有時候，問題的根源很明顯。這時候團隊通過分析就能很快找到。有時候，影響問題的原因有很多，很復雜。許多年來，許多人按照他們習慣的方法做工作，而不考慮和證明他們的合理性。當這種情況發生時，團隊可能需要幾周或更長時間。只有使用各種工具，嘗試不同的觀點，才能得到正確的結果。
DMAIC團隊使用循環分析來實現他們對原因的探索。這個循環從測量數據開始，通過對過程的分析，提出對原因的初步推測或假設；然后收集和關注更多的數據和其他看得見的證據，對這些推測或假設做進一步的判斷；分析循環不斷，各種假設不斷被證實或否定，直到通過嚴謹的數據分析明確問題的真正根源。
分析步驟中最大的挑戰之一是正確使用工具，用簡單的工具而不是復雜的工具找到根本原因。有時原因是隱藏的，難以識別，有時問題與其他因素交織在一起，因此需要使用更先進的統計技術或其他管理技術來確定和驗證根本原因。
統計和分析方法將幫助團隊確定項目問題的根本原因，確定和驗證Y=F(X3)的關系，并通過使用統計推斷、假設檢驗、方差分析和回歸分析，以及常用的圖形工具，找到有效的改進方向。這里需要說明兩點。一是六西格瑪的工具箱是開放的，任何適合實際項目的分析工具都可以集成應用。作為一個六西格瑪綠帶或者六西格瑪黑帶，要善于不斷學習。第二，在分析和測量的兩個階段之間有許多交叉點。當深入分析某個原因時，可能會發現現有的測量數據遠遠不夠，需要大量的額外測量數據。
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