutern Sie dazu insbesondere die Ziele, die Rahmenbedingungen und den Zeitplan.

Stellen Sie dann das Six-Sigma-Team zusammen. Bestimmen Sie die Projektleitung (Black Belt), die Projektmitarbeiter (Green, Yellow Belt) und den Auftraggeber oder Sponsor (Champion). Außerdem legen Sie fest, wer das Projekt methodisch begleitet und bei Bedarf unterstützt (Master Black Belt).

Beschreiben Sie dann den Prozess und den Ist-Zustand:

  • Was haben Sie festgestellt?
  • Worin besteht das Problem?
  • Welche Fehler oder Defekte sind sichtbar?
  • Welche Auswirkungen und Folgen sind damit verbunden?

Leiten Sie daraus ab, welche Variablen oder Parameter Sie im ersten Schritt messen und auswerten wollen, um der Problemursache auf die Spur zu kommen.

Halten Sie die wichtigsten Informationen zu Ihrem Six-Sigma-Projekt in einer Übersicht fest. Nutzen Sie dafür das folgende Formular.

Measure

Nehmen Sie dann die notwendigen Messungen der Variablen und Parameter vor.  Erstellen Sie dazu einen Datenerhebungsplan und prüfen Sie die Messverfahren und Messsysteme. Beachten Sie dabei die Rahmenbedingungen und mögliche Einflussfaktoren.

Grenzen Sie mit Ihren Messungen ein, worin die Ursache(n) für die Fehler oder Prozessprobleme liegen könnten. Machen Sie mögliche Zusammenhänge sichtbar zwischen Ursachen und Wirkungen.

Analyse

Werten Sie die Messdaten aus und nutzen Sie dazu die unterschiedlichen Methoden der Statistik und Datenanalyse. Ziel dabei ist, die Ursachen zu erkennen, die zu den Fehlern oder Instabilitäten im Prozess führen (können) und mögliche Lösungen zu finden, um die Fehler zu beseitigen.

Für die zahlreichen statistischen Auswertungen im Rahmen von Six Sigma hat sich inzwischen die Statistik-Software MINITAB als Standard herausgestellt. Sie wird von vielen Schulungsanbietern und von Unternehmen für Six-Sigma-Projekte eingesetzt. Mehr finden Sie unter: www.minitab.com

Improve

Aus den Analyseergebnissen leiten Sie die Lösungen, Änderungen und Verbesserungen ab, mit denen Sie die Probleme und Fehler eines Prozesses beseitigen. Setzen Sie diese nun um. Ihre Aufgaben sind:

  • Liste der Maßnahmen, Änderungen und Verbesserungen zusammenstellen, die Sie umsetzen wollen
  • Projektteam für die Umsetzung und Realisierung einrichten
  • Projekt „Umsetzung von …“ planen – nach den allgemeinen Regeln des Projektmanagements
  • Lösung umsetzen, Abläufe anpassen, Anweisungen anpassen
  • Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter schulen
  • Hilfsmittel zur Verfügung stellen
  • Technik anpassen
  • Messverfahren und Messmittel festlegen, mit denen Sie die Ergebnisse der Umsetzung und der Veränderungen überprüfen
  • Daten erheben, Messungen durchführen
  • Daten auswerten und prüfen, ob die Verbesserungen erzielt werden
  • Ursachen für Probleme und Fehler beseitigen

Für die Messung und Datenauswertung gehen Sie ähnlich vor wie in den Phasen Measure und Analyse. Gegebenenfalls müssen Sie Lösungen nachbessern oder feinjustieren.

Control

Mit der letzten Phase Control schließen Sie Ihr Six-Sigma-Projekt ab. Sie stellen sicher, dass die Maßnahmen, die Sie in der Phase Improve umgesetzt haben, dauerhaft funktionieren und eingehalten oder angewendet werden.

Der Prozess mit allen seinen Merkmalen, den Tätigkeiten der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie der Hilfsmittel und Betriebsmittel wird standardisiert und als neuer oder optimierter Prozess dokumentiert.

Ihre Aufgaben sind:

  • Prozessdokumentation erstellen
  • Projekt-Controlling durchführen
  • Kosten und Nutzen des Six-Sigma-Projekts ermitteln und dokumentieren
  • Lerneffekte für zukünftige Projekte festhalten und an alle Kolleginnen und Kollegen und das Six-Sigma-Team weiterleiten (Lessons Learned)

Diese DMAIC-Schritte werden für bestehende Prozesse durchlaufen, die sich als fehlerhaft oder mit Optimierungspotenzial gezeigt haben. Wenn ein neuer Prozess geplant und gestaltet werden soll, dann ist eine ähnliche Vorgehensweise nach Six Sigma sinnvoll, allerdings mit einigen anderen Aufgaben. Die Bezeichnung dafür: DMADV. Was das bedeutet, erfahren Sie im folgenden Abschnitt dieses Handbuch-Kapitels.