如何運用數(shù)據(jù)分析方法提升質(zhì)量管控工作的效率和效果

趙 斌，邵 昱

（1.北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司，北京 100068；2.中咨工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，北京 100048）

0 引 言

大數(shù)據(jù)技術(shù)的逐步推廣和廣泛應(yīng)用為建設(shè)項目參建各方（原材供應(yīng)廠商、建材生產(chǎn)企業(yè)、施工承包單位、監(jiān)理單位、項目管理單位等）轉(zhuǎn)變和改進傳統(tǒng)的質(zhì)量管控方式提供了新的手段和方法。按照以往常規(guī)的檢測和驗收做法，針對建材的量化檢測指標和檢驗批驗收中的實測實量項目，只要實際檢測值優(yōu)于規(guī)程規(guī)范確定的合格標準值即可。然而即使是處于合格狀態(tài)的指標項目同樣存在著優(yōu)、良、中、差的差異，例如質(zhì)量狀況經(jīng)過連續(xù)幾次下降（惡化）后檢測值勉強合格的檢驗指標和質(zhì)量狀況經(jīng)過數(shù)次持續(xù)上升（好轉(zhuǎn)）后檢測值優(yōu)良的檢驗指標雖然都屬于合格范疇，但是前者的質(zhì)量風險要遠大于后者，需要采取有針對性的措施進行重點管控。因此在眾多的合格項目中通過采用數(shù)據(jù)分析方法尋找出最差或較差的檢測指標或驗收項目從而為下一步有針對性地原因分析與整改提供對象目標就成為了實現(xiàn)質(zhì)量管控工作精細化和精準化的先決條件。本文就從“運用數(shù)據(jù)分析方法的目的、意義和方案”“以預拌混凝土和預制管片所用水泥和天然砂的部分檢測指標為實例介紹如何運用數(shù)據(jù)分析方法”和“對試驗和檢測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析與評估后所取得的階段性成效”三部分內(nèi)容來具體闡述。

1 尋找最差（或較差）檢測指標或驗收項的目的、意義和方案

1.1 目 的

眾所周知，在質(zhì)量管控過程中檢驗批驗收環(huán)節(jié)的工作量是相當大的，無論是哪種類型的建設(shè)項目，各專業(yè)的檢驗批數(shù)量少則十幾、幾十個，多則成百上千個，再加上施工材料的驗收和隱蔽工程的驗收使得質(zhì)量管控的工作量將會更大。現(xiàn)僅以預拌混凝土或預制管片為例，其原材料的種類就有水泥、礦粉、粉煤灰、包括山碎石或卵碎石的粗骨料、包括天然砂或人工砂以及混合砂的細骨料還有外加劑等多達七、八種。另外管片廠家和攪拌站作為混凝土產(chǎn)品的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)對上述原材料的需求和消耗量極大，特別是作為混凝土主要原材的水泥和砂石料在施工生產(chǎn)旺季幾乎每天都有數(shù)車進廠，進場抽檢和批次驗收的工作量無論是對管片生產(chǎn)廠家（或攪拌站）的質(zhì)量管控人員，還是對駐站監(jiān)理來說都非常巨大。如何在質(zhì)檢環(huán)節(jié)突出重點，抓主要矛盾，從而避免出現(xiàn)主次不分、“眉毛胡子一把抓”的低效工作狀態(tài)就成為參建各方質(zhì)量管控從業(yè)人員普遍的迫切需求。通過對大量檢測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析從而發(fā)現(xiàn)原材或?qū)崪y實量驗收項中最差和較差的質(zhì)量驗收指標以便各方重點關(guān)注，通過原因分析和采取措施來遏制和扭轉(zhuǎn)質(zhì)量的不理想狀態(tài)無疑是提升質(zhì)量管控工作效率和效果的重要手段。

1.2 意 義

與進度控制中“PDCA工作循環(huán)即制訂計劃（Plan）、實施計劃（Do）、進度檢查（Check）、實際進度與計劃進度產(chǎn)生偏差原因的分析（Analyse）”這一方法相類似，質(zhì)量控制工作也可以按照“CSAD”的順序進行工作循環(huán)，即首先進行數(shù)據(jù)收集錄入和統(tǒng)計（Count）；其次通過數(shù)據(jù)分析評估找出最差或較差指標和驗收項（Seek）；第三步是對指標最差或較差所產(chǎn)生的原因進行分析（Analyse）；第四步是針對產(chǎn)生不理想質(zhì)量狀態(tài)的原因采取相應(yīng)措施進行整改（Do）。完成第一個“CSAD”工作循環(huán)后對已經(jīng)采取相應(yīng)措施的檢測數(shù)據(jù)再次進行第二個“CSAD”工作循環(huán)并以此類推。在“CSAD”工作循環(huán)中數(shù)據(jù)的收集統(tǒng)計（C）是前提條件；數(shù)據(jù)的分析評估找最差（S）是關(guān)鍵（因為如果最差或較差指標的尋找和確定產(chǎn)生錯誤的話后續(xù)的原因分析和采取措施這兩項工作也就失去了預期的價值）；原因分析（A）是難點；采取相應(yīng)整改措施（Do）是重點。本文介紹的就是如何完成上述“CSAD”循環(huán)的第二步關(guān)鍵工作——對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析評估從而找出最差和較差的檢測指標或驗收項。

1.3 方 案

該方案的思路是綜合考慮檢測指標的實測值與規(guī)范、規(guī)程確定的標準值之間的離差距離（通過現(xiàn)狀系數(shù)來體現(xiàn)）和本次實測值與上次實測值進行比較后的變化情況（通過變化狀態(tài)來體現(xiàn)），以上述兩項特征值（前者“現(xiàn)狀系數(shù)”為靜態(tài)特征值，后者“變化狀態(tài)”為動態(tài)特征值）相乘形成“評估值”，以“評估值”的大小來體現(xiàn)檢測指標的優(yōu)劣情況。由于“現(xiàn)狀系數(shù)”“變化狀態(tài)”這兩項特征值和最終的“評估值”均不帶單位，因此就使帶有不同單位的各項檢測指標和實測實量驗收項具備了可比性，為找出最差或較差項提供了可能。

2 尋找最差（或較差）的指標項和原材種類的數(shù)據(jù)分析法

2.1 數(shù)據(jù)分析的具體步驟與方法

分析步驟大致劃分為三大步驟，具體分析方法介紹如下。

1）第一步是確定本次統(tǒng)計的數(shù)據(jù)所代表的質(zhì)量指標優(yōu)劣程度的靜態(tài)特征值“現(xiàn)狀系數(shù)”。將本次統(tǒng)計的實測數(shù)據(jù)與規(guī)范規(guī)程要求的標準值之間的離差距離除以實測數(shù)據(jù)的極值區(qū)間（該區(qū)間值需要與實際相符亦即統(tǒng)計數(shù)據(jù)量需要足夠多）后得出的比例，將其定義為“現(xiàn)狀系數(shù)”，該比例可以表達該數(shù)據(jù)所代表的質(zhì)量指標的優(yōu)劣程度?！艾F(xiàn)狀系數(shù)”越大則說明質(zhì)量狀況越好，便于相互比較。當規(guī)范要求實測數(shù)據(jù)不能大于標準值時，需要將標準值減去實測值得出離差距離；反之當規(guī)范要求實測數(shù)據(jù)不能小于標準值時需要將實測值減去標準值得出離差距離。上述做法是為了使“現(xiàn)狀系數(shù)”能遵循越大越好的評判規(guī)則從而統(tǒng)一“評估值”的判定標準。

2）第二步是評估確定本次統(tǒng)計的數(shù)據(jù)所代表的質(zhì)量指標變化趨勢優(yōu)劣程度的動態(tài)特征值——“變化狀態(tài)”。通過了解本次統(tǒng)計的數(shù)據(jù)與上次統(tǒng)計數(shù)據(jù)的變化情況，將每次都不盡相同的變化情況根據(jù)其變化幅度的大小進行量化分級，從而將數(shù)據(jù)的變化狀態(tài)也作為衡量該數(shù)據(jù)所代表的質(zhì)量指標優(yōu)劣與否的標準之一。計算評估的步驟有以下 3 步。

①將不同日期或時間進行試驗檢測或?qū)崪y實量后的數(shù)據(jù)進行錄入形成“實測值”，并計算其“平均值”“置信區(qū)間”“變異系數(shù)”共形成 4 項數(shù)理統(tǒng)計指標。

②分別將上述 4 項數(shù)理統(tǒng)計指標數(shù)值減去上次計算出的數(shù)值（當實測值要求小于等于規(guī)范或規(guī)程確定的標準值時只將“置信區(qū)間”的上限值進行相減；反之當實測值要求大于等于規(guī)范或規(guī)程確定的標準值時只將“置信區(qū)間”的下限值進行相減），從而了解其變化狀態(tài)。當數(shù)值為正時說明指標有所上升；數(shù)值為負時說明指標有所下降；當數(shù)值為零時說明指標保持不變。

③在規(guī)范或規(guī)程要求“實測值”數(shù)據(jù)越小越好的情況下，當上述 4 項數(shù)理統(tǒng)計指標數(shù)值均為負數(shù)時將“變化狀態(tài)”賦值為 5 分；當 3 組數(shù)值為負數(shù)時賦值為 4 分；當 2 組數(shù)值為負數(shù)時賦值為 3 分；當 1 組數(shù)值為負數(shù)時賦值為 2 分；當 4 組數(shù)值均非負時將“變化狀態(tài)”賦值為 1 分。反之，在規(guī)范或規(guī)程要求“實測值”數(shù)據(jù)越大越好的情況下則需要依據(jù)“正數(shù)”的個數(shù)進行相應(yīng)的賦值。

3）第三步是將本次統(tǒng)計的數(shù)據(jù)所代表的質(zhì)量指標優(yōu)劣程度的靜態(tài)特征值“現(xiàn)狀系數(shù)”乘以動態(tài)特征值“變化狀態(tài)”，從而得出判斷該項質(zhì)量指標優(yōu)劣程度的最終量化評估值。鑒于“現(xiàn)狀系數(shù)”越高則代表質(zhì)量現(xiàn)狀越好，“變化狀態(tài)”的賦值越高代表統(tǒng)計數(shù)據(jù)的動態(tài)變化趨勢越好，因此由兩者相乘決定的“評估值”也是越高越好。

因為“評估值”也是一個沒有單位的評價系數(shù)，因此通過將各種原材料里各類質(zhì)量檢測指標的“評估值”進行加權(quán)累計后相互比較，可以使不同原材料之間也具備了可比性，從而為尋找到質(zhì)量風險最大的原材種類、為后續(xù)的重點關(guān)注和持續(xù)改進提供數(shù)據(jù)依據(jù)。另外通過“評估值”也可大致了解到本次或近期（用近期以來“評估值”的平均值表示）在綜合考慮了靜態(tài)現(xiàn)狀和動態(tài)變化趨勢兩種因素后的最終質(zhì)量狀況。單次“評估值”（或近期以來“評估值”的平均值）在 1 分以下則說明綜合質(zhì)量狀況“很差”；1～2（不含）分之間說明“較差”；2～3（不含）分之間說明“一般”、3～4（不含）分之間說明“較好”；4 分及以上說明“很好”。因此該方法也可簡稱為“量化分級評估法”。

2.2 數(shù)據(jù)分析示例

2.2.1 示例一

1）針對甲生產(chǎn)企業(yè)所用天然砂的質(zhì)量狀況進行數(shù)據(jù)分析。對天然砂中的“含泥量”指標進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析的過程圖如圖1 所示。

圖1 甲企業(yè)所用天然砂的“含泥量”指標數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

從圖1 的最后一欄“評估值”可知：該企業(yè)所使用的天然砂中的“含泥量”指標在最近 12 次的平均值為 1.407 4，按照前述第 2.1 節(jié)中第 3）小條最后所述的“量化分級評估法”里的分級標準，最近一段時間“天然砂中的含泥量”指標的質(zhì)量狀況處于“較差”的狀態(tài)。

對天然砂中的“泥塊含量”指標進行數(shù)據(jù)分析的方法與“天然砂中的含泥量”指標的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析過程相同（圖表從略）。經(jīng)過計算，“泥塊含量”指標的“評估值”在最近 12 次的平均值為 2.08，說明近期質(zhì)量狀況處于“一般”的狀態(tài)。

2.2.2 示例二

針對乙生產(chǎn)企業(yè)所使用的天然砂質(zhì)量狀況進行數(shù)據(jù)分析。

對天然砂中的“含泥量”指標進行數(shù)據(jù)分析的方法和前述的甲企業(yè)相同。通過計算，最近 10 次的平均值僅為 0.867，說明近期質(zhì)量狀況處于“很差”的狀態(tài)。

對天然砂中的“泥塊含量”指標進行數(shù)據(jù)分析的方法和前述的甲企業(yè)相同。通過計算，最近 10 次的平均值為 3.9，說明質(zhì)量狀況處在“較好”的狀態(tài)［1］。

2.2.3 示例三

針對甲生產(chǎn)企業(yè)所使用的水泥質(zhì)量狀況進行數(shù)據(jù)分析。對水泥中的“3 d 抗折強度”指標進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析的過程圖如圖2 所示。由圖2 中的最后一列“評估值”可計算出近期“3 d抗折強度”的平均值為 2.54。對水泥中的“3 d 抗壓強度”“28 d 抗折強度”“28 d 抗壓強度”這 3 項指標進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的方法與“3 d 抗折強度”的分析過程類似，分析得出的結(jié)果如表1 所示。

圖2 甲企業(yè)所用水泥的“3 d 抗折強度”指標數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

表1 甲企業(yè)所用水泥的四項檢測指標評估值的平均值和加權(quán)平均值

2.2.4 示例四

針對乙生產(chǎn)企業(yè)所使用的水泥質(zhì)量狀況進行數(shù)據(jù)分析。與上述針對甲生產(chǎn)企業(yè)所使用水泥的質(zhì)量狀況進行數(shù)據(jù)分析的方法類似，相關(guān)的計算數(shù)據(jù)圖表從略，分析得出的結(jié)果如表2 所示。

2.2.5 示例分析評估的實際意義

通過對混凝土原材質(zhì)量的檢測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析評估，可對同一種原材料中的不同指標進行相互比較，例如上述示例一和示例二的兩家生產(chǎn)企業(yè)最近一段時間以來所使用的天然砂中“含泥量”“泥塊含量”這兩項指標經(jīng)過相互比較可得出的結(jié)論及其驗證方式和實際意義如表3 所示。

通過對混凝土原材質(zhì)量的檢測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析評估，可對不同廠家所供應(yīng)的同一種原材料的質(zhì)量狀況進行相互比較，以 2.2.1 示例一及 2.2.2 示例二所述的兩家生產(chǎn)企業(yè)所使用的天然砂為例，經(jīng)過對天然砂中的“含泥量”和“泥塊含量”這兩項主要指標進行加權(quán)累計（每個指標的權(quán)重系數(shù)為 0.5）得出該種原材料的“綜合評估值”，對“綜合評估值”進行比較后得出的結(jié)論及其驗證方式和實際意義如表4 所示。

再以上述數(shù)據(jù)分析示例中 2.2.3 示例三和 2.2.4 示例四所述的兩家生產(chǎn)企業(yè)所使用的水泥為例，經(jīng)過對水泥中的“3 d 抗折強度”“3 d 抗壓強度”和“28 d 抗折強度”“28 d 抗壓強度”這 4 項主要指標進行加權(quán)累計（每個指標的權(quán)重系數(shù)為 0.25）得出該種原材料的“綜合評估值”（見表1 和表2），對“綜合評估值”進行比較后得出的結(jié)論及其驗證方式和實際意義如表5 所示［2］。

通過對混凝土原材質(zhì)量的檢測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，可對不同攪拌站所使用的不同種類的原材料的質(zhì)量狀況進行相互比較，現(xiàn)將表4 和表5 中的“綜合評估值”進行匯總后形成表格，如表6 所示。

表2 乙企業(yè)所用水泥的四項檢測指標評估值的平均值和加權(quán)平均值

表3 同一種原材料的不同指標比較

表4 不同廠家所供應(yīng)的同一種原材料（天然砂）比較

表5 不同生產(chǎn)企業(yè)所用的同一種原材料（水泥）比較

表6 不同生產(chǎn)企業(yè)所用的不同原材料之間進行優(yōu)劣比較

3 階段性成效闡述

1）基于“用數(shù)據(jù)說話”理念的分析研判工作離不開大量的數(shù)據(jù)，因此對數(shù)據(jù)采集的準確性、廣泛性和傳輸時效性都提出了較高要求，對項目各參建方在數(shù)據(jù)源的挖掘、數(shù)據(jù)庫的建立和數(shù)據(jù)鏈的維護以及相關(guān)信息渠道的開發(fā)與拓展等方面的工作起到了積極的推動作用，為各參建單位的信息化建設(shè)和質(zhì)量、安全管控工作新增了量化渠道和數(shù)據(jù)平臺。

2）鑒于目前很多數(shù)據(jù)需要從質(zhì)量檢測報告或者驗收表格中提取錄入，因此如果有關(guān)單位提供的報告或表格不夠完整或者不夠及時，就會影響到數(shù)據(jù)的錄入統(tǒng)計和分析，特別是需要對建材質(zhì)量或?qū)崪y實量驗收項的變化趨勢進行預測研判時，針對數(shù)據(jù)提供的準確性和及時性要求更高，因此對檢測數(shù)據(jù)的收集整理和統(tǒng)計分析工作可以間接考核相關(guān)單位在試驗檢測、批次驗收以及資料整理和報送等內(nèi)業(yè)工作方面的質(zhì)量以及背后所反映出的質(zhì)量保證體系的有效程度和企業(yè)管理水平，對相關(guān)單位不斷提高內(nèi)業(yè)工作效率和質(zhì)量管控水平起到了促進和推動作用。

3）通過對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析可以為質(zhì)量缺陷或問題的原因分析和相應(yīng)改進措施的提出提供數(shù)據(jù)支持和依據(jù)。

4）通過數(shù)據(jù)分析與評估使質(zhì)量管控工作水平在精細化和精準化方面得以持續(xù)提升。通過研判各項檢測和驗收指標的實測值在合格狀態(tài)下所處的不同等級，根據(jù)質(zhì)量等級的高低不同采取相應(yīng)的措施進行管控，可以把有限的時間和精力重點投入到質(zhì)量等級最低或較低的材料（或指標）以及實測實量的檢驗批驗收項目中去。這種工作方式強化了質(zhì)量預控功能，可以有效避免那些綜合質(zhì)量狀況最差的材料（或指標）和實測實量驗收項由勉強合格狀態(tài)淪為不合格狀態(tài)。

4 結(jié) 語

以數(shù)據(jù)分析方法為核心的大數(shù)據(jù)技術(shù)是一項“總結(jié)過去、優(yōu)化現(xiàn)在、預測未來”的革新技術(shù)，通過對歷史數(shù)據(jù)進行分析研判可以在那些原本互不具備可比性的檢測指標、原材種類和驗收項目之間尋找出最差或較差的薄弱環(huán)節(jié)，從而可以使當前的質(zhì)量管控工作始終圍繞那些隱患風險最大和較大的重點目標展開（以本文為例，在“水泥”和“天然砂”這兩種原材料中應(yīng)該重點管控的是“綜合評估值”相對較低的天然砂，并且“綜合評估值”最低的甲生產(chǎn)企業(yè)所使用的天然砂是管控工作的重中之重），通過“評估-改進-再評估-再改進”的動態(tài)管理方式來持續(xù)檢驗管控措施的實施效果。當傳統(tǒng)意義上的技術(shù)措施、經(jīng)濟措施、組織措施和合同措施分別采用甚至同時采用后質(zhì)量狀況仍然沒有好轉(zhuǎn)甚至還在走低下滑時，就需要采取一些諸如“更換施工材料（包括原材料）的生產(chǎn)供應(yīng)廠家、更換生產(chǎn)操作人員甚至是施工隊伍”等非常規(guī)措施來進行遏制，此時那些質(zhì)量狀態(tài)的量化評估值就可以為管控人員采取相應(yīng)措施提供決策依據(jù)。當用來進行分析研判的數(shù)據(jù)數(shù)量形成海量的大數(shù)據(jù)后，還可以評估出各類檢驗批甚至是各類分部分項工程的質(zhì)量薄弱環(huán)節(jié)，從而全面確定管控工作的重點目標提前進行預控，避免因質(zhì)量問題而導致出現(xiàn)返工重做、安全隱患甚至是全面停工的后果，為合同工期、經(jīng)濟效益和社會效益的順利實現(xiàn)保駕護航。綜上所述，以數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)的精細化管理和精準化控制無論是在效率上，還是效果上都是傳統(tǒng)的“合格則繼續(xù)生產(chǎn)施工、不合格則整改或返工”的粗放式管理模式所難以企及的。Q