基于全面質(zhì)量管理的港口工程鋼筋連接數(shù)字化分析

趙明時，郭玉存

（1.中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，天津 300222；2.中交海洋建設(shè)開發(fā)有限公司，天津 300457）

引 言

全面質(zhì)量管理是以質(zhì)量為中心，建立在全員參與基礎(chǔ)上的一種管理方法，其目的在于長期獲得顧客滿意以及組織成員和社會的利益[1]?；萜?、IBM等世界諸多知名企業(yè)在質(zhì)量管理過程中都采用全面質(zhì)量管理的思路和方法，一方面以技術(shù)和質(zhì)量為導(dǎo)向，建立技術(shù)質(zhì)量上的暫時性壟斷地位，在市場初期賺取最大的商業(yè)利潤；另一方面以服務(wù)和顧客為導(dǎo)向，根據(jù)顧客的個性化需求制定企業(yè)策略，增加產(chǎn)品的額外附加值和長期效益。我國在電信、醫(yī)療等眾多領(lǐng)域也都引用了全面質(zhì)量管理的概念，走進了定量研究質(zhì)量的道路[2]。但是施工行業(yè)對市場及顧客的需求往往停留于定性分析，質(zhì)量管理一般也僅僅是以規(guī)范規(guī)程為依據(jù)的粗放模式。因此，為了與世界質(zhì)量管理接軌，在滿足既得利益條件下擴大施工企業(yè)的發(fā)展空間，推行數(shù)字化全面質(zhì)量管理對施工企業(yè)來說勢在必行。

1 工程概況

京唐港某碼頭工程，新建2個10萬t級多用途泊位，長度為660 m，采用全遮簾樁式地連墻板樁結(jié)構(gòu)，如圖1所示。地下結(jié)構(gòu)主要包括：前墻為108幅，錨碇墻為108幅，遮簾樁215根，灌注樁為154根。

碼頭工程鋼筋連接接頭約為30萬個，鋼筋直徑最大為32 mm，影響鋼筋連接質(zhì)量的影響因素較多，如果鋼筋連接仍然采用傳統(tǒng)的閃光對焊施工工藝，對焊質(zhì)量更加難以保證，從而導(dǎo)致鋼筋連接質(zhì)量難于控制。因此，本工程需要對鋼筋連接進行全面質(zhì)量管理。

圖1 板樁碼頭結(jié)構(gòu)斷面

2 鋼筋連接的選擇

以往工程中往往關(guān)注某種工藝自身的質(zhì)量（內(nèi)部質(zhì)量），而忽視了該工藝質(zhì)量背后存在的經(jīng)濟效果和使用的目的性（外部質(zhì)量）。在京唐港23#～25#碼頭工程中，我們將質(zhì)量與它給社會帶來的損失聯(lián)系在一起，即質(zhì)量好的鋼筋連接不僅要滿足標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求及其他文件對該工藝的要求（內(nèi)部質(zhì)量），也要滿足業(yè)主、監(jiān)理及社會的需要（外部質(zhì)量），這樣質(zhì)量控制會更加全面，鋼筋籠主筋存在不同的連接方式，其連接質(zhì)量分析詳見表1。

根據(jù)鋼筋連接質(zhì)量比較分析，本工程選擇直螺紋連接。主筋連接采用直螺紋連接，這種連接接頭強度高、連接速度快、工藝簡單、可全天候施工、經(jīng)濟性能優(yōu)越，在工程應(yīng)用上大大加快了鋼筋工序施工速度，并且降低了成本，防止了環(huán)境污染，在確保工程質(zhì)量的情況下很好地推動了工程整體進度。

表1 鋼筋連接質(zhì)量比較分析

3 數(shù)字化質(zhì)量控制

3.1 單位缺陷數(shù)和百萬機會缺陷數(shù)

單位缺陷數(shù)，又稱DPU（Defect Per Unit）或D/U，是對質(zhì)量的通用度量。其公式為：DPU=在任何檢查點發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)/通過該檢查點的單位數(shù)。

百萬機會缺陷數(shù)（DPMO）=單位缺陷數(shù)（DPU）×1 000 000/一個單位中的出錯機會。百萬機會缺陷數(shù)是對具有不同復(fù)雜程度的工藝（產(chǎn)品）進行公平度量的通用尺度。

對以往項目的直螺紋連接進行內(nèi)部質(zhì)量調(diào)查，其總體合格率為96%，調(diào)查結(jié)果如圖2；同時根據(jù)外部質(zhì)量調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如圖3，從而計算得到表2，可以得出如下結(jié)論。

規(guī)范或規(guī)程中，一般將某工藝檢驗標(biāo)準(zhǔn)以合格率的數(shù)值給出，也就是說規(guī)范中僅僅考慮了該工藝的內(nèi)部質(zhì)量而沒有涉及工藝的社會屬性。根據(jù)調(diào)研分析表（表2）可以看出，對鋼筋直螺紋連接一百萬個出錯機會中存在31 818個缺陷，且影響總DPMO的因素中，外部質(zhì)量DPMO占的比重更大。外部質(zhì)量DPMO占總DPMO的比重為85.7%。

對該工藝來講，其自身質(zhì)量是被人們肯定的，但是人們對此工藝不甚了解而缺乏使用的信心。因此，要想提高鋼筋直螺紋連接的質(zhì)量控制，不僅僅要控制內(nèi)部質(zhì)量，外部質(zhì)量控制也必須提高到新的認識。

圖2 內(nèi)部質(zhì)量抽樣調(diào)查排列

圖3 外部質(zhì)量抽樣調(diào)查排列

表2 鋼筋直螺紋連接質(zhì)量調(diào)研分析

3.2 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

質(zhì)量管理中，一般西格瑪（σ）作為評價質(zhì)量的標(biāo)尺。根據(jù)概率論理論并結(jié)合本工程特點，西格瑪用于描述直螺紋連接質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)值之間偏差，如圖4所示。

圖4 正態(tài)分布曲線

目前，我國鋼筋直螺紋連接驗收的合格標(biāo)準(zhǔn)為95%[3]，相當(dāng)于2σ。為了提高施工內(nèi)部質(zhì)量，本工程將鋼筋直螺紋連接抽檢合格率的目標(biāo)定為99%（3σ）。同時，為了保證鋼筋直螺紋連接的服務(wù)質(zhì)量，要降低外部質(zhì)量DPMO在總DPMO的比重，使企業(yè)獲得更大的社會效益。

3.3 控制結(jié)果

針對內(nèi)部質(zhì)量和外部質(zhì)量調(diào)查結(jié)果，對影響質(zhì)量較大的缺陷進行改進后，經(jīng)10 000次抽樣檢查，發(fā)現(xiàn)存在50個鋼筋直螺紋連接接頭存在80個缺陷，合格率達99.5%，達到了DPMO＜99%的控制標(biāo)準(zhǔn)。外部質(zhì)量DPMO占總DPMO的比重為55.7%（見表3）。

表3 直螺紋連接的關(guān)鍵性因素

鋼筋直螺紋連接通過數(shù)字化質(zhì)量控制，見表4，產(chǎn)品不合格率顯著下降，直接損失減少8萬余元；外部質(zhì)量DPMO占總DPMO的比重下降說明直螺紋連接的經(jīng)濟性、安全性及適用性在本工程中得以肯定。

表4 數(shù)字化質(zhì)量控制結(jié)果比較

4 結(jié) 語

1）鋼筋連接推行全面質(zhì)量管理，有益于將傳統(tǒng)工藝和新型工藝進行科學(xué)、全面的解讀，為企業(yè)平衡經(jīng)濟效益和社會效益奠定了基礎(chǔ)。

2）鋼筋直螺紋連接數(shù)字化質(zhì)量控制不僅優(yōu)化了資金使用，增強了企業(yè)核心競爭力；更重要的是質(zhì)量管理量化，為新工藝引入港口工程提供了數(shù)字化依據(jù)，增強了企業(yè)持續(xù)發(fā)展能力，應(yīng)用前景廣闊。

3）將內(nèi)部質(zhì)量和外部質(zhì)量通過量化并結(jié)合起來，作為鋼筋直螺紋連接質(zhì)量控制的數(shù)字化檢驗方法，一方面減少了質(zhì)量波動、提高了施工實體質(zhì)量，另一方面，以量化參數(shù)為依據(jù)度量功能性指標(biāo)增加了人們對質(zhì)量管理的信心，為施工企業(yè)和世界先進質(zhì)量管理模式接軌開辟了一條新的道路。