Was ist der SIX SIGMA DMAIC Zyklus? Definition & Beispiel

Der DMAIC-Zyklus ist ein strukturierter und datengetriebener Ansatz, der in der Six Sigma-Methode verwendet wird, um kontinuierliche Verbesserungen in Prozessen zu erzielen. DMAIC steht für die fünf Hauptphasen des Prozessverbesserungsprojekts: Define (Definieren), Measure (Messen), Analyze (Analysieren), Improve (Verbessern) und Control (Kontrollieren). Er DMAIC-Zyklus stellt das Kernstück von Six Sigma dar. Die Phasen laufen immer nacheinander ab. Jeder Abschnitt hat unterschiedliche Aufgaben. Zahlreiche Tools und Methoden unterfüttern die einzelnen Phasen.

Wie ist die Definition der Phasen im DMAIC Zyklus?

Der DMAIC-Zyklus ist ein wiederholbarer und iterativer Prozess. Nach der Abschlusskontrolle kann der Zyklus erneut durchlaufen werden, um weitere Verbesserungen zu erzielen oder sich auf andere Aspekte des Prozesses zu konzentrieren. Der Fokus auf Datengrundlage und strukturierte Analyse macht DMAIC zu einem leistungsstarken Werkzeug für die kontinuierliche Qualitätsverbesserung:

Define (Definieren): In dieser Phase werden die Ziele und der Umfang des Projekts festgelegt. Das beinhaltet die Identifizierung des Problems oder der Gelegenheit zur Verbesserung, die Bestimmung der Projektziele, die Klärung der Projektgrenzen und die Festlegung der Schlüsselparameter.
Measure (Messen): Während dieser Phase werden Daten gesammelt, um den aktuellen Zustand des Prozesses zu quantifizieren. Es beinhaltet die Identifizierung von entscheidenden Variablen, die Messung von Prozessleistung und das Erstellen einer Basislinie für den aktuellen Zustand.
Analyze (Analysieren): Die Analysephase zielt darauf ab, die Ursachen für Probleme oder Variationen im Prozess zu identifizieren. Verschiedene Analysetechniken, wie statistische Methoden oder Ursache-Wirkungs-Analysen, werden angewendet, um tiefergehendes Verständnis zu erlangen.
Improve (Verbessern): In dieser Phase werden Lösungen entwickelt und implementiert, um die identifizierten Probleme zu beheben oder zu minimieren. Es kann die Anwendung von Lean-Prinzipien, Prozessoptimierung oder andere Methoden zur Verbesserung der Effizienz und Effektivität umfassen.
Control (Kontrollieren): Die Kontrollphase konzentriert sich darauf, sicherzustellen, dass die Verbesserungen nachhaltig sind. Es beinhaltet die Implementierung von Kontrollmaßnahmen, Überwachung des Prozesses und Messung von Schlüsselparametern, um sicherzustellen, dass die Ziele erreicht und aufrechterhalten werden.

Wenden Sie den DMAIC Zyklus im Six Sigma Projekt sicher an

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1. Wie läuft die Define Phase des DMAIC Zyklus ab?

Die Define Phase ist ein Abschnitt, der hauptsächlich vom Six Sigma Champion begleitet und bearbeitet wird. Grundsätzlich kann die Define Phase in mehrere Abschnitte unterteilt werden. Im ersten Schritt geht es darum, den Kunden zu identifizieren und dessen Anforderungen zu verstehen. Hier unterscheidet man in interne und externe Kunden. Interne Kunden sind z.B. eigene Mitarbeiter, Führungskräfte oder der Betriebsrat. Als externe Kunden versteht man Interessensgruppen wie z.B. Lieferanten, Behörden, Kunden des Unternehmens, Medien oder die Öffentlichkeit. Um Kunden zu identifizieren, können Sie das SIPOC-Diagramm benutzen. Das Akronym SIPOC steht für Supplier Input Process Output Customer und stellt ein vereinfachtes Process Mapping dar. Zu den einzelnen Prozessen können jeweils die Zulieferer, Prozesseingaben, Prozessausgaben und Kunden eingetragen werden. Die so erstellte Übersicht hilft dabei die Interessensgruppen von Prozessergebnissen zu ermitteln und den Prozessrahmen abzustecken.

Den Kunden verstehen und ermitteln seiner Anforderungen

Im Anschluss sollte ermittelt werden, was der Kunde genau möchte und welche Anforderungen er an die Produkte oder Prozesse hat. Stellen Sie sich als Beispiel vor, dass Sie auf einer Autobahnraststätte einen Kaffee bestellen möchten. Der Betreiber der Raststätte fragt Sie, welchen Kaffee Sie genau möchten. Darauf bestellen Sie einen ""heißen Kaffee"". Der Betreiber bringt Ihnen einen auf 90 Grad erhitzten Kaffee. Ihre Aussage beschränkte sich allerdings auf eine Temperatur zwischen 50 und 60 Grad. An diesem einfachen Beispiel können Sie sehen, dass es nicht immer einfach ist die Anforderungen des Kunden richtig zu übersetzen bzw. zu interpretieren. Um dem Problem entgegenzuwirken, kann mit einem sogenannten CTQ (Ciritcal to Quality) die Ermittlung von Spezifikationsgrenzen erfolgen. Eine sauber formulierte Spezifikation wäre bei unserem Beispiel z.B. eine Kaffeetemperatur zwischen 50 und 60 Grad in 90 Prozent der Fälle.

Schafft es der Raststättenbetreiber nur in 70 Prozent der Fällen die gewünschte Temperierung zu erreichen, wäre dies ein möglicher Auslöser für ein Verbesserungsprojekt - die schlechte Prozessfähigkeit soll auf die vom Kunden genormte Forderung von größer 90 Prozent erhöht werden. Das Ganze ist bekannt unter dem Namen VoC Analyse - Voice of Customer Analyse. Damit ist ein Projektziel definiert. Der Six Sigma Champion arbeitet nun mit diesen CTQ´s und formuliert aus den Kundenanforderungen ein Aufgabenblatt (Projekt Charter) für den Green und Black Belt. Diese übernehmen nun das Six Sigma Projekt und begleiten es durch die weiteren Prozessoptimierungsschritte. Mit diesem Schritt endet die Define Phase.

2. Wie läuft die Measure Phase des Six Sigma DMAIC Zyklus ab und welche Methoden unterstützen diese?

Der zweite Abschnitt des Six Sigma DMAIC-Zyklus ist die Measure Phase. Diese ist geprägt von Teamarbeit. Im Großen und Ganzen geht es darum, Fragen zu beantworten wie:

Ist der Prozess beherrscht?
Ist der Prozess fähig?
Sind die Messsysteme fähig?

Hierfür werden wieder verschiedene Tools und Werkzeuge genutzt. Der Name Measure heißt übersetzt so viel wie „messen“. Das wiederum beschreibt die Rolle und das Ziel der 2. Phase schon recht genau. Zielsetzung ist es auf eine Ebene der Zahlen, Daten und Fakten zu gelangen. Nur wenn ein Verständnis über den Prozess existiert, ist es möglich, diesen zu verbessern. Nehmen wir als Beispiel eine klassische Produktionsanlage. Sie möchten an dieser Anlage die Verluste von 7 Prozent auf kleiner 5 Prozent verbessern. Dieser Wert ist natürlich nicht zu jeder Zeit stabil - je nach Tag, Bearbeitungszeit, Prozesseingaben etc. verändern sich die Verluste in einem gewissen Rahmen. So kann es zu Schwankungen kommen.

Manchmal ist der Verlust mit 12% deutlich höher, manchmal mit 3% deutlich niedriger. Prozesse verändern sich stetig. Diese Veränderungen müssen erfasst werden. Hierzu kann beispielsweise eine Ausrichtung des Prozesses an einer Zeitachse erfolgen. Anhand von Häufungen oder Unregelmäßigkeiten können Hinweise auf mögliche Ursachen für die hohen Verluste ermittelt werden. Oft nutzt man hierzu im ersten Schritt eine Prozessvisualisierung (Process Mapping). Mit dem Process Mapping kann eine Prozessdarstellung erfolgen und die Teilprozessschritte sind so hintereinander organisiert. So kann die Ermittlung von Einflussgrößen und Ausgangsgrößen entlang dieser Teilprozessschritte erfolgen.

Analyse der Messysteme & Six Sigma Methoden

Eine weitere Aufgabe in dieser Phase ist die Überprüfung, ob das verwendete Messsystem fähig ist. Ermittelt ein Messsystem falsche oder unwichtige Zahlen, Daten und Fakten werden daraus im Endeffekt Fehlentscheidungen resultieren, die nicht zu einer Verbesserung des Prozesses führen. Über eine Gauge R&R, auch Messsystemanalyse genannt, kann ermittelt werden ob ein Messsystem fähig ist und den Anforderungen des Prozesses entspricht. So stellen Sie auch fest, wie verlässlich die ermittelten Daten sind und ob Sie sich für eine Vorher-Nachher-Betrachtung eigenen.

Ein weiteres Tool ist das Cause & Effect Diagramm. Übersetzt bedeutet Cause & Effect so viel wie Ursachen und Wirkung. Mit dem zuvor erstellten Process Mapping wurden die Teilprozessschritte untersucht und die Einflussgrößen (X´s) gesammelt und ermittelt. Je nach Art des Prozesses können dabei bis zu 150 Einflussgrößen identifiziert werden. Im Laufe eines Projekts ist es meist nicht möglich sich um solch eine große Anzahl an Einflussgrößen zu kümmern - eine Art Filter- / Selektions-Werkzeug ist nötig. Mit dem Cause & Effect Diagramm werden die Einflussgrößen nach Relevanz sortiert. Die wenigen wichtigen Einflussgrößen (vital few), sind diejenigen, auf die Sie Ihren Fokus bei der Verbesserung des Prozesses legen sollten, da diese den größten Einfluss auf den Prozess haben.

Video: Six Sigma Methoden im DMAIC Zyklus

Video: Welche Aufgaben hat ein Six Sigma Yellow Belt?

3. Wie läuft die Analyze Phase des DMAIC ab?

Der nächste Schritt im DMAIC Zyklus ist die Analyze-Phase. Die Analyze Phase stellt das Herzstück des Six Sigma DMAIC-Zyklus dar. Im Vergleich zu anderen Methoden zur Prozessoptimierung, wie zum Beispiel KVP oder Lean, ist hier der Punkt, an dem Sie deutlich weiter in die Tiefe gehen. Aus diesem Grund baut der Erfolg von Six Sigma auch nicht auf kleinen Verbesserungsschritte auf, sondern stets auf Durchbrüchen. In der Analyze Phase sollen Ursachen-Wirkungsbeziehungen, die in der Measure-Phase als Hypothese aufgestellt wurden, verifiziert werden. Hierfür werden meist statistische und grafische Methoden verwendet. Der Black und Green Belt benötigt die entsprechende Kompetenz um mit statistischen Methoden wie z.B. dem T-Test, F-Test, Chi²-Test, Design of Experiments oder der Varianzanalyse korrekt umzugehen. Letztendlich muss mit einer Methode entschieden werden, ob ein bestimmter Faktor einen Einfluss auf den Prozess hat.

Mit grafischen Methoden wird das Ermittelte anschaulich unterstützt. Mögliche Tools sind an dieser Stelle z.B. der Scatter Plot (Streudiagramm / Korrelationsdiagramm), Box Plot Diagramm, Pareto Diagramm, Histogramm oder die Prozess-Fähigkeitsanalyse. Die oben genannten Methoden befassen sich hauptsächlich mit Daten. Um die Prozesse an sich genauer zu untersuchen eigenen sich z.B. das Ishikawa Diagramm, mit welchem potenzielle Fehlerursachen erkennbar und darstellbar sind. Darauf aufbauend findet die Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse (FMEA) Einsatz. Die FMEA ist ein weit verbreitetes Tool zur Ermittlung und Quantifizierung von Risiken und dem daraus resultierenden Ableiten von Maßnahmen zur Risikoverringerung. Die FMEA wird meist phasenübergreifend bis zur Control-Phase genutzt, wenn es darum geht Maßnahmen auf Wirksamkeit zu überprüfen.

4. Welche Aufgaben werden im Six Sigma Projekt in der Improve Phase durchgeführt?

Der nächste Station ist die Improve Phase (Verbesserungsphase). Hier beginnen der Six Sigma Black und Green Belt in Lösungen zu denken - die vorherigen Phasen waren eher dazu bestimmt eine Basis für die Lösungsermittlung zu legen und Ursachen-Wirkungsbeziehungen kennenzulernen. In der Improve Phase findet die Umsetzung dieses Wissen jetzt statt. Dieser Schritt umfasst typischerweise eine Unterteilung in drei Abschnitte:

Lösungen finden
Lösungen auswählen
Lösung implementieren

4.1 Lösungen finden

Um Lösung für Probleme oder Fehlerursachen zu finden, bietet sich die Nutzung von Kreativitätstechniken an. Die bekannteste Kreativitätstechnik ist das Brainstorming. Dabei ist es wichtig, möglichst viele Vorschläge (zunächst ohne Wertung) von verschiedenen Mitarbeitern zu sammeln. Im Anschluss folgt die Priorisierung und das Clustering der Vorschläge. Die 6-3-5 Methode (Brainwriting) empfiehlt sich ebenfalls zur Ideenfindung und Entwicklung. Beim Brainwriting liegt der Fokus auf der Entwicklung und dem Ausbau von Ideen der Kollegen. Eine kreative Umwandlung von Wissen in Lösungswege kann z.B. durch den Morphologischen Kasten oder das Mind Mapping erfolgen.

4.2 Lösungen auswählen

Nach dem Einsatz von Kreativitätstechniken kann es sein, dass das Team z.B. sechs oder sieben Lösungen herausgefiltert hat. Der Anspruch von Six Sigma liegt aber darin, nicht die erstbeste Lösung an den Champion weiterzuleiten, sondern ausschließlich die beste Lösung. Aus diesem Grund muss eine kriterienbasierte Auswahl durchgeführt und aufgezeigt werden, dass manche Lösungen bezüglich der Erfüllung bestimmter Anforderungen und Kriterien besser geeignet sind als andere. Ein bekanntes Tool hierfür ist z.B. der paarweise Vergleich oder die Q-Matrix.

4.3 Lösung implementieren

Im letzten Schritt geht es darum, die ermittelte Lösung über einen Implementierungsplan im Unternehmen einzusetzen und auch zu managen. Die Lösung kann dabei sehr unterschiedlich ausfallen. Manchmal müssen nur Kleinigkeiten wie das nachjustieren einer Maschine durchgeführt werden, manchmal muss die Lösung aufwändig mit 10-30 Projektschritten hintereinander oder parallel über ein halbes Jahr implementiert werden. Das ist zwar selten, kann aber durchaus vorkommen. Die Überprüfung der Auswirkungen von Lösungen erfolgt dann in der Control Phase.

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5. Wie läuft die Control Phase im Six Sigma DMAIC Zyklus ab?

Den Abschluss des Six Sigma DMAIC-Zyklus stellt die Control-Phase dar. Control kann aus dem Englischen mit "steuern" oder "regeln" übersetzt werden. Der Black oder Green Belt muss die Wirksamkeit der erarbeiteten Maßnahmen (laut Implementierungsplan) nachweisen. Das gleiche Prinzip findet auch bei der ISO 9001 (Qualitätsmanagement) Anwendung. Auch hier muss eine Wirksamkeitsüberprüfung der Maßnahmen zur Korrektur von Abweichungen erfolgen. In der Control Phase kommen oft ähnliche oder gleiche Methoden wie im ersten Schritt des DMAIC-Zyklus zum Einsatz. Der Unterschied ist, dass in der Measure Phase der Ist-Zustand vor der Verbesserung, in der Control Phase der Ist-Zustand nach der durchgeführten Verbesserung ermittelt wird. Eingesetzt werden dazu oft Prozessfähigkeitsanalysen oder Vorher-Nachher-Messsystemanalysen. Statistischen Tests können die Wirkung der Maßnahmen ermitteln.

Abschluss des Six Sigma Projekts

Es ist üblich, dass die Green und Black Belts in einem Six Sigma Projekt den optimierten Prozess wieder an den Champion als eine Art ""Präsent"" inklusive Tipps und Tricks übergeben. Auch übergeben Sie hilfreiche Werkzeuge und Tools, die ein erneutes Abrutschen des Prozesses verhindern, an den Champion weiter. Häufig erfolgt das mit einer Qualitätsregelkarte (SPC - Statistische Prozessregelung). Eine Regelkarte kann systematische Ursachen von Zufallsursachen trennen und Hinweise auf Trends in Prozessen geben. Mittelwertverschiebungen oder Oszillationen können die Mitarbeiter über Reaktionspläne lenken - die Mitarbeiter vor Ort wissen so genau wie beim Eintreten eines solchen Falles zu reagieren ist. Die Kennzahlen, die optimalerweise verbessert wurden, sollten mindestens über ein Jahr hinaus nach Projektende beobachtet werden. Nur so kann die Nachhaltigkeit der Verbesserung garantiert und dargestellt werden.

Ist es den Six Sigma Green oder Black Belts gelungen, den Prozess erfolgreich dauerhaft zu optimieren und zu verbessern, sollte der Champion dies auch entsprechend honorieren. Dies kann je nach Firmenphilosophie z.B. mit einer Einladung oder ähnlichem erfolgen. Mit diesem Schritt endet der Six Sigma DMAIC Zyklus mit den fünf Abschnitten von der Define, Measure, Analyze über die Improve bis zur Control Phase.

Beispiel zur Anwendung des DMAIC Zyklus

Abschließend möchten wir Ihnen ein kurzes Beispiel zum DMAIC-Zyklus aufzeigen:

Define:
Problemstellung: In einem Produktionsprozess treten häufig Qualitätsprobleme auf, die zu erhöhten Ausschussraten führen.
Projektziel: Reduzierung der Ausschussraten um mindestens 30%.
Projektumfang: Der Fokus liegt auf einem spezifischen Produktionsschritt, den Sie identifizieren müssen.
Measure:
Erfassung von Daten: Sammeln von Daten zu den Ausschussraten in verschiedenen Produktionszyklen.
Prozessmessgrößen: Identifizierung von Schlüsselvariablen, die den Produktionsprozess beeinflussen könnten.
Baseline-Messung: Durchführung von Messungen, um die aktuelle Leistung des Prozesses zu quantifizieren.
Analyze:
Ursachenanalyse: Anwendung von Ursachen-Wirkungs-Analyse-Tools wie Ishikawa-Diagramm (Fischgräten-Diagramm) oder 5-Why-Analyse, um die Hauptursachen für die Ausschussraten zu identifizieren.
Datenanalyse: Verwendung von statistischen Methoden, um Muster oder Trends in den gesammelten Daten zu identifizieren.
Improve:
Lösungsentwicklung: Entwicklung von Lösungen zur Beseitigung oder Reduzierung der identifizierten Ursachen.
Pilotimplementierung: Testen der ausgewählten Lösungen in einem begrenzten Bereich des Produktionsprozesses, um ihre Wirksamkeit zu überprüfen.
Optimierung: Feinabstimmung der Lösungen basierend auf den Rückmeldungen aus der Pilotimplementierung.
Control:
Implementierung von Kontrollmaßnahmen: Einführung von Kontrollen und Überwachungsmechanismen, um sicherzustellen, dass die verbesserten Prozesse stabil bleiben.
Schulung und Dokumentation:
Schulung der Mitarbeiter bezüglich der neuen Verfahren und Erstellung von Dokumentationen für zukünftige Referenzen.
Langfristige Überwachung: Implementierung eines langfristigen Überwachungssystems, um sicherzustellen, dass die Qualitätsverbesserungen beibehalten werden.