Nusa Indah Bakery adalah pabrik yang.memproduksi berbagai macam roti dengan pemasaran meliputi beberapa wilayah Kabupaten/Kota di Aceh. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi, mengukur dan menganalisis cacat yang terjadi pada proses produksi roti melalui serangkaian tahapan metodologi DMAIC six sigma (Define, Measure, Analyze, Improve, dan Control) dan Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) untuk selanjutnya diberikan usulan perbaikan kualitas proses produksi. Permasalahan utama yang ditemukan cacat sebesar 0.5 % produk cacat dari 102600 roti perhari dengan cacat dominan pada produk roti kecil yaitu sebesar 39% dari total cacat. Dengan cacat dominan merupakan kecacatan roti terpotong dengan persentase cacat sebesar 63% keseluruhan cacat pada roti kecil. Setelah dilakukan penelitian, diperoleh nilai DPMO diperoleh sebesar 4941.52 sehingga level sigma adalah sebesar 4σ, yang berarti masih jauh dari level industri dunia yang mencapai 6σ (3.4 DPMO). Nilai kapabilitas proses atau Cp = 0.79 dan nilai Cpk = 0.3. Menunjukkan kapabilitas proses rendah dan rata-rata proses produksi masih menghasilkan produk yang tidak sesuai spesifikasi. Analisis data dilakukan dengan diagram sebab akibat dan Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) didapat faktor penyebab kegagalan pada proses yang berakibat timbulnya produk cacat. Kegagalan pada mesin berupa performansi mesin rendah dan tingkat presisi mesin rendah. Kegagalan pada operator disebabkan oleh Kedisiplinan operator rendah, kelalaian dan kurangnya kapasitas operator. Kegagalan pada bahan baku terjadi bila Adonan roti tidak sempurna (tidak kenyal), dan roti lengket dan terputus.