Six Sigma (6σ) ist eine Methode des Qualitätsmanagements, die versucht, Produkte und Dienstleistungen möglichst von Fehlern zu befreien. Dazu werden in Geschäftsprozessen die Anforderungen aus Kundensicht formuliert und statistische Analysen verwendet.
Der Name Six Sigma leitet sich aus der Statistik ab. Die Zahl 6 definiert dabei den Zielgrenzwert (die gewünschte Genauigkeit oder Toleranz) der Standardabweichung Sigma (σ). Genaueres zum statistischen Hintergrund von Six Sigma findet sich im Abschnitt Statistischer Ansatz zur Prozessbeschreibung in 6σ.
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Vorläufer von Six Sigma wurden in den 1970er Jahren im japanischen Schiffbau, später in der japanischen Elektronik- und Konsumgüterindustrie eingeführt. Entwickelt wurde Six Sigma Mitte der 1980er Jahre in den USA bei Motorola, wobei es mittlerweile weltweit von zahlreichen Unternehmen angewandt wird. Die größte Popularität erlangte der Six-Sigma-Ansatz durch die Erfolge bei General Electric (GE). Diese Erfolge sind stark mit dem Namen Jack Welch verbunden, der damals Six Sigma bei GE einführte und dafür im Jahre 2002 von der International Society of Six Sigma Professionals während der zweiten ISSSP-Leadership-Konferenz mit dem ISSSP Premier Leader Award ausgezeichnet wurde.
Nachdem diese Methode anfangs nur in der Produktion Anwendung fand, hat sie in den letzten Jahren immer stärkeren Einzug in Service- und Dienstleistungsunternehmen (Banken, Versicherungen, BackOffices, ...) gefunden. Darüber hinaus gibt es inzwischen noch eine dritte Variante von Six Sigma für den Bereich der Software-Entwicklung.
Um Six-Sigma-Projekte in einem Unternehmen durchzuführen, werden standardisierte Schulungen angeboten, die die Teilnehmer entsprechend ihrer jeweiligen Rolle qualifizieren.
Die Bezeichnungen orientieren sich dabei an den Rangkennzeichen (Gürtelfarbe) von japanischen Kampfsportarten. Dadurch soll der hohe Anspruch an Präzision und Professionalität dieser Ausbildung deutlich werden:
Daneben gibt es je nach Unternehmen auch 'inoffizielle' Belt-Farben wie Yellow Belts, Red Belts, White Belts, Blue Belts, Gold Belts und Money Belts mit unterschiedlichen Schulungstiefen, jedoch alle unter einem Green Belt angesiedelt und ohne eigene Projektleitung versehen.
Weitere bedeutende Rollen in Six-Sigma-Projekten spielen:
Die offiziellen Belt-Farben dürfen nur von Master-Black Belts durchgeführt werden. Hierbei ist es erforderlich, dass die Trainingsorganisation bei ASQ akkreditiert ist. Firmen eigenentwickelte Trainings, welche durchaus die selbe Qualität aufweisen könnten, müssen bei der Angabe der Zertifizierung immer mit angegeben werden. Firmen wie z.B. Dell bieten ihren Mitarbeitern solche internen Zertifizierungen für die persönliche Karriere an. Nicht selten sind diese Zertifizierung mit branchenspezifischen Inhalten erweitert, so dass ein Mehrwert geschaffen wird.
ist eine 7×7-Toolbox und besteht aus sieben Verbesserungswerkzeugen, die je sieben Einzelwerkzeuge enthalten:
| Nr. | Kunden-Werkzeuge | Projekt-Werkzeuge | Lean-Werkzeuge | Management-Werkzeuge |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Kano-Modell | Projektbeschreibung und Teambeschreibung | Standardisierung | Entscheidungsbaum |
| 2 | Anforderungsstrukturierung | Netzplan | Verschwendungsanalyse | Affinitätsdiagramm |
| 3 | House of Quality | TQ-Analyse | Engpassanalyse | Beziehungsdiagramm |
| 4 | Taguchi-Verlustfunktion | Baumdiagramm | Flussdiagramm | Baumdiagramm |
| 5 | Kundeninterviews | Fähigkeitsanalyse | Versorgungskettenmatrix | Matrixdiagramm |
| 6 | Kundenfragebögen | Kosten-Nutzen-Analyse | Rüstzeitanalyse | Matrix Daten Analyse |
| 7 | Conjoint-Analyse | Qualitätsregelkarten | Red-Tag-Analyse | Netzplantechnik |
| Nr. | Design-Werkzeuge | Grafik-Werkzeuge | Statistik-Werkzeuge zur Prozesssteuerung (SPC) |
|---|---|---|---|
| 1 | Robustes Design | Prüfformulare inkl. Messplan | Faktorielle Versuche |
| 2 | Quality Function Deployment | Histogramm | Fähigkeitsanalyse |
| 3 | TRIZ | Paretodiagramm | Regressionsanalyse |
| 4 | Konzeptauswahlanalyse nach Pugh | Ursache-Wirkungs-Diagramm, auch Ishikawa- bzw. Fishbone-Diagramm genannt | Multivariate Analyse |
| 5 | Varianz- (VMEA) bzw. Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) | Graphischer Vergleich | Statistische Testverfahren wie z.B. Messsystemanalyse (MSA), Mittelwert- (ANOM) und Varianzanalysen (ANOVA) |
| 6 | Fehlerbaumanalyse | Relationendiagramm | Hypothesentest |
| 7 | Toleranzanalyse und Toleranzdesign | Qualitätsregelkarten | Gage R&R-Analyse |
Das besondere an Six Sigma im Vergleich zu anderen Prozessverbesserungsmethoden ist der mathematische Ansatz. Es wird davon ausgegangen, dass jeder Geschäftsprozess als eine mathematische Funktion beschrieben werden kann.

Hierbei ist y das Prozessergebnis, x die Prozesseingangsgröße und f die Funktion, die beschreibt, was in dem Prozess mit den Eingangsgrößen x geschieht. ε steht für die nicht durch die Funktion erklärbare Reststreuung.
Daraus folgt zwingend, dass Six Sigma nur auf solche Prozesse anwendbar ist, deren Parameter sich zweifelsfrei so wirklichkeitsgetreu quantifizieren lassen, dass der Fehler der mathematischen Beschreibung des Prozesses signifikant unterhalb der Fehler liegt, die bei Anwendung von Six Sigma zu beobachten sind.
Diese Einschränkung ist insbesondere dann zu beachten, wenn Quantifizierungen erforderlich sind, denen Klassifizierungen durch Einschätzungen durch menschliche Bewerter zugrunde liegen. Viele Prozesse sind durch solche Abschätzungen praxisgerecht beschreibbar. Die Quantisierungsfehler sind jedoch meistens so hoch, dass in der Prozessführung 6σ nie erreicht werden kann. Wird diese Einschränkung nicht beachtet, so entsteht nur ein kostspieliger Aufwand zur Befriedigung von Scheingenauigkeit.
Die Hypothese, dass jeder Geschäftsprozess als mathematische Funktion beschrieben werden kann, wird dadurch nicht theoretisch widerlegt. Jedoch kommt in der Praxis angesichts des möglichen Aufwandes für die Anwendung von 6σ die grundsätzliche Voraussetzung zum Tragen, dass der Beschreibungsalgorithmus eine Komplexität aufweisen muss, die der Komplexität des abzubildenden Geschäftsprozesses ausreichend entspricht. Was "ausreichend" bedeutet, wird durch den Anspruch auf Genauigkeit bestimmt, den Six Sigma selbst stellt. Andernfalls wäre die Anwendbarkeit der mathematischen Beschreibung in Implementierungen von Six Sigma nicht überprüfbar. Und die Messung der Prozessparameter muss ebenfalls einen so geringen Fehler aufweisen, dass nach Speisung des Beschreibungsalgorithmus mit den gemessenen Daten noch sinnvolle Aussagen zu Abweichungen im 6σ-Bereich gemacht werden können. Das schränkt in der Praxis die für 6σ hinreichend genaue Beschreibbarkeit zum Beispiel dann ein, wenn Geschäftsprozesse strukturell eng mit sozialen und psychischen Systemen gekoppelt sind.
Diese Bedingung ist bei sehr vielen Geschäftsprozessen in Unternehmen anzutreffen und begrenzt ihre Beschreibbarkeit ganz erheblich. Ein Indikator zur Identifizierung mathematisch nur sehr grob beschreibbarer Geschäftsprozesse ist, wenn von den an dem Geschäftsprozess beteiligten Menschen "weiche" Eigenschaften wie "Durchsetzungsfähigkeit", "soziale Kompetenz" usw. gefordert werden. Der Aufwand zur Messung und Beschreibung solcher Prozesse mit einer für 6σ ausreichenden Genauigkeit ist nicht bezahlbar. Hier bieten sich als Alternative die Verfahren aus dem Bereich der unscharfen Logik an.
In aller Regel kommt es bei Prozessen zu nicht gewollter Varianz in den Prozessergebnissen und oft auch zu unerwünschten Mittelwerten. Six Sigma versucht durch eine Vielzahl von Werkzeugen die Ursachen für die unerwünschte Varianz und Mittelwertlage zu ermitteln. Daraus resultiert ein Verständnis für den Prozess, der es ermöglicht, mit Hilfe der Veränderung der Eingangsgrößen vorherzusagen, welches Prozessergebnis erzielt wird. Dies ist ein streng deterministischer Ansatz. Aus Basis des erlernten Prozessverständnisses werden dann Prozessverbesserungen eingeleitet, die sehr oft zu enormen Wertschöpfungszuwächsen führen.
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Das Ziel dieser Methode ist bereits in ihrem Namen angelegt. Prozesse sollen so verbessert werden, dass die Standardabweichung der Prozessergebnisse langfristig auf jeder Seite des Mittelwertes 6 mal in die Anforderungsgrenzwerte passen. Dabei würden dann 3,4 Fehler auf eine Million Fehlermöglichkeiten erwartet.
1 691.462 30,85375% 2 308.537 69,14625% 3 66.807 93,31928% 4 6.210 99,37903% 5 233 99,97673% 6 3,4 99,99966%
Sigma DPMO Prozent
Sigma steht als Symbol für die Standardabweichung, DPMO steht für Defects per million opportunities (Fehler pro eine Million Fehlermöglichkeiten) und die Prozentzahl gibt die prozentuale Fehlerfreiheit an. In der Produktion bedeuten 6σ, dass praktisch eine Nullfehlerproduktion vorliegt.
Six Sigma unterstellt, dass Prozessergebnisse der Gaußschen Normalverteilung folgen. Gelegentlich sind die Prozessergebnisse aber nicht normalverteilt. Für Poisson- oder Binärverteilungen gibt es Werkzeuge zur Ermittlung der Prozessfähigkeit. Wenn kontinuierliche Prozessergebnisse nicht normalverteilt sind, können sie meist nach der Anwendung von Transformationsverfahren (Johnson oder Box-Cox) untersucht werden. Wenn das nicht gelingt, ist kein brauchbarer Sigma-Level zu ermitteln.
Verwirrend ist, dass bei 6 Standardabweichungen eigentlich weniger als 1 Fehler auf eine Milliarde Fehlermöglichkeiten erwartet würden. Bei Six Sigma wird allerdings zwischen Kurzzeit- und Langzeitfähigkeit unterschieden. Der Sigma Level entspricht der Langzeitfähigkeit. Bei der Langzeitfähigkeit wird unterstellt, dass eine Verschiebung (drift and shift) von 1,5 Standardabweichungen stattfindet. Diese Verschiebung wurde empirisch ermittelt und ist nicht immer richtig. Die Prozessfähigkeit 6 Sigma entspricht somit einer Fehlererwartung, die sich aus 4,5 Standardabweichungen ergibt.
Six Sigma stellt eine große Anzahl von Management-, Projekt- und Statistikwerkzeugen zur Verfügung, die weder leicht zu erlernen noch anzuwenden sind.
Die am häufigsten eingesetzte Six-Sigma-Methode ist der sogenannte 'DMAIC'-Zyklus (Define – Measure – Analyse – Improve – Control = Definieren – Messen - Analysieren - Verbessern – Kontrollieren). Hierbei handelt es sich um einen Projekt- und Regelkreis-Ansatz. Der DMAIC-Kernprozess wird eingesetzt, um bereits bestehende Prozesse messbar zu machen und sie nachhaltig zu verbessern. Siehe auch: Artikel DMAIC
In dieser Phase wird der zu verbessernde Prozess identifiziert und dokumentiert und das Problem mit diesem Prozess beschrieben. Dies geschieht meist in Form einer Projekt-Charta. Diese beinhaltet außerdem:
Neben der Projektcharta werden meist weitere Werkzeuge verwendet, so z.B.:
In dieser Phase geht es darum, festzustellen, wie gut der Prozess wirklich die bestehenden Kundenanforderungen trifft. Sie beinhaltet eine Prozessfähigkeitsanalyse die meist als Ergebnis den Sigma-Level ausweist. Weitere Werkzeuge in dieser Phase:
Hierbei werden die vorher aufgestellten Hypothesen mit Hilfe von statistischen Hypothesentests geprüft. Außerdem wird an dieser Stelle die mathematische Funktion bestimmt, die den Prozess mathematisch beschreibt. Hier werden sowohl passive Methoden mit historischen Daten als auch durch Experimente ermittelte Erkenntnisse verwandt. Das hierfür am weitest verbreitete Softwarehilfsmittel ist Minitab. Der Name ist irreführend, diese Programm ist ein enorm leistungsstarkes Statistikwerkzeug. Zur Analyse von Messsystemen verwendet man in Six Sigma die sogenannte Messsystemanalyse (Measurement System Analysis), kurz MSA.
Nachdem verstanden wurde, wie der Prozess funktioniert, wird nun die Verbesserung geplant, getestet und schließlich eingeführt. Hier werden Werkzeuge angewandt, die auch außerhalb von Six Sigma weit verbreitet sind:
Der neue Prozess wird mit statistischen Methoden überwacht. Dies geschieht überwiegend mit SPC-Regelkarten (statistical process control).
Der Aufwand bei der Durchführung eines DMAIC ist so groß, dass sich die Durchführung erst lohnt, wenn die zu erwartenden Wertschöpfungszuwächse aus dem verbesserten Prozess höher als 30.000 EUR ausfallen. Man strebt eine Projektlaufzeit von 90 Tagen an, diese wird allerdings eher selten erreicht. Die Regel dürften 180 Tage sein.
In Six-Sigma-Unternehmen wendet man teilweise auch abgewandelte DMAIC-Prozesse an, die unter dem Begriff Design for Six Sigma zusammengefasst werden. Hierbei werden keine bestehenden Prozesse verbessert, sondern neue Prozesse geschaffen.
Six Sigma wird heute in vielen Industriebereichen, aber auch im Dienstleistungssektor - beispielsweise bei Banken – angewendet. Insbesondere einige der Unternehmen, die selbst nach Six Sigma arbeiten, erwarten von ihren Lieferanten Nachweise über Six-Sigma-Qualität in den Produktionsprozessen. Mit diesen soll bewiesen werden, dass der Zulieferer seine Waren qualitativ hochwertig produziert. Hierbei taucht allerdings immer wieder die Schwierigkeit auf, dass unterschiedliche Definitionen der Fehlermöglichkeiten die Vergleichbarkeit erschweren. Interessanterweise erreicht das Logistik-System der Dabbawala in Mumbai (dt. Bombay, Indien) auch eine Liefergenauigkeit von bis zu 6σ.