2020監(jiān)理工程師《質量控制》章節(jié)講義：第三章第一節(jié)

第三章 建設工程質量的統(tǒng)計分析和試驗檢測方法

第一節(jié) 質量統(tǒng)計分析

一、工程質量統(tǒng)計及抽樣檢驗的基本原理和方法

㈠總體、樣本及統(tǒng)計推斷工作過程：

總體(母體);個體; 有限總體;無限總體;樣本(子樣);樣品;樣本容量

㈡質量數據的特征值

⒈描述數據集中趨勢的特征值

樣本數據特征值是由樣本數據計算的描述樣本質量數據波動規(guī)律的指標。

㈢質量數據的分布特征

⒈質量數據的特性

質量數據具有個體數值的波動性和總體(樣本)分布的規(guī)律性。

⒉質量數據波動的原因

⒊質量數據分布的規(guī)律性

一般計量值數據服從正態(tài)分布，計件值數據服從二項分布，計點值數據服從泊松分布等。

實踐中只要是受許多起微小作用的因素影響的質量數據，都可認為是近似服從正態(tài)分布的，如構件的幾何尺寸、混凝土強度等。

如果是隨機抽取的樣本，無論它來自的總體是何種分布，在樣本容量較大時，其樣本均值也將服從或近似服從正態(tài)分布。

㈣抽樣檢驗及檢驗批

⒈檢驗與抽樣檢驗

檢驗包括全數檢驗和抽樣檢驗。雖然只有采用全數檢驗，才有可能得到 100%的合格品，但由于下列原因，還必須采用抽樣檢驗:

⑴破壞性檢驗，不能采取全數檢驗方式。

⑵全數檢驗有時需要花很大成本，在經濟上不一定合算。

⑶檢驗需要時間，采取全數檢驗方式有時在時間上不允許。

⑷即使進行全數檢驗，也不一定能絕對保證 100%的合格品。

⑸抽樣檢驗抽取樣品不受檢驗人員主觀意愿的支配，樣本有充分的代表性。

⒉檢驗批

提供檢驗的一批產品稱為檢驗批，檢驗批中所包含的單位產品數量稱為批量。

一個檢驗批應當由在基本相同條件下，并在大約相同的時期內所制造的同形式、同等級、同種類、同尺寸以及同成分的單位產品所組成。

㈤抽樣檢驗方法

排除人的主觀因素，直接從包含 N 個抽樣單元的總體中按不放回抽樣抽取 N 個單元，使包含 N 個個體的所有可能的組合被抽出的概率都相等的一種抽樣方法。

將總體中的抽樣單元按某種次序排列，在規(guī)定的范圍內隨機抽取一個或一組初始單元，然后按一套規(guī)則確定其他樣本單元的抽樣方法。

如第一個樣本隨機抽取，然后每隔一定時間或空間抽取一個樣本將總體分割成互不重疊的子總體(層)，在每層中獨立地按給定的樣本量進行簡單隨機抽樣

多次抽樣檢驗

抽樣檢驗中，兩類風險控制的一般范圍是:α=1%～5%，β=5%～10%

㈥驗收抽樣和監(jiān)督抽樣簡介

⒈驗收抽樣檢查

⒉監(jiān)督抽樣檢查

二、工程質量統(tǒng)計分析方法

㈠調查表法

統(tǒng)計調查表法又稱統(tǒng)計調查分析法，它是利用專門設計的統(tǒng)計表對質量數據進行收集、整理和粗略分析質量狀態(tài)的一種方法。

簡便靈活，便于整理，實用有效，沒有固定格式。統(tǒng)計調查表往往同分層法結合起來應用。

㈡分層法

分層法義叫分類法，是將調查收集的原始數據，根據不同的目的和要求，按某一性質進行分組、整理的分析方法;可以更深入地發(fā)現和認識質量問題的原因。

常用的分層標志有:⑴按操作班組或操作者分層;⑵按使用機械設備型號分層;⑶按操作方法分層;⑷按原材料供應單位、供應時間或等級分層;⑸按施工時間分層;⑹按檢查手段、工作環(huán)境等分層。

分層法是質量控制統(tǒng)計分析方法中最基本的一種方法。其他統(tǒng)計方法一般都要與分層法配合使用，如排列圖法、直方圖法、控制圖法、相關圖法等。

㈢排列圖法

排列圖法是利用排列圖尋找影響質量主次因素的一種有效方法。又叫帕累托圖或主次因素分析圖。

按不合格點的頻數由大到小順序排列各檢查項目，“其他”項排在最后。以全部不合格點數為總數，計算各項的頻率和累計頻率?？傤l數對應累計頻率 100%。

影響程度與各直方形的高度成正比。

排列圖可以形象、直觀地反映主次因素。其主要應用有:

⑴按不合格點的內容分類，可以分析出造成質量問題的薄弱環(huán)節(jié)。

⑵按生產作業(yè)分類，可以找出生產不合格品最多的關鍵過程。

⑶按生產班組或單位分類，可以分析比較各單位技術水平和質量管理水平。

⑷將采取提高質量措施前后的排列圖對比，可以分析措施是否有效。

⑸此外還可以用于成本費用分析、安全問題分析等。

㈣因果分析圖法

因果分析圖法是利用因果分析圖來系統(tǒng)整理分析某個質量問題(結果)與其產生原因之間關系的有效工具。

因果分析圖也稱特性要因圖，又因其形狀常被稱為樹枝圖或魚刺圖。

因果分析圖由質量特性(即質量結果指某個質量問題)、要因(產生質量問題的主要原因)、枝干(指一系列箭線表示不同層次的原因)、主干(指較粗的直接指向質量結果的水平箭線)等所組成。

⒊繪制和使用因果分析圖時應注意的問題：

⑴集思廣益。

⑵制訂對策。具體實施時，一般應編制一個對策計劃表。

㈤直方圖法

⒈直方圖法的用途

直方圖法即頻數分布直方圖法，它是將收集到的質量數據進行分組整理，繪制成頻數分布直方圖，用以描述質量分布狀態(tài)的一種分析方法，所以又稱質量分布圖法。

通過直方圖的觀察與分析，可了解產品質量的波動情況，掌握質量特性的分布規(guī)律，以便對質量狀況進行分析判斷。同時可通過質量數據特征值的計算，估算施工生產過程總體的不合格品率，評價過程能力等。

⒉直方圖的繪制方法

⑴收集整理數據 用隨機抽樣的方法抽取數據，一般要求數據在 50 個以上。

⑵計算極差 R

⑶對數據分組

1)確定組數 K。確定組數的原則是分組的結果能正確地反映數據的分布規(guī)律。組數應根據數據多少來確定。

2)確定組距 h

各組距應相等，極差≈組距×組數 即 R≈h·k

組數、組距的確定應結合極差綜合考慮，適當調整，還要注意數值盡量取整。

3)確定組限。確定組限時應注意使各組之間連續(xù)：一是規(guī)定每組上(或下)組限不計在該組內，而應計入相鄰較高(或較低)組內;二是將組限值較原始數據精度提高半個最小測量單位。

⑷編制數據頻數統(tǒng)計表

⑸繪制頻數分布直方圖

⒊直方圖的觀察與分析

觀察直方圖的形狀、判斷質量分布狀態(tài)：

將直方圖與質量標準比較，判斷實際生產過程能力：

很理想，處于正常的穩(wěn)定狀態(tài)。在這種情況下生產出來的產品可認為全都是合格品。

生產狀態(tài)一旦發(fā)生變化，就可能超出質量標準下限而出現不合格品。出現這種情況時應迅速采取措施，使直方圖移到中間來生產過程一旦發(fā)生小的變化，產品的質量特性值就可能超出質量標準。出現這種情況時，必須立即采取措施，以縮小質量分布范圍加工過于精細，不經濟。在這種情況下，可以對原材料、設備、工藝、操作等控制要求適當放寬些，有目的地使 B 擴大，從而有利于降低成本已出現不合格品。此時必須采取措施進行調整，使質量分布位于標準之內散差太大，產生許多廢品，說明過程能力不足，應提高過程能力，使質量分布范圍 B 縮小。

㈥控制圖法

⒈控制圖的基本形式及其用途

控制圖又稱管理圖。它是在直角坐標系內畫有控制界限，描述生產過程中產品質量波動狀態(tài)的圖形。利用控制圖區(qū)分質量波動原因，判明生產過程是否處于穩(wěn)定狀態(tài)的方法稱為控制圖法.

⑴控制圖的基本形式

中心線 CL 標志著質量特性值分布的中心位置，上下控制界限 UCL、LCL 標志著質量特性值允許波動范圍。

在生產過程中通過抽樣取得數據，把樣本統(tǒng)計量描在圖上來分析判斷生產過程狀態(tài)。如果點子隨機地落在上、下控制界限內，則表明生產過程正常處于穩(wěn)定狀態(tài)，不會產生不合格品;如果點子超出控制界限，或點子排列有缺陷，則表明生產條件發(fā)生了異常變化，生產過程處于失控狀態(tài)。

⑵控制圖的用途

1)過程分析，即分析生產過程是否穩(wěn)定。

2)過程控制，即控制生產過程質量狀態(tài)。

⒉控制圖的原理

在生產過程中，如果僅僅存在偶然性原因影響，而不存在系統(tǒng)性原因，這時生產過程是處于穩(wěn)定狀態(tài)，或稱為控制狀態(tài)。其產品質量特性值的波動是有一定規(guī)律的，即質量特性值分布服從正態(tài)分布?？刂茍D就是利用這個規(guī)律來識別生產過程中的異常原因，控制系統(tǒng)性原因造成的質量波動，保證生產過程處于控制狀態(tài)。

觀察產品質量分布情況，一是看分布中心位置(μ);二是看分布的離散程度(δ)。

⒊控制圖的種類

㈦相關圖法

⒈相關圖法的用途

相關圖又稱散布圖。在質量控制中它是用來顯示兩種質量數據之間關系的一種圖形。一般有三種類型:

⑴質量特性和影響因素之間的關系;

⑵質量特性和質量特性之間的關系;

⑶影響因素和影響因素之間的關系。

⒉相關圖的繪制方法

⒊相關圖的觀察與分析

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