ISO 13053-2:2011

Quantitative methods in process improvement — Six Sigma — Part 2: Tools and techniques

ISO 13053-2:2011 describes the tools and techniques, illustrated by factsheets, to be used at each phase of the DMAIC approach. The methodology set out in ISO 13053-1 is generic and remains independent of any individual industrial or economic sector. This makes the tools and techniques described in ISO 13053-2:2011 applicable to any sector of activity and any size business seeking to gain a competitive advantage.

Méthodes quantitatives dans l'amélioration de processus — Six Sigma — Partie 2: Outils et techniques

L'ISO 13053-2:2011 décrit les outils et techniques, illustrés par des fiches-outils, à utiliser à chaque étape de l'approche DMAIC. La méthodologie définie dans l'ISO 13053-1 est générique et ne dépend d'aucun secteur industriel et économique particulier. Les outils et techniques décrits dans l'ISO 13053-2:2011 peuvent donc être appliqués à n'importe quel secteur d'activité et à n'importe quelle entreprise cherchant à être concurrentielle.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 16-Aug-2011
• ICS: 03.120.30 - Application of statistical methods
• Technical Committee: ISO/TC 69/SC 7 - Applications of statistical and related techniques for the implementation of Six Sigma
• Drafting Committee: ISO/TC 69/SC 7 - Applications of statistical and related techniques for the implementation of Six Sigma
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 30-Jun-2022

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13053-2
First edition
2011-09-01


Quantitative methods in process
improvement — Six Sigma —
Part 2:
Tools and techniques
Méthodes quantitatives dans l'amélioration de processus — Six
Sigma —
Partie 2: Outils et techniques





Reference number
ISO 13053-2:2011(E)
©
ISO 2011

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ISO 13053-2:2011(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT


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Published in Switzerland

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ISO 13053-2:2011(E)
Contents Page
Foreword . v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Terms and definitions . 1
3 Symbols and abbreviated terms . 4
3.1 Symbols . 4
3.2 Abbreviated terms . 5
4 DMAIC process sequence . 6
4.1 Define phase . 6
4.1.1 Objectives . 6
4.1.2 Steps . 6
4.2 Measure phase . 7
4.2.1 Objectives . 7
4.2.2 Steps . 7
4.3 Analyse phase . 9
4.3.1 Objectives . 9
4.3.2 Steps . 9
4.4 Improve phase . 10
4.4.1 Objectives . 10
4.4.2 Steps . 11
4.5 Control phase . 12
4.5.1 Objectives . 12
4.5.2 Steps . 12
Annex A (informative) Factsheets . 15
Factsheet 01 — ROI, costs and accountability. 16
Factsheet 02 — Affinity diagram . 17
Factsheet 03 — Kano model. 18
Factsheet 04 — CTQ tree diagram . 19
Factsheet 05 — House of quality . 20
Factsheet 06 — Benchmarking . 21
Factsheet 07 — Project charter . 22
Factsheet 08 — Gantt chart . 23
Factsheet 09 — SIPOC . 24
Factsheet 10 — Process mapping and process data . 25
Factsheet 11 — Prioritization matrix . 26
Factsheet 12 — Cause and effect diagram . 27
Factsheet 13 — Brainstorming . 28
Factsheet 14 — Failure mode and effects analysis (FMEA) . 29
Factsheet 15 — Measurement system analysis (MSA) . 30
Factsheet 16 — Data collection plan . 31
Factsheet 17 — Determination of sample size . 32
© ISO 2011 – All rights reserved iii

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ISO 13053-2:2011(E)
Factsheet 18 — Normality testing .33
Factsheet 19 — Descriptive statistics visualization tools .34
Factsheet 20 — Indicators .35
Factsheet 21 — Waste analysis .36
Factsheet 22 — Value stream analysis (VSM) .37
Factsheet 23 — Services delivery modelling .38
Factsheet 24 — Hypothesis testing .39
Factsheet 25 — Regression and correlation .40
Factsheet 26 — Design of experiments (DOE) .41
Factsheet 27 — Reliability .42
Factsheet 28 — RACI competencies matrix .43
Factsheet 29 — Monitoring / control plan .44
Factsheet 30 — Control charts .45
Factsheet 31 — Project review .46
Bibliography .47

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ISO 13053-2:2011(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 13053-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 69, Applications of statistical methods,
Subcommittee SC 7, Applications of statistical and related techniques for the implementation of Six Sigma.
ISO 13053 consists of the following parts, under the general title Quantitative methods in process
improvement — Six Sigma:
 Part 1: DMAIC methodology
 Part 2: Tools and techniques
© ISO 2011 – All rights reserved v

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ISO 13053-2:2011(E)
Introduction
1 )
Six Sigma is an approach developed for businesses and organizations seeking to gain a competitive
advantage. Six Sigma practices are designed to be instrumental in
 driving process improvement and making statistically based decisions,
 measuring business results with a level of reliance,
 provisioning for uncertainty and error,
 combining high returns and benefits in the short, medium and long run, and
 removing the waste from any process.
The sigma score (written Z ) is an indicator of process quality that expresses process performance in
value
terms of an ability to provide a product or a service that meets customer and third party specifications and
expectations. It is directly related to either
a) the proportion of good or positive outputs (yield) provided by a process, or
b) the proportion of poor or negative outputs [%, ppm or defects per million opportunities (DPMO)] from a
process.
The following table translates the Z as the proportion of defects that might be expected.
value
Table 1 — Sigma scores
Sigma score (Z )
Calculated value of DPMO value
(Y )
DPMO
308 538,0 2
66 807,0 3
6 210,0 4
233,0 5
3,4 6
NOTE 1 A full table of sigma scores can be found in ISO 13053-1:2011,
Annex A.
NOTE 2 Calculations are based on a 1,5 sigma shift of the mean.


1) Six Sigma is a trade mark of Motorola, Inc.
vi © ISO 2011 – All rights reserved

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 13053-2:2011(E)

Quantitative methods in process improvement — Six Sigma —
Part 2:
Tools and techniques
1 Scope
This part of ISO 13053 describes the tools and techniques, illustrated by factsheets, to be used at each phase
of the DMAIC approach.
The methodology set out in Part 1 of ISO 13053 is generic and remains independent of any individual
industrial or economic sector. This makes the tools and techniques described in this part applicable to any
sector of activity and any size business seeking to gain a competitive advantage.
2 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
2.1
benchmarking
method for comparing the performance of the leading organizations in a market segment
2.2
brainstorming
group creativity technique designed to generate a large number of ideas
2.3
cause and effect diagram
Ishikawa diagram
fishbone diagram
visual tool often used with brainstorming for the logical organization of potential causes of a problem
2.4
common cause
source of process variation that is inherent in a process over time
2.5
confidence interval
interval within which a parameter to be estimated can be expected to lie with a probability of  1 , e.g.
generally 95 % or 99 %
2.6
continuous data
data that have been measured on a scale and that can be subdivided
© ISO 2011 – All rights reserved 1

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ISO 13053-2:2011(E)
2.7
critical-to-quality
CTQ
critical characteristics, the quality performance requirements which must be met to satisfy the customer
2.8
customer
organization or person that receives a product
NOTE The customer can be internal or external to the organization.
[ISO 9000:2005, 3.3.5]
2.9
defect
non-fulfilment of a requirement related to an intended or specified use
[ISO 9000:2005, 3.6.3]
2.10
defect opportunity
any measurable event creating a possible defect
2.11
defective unit
unit with one or more defects
[ISO 3534-2:2006, 1.2.16]
2.12
design of experiments
DOE
systematic methodology for collecting information to guide improvement of any process
NOTE 1 Statistical models are developed to represent the process under analysis.
NOTE 2 Simulation tools and optimization can be applied to test and confirm specific improvements.
2.13
discrete data
data that can be classified, but not subdivided
NOTE 1 Continuous data, by grouping or otherwise classifying, can be regarded as discrete.
NOTE 2 Data classified according to different attributes are discrete and are called “attribute data”.
NOTE 3 Discrete data come from nominal or ordinal scales.
2.14
environmental aspect
activity, product or service that could possibly interact with the environment
2.15
gate review
project review led by a sponsor each time a DMAIC stage is completed in order to validate the conclusions of
that stage
2.16
input
resources or data, or both, required to execute a process
2 © ISO 2011 – All rights reserved

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ISO 13053-2:2011(E)
2.17
Kano model
quality management tool used to prioritize customer requirements
2.18
measurement system analysis
MSA
series of studies that explains how a measurement system performs
NOTE Validating measurement systems makes it possible to ensure data consistency and data stability.
2.19
mistake proofing
poka yoke
prevention method designed as a simple technique to prevent either
 anyone from making unplanned or unwanted changes to a system, or
 any errors from negatively impacting on a system
2.20
objective
target value of a process, determined by the customer
2.21
operational definition
clear, concise description of a measurement and the process used to derive it
2.22
output
products or services generated through a process
2.23
Pareto analysis
methodology used to drill into discrete data to assess the frequency of defects by classification factors
2.24
process
set of interrelated or interacting activities that transforms inputs into outputs
2.25
process map
graphical display of a process
2.26
project charter
document that states the problem to be solved, the improvement goals, the project scope, the project
milestones and the project roles and responsibilities
2.27
quality function deployment
QFD
method to translate customer requirements into design characteristics and, ultimately, into process control
requirements
NOTE The “house of quality” is a tool used by this method.
2.28
sampling plan
plan that describes how samples are to be selected
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ISO 13053-2:2011(E)
2.29
scorecard
customer-specified evaluation device used to track performance in satisfying customer requirements
2.30
special causes
sources of process variation other than inherent process variation
NOTE Special causes are due to known or exceptional factors, sometimes called assignable causes.
2.31
third party
person or body concerned or impacted by the performance issue in question
2.32
top Y
primary CTQ for both customer and organization
2.33
unit
item produced or handled
2.34
voice of the customer
VOC
information from the customer that expresses his expectations
NOTE This can require the customer concerned to state targets he needs and will assist the producer to know the
customer's position and to understand his or her expectations.
3 Symbols and abbreviated terms
3.1 Symbols
b intercept in a regression equation

0
b coefficient in a regression equation

1
C criticality number used in FMEA
c number of defects (nonconformities)
D detection ranking used in FMEA
d accuracy (associated with confidence interval)
L lower specification limit
N population size
n sample size
n number of critical to quality characteristics
CTQC
O occurrence ranking used in FMEA
p proportion
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ISO 13053-2:2011(E)
r correlation coefficient
 summation
ˆ
 estimated population standard deviation
S severity ranking used in FMEA
s sample standard deviation
U upper specification limit
X random variable (independent)
X mean value of X
Y random variable (dependent)
Y mean value of Y
ˆ
Y predicted value of Y
Y calculated value of DPMO
DPMO
Y calculated value of ppm
ppm
Z sigma score or value
value
3.2 Abbreviated terms
ANOVA analysis of variance
COQ cost of quality
COPQ cost of poor quality
CTQ critical to quality
CTQC critical to quality characteristics
DMAIC define, measure, analyse, improve and control
NOTE 1 The DMAIC method for improving an existing process and its output has five phases: define, measure,
analyse, improve and control.
DPMO defects per million opportunities
NOTE 2 DPMO can be used to determine the sigma score.
FMEA failure mode and effects analysis
FMECA failure mode, effects and criticality analysis
GRR gauge repeatability and reproducibility study
ppm parts per million
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ISO 13053-2:2011(E)
RACI responsible, accountable, consulted, informed
ROI return on investment
RPN risk priority number
SIPOC flowchart showing (S)upplier, (I)nputs, (P)rocess, (O)utputs, (C)ustomer relationships
4 DMAIC process sequence
4.1 Define phase
4.1.1 Objectives
The objectives of this step are to
a) identify the requirements and expectations of the stakeholders,
b) identify the voice of the customer and third parties (CTQC, etc.),
c) select the project team,
d) develop a process map (SIPOC), visualize the data (Pareto), and
e) create a project charter.
4.1.2 Steps
4.1.2.1 Define: Step 1
Identify the customers and the third parties, understand their demands and translate them into measurable
requirements. Set improvement objectives.
Techniques Factsheet or
International Standard
Customer claims, market feedback, surveys Factsheet 04, ISO 9001 or
other management
standards
Third party expectations, ethics surveys Factsheet 04, ISO 14001
or other management
standards
ROI, costs and accountability Factsheet 01
Six Sigma indicators Factsheet 20
Affinity diagram Factsheet 02
Kano model Factsheet 03
CTQ requirements Factsheet 04
House of quality Factsheet 05
Benchmarking Factsheet 06

6 © ISO 2011 – All rights reserved

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ISO 13053-2:2011(E)
4.1.2.2 Define: Step 2
Define and set down the team objectives for the project: deadlines, stakes, constraints, risks, return on
investment, competencies and scope of the project.
Techniques Factsheet or
International Standard
Project charter Factsheet 07
Project planning tool: Gantt chart, project schedule Factsheet 08
RACI competencies matrix Factsheet 28
ROI, costs and accountability Factsheet 01
Project risk analysis (in Project charter) Factsheet 07

4.1.2.3 Define: Step 3
Characterize the activity or the process.
Techniques Factsheet or
International Standard
SIPOC Factsheet 09
Process mapping and process data Factsheet 10

4.2 Measure phase
4.2.1 Objectives
The objectives are
a) to visualize the data (by means of a trend chart, histogram, etc.), and
b) to assess baseline performance for the current process in order to reinforce the project objective.
4.2.2 Steps
4.2.2.1 Measure: Step 1
Take the measurable requirements (Y ) and select one or more critical variables (X ) to improve.
Techniques Factsheet or
International Standard
Voice of the customer (house of quality, etc.) Factsheet 05
Voice of third parties (environment, social responsibility, Factsheet 05
sustainability)
CTQ tree diagram Factsheet 04

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ISO 13053-2:2011(E)
4.2.2.2 Measure: Step 2
Define the data to be collected in order to pinpoint the process variation drivers (X ).
Techniques Factsheet or
International Standard
Prioritization matrices Factsheet 11
Cause and effect diagram Factsheet 12
Brainstorming Factsheet 13
FMEA (Failure Mode & Effect Analysis) Factsheet 14

4.2.2.3 Measure: Step 3
Double-check the fitness of the metrics selected.
Techniques Factsheet or
International Standard
MSA (Measurement system analysis) Factsheet 15

4.2.2.4 Measure: Step 4
Develop a stratified data collection (X and Y ) plan.
Techniques Factsheet or
International Standard
Data collection plan Factsheet 16
Determination of sample size Factsheet 17

4.2.2.5 Measure: Step 5
Understand and validate the data.
Techniques Factsheet or
International Standard
Normally tests and transformation of non-normal distributions Factsheet 18
Visual display of data: Factsheet 19
histogram;
box plot (box-and-whisker plot);
Pareto chart;
run chart
Control chart Factsheet 30

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ISO 13053-2:2011(E)
4.2.2.6 Measure: Step 6
Measure process performance and/or process capability.
Techniques Factsheet or
International Standard
Indicators: Factsheet 20
  P , P , C , C , ppm, DPMO, Z
p pk p pk value

4.2.2.7 Measure: Step 7
Confirm or readjust the improvement objectives.
Techniques Factsheet or
International Standard
Compare initial objectives with indicators (Project charter) Factsheet 07

4.3 Analyse phase
4.3.1 Objectives
The objectives are
a) to identify wastes,
b) to identify environmental and socially negative impacts,
c) to select and rank the key process variables (X),
d) to establish relationships between X and Y,
e) to validate the root cause (X) that affects Y,
f) to estimate the weak points of the current design.
4.3.2 Steps
4.3.2.1 Analyse: Step 1
Analyse the process to pinpoint non value-adding activities or activities that need improvement.
Techniques Factsheet or
International Standard
Cause and effect analysis Factsheet 12
Waste analysis Factsheet 21
Value-stream analysis Factsheet 22
Services delivery modelling (service process analysis) Factsheet 23
Process mapping Factsheet 10

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ISO 13053-2:2011(E)
4.3.2.2 Analyse: Step 2
Chart potential links between X and Y.
Techniques Factsheet or
International Standard
Scatter diagrams, Pareto and scatter plots Factsheet 19
Run chart Factsheet 19

4.3.2.3 Analyse: Step 3
Quantify the impact of key process variables X and their potential interactions.
Techniques Factsheet or
International Standard
Hypothesis testing Factsheet 24
Regression analysis Factsheet 25
Correlation Factsheet 25

4.3.2.4 Analyse: Step 4
Further refine the assessed impact of key process variables by employing an experimental approach to find
new factors.
Techniques Factsheet or
International Standard
Design of experiments Factsheet 26
Regression analysis Factsheet 25
Hypothesis testing Factsheet 24

4.4 Improve phase
4.4.1 Objectives
The objectives are
a) to identify solutions (selection),
b) to plan and develop a pilot test (e.g. usage of DOE),
c) to develop a robust solution (FMEA update),
d) to implement the selected solutions.
10 © ISO 2011 – All rights reserved

---------------------- Page: 16 ----------------------
ISO 13053-2:2011(E)
4.4.2 Steps
4.4.2.1 Improve: Step 1
Determine the target process.
Techniques Factsheet or
International Standard
Descriptive statistics visualization Factsheet 19

4.4.2.2 Improve: Step 2
Generate solution ideas/redesign.
Techniques Factsheet or
International Standard
Brainstorming and other creativity tools Factsheet 13
Design of experiments Factsheet 26

4.4.2.3 Improve: Step 3
Test.
Techniques Factsheet or
International Standard
Reliability Factsheet 27

4.4.2.4 Improve: Step 4
Assess the risks.
Techniques Factsheet or
International Standard
FMEA (failure mode & effect analysis) Factsheet 14

4.4.2.5 Improve: Step 5
Select.
Techniques Factsheet or
International Standard
Prioritization matrices and other decision-making methods Factsheet 11

© ISO 2011 – All rights reserved 11

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ISO 13053-2:2011(E)
4.4.2.6 Improve: Step 6
Organize solution deployment.
Techniques Factsheet or
International Standard
Project planning tools: Factsheet 08
 Gantt chart;
 Project schedule
Resource management tools (RACI matrix, etc.) Factsheet 28

4.4.2.7 Improve: Step 7
Implement.
4.5 Control phase
4.5.1 Objectives
The objectives are
a) to review, verify and validate the improvements (control plan),
b) to preserve the benefits (e.g. deployment of TPM),
c) to institutionalize the improvements (e.g. 5S, ongoing capability),
d) to provide feedback and teamwork recognition.
4.5.2 Steps
4.5.2.1 Control: Step 1
Update the control plan.
Techniques Factsheet or
International Standard
FMEA update Factsheet 14
Control plan (documented) Factsheet 29

4.5.2.2 Control: Step 2
Document the best-practice activities.
12 © ISO 2011 – All rights reserved

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ISO 13053-2:2011(E)
Techniques Factsheet or
International Standard
Drafting process procedures ISO 9001, ISO 14001, or
other management
standards
Training ISO 9001, or
other management
standards

4.5.2.3 Control: Step 3
Implement solution monitoring.
Techniques Factsheet or
International Standard
Control charts Factsheet 30

4.5.2.4 Control: Step 4
Double-check the improvement is effective and efficient.
Techniques Factsheet or International
Standard
Statistical testing, graphical representation Factsheets 04, 19 and 24
Calculation of gains achieved Factsheet 01, ISO 9001,
ISO 14001 or
other management standards
Process capability Factsheet 20
Satisfaction survey ISO 9001 or
other management standards
Benchmark (update) Factsheet 06

4.5.2.5 Control: Step 5
Capitalize on the lessons learned.
Techniques Factsheet or
International Standard
Project review and feedback on experience Factsheet 31
Reporting the achievements: on an intranet, the Internet, etc. Factsheet 07

© ISO 2011 – All rights reserved 13

---------------------- Page: 19 ----------------------
ISO 13053-2:2011(E)
4.5.2.6 Control: Step 6
Institutionalization.
Techniques Factsheet or standard
Assess potential gains and risks across other business Factsheet 07
applications
ISO 9001 or
other management
standards

4.5.2.7 Control: Step 7
Project closure and celebrate completion.
14 © ISO 2011 – All rights reserved

---------------------- Page:
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 13053-2
Première édition
2011-09-01


Méthodes quantitatives dans
l'amélioration de processus — Six
Sigma —
Partie 2:
Outils et techniques
Quantitative methods in process improvement — Six Sigma —
Part 2: Tools and techniques





Numéro de référence
ISO 13053-2:2011(F)
©
ISO 2011

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ISO 13053-2:2011(F)

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT


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Fax + 41 22 749 09 47
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ii © ISO 2011 – Tous droits réservés

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ISO 13053-2:2011(F)
Sommaire Page
Avant-propos . v
Introduction . vi
1 Domaine d'application . 1
2 Termes et définitions . 1
3 Symboles et abréviations . 4
3.1 Symboles . 4
3.2 Termes abrégés . 5
4 Séquence de processus DMAIC . 6
4.1 Étape de définition . 6
4.1.1 Objectifs . 6
4.1.2 Étapes . 6
4.2 Étape de mesure . 7
4.2.1 Objectif . 7
4.2.2 Étapes . 7
4.3 Étape d'analyse . 9
4.3.1 Objectifs . 9
4.3.2 Étapes . 9
4.4 Étape d'amélioration . 10
4.4.1 Objectifs . 10
4.4.2 Étapes . 11
4.5 Étape de contrôle . 12
4.5.1 Objectifs . 12
4.5.2 Étapes . 12
Annexe A (informative) Fiches-outils . 14
Fiche–outil 01 — Retour sur investissement, coûts et imputabilité (ROI) . 15
Fiche–outil 02 — Diagramme des affinités (Affinity Diagram) . 16
Fiche–outil 03 — Modèle de Kano (Kano model) . 17
Fiche–outil 04 — Arbre de décision CTQ (Critical To Quality Tree) . 18
Fiche–outil 05 — Maison de la qualité (House of quality) . 19
Fiche–outil 06 — Benchmarking . 20
Fiche–outil 07 — Charte de projet (Project Charter) . 21
Fiche–outil 08 — Diagramme de Gantt (Gantt chart) . 22
Fiche–outil 09 — SIPOC . 23
Fiche–outil 10 — Cartographie du processus et données de processus (Process mapping and
process data) . 24
Fiche–outil 11 — Matrice de hiérarchisation (Prioritization matrix) . 25
Fiche–outil 12 — Diagramme causes-effets ou diagramme dit «en arête de poisson» (Ishikawa
Diagram) . 26
Fiche–outil 13 — Brainstorming . 27
Fiche–outil 14 — AMDE (Analyse des modes de défaillance et de leurs effets) . 28
Fiche–outil 15 — Analyse du système de mesure (MSA) . 29
© ISO 2011 – Tous droits réservés iii

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ISO 13053-2:2011(F)
Fiche–outil 16 — Plan de collecte de données (Data collection) .30
Fiche–outil 17 — Détermination de l'effectif de l'échantillon (Determination of sample size) .31
Fiche–outil 18 — Tests de normalité (Normality testing) .32
Fiche–outil 19 — Outils de visualisation des statistiques descriptives (Descriptive statistics
visualization tools).33
Fiche–outil 20 — Indicateurs (Indicators) .34
Fiche–outil 21 — Analyse des gaspillages (Waste analysis) .35
Fiche–outil 22 — Analyse de la chaîne de valeur (VSM) .36
Fiche–outil 23 — Modélisation de la prestation de services (Services delivery modelling) .37
Fiche–outil 24 — Tests d'hypothèse (Hypothesis testing) .38
Fiche–outil 25 — Régression et corrélation (Regression and correlation) .39
Fiche–outil 26 — Plan de retour d'expérience (DOE) .40
Fiche–outil 27 — Fiabilité (Reliability) .41
Fiche–outil 28 — Matrices de compétences RACI (RACI competencies matrix) .42
Fiche–outil 29 — Plan de suivi/contrôle (Monitoring/control plan) .43
Fiche–outil 30 — Cartes de contrôle (Control charts) .44
Fiche–outil 31 — Revue de projet (Project review) .45
Bibliographie .46

iv © ISO 2011 – Tous droits réservés

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ISO 13053-2:2011(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 13053-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 69, Application des méthodes statistiques,
sous-comité SC 7, Application de techniques statistiques, ou de techniques associées, pour la mise en œuvre
de Six Sigma.
L'ISO 13053 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Méthodes quantitatives dans
l'amélioration de processus — Six Sigma:
 Partie 1: Méthodologie DMAIC
 Partie 2: Outils et techniques
© ISO 2011 – Tous droits réservés v

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ISO 13053-2:2011(F)
Introduction
1)
Six Sigma est une approche destinée aux entreprises et organismes cherchant à être concurrentiels. Les
pratiques Six Sigma contribuent à:
 piloter l'amélioration de processus et prendre des décisions reposant sur des statistiques;
 mesurer les résultats de l'activité avec un certain niveau de confiance;
 prendre des dispositions en cas d'incertitude et d'erreur;
 combiner retours sur investissement et bénéfices à court, moyen et long terme;
 éliminer toute «stagnation» du processus.
Le score sigma (écrit Z ) est un indicateur de qualité du processus exprimant les performances du
valeur
processus en termes d'aptitude à fournir un produit ou un service répondant aux spécifications et aux attentes
du client ou d'un tiers. Il est directement lié à
a) la proportion de bons résultats ou de résultats positifs (rendement) fournis par le processus, ou
b) la proportion de mauvais résultats ou de résultats négatifs (%, ppm ou défauts par million d'opportunités
[DPMO]) du processus.
Le tableau ci-dessous traduit la relation de Z avec la proportion de défauts qui peut être attendue.
valeur
Tableau 1 — Scores sigma
Valeur calculée de DPMO (Y ) Score sigma (Z )
DPMO
valeur
308 538,0 2
66 807,0 3
6 210,0 4
233,0 5
3,4 6
NOTE 1 Un tableau complet des scores sigma est donné dans l'ISO 13053-1:2011,
Annexe A.
NOTE 2 Les calculs reposent sur une déviation de la moyenne de 1,5 sigma.


1) Six Sigma est une marque commerciale de Motorola, Inc.
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NORME INTERNATIONALE ISO 13053-2:2011(F)

Méthodes quantitatives dans l'amélioration de processus — Six
Sigma —
Partie 2:
Outils et techniques
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 13053 décrit les outils et techniques, illustrés par des fiches-outils, à utiliser à
chaque étape de l'approche DMAIC.
La méthodologie définie dans la Partie 1 de l'ISO 13053 est générique et ne dépend d'aucun secteur industriel
et économique particulier. Les outils et techniques décrits dans la présente partie peuvent donc être appliqués
à n'importe quel secteur d'activité et à n'importe quelle entreprise cherchant à être concurrentielle.
2 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
2.1
benchmarking
méthode de comparaison des performances des entreprises leaders sur un segment de marché
2.2
brainstorming
technique de créativité de groupe visant à générer un grand nombre d'idées
2.3
diagramme de causes-effets
diagramme d'Ishikawa
diagramme en arête de poisson
outil visuel souvent utilisé avec le brainstorming pour l'organisation logique des causes d'un problème
2.4
cause commune
source de variation de processus inhérente au processus dans le temps
2.5
intervalle de confiance
intervalle dans lequel la probabilité de trouver un paramètre à estimer est  1  , soit en général 95 % ou
99 %
2.6
données continues
données mesurées sur une échelle et qui peuvent être subdivisées
© ISO 2011 – Tous droits réservés 1

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ISO 13053-2:2011(F)
2.7
caractéristique critique pour la qualité
CTQ
caractéristique critique dont les exigences de performances doivent être respectées pour satisfaire le client
2.8
client
organisme ou personne qui reçoit un produit
NOTE Le client peut être interne ou externe à l'organisme.
[ISO 9000:2005, 3.3.5]
2.9
défaut
non-satisfaction d'une exigence relative à une utilisation prévue ou spécifiée
[ISO 9000:2005, 3.6.3]
2.10
opportunité de défaut
événement mesurable créant un défaut possible
2.11
unité défectueuse
unité avec un ou plusieurs défauts
[ISO 3534-2:2006, 1.2.16]
2.12
plan de retour d'expérience
DOE
méthodologie systématique de collecte d'informations visant à faciliter l'amélioration d'un processus
NOTE 1 Des modèles statistiques sont développés pour représenter le processus en cours d'analyse.
NOTE 2 Des outils de simulation et d'optimisation peuvent être utilisés pour soumettre à essai et confirmer des
améliorations particulières.
2.13
données discrètes
données qui peuvent être classées mais pas subdivisées
NOTE 1 Les données continues, par regroupement ou classification, peuvent être considérées comme étant discrètes.
NOTE 2 Les données classées en fonction des différents attributs sont discrètes et appelées «données d'attribut».
NOTE 3 Les données discrètes proviennent d'échelles nominales ou ordinales.
2.14
aspect environnemental
activité, produit ou service susceptible d'interactions avec l'environnement
2.15
revue de fin de phase
revue de projet menée par un sponsor à l'issue de chaque étape DMAIC afin d'en valider les conclusions
2.16
entrée
ressources, données, ou les deux, nécessaires à l'exécution d'un processus
2 © ISO 2011 – Tous droits réservés

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ISO 13053-2:2011(F)
2.17
modèle de Kano
outil de management de la qualité utilisé pour hiérarchiser les exigences des clients
2.18
analyse du système de mesure
MSA
série d'études expliquant comment fonctionne un système de mesure
NOTE La validation des systèmes de mesure permet de garantir la cohérence et la stabilité des données.
2.19
garde-fou
dispositif anti-erreurs
méthode de prévention conçue comme une technique simple visant à empêcher
 quiconque d'apporter des changements fortuits ou inopportuns à un système, ou
 que des erreurs aient un impact négatif sur un système
2.20
objectif
valeur cible d'un processus, déterminée par le client
2.21
définition opérationnelle
description claire et concise d'une mesure et du processus utilisé pour la déduire
2.22
sortie
produits ou services générés grâce à un processus
2.23
analyse de Pareto
méthodologie permettant de puiser dans les données discrètes afin d'évaluer la fréquence des défauts par
des facteurs de classification
2.24
processus
ensemble d'activités étroitement liées ou interactives permettant de transformer des entrées en sorties
2.25
cartographie de processus
représentation graphique d'un processus
2.26
charte de projet
document définissant le problème à résoudre, les objectifs d'amélioration, la portée du projet, les jalons du
projet, ainsi que les rôles et responsabilités liés au projet
2.27
déploiement de la fonction qualité
QFD
méthode de traduction des exigences du client en caractéristiques de conception et, en fin de compte, en
exigences de maîtrise de processus
NOTE La «maison de la qualité» est l'un des outils utilisés par cette méthode.
2.28
plan d'échantillonnage
plan décrivant de quelle manière les échantillons doivent être choisis
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ISO 13053-2:2011(F)
2.29
tableau de bord
dispositif d'évaluation spécifié par le client permettant de suivre les performances en matière de satisfaction
de ses exigences
2.30
causes spéciales
sources de variation de processus autres que la variation de processus intrinsèque
NOTE Les causes spéciales sont dues à des facteurs connus ou exceptionnels, parfois appelés causes assignables.
2.31
tierce partie
personne ou groupe de personnes concerné(e) ou impacté(e) par les performances environnementales d'un
organisme
2.32
top Y
CTQ principale du client et de l'entreprise
2.33
unité
élément produit ou traité
2.34
voix du client
VOC
informations provenant du client et exprimant ses attentes
NOTE Cela peut nécessiter que le client concerné définisse les cibles dont il a besoin et peut aider le fournisseur à
connaître la position du client et à comprendre ses attentes.
3 Symboles et abréviations
3.1 Symboles
b interception dans une équation de régression

0
b coefficient dans une équation de régression

1
C indice de criticité utilisé dans une analyse AMDE (FMEA)
c nombre de défauts (non-conformités)
D paramètre de détection utilisé dans une analyse AMDE (FMEA)
d exactitude (associée à l'intervalle de confiance)
L limite de spécification inférieure
N taille de la population
n effectif de l'échantillon
n nombre de caractéristiques critiques pour la qualité
CTQC
4 © ISO 2011 – Tous droits réservés

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ISO 13053-2:2011(F)
O paramètre d'occurrence utilisé dans une analyse AMDE (FMEA)
p proportion
r coefficient de corrélation
somme

ˆ écart-type estimé de la population

S classement de sévérité utilisé dans une analyse AMDE (FMEA)
s écart-type de l'échantillon
U limite de spécification supérieure
X variable aléatoire (indépendante)
valeur moyenne de X
X
Y variable aléatoire (dépendante)

valeur moyenne de Y
Y
valeur prévue de Y
ˆ
Y
Y valeur calculée des DPMO (nombre de défauts par million d'opportunités)
DPMO
Y valeur calculée des ppm
ppm
Z score ou valeur de Six Sigma
valeur
3.2 Termes abrégés
AMDE analyse des modes de défaillance et de leurs effets («failure mode and effects analysis»)
(FMEA)
AMDEC analyse des modes de défaillance, de leurs effets et criticité («failure mode, effect and
(FMECA) criticality analysis»)
ANOVA analyse de la variance («analysis of variance»)
COPQ coût de la mauvaise qualité («cost of poor quality»)
COQ coût de la qualité («cost of quality»)
CTQ critique pour la qualité («critical to quality»)
CTQC caractéristique critique pour la qualité («critical to quality characteristics»)
DMAIC méthode permettant d'améliorer un processus existant et son résultat
NOTE 1 La méthode comporte cinq phases, donnant l'acronyme DMAIC: «Define, Measure, Analyse,
Improve and Control» (Définir, Mesurer, Analyser, Améliorer et Contrôler).
DPMO défauts par million d'opportunités
NOTE 2 DPMO peut être utilisé pour déterminer le score sigma.
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ISO 13053-2:2011(F)
ppm parties par million
GRR étude de répétabilité et reproductibilité du système de mesure («gauge repeatibility and
reproductivity study»)
RACI acronyme de «Responsible, Accountable, Consulted, Informed» (responsable, autorité,
consulté, informé).
ROI retour sur investissement («return on investment»)
RPN indice de priorité de risque («risk priority number»)
SIPOC diagramme présentant les relations entre fournisseur, entrées, processus, sorties, client
(«Supplier, Inputs, Process, Outputs, Customer»)
4 Séquence de processus DMAIC
4.1 Étape de définition
4.1.1 Objectifs
Les objectifs de cette étape sont les suivants:
a) identifier les exigences et attentes des parties prenantes;
b) identifier la voix du client et des tierces parties (CTQC, etc.);
c) constituer l'équipe du projet;
d) développer une cartographie de processus (SIPOC), visualiser les données (Pareto); et
e) créer une charte de projet.
4.1.2 Étapes
4.1.2.1 Définir: Étape 1
Identifier les clients et tierce parties, comprendre leurs demandes et les traduire en exigences mesurables.
Définir les objectifs d'amélioration.
Techniques Fiche-outil ou Norme internationale
Réclamations du client, retour du marché, enquêtes Fiche-outil 04, ISO 9001 ou norme de
management équivalente
Attentes de la tierce partie, enquêtes éthiques Fiche-outil 04, ISO 14001 ou norme de
management équivalente
Retour sur investissement, coûts et imputabilité Fiche-outil 01
Indicateurs Six Sigma Fiche-outil 20
Diagramme d'affinité Fiche-outil 02
Modèle de Kano Fiche-outil 03
Exigences CTQ Fiche-outil 04
Maison de la qualité Fiche-outil 05
Évaluation comparative (Benchmarking) Fiche-outil 06
6 © ISO 2011 – Tous droits réservés

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ISO 13053-2:2011(F)
4.1.2.2 Définir: Étape 2
Définir et fixer les objectifs de l'équipe pour le projet: délais, enjeux, contraintes, risques, retour sur
investissement, compétences et portée du projet.
Techniques Fiche-outil ou Norme internationale
Charte de projet Fiche-outil 07
Outil de planification de projet: diagramme de Gantt, Fiche-outil 08
échéancier de projet
Matrices de compétences RACI Fiche-outil 28
Retour sur investissement (ROI), coûts et imputabilité Fiche-outil 01
Analyse des risques du projet (dans une charte de projet) Fiche-outil 07

4.1.2.3 Définir: Étape 3
Caractériser l'activité ou le processus.
Techniques Fiche-outil ou Norme internationale
SIPOC Fiche-outil 09
Cartographie du processus et données de processus Fiche-outil 10

4.2 Étape de mesure
4.2.1 Objectif
Les objectifs sont les suivants:
a) établir la visualisation des données (tableau de bord, histogramme, etc.);
b) évaluer le rendement de base du processus en cours afin de renforcer l'objectif du projet.
4.2.2 Étapes
4.2.2.1 Mesurer: Étape 1
Prendre les exigences mesurables (Y) et sélectionner une ou plusieurs variables critiques (X) à améliorer.
Techniques Fiche-outil ou Norme internationale
Voix du client (maison de la qualité, etc.) Fiche-outil 05
Voix de la tierce partie (environnement, responsabilité sociale, Fiche-outil 05
durabilité)
Arbre des points critiques pour la qualité Fiche-outil 04

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ISO 13053-2:2011(F)
4.2.2.2 Mesurer: Étape 2
Définir les données à collecter afin d'identifier les leviers d'influence du processus (X).
Techniques Fiche-outil ou Norme internationale
Matrices de hiérarchisation Fiche-outil 11
Diagrammes causes-effets Fiche-outil 12
Brainstorming Fiche-outil 13
AMDE (analyse des modes de défaillance et effets) Fiche-outil 14

4.2.2.3 Mesurer: Étape 3
Vérifier de nouveau l'exactitude des mesures sélectionnées.
Techniques Fiche-outil ou Norme internationale
MSA (analyse du système de mesure) Fiche-outil 15

4.2.2.4 Mesurer: Étape 4
Développer un plan de collecte de données stratifiées (X et Y).
Techniques Fiche-outil ou Norme internationale
Plan de collecte de données Fiche-outil 16
Détermination de l'effectif de l'échantillon Fiche-outil 17

4.2.2.5 Mesurer: Étape 5
Comprendre et valider les données.
Techniques Fiche-outil ou Norme internationale
Soumettre à essai et transformer normalement les Fiche-outil 18
distributions non normales

Affichage visuel des données: Fiche-outil 19
 histogramme;

 graphique boîte à moustaches (diagramme des
quartiles);
 diagramme de Pareto;
 graphique de séquence.
Carte de contrôle Fiche-outil 30

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ISO 13053-2:2011(F)
4.2.2.6 Mesurer: Étape 6
Mesurer les performances du processus et/ou le fonctionnement du processus.
Techniques Fiche-outil ou Norme internationale
Indicateurs: Fiche-outil 20
P , P , C , C , ppm, DPMO, Z
p pk p pk
valeur

4.2.2.7 Mesurer: Étape 7
Confirmer ou réajuster les objectifs d'amélioration.
Techniques Fiche-outil ou Norme internationale
Comparer les objectifs de départ avec les indicateurs Fiche-outil 07
(charte de projet)

4.3 Étape d'analyse
4.3.1 Objectifs
Les objectifs sont les suivants:
a) identifier les gaspillages;
b) identifier les impacts environnementaux et sociaux négatifs;
c) sélectionner et classer les variables principales du processus (X);
d) établir des relations entre X et Y;
e) valider la cause racine (X) qui affecte Y;
f) estimer les points faibles de la conception en cours.
4.3.2 Étapes
4.3.2.1 Analyser: Étape 1
Analyser le processus afin d'identifier les activités sans valeur ajoutée ou celles qui doivent être améliorées.
Techniques Fiche-outil ou Norme internationale
Analyse causes-effets Fiche-outil 12
Analyse des gaspillages Fiche-outil 21
Analyse de la chaîne de valeur Fiche-outil 22
Modélisation de prestation de services (analyse du Fiche-outil 23
processus de service)
Cartographie du processus Fiche-outil 10

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ISO 13053-2:2011(F)
4.3.2.2 Analyser: Étape 2
Représenter sous forme graphique les liens potentiels entre X et Y.
Techniques Fiche-outil ou Norme internationale
Diagrammes de dispersion, de Pareto et nuages de points Fiche-outil 19
Graphique de séquence Fiche-outil 19

4.3.2.3 Analyser: Étape 3
Quantifier l'impact des variables principales du processus X et de leurs interactions potentielles.
Techniques Fiche-outil ou Norme internationale
Tests d'hypothèse Fiche-outil 24
Analyse de régression Fiche-outil 25
Corrélation Fiche-outil 25

4.3.2.4 Analyser: Étape 4
Affiner l'impact estimé des variables principales du processus par une approche expérimentale de recherche
de nouveaux facteurs.
Techniques Fiche-outil ou Norme internationale
Plans de retour d'expérience Fiche-outil 26
Analyse de régression Fiche-outil 25
Tests d'hypothèse Fiche-outil 24

4.4 Étape d'amélioration
4.4.1 Objectifs
Les objectifs sont les suivants:
a) identifier des solutions (sélection);
b) planifier et développer un essai pilote (par exemple l'utilisation d'un plan d'expérience);
c) développer une solution solide (mise à jour d'AMDE);
d) mettre en œuvre les solutions sélectionnées.
10 © ISO 2011 – Tous droits réservés

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ISO 13053-2:2011(F)
4.4.2 Étapes
4.4.2.1 Améliorer: Étape 1
Déterminer le processus cible.
Techniques Fiche-outil ou Norme internationale
Visualisation des statistiques descriptives Fiche-outil 19

4.4.2.2 Améliorer: Étape 2
Générer des idées / nouvelles conceptions de solution.
Techniques Fiche-outil ou Norme internationale
Brainstorming et autres outils de créativité Fiche-outil 13
Plans de retour d'expérience (DOE) Fiche-outil 26

4.4.2.3 Améliorer: Étape 3
Tester.
Techniques Fiche-outil ou Norme internationale
Fiabilité Fiche-outil 27

4.4.2.4 Améliorer: Étape 4
Évaluer les risques.
Techniques Fiche-outil ou Norme internationale
AMDE analyse des modes de défaillance et de leurs effets Fiche-outil 14

4.4.2.5 Améliorer: Étape 5
Sélectionner.
Techniques Fiche-outil ou Norme
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