基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)檢驗的工程質量控制研究

唐汪柱,馬 睿,張若飛

(蚌埠玻璃工業(yè)設計研究院,蚌埠 233000)

基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)檢驗的工程質量控制研究

唐汪柱,馬 睿,張若飛

(蚌埠玻璃工業(yè)設計研究院,蚌埠 233000)

工程數(shù)據(jù)的收集、整理與分析有利于工程質量的檢驗和控制。有效、及時和深層次的數(shù)據(jù)處理能夠有效防止工程質量事故的發(fā)生,也反映了工程實際發(fā)生情況與計劃發(fā)生的偏差。該文根據(jù)工程現(xiàn)場的施工經(jīng)驗和數(shù)理統(tǒng)計的檢驗方法,對施工方上報的工程數(shù)據(jù)進行分析,判定工程質量是否符合設計規(guī)范和標準。

統(tǒng)計數(shù)據(jù); 質量控制; 保證率; 工藝系數(shù)

工程質量控制的意義在于利用質量控制概念和技術以及其它工程技術,展示工程科技創(chuàng)造力,形成工程的自我發(fā)展和相互發(fā)展。工程質量控制主要分為設計質量控制和現(xiàn)場施工活動的質量控制,主要內(nèi)容有生產(chǎn)工藝和施工產(chǎn)品的質量控制[1]。該文介紹的數(shù)據(jù)檢驗用于施工現(xiàn)場工程質量控制方面。因此,需要嚴格控制影響施工質量的五大因素,即人、機械、材料、施工方法與環(huán)境。工程質量控制具有復雜性、嚴重性、可變性、隱蔽性、特殊性等五大特點。統(tǒng)計數(shù)據(jù)檢驗工程質量可以通過收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)從中找出有關工程規(guī)律性的內(nèi)涵,以便于從諸多質量問題中找出典型的、涉及到全局的關鍵問題從而克服工程質量控制的難點[2]。數(shù)據(jù)檢驗解決了一些實際工程質量問題,如樁基位移偏差分析、混凝土(砼)強度等級、以及項目工期進度偏差等等,但實際應用并沒有能夠解決更深層次的問題,如施工保證率、施工工藝水平以及與施工相關的企業(yè)運營指數(shù)等。該文通過介紹施工企業(yè)的施工成品現(xiàn)場質量資料審核和對現(xiàn)場質量數(shù)據(jù)的數(shù)理統(tǒng)計分析結果來確定企業(yè)的施工保證率和工藝水平。

1 理論依據(jù)

統(tǒng)計工作是利用科學的方法搜集、整理、分析和提供關于社會經(jīng)濟現(xiàn)象、某些特定事物發(fā)展規(guī)律的工作。其過程就是搜集資料、整理加工和統(tǒng)計分析,也就是從定性認識(統(tǒng)計設計)到定量認識(統(tǒng)計調查和統(tǒng)計整理),再從定量認識回歸到深層次定性認識(統(tǒng)計分析),即假設到推理再到結論。數(shù)理統(tǒng)計是科學的研究方法,通過數(shù)字揭示事物在特定時間方面的數(shù)量特征,以便對事物進行定量乃至定性分析,從而做出正確的決策?；诖?統(tǒng)計信息更多地和其他信息結合在一起,如工程建設信息、商品信息、情報信息等,結合統(tǒng)計數(shù)字檢驗和統(tǒng)計數(shù)字顯示,提高數(shù)據(jù)利用程度和可信程度。以數(shù)據(jù)為控制依據(jù)的工程質量控制與評定是得到所有人認可的,質量控制中的“一切以數(shù)據(jù)說話”就是用統(tǒng)計數(shù)據(jù)來客觀反映工程實際情況。工程質量統(tǒng)計數(shù)據(jù)檢驗主要通過有目的地收集數(shù)據(jù),從中獲取有關工程產(chǎn)品質量或生產(chǎn)狀態(tài)的合理資料,評定生產(chǎn)與管理水平,因此,它必須能指導企業(yè)進行生產(chǎn)實踐。通過對現(xiàn)場取得的質量特性數(shù)據(jù)總結歸納,找出其一般規(guī)律和特性,判定現(xiàn)場質量是否符合設計和規(guī)范要求。

工程質量控制主要是監(jiān)督工程的實施結果,將工程的結果與事先制定的質量標準進行比較,找出其存在的差距,并分析形成這一差距的原因,質量控制同樣貫穿于工程實施的全過程。工程實施的結果包括產(chǎn)品結果(如交付)以及管理結果(如實施的進度和費用)。質量控制通常是由質量控制部門或類似的質量組織單元實施,該文主要介紹了施工單位上報資料的工程質量控制。項目管理組應具有統(tǒng)計質量控制的工作知識,特別是抽樣檢查和概率方面的知識,以便評價質量控制的輸出。熟悉預防和檢查、隨機樣本和特征樣本、隨機原因和特殊原因、偏差和控制線等幾個概念的不同。工序質量的控制的原理是采用數(shù)理統(tǒng)計方法,通過對工序部分檢驗的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,來判斷整個工序的質量是否穩(wěn)定、正常[3]。通常施工企業(yè)的施工水平好壞的評價標準是現(xiàn)場控制監(jiān)測數(shù)據(jù)能否達到設計標準,但能不能很穩(wěn)定地發(fā)揮施工水平是衡量企業(yè)工作質量的又一個重要指標。

2 計算方法

如果把現(xiàn)場質量數(shù)據(jù)都看做隨機變量,并對其進行統(tǒng)計分析,計算反映數(shù)據(jù)離散程度的隨機變量和反映工序生產(chǎn)能力的指數(shù),這樣就把工程質量控制問題完好地轉換成數(shù)理統(tǒng)計問題。從以下幾個方面將現(xiàn)場質量數(shù)據(jù)更好地轉化為隨機數(shù)據(jù):1)質量控制的輸入如質量管理計劃、工作結果、檢查表格、操作描述;2)質量控制的方法和技術如檢查、控制圖、流程圖、統(tǒng)計樣本、趨勢分析、費用和進度參數(shù)和技術參數(shù);3)質量控制的輸出如質量改進措施可接受的決定、完成檢查表、重新工作、過程調整。

2.1 數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計

描述性統(tǒng)計分析是指對一組數(shù)據(jù)的各種特征進行分析,以便于描述測量樣本的各種特征及其所代表的總體的特征。描述性統(tǒng)計分析的項目很多,常用的如平均數(shù)、標準差、中位數(shù)、頻數(shù)分布、正態(tài)或偏態(tài)程度等。這些分析是復雜統(tǒng)計分析的基礎。假設某工程砼設計抗壓強度為25 MPa,通過施工過程中監(jiān)測的現(xiàn)場質量數(shù)據(jù)整個工程有1 000個,把這些數(shù)據(jù)當做隨機變量,計算其均方差σ和離差系數(shù)Cv值就可以確定數(shù)其離散程度,σ和Cv值越大表示現(xiàn)場質量數(shù)據(jù)越離散。反之,表示現(xiàn)場質量數(shù)據(jù)越集中,現(xiàn)場質量數(shù)據(jù)集中的實際意義就是指施工水平的穩(wěn)定性,所以,衡量企業(yè)施工水平的簡單方法就是計算σ和Cv值,并觀察它們在什么范圍。公式(1)與公式(2)是計算σ和Cv值的數(shù)學公式

其中,fcu,i表示砼抗壓強度現(xiàn)場實測值;f-cu表示所有現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)的算術平均值;σ表示統(tǒng)計參數(shù)標準差;Cv表示統(tǒng)計參數(shù)變差系數(shù);n表示現(xiàn)場實測個數(shù)。

2.2 數(shù)據(jù)的算術平均置信區(qū)間

置信區(qū)間是用來估計參數(shù)的取值范圍參數(shù),對于具有特定發(fā)生概率的隨機變量,其特定的價值區(qū)間是一個確定的數(shù)值范圍(一個區(qū)間)。在一定置信水平時,以測量結果為中心,包括總體均值在內(nèi)的可信范圍。該區(qū)間包含了參數(shù)θ真值的可信程度。參數(shù)的置信區(qū)間可以通過點估計量構造,也可以通過假設檢驗構造。

根據(jù)工程施工的統(tǒng)計數(shù)據(jù)經(jīng)驗來看,計量值數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布,計數(shù)值數(shù)據(jù)符合二項分布。計量值數(shù)據(jù)是可以連續(xù)取值的,即可以用測量工具具體測量出小數(shù)點以下數(shù)值的這類數(shù)據(jù),如長度、重量、溫度、力度等,這類數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布。計數(shù)值數(shù)據(jù)是不能連續(xù)取值的,或者說即使用測量工具也得不到小數(shù)點以下數(shù)據(jù)的而只能以0或1、2、3等整數(shù)來描述的這類數(shù)據(jù),如缺陷數(shù)、不合格品數(shù)等,又可細分為計點數(shù)據(jù)和計件數(shù)據(jù)。計量值數(shù)據(jù)服從二項分布,計點數(shù)據(jù)服從泊松分布。對于小樣本正態(tài)分布,根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計求出給定的置信水平(1-α),則有

3 計算實例

例1如某單位施工砼分項施工設計抗壓強度是25 MPa。施工現(xiàn)場質量數(shù)據(jù),見表1。

表1 砼現(xiàn)場質量數(shù)據(jù)統(tǒng)計參數(shù)表

上述分析表明,該砼平均抗壓強度為27.84 MPa,廢品率為0,σ=1.046 6,符合質量標準要求。當σ≤6.00時,砼工程施工質量很穩(wěn)定,達到施工質量要求[4]。

例2該施工單位在符合設計要求的前提下,業(yè)主要求進一步對砼強度進行分析,抽取100組砼試塊進行強度進行檢驗,要求強度保證率大于95%,工藝系數(shù)大于1.1。通過計算已知的數(shù)據(jù)t0.05(100-1)=1.66, s=1.96,n=100,x-=28.71,u=29.11,廢品率0.01%,由此可以得到。由此說明工序能力良好,符合正常生產(chǎn)過程。此生產(chǎn)過程接近4σ水平的Cp=1.33,生產(chǎn)能力良好。當砼強度保證率95%時,該砼平均抗壓強度為28.71 MPa,工序生產(chǎn)能力1.31,廢品率為0.01%,符合業(yè)主進一步的質量要求。

例3該單位進行分項工程預驗收時,對外裝飾粉刷平整度實施了自檢測量,共檢測100個點,其中有4個點的平整度超出設計和規(guī)范要求,規(guī)定要求外裝飾粉刷平整度的不合格率小于10%,在可靠性為95%的情況下,判斷該段平整度是否符合設計和規(guī)范要求[5]。由于p=0.04,α=0.05,ua/2=1.96,則n+= 103.84,-(2+)=19.84,n=0.16,由此求的p=18.26。這表明:在可靠性為95%情況下,該分項工程的外觀平整度不合格率為18.26%,不符合質量標準,施工方應對外觀進行修整。

4 結 語

現(xiàn)場質量數(shù)據(jù)的檢驗有助于企業(yè)檢查工程質量的合格性,其操作簡單、方便易行,能夠符合施工規(guī)范要求。同時,通過合理布局與構建工程數(shù)據(jù)檢驗系統(tǒng)方法,能夠平行檢查生產(chǎn)工藝和施工產(chǎn)品,解決工程檢查對工程進度不利的影響。但是,其目前在工程質量控制方面應用較少,建議有關管理部門可以借鑒此方法,把現(xiàn)場質量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計參數(shù)結果納入到對企業(yè)質量考核的指標中去,以利于更客觀公正地反應施工企業(yè)的工作質量和水平,實現(xiàn)工程質量檢驗方法的改進。

[1] 陳 熙,駱仁俊.基于精益建造的工程項目質量控制[J].工程管理學報,2010,26(2):160-163.

[2] 戴劍偉.數(shù)據(jù)工程理論與技術[M].北京:國防工業(yè)出版社,2010.

[3] 于 濤.工序質量控制理論與應用[M].北京:經(jīng)濟管理出版社,2008.

[4] GB 50204—2002,混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范[S].

[5] GB 50210—2002,建筑裝飾裝修工程質量驗收規(guī)范[S].

Quality Control Inspection of Engineering Based on Statistical Data

TANG Wang-zhu,MA Rui,ZH ANG Ruo-fei
(Bengbu Design and Research Institute for Glass Industry,Bengbu 233000,China)

Collection,collation and analysis of engineering data are conducive to the project quality inspection and control.Effective,timely and in-depth data processing can effectively prevent the occurrence of quality accident,and reflect the actual project deviations from the plan happening.According to project site experience in construction and numbers of test methods of mathematical statistics,this paper judges the project quality comparing with design specifications and standards according to the project data analysising.

statistical data; quality control; guaranteed rate; technologyfactor

10.3963/j.issn.1674-6066.2014.06.026

2014-07-20.

唐汪柱(1987-),助理工程師.E-mail:244259160@qq.com