Khi thực hiện quản lý chất lượng, nếu quá trình sản xuất gặp sự cố hoặc sản phẩm không đạt yêu cầu, chắc chắn cần phải giải quyết ngay lập tức. Tuy nhiên, trước khi giải quyết vấn đề, cần phải xác định nguyên nhân. Nguyên nhân có thể rất đa dạng, có những nguyên nhân đã biết, nhưng cũng có những nguyên nhân chưa rõ; có những nguyên nhân ảnh hưởng rất lớn, nhưng cũng có những nguyên nhân ảnh hưởng rất nhỏ.

Một vấn đề thường do nhiều nguyên nhân kết hợp lại, làm chúng ta khó phân biệt bản chất của vấn đề. Có những vấn đề thậm chí do một chuỗi các sai sót tạo ra. Trong phân tích chất lượng, khi gặp phải những vấn đề như vậy, chúng ta thường sử dụng biểu đồ xương cá do giáo sư Ishikawa từ Nhật Bản phát triển để phân tích vấn đề, giúp phân loại nguyên nhân chính và phụ một cách rõ ràng.

Biểu đồ xương cá (Fishbone Diagram), còn được gọi là biểu đồ phân tích nguyên nhân và kết quả (Cause & Effect Analysis) hoặc biểu đồ Ishikawa, khi phân tích vấn đề, nếu chỉ liệt kê tất cả các nguyên nhân mà không phân loại, có thể rất khó để xác định nguyên nhân chính và phụ. Điều này làm cho việc giải quyết vấn đề trở nên kém hiệu quả. Do đó, mục tiêu chính của biểu đồ phân tích nguyên nhân và kết quả là giúp phân tích và tổ chức các nguyên nhân chính và phụ.

Khi phân tích vấn đề trong các nhà máy hiện đại, thường chúng ta đã chuẩn hóa các nguyên nhân chính như: Con người, Quy trình, Nguyên liệu, Máy móc, Đo lường, Môi trường, vì mọi vấn đề đều liên quan đến các yếu tố này, và chúng cũng thuộc về các đơn vị khác nhau. Điều này không chỉ giúp suy nghĩ về vấn đề mà còn phân định trách nhiệm của các đơn vị khác nhau.

Biểu đồ xương cá được gọi như vậy vì khi vẽ, chúng ta sẽ bắt đầu với một mũi tên chỉ sang bên phải để tạo thành xương cá lớn, sau đó vẽ các nguyên nhân chính dưới dạng xương phụ, và các nguyên nhân phụ ảnh hưởng đến các nguyên nhân chính sẽ được vẽ dưới dạng các xương nhỏ. Đôi khi chúng ta có thể biến mũi tên thành hình đầu cá. Việc vẽ một biểu đồ xương cá hoàn chỉnh cũng giúp những người chưa hiểu vấn đề hoặc người ra quyết định thấy rõ nguyên nhân chính và phụ của vấn đề.

Cách thực hiện biểu đồ xương cá:

  1. Tập hợp các cá nhân liên quan:

    • Cần tập hợp tất cả những người liên quan đến vấn đề, hoặc những người có kiến thức và kinh nghiệm liên quan, tránh việc chỉ một người vẽ biểu đồ. Số lượng tham gia nên từ 4 đến 10 người.
  2. Sử dụng bảng trắng hoặc giấy trắng, chuẩn bị bút màu khác nhau:

    • Vẽ hình dạng xương cá cơ bản, với đầu cá hướng về phía bên phải (mũi tên chỉ sang phải) và viết tiêu đề vấn đề. Thường thì đầu xương lớn sẽ ghi các nguyên nhân chính như Con người, Quy trình, Nguyên liệu, Máy móc, Đo lường, Môi trường.
  3. Thảo luận về các nguyên nhân có thể:

    • Các thành viên lần lượt phát biểu trong 15-20 giây về nguyên nhân có thể gây ra vấn đề. Không được chỉ trích hay hỏi lại trong khi thảo luận. Người điều hành hoặc thư ký ghi lại từng ý kiến vào biểu đồ.
  4. Xác định nguyên nhân quan trọng:

    • Sau khi các nguyên nhân được liệt kê, các thành viên lần lượt phát biểu để xác định nguyên nhân nào có ảnh hưởng lớn nhất, và khoanh tròn đỏ để đánh dấu.
  5. Phân loại nguyên nhân chính và phụ:

    • Đối với các nguyên nhân đã khoanh tròn đỏ, các thành viên tiếp tục thảo luận để xác định nguyên nhân quan trọng hơn và đánh dấu thêm bằng màu khác. Tiếp tục cho đến khi không thể thêm màu nữa.

Ví dụ: Một ví dụ về biểu đồ xương cá là khi phân tích sự biến động kích thước của sản phẩm máy cắt, để cải thiện lỗi này, các cá nhân liên quan được tập hợp và phân tích nguyên nhân ảnh hưởng đến kích thước sản phẩm, từ đó tạo ra biểu đồ xương cá.

Một ví dụ khác là khi Cường phân tích khiếu nại về DOA (Dead On Arrival) của sản phẩm, sử dụng biểu đồ xương cá để liệt kê tất cả các nguồn có thể gây ô nhiễm trong nhà máy, từ nguồn nguyên liệu, kiểm tra, SMT, đến các công đoạn lắp ráp và kiểm tra, thậm chí là khả năng súng tĩnh điện bị lỗi. Cuối cùng, nguyên nhân chính được xác định là nhân viên nhầm flux với chất tẩy IPA và lau lên các điểm tiếp xúc trên bảng mạch.