Penelitian ini bertujuan untuk melakukan penerapan Six Sigma pada bahan baku casting lokal di PT XYZ. Six Sigma merupakan konsep dasar peningkatan kualitas, yang dapat diterapkan dalam meningkatkan kualitas bahan baku dari pemasok melalui tahap DMAIC (Define, Measure, Analyze, Improve, dan Control). Metode penelitian yang digunakan adalah penelitian terapan (applied research). Hasil penelitian menunjukkan, bahwa dengan menggunakan Analytical Hierarchy Process (AHP), PT A merupakan pemasok dengan performa reject casting tertinggi di antara 11 alternatif pemasok yang ada dengan total rating 15,6%. PT A menghasilkan total reject rate tahunan terbesar, yaitu 99,59% pada komponen Hub L di sepanjang tahun 2014 dan DPMO komponen tersebut adalah sebesar 2941,6 atau setara dengan level sigma 4.25σ. Penyebab besarnya reject rate tersebut adalah akibat reject jenis inklusi pasir yang paling banyak dihasilkan pemasok PT A. Hasil observasi ke PT A menemukan bahwa penyebab reject inklusi pasir berasal dari 4 sumber masalah, yaitu man, machine, material, method. Setelah diusulkan solusi dan dianalisis lebih lanjut dengan Failure Mode Effect Analysis (FMEA), solusi yang memberikan resiko kegagalan terkecil adalah implementasi dari work instruction. Berdasarkan hasil simulasi penurunan reject inklusi pasir, dengan tingkat keberhasilan 50%, mampu memperbaiki downtime dan reject rate sebesar 19,28%, perbaikan pada tingkat keberhasilan 70% sebesar 43,37%, dan perbaikan pada tingkat keberhasilan 95% sebesar 64%. Namun, dengan perbaikan tersebut, masih menghasilkan variasi reject rate yang besar dan belum masuk dalam batas spesifikasi LSL 0% dan USL 5%.

Kata kunci: Pengendalian Kualitas, Six Sigma, AHP, DMAIC, FMEA, Simulasi Monte Carlo