PG Madukismo sebagai salah satu pabrik gula di Indonesia dalam proses produksinya masih ditemukan sebagian produk gula yang cacat. Produk cacat tersebut merugikan perusahaan karena menyebabkan pemborosan biaya dan waktu produksi. Produk gula cacat yang diolah kembali dapat mengurangi komposisinya terutama zat-zat yang bermanfaat untuk dikonsumsi. Penelitian ini bertujuan untuk memberikan usulan perbaikan pengendalian kualitas untuk meningkatkan kualitas produksi gula dan meminimalisasi terjadinya produk cacat. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode six sigma yang terdiri dari lima tahap yaitu tahap define, measure, analyze, improve, dan control. Tahap define bertujuan mengidentifikasi alur proses produksi. Tahap measure dilakukan perhitungan tingkat pengendalian produk cacat. Tahap analyze bertujuan menganalisis penyebab produk cacat. Tahap improve meng­gunakan metode FMEA untuk mengidentifikasi mode kegagalan penyebab produk cacat dan usulan perbaikan. Tahap control bertujuan meng­implementasikan tindakan perbaikan dan melakukan pengawasan proses produksi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa mode kegagalan kualitas tebu tidak sesuai standar memiliki nilai RPN paling besar yaitu 168. Tindakan yang disarankan untuk memperbaiki pengendalian kualitas produksi gula adalah meningkatkan pengecekan kualitas tebu, meningkatkan ketelitian dalam pembersihan tebu sebelum digiling dan menentukan jumlah batas maksimal proporsi cacat per hari.