【內(nèi)容提要】：品質(zhì)管理和過(guò)程控制是企業(yè)實(shí)施預(yù)防為主，持續(xù)改善的方法之一。從現(xiàn)階段公路工程中的質(zhì)量控制未能從事前在線(xiàn)監(jiān)控的情況出發(fā)，結(jié)合實(shí)例，闡述了公路工程SPD應(yīng)用控制技術(shù)，強(qiáng)調(diào)全員參與，從整個(gè)過(guò)程，整個(gè)體系出發(fā)來(lái)解決問(wèn)題，以及使用“工具”的方法。
　　【關(guān)鍵詞】：公路工程；SPD控制；全面質(zhì)量管理
　　
　　0前言 
　　質(zhì)量是一組固有特性滿(mǎn)足要求的程度。建設(shè)工程質(zhì)量簡(jiǎn)稱(chēng)工程質(zhì)量，是工程滿(mǎn)足業(yè)主需要的符合國(guó)家法律、法規(guī)、技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)文件及合同規(guī)定的特性綜合。
　　我國(guó)公路工程的建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)大發(fā)展的階段，而工程質(zhì)量的好壞，是決定公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作的成敗。但在建設(shè)工程中，我國(guó)絕大部分工程都是對(duì)建設(shè)工程產(chǎn)品事后“質(zhì)量檢查”，大家往往注重于達(dá)到規(guī)范要求，而對(duì)質(zhì)量穩(wěn)定不重視，質(zhì)量通病依然存在。未能從施工一開(kāi)始，就對(duì)影響工程質(zhì)量的各關(guān)鍵指標(biāo)做到在線(xiàn)監(jiān)控，造成返工。比如，瀝青路面之所以會(huì)造成局部的早期損壞，部分砼試件達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等等，就是因?yàn)橛芯植康脑�因，施工質(zhì)量管理存在變異性，包括取樣的不均勻、試驗(yàn)方法問(wèn)題、以及材料和施工過(guò)程的變異性等。
　　1統(tǒng)計(jì)過(guò)程診斷（SPD）基本原理
　　SPD，是利用統(tǒng)計(jì)技術(shù)和工具對(duì)過(guò)程中的各個(gè)階段進(jìn)行監(jiān)控與診斷，從而縮短診斷異常的時(shí)間，迅速采取糾正措施，減少損失，降低成本，保證工程質(zhì)量。SPD是現(xiàn)代SPC（統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制）理論的發(fā)展和重要組成部分，下面就介紹一下相關(guān)統(tǒng)計(jì)技術(shù)和常用工具：
　　⑴控制圖；控制圖（稱(chēng)管理圖），描述生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)狀態(tài)，甚至是在明顯的穩(wěn)定條件下，通過(guò)產(chǎn)品和過(guò)程的可測(cè)量特性觀察到變化，并且在產(chǎn)品的整個(gè)壽命期的各個(gè)階段，均可看到其存在。這種數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析能對(duì)更好地理解變化的的性質(zhì)、程度和原因提供幫助。從而有助于解決，甚至防止由變化引起的問(wèn)題，促進(jìn)持續(xù)改進(jìn)。
　　SPC控制圖上一般有三條線(xiàn)：在上面的一條虛線(xiàn)稱(chēng)為上控制界限，用符號(hào)UCL表示；在下面的一條虛線(xiàn)，稱(chēng)為下控制界限，用符號(hào)LCL表示；中間一條實(shí)線(xiàn)稱(chēng)為中心線(xiàn)，用符號(hào)CL表示。中心線(xiàn)標(biāo)志著質(zhì)量特性值分布的中心位置，上下控制界限標(biāo)志著質(zhì)量特性值允許波動(dòng)范圍。如點(diǎn)子隨機(jī)地落在上下控制界限內(nèi)，則表明生產(chǎn)過(guò)程正常，處于穩(wěn)定狀態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生不合格品；如果點(diǎn)子超出控制界限，或點(diǎn)子排列有缺陷，則表明生產(chǎn)條件發(fā)生了異常變化，過(guò)程處于失控狀態(tài)。
　　當(dāng)控制圖同時(shí)滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件，一是點(diǎn)子幾乎全部落在控制界線(xiàn)內(nèi)；二是控制界限內(nèi)的點(diǎn)子排列沒(méi)有缺陷。我們就可以認(rèn)為生產(chǎn)過(guò)程基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，否則，應(yīng)判斷生產(chǎn)過(guò)程為異常。國(guó)標(biāo)GB/T4091-2001《常規(guī)控制圖》規(guī)定了8種判異準(zhǔn)則；方法是將控制圖等分為6個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)寬1σ（標(biāo)準(zhǔn)差）。這6個(gè)區(qū)域的標(biāo)號(hào)分別為A、B、C、C、B、A，兩個(gè)A區(qū)、B區(qū)及C區(qū)都關(guān)于中心線(xiàn)CL對(duì)稱(chēng)。本判異準(zhǔn)則主要適用于X均值圖和單值X圖，質(zhì)量特性X應(yīng)服從正態(tài)分布。
　　準(zhǔn)則1：一點(diǎn)落在A區(qū)以外。表明是計(jì)算錯(cuò)誤、測(cè)量誤差、原材料不合格、設(shè)備故障等。
　　準(zhǔn)則2：連續(xù)9點(diǎn)落在中心線(xiàn)同一側(cè)。表明主要是過(guò)程平均值減小。
　　準(zhǔn)則3：連續(xù)6點(diǎn)遞增或遞減，表明可能是工具逐漸磨損，維修逐漸變壞等，使得參數(shù)隨著時(shí)間而變化。
　　準(zhǔn)則4：連續(xù)14點(diǎn)相鄰上下交替，表明是數(shù)據(jù)分層不夠，可能是輪流使用兩臺(tái)設(shè)備或由兩位操作人員輪流操作而引起的系統(tǒng)效應(yīng)。
　　準(zhǔn)則5：連續(xù)3點(diǎn)中有2點(diǎn)落在中心線(xiàn)同側(cè)的B區(qū)以外，表明過(guò)程參數(shù)（即CL）發(fā)生了變化。
　　準(zhǔn)則6：連續(xù)5點(diǎn)中有4點(diǎn)落在中心線(xiàn)同一側(cè)的C區(qū)以外，表明過(guò)程參數(shù)（即CL）發(fā)生了變化。
　　準(zhǔn)則7：連續(xù)15點(diǎn)在C區(qū)中心線(xiàn)上下波動(dòng)，表明參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差變小，可能有數(shù)據(jù)虛假或數(shù)據(jù)分層不夠等。在排除上述兩種可能性之后才能總結(jié)減少標(biāo)準(zhǔn)差的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。
　　準(zhǔn)則8：連續(xù)8點(diǎn)在中心線(xiàn)兩側(cè)，但無(wú)一在C區(qū)中，表明數(shù)據(jù)分層不夠。
　　以上是分析用控制圖判斷生產(chǎn)過(guò)程是否正常的準(zhǔn)則。若生產(chǎn)過(guò)程處于穩(wěn)定狀態(tài)，則把分析用控制圖變?yōu)楣芾碛每刂茍D，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量動(dòng)態(tài)管理。隨著生產(chǎn)過(guò)程的進(jìn)展，通過(guò)抽樣取得質(zhì)量數(shù)據(jù)點(diǎn)，描在圖上，隨時(shí)觀察點(diǎn)子的變化。按上述的兩個(gè)準(zhǔn)則，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程正常與否做出判斷，及時(shí)采取預(yù)控措施。
　　⑵因果圖；一種用于分析質(zhì)量特性與可能影響質(zhì)量特性的因素的一種工具，可以診斷癥狀、分析原因、尋找措施，促進(jìn)問(wèn)題解決。
　　⑶排列圖；為了對(duì)發(fā)生頻次從最高到最低的項(xiàng)目進(jìn)行排列而采用的簡(jiǎn)單圖示技術(shù)。
　　⑷直方圖；對(duì)定量數(shù)據(jù)分布情況的一種圖形表示，由一系列矩形組成，通過(guò)對(duì)分布形態(tài)和與公差的相對(duì)位置的研究，掌握過(guò)程的波動(dòng)情況，分布的形態(tài)有標(biāo)準(zhǔn)型、鋸齒型、偏峰型、陡壁型、平頂型、雙峰型、孤島型。
　　⑸頭腦風(fēng)暴法；采用會(huì)議形式，廣開(kāi)言路、激發(fā)靈感，這是一種創(chuàng)造性思考方法。
　　⑹樹(shù)圖；把實(shí)現(xiàn)的目的與需要采取的措施或手段，系統(tǒng)地展開(kāi)，并繪制成圖，以明確問(wèn)題的重點(diǎn)，尋找最佳手段或措施。
　　⑺過(guò)程決策程序圖（PDPC）；該法是為了完成某個(gè)任務(wù)或達(dá)到某個(gè)目標(biāo)，在制定行動(dòng)計(jì)劃或進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的障礙和結(jié)果，并相應(yīng)提出多種應(yīng)變計(jì)劃。
　　⑻分層法；把構(gòu)成一組數(shù)據(jù)的許多原因按照某種特性分成幾個(gè)，如有：時(shí)間別、作業(yè)員別、作業(yè)方法別、原材料別等。
　　⑼矩陣圖；這是一種多維思考去逐步明確問(wèn)題的方法。用數(shù)學(xué)上矩陣的形式排列成行和列，在其交點(diǎn)上標(biāo)出各因素之間的相互關(guān)系，明確關(guān)鍵點(diǎn)。
　　2統(tǒng)計(jì)過(guò)程診斷（SPD）在公路工程中的應(yīng)用
　　在公路工程中，需要采購(gòu)大量砂石水泥等原材料、施工現(xiàn)場(chǎng)同一施工班組同一工序流水作業(yè)……，根據(jù)筆者所做各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)，表明各指標(biāo)在施工控制過(guò)程中均呈現(xiàn)正態(tài)分布趨勢(shì)。因此，運(yùn)用SPC動(dòng)態(tài)控制圖（計(jì)量型）是有依據(jù)的。現(xiàn)就整個(gè)程序闡述如下：
　　⑴建立前饋控制系統(tǒng)（預(yù)控系統(tǒng)）
　　1．1項(xiàng)目總控
　　我國(guó)在公路建設(shè)方面已經(jīng)積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，制定了系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)程規(guī)范，將控制指標(biāo)定量化。針對(duì)某項(xiàng)性能我們完全可以運(yùn)用過(guò)程決策程序圖，提前預(yù)測(cè)建造過(guò)程中出現(xiàn)的異常和誤操作，制訂控制工序的方案和措施；在施工組織設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)整個(gè)施工組織系統(tǒng)的重大問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)。比如瀝青混凝土開(kāi)發(fā)，建立如下PDPC圖，另外可用排列圖將各項(xiàng)性能指標(biāo)列出，查明影響性能的關(guān)鍵指標(biāo)，從而可分階段控制。
　　                                                                瀝青混凝土開(kāi)發(fā)PDPC圖

              
　　
　　1．2因素展開(kāi)，措施到位。
　　采用樹(shù)圖將目的手段列明，采用矩陣圖將相關(guān)因子展開(kāi)，同時(shí)提出對(duì)策表，落實(shí)責(zé)任人，追蹤效果。比如集料均勻性樹(shù)圖法如下：

                          
　　
　　⑵動(dòng)態(tài)管理
　　2．1選控制圖
　　根據(jù)質(zhì)量特性選用合適控制圖，公路工程大部分是計(jì)量型數(shù)據(jù)，可按以下指南程序選用。

                             
　　2．2控制圖方案
　　由于國(guó)內(nèi)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)概率技術(shù)除在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段中有應(yīng)用外，在施工過(guò)程中幾乎沒(méi)有。大部分?jǐn)?shù)據(jù)只是簡(jiǎn)單地應(yīng)用于事后質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定中。為了變被動(dòng)為主動(dòng)，事后變事前控制，在建立了一個(gè)施工系統(tǒng)后，可建立一系列的連續(xù)的關(guān)鍵指標(biāo)SPC圖。比如，瀝青路面用集料規(guī)格是一個(gè)難于控制的指標(biāo)，可以在料源處建立一控制圖，然后在進(jìn)場(chǎng)后拌和站儲(chǔ)料場(chǎng)建立一控制圖。由于是流程性材料，可采用X—MR圖。現(xiàn)實(shí)際施工中，由于施工準(zhǔn)備時(shí)間較短，可充分利用料源處此前30天的級(jí)配篩分資料，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析各篩孔的波動(dòng)情況。計(jì)算出代表值，與設(shè)計(jì)極配（即期望值）比較。如不能滿(mǎn)足要求，可對(duì)石料場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)方法有采用顎式破碎機(jī)—反擊式破碎機(jī)或圓錐式破碎機(jī)三級(jí)破碎設(shè)備生產(chǎn)，增設(shè)整形設(shè)備，同時(shí)應(yīng)注意巖礦的均勻穩(wěn)定性。系統(tǒng)改進(jìn)后，立即試生產(chǎn)，并應(yīng)最好在提前15天時(shí)間進(jìn)行，每個(gè)生產(chǎn)日不少于兩次，對(duì)篩分檢測(cè)結(jié)果如實(shí)記錄匯報(bào)，建立控制圖。篩分檢測(cè)時(shí)注意樣品的代表性和取樣數(shù)量的足量性。如對(duì)瀝青面層用6～11碎石0.075㎜檔通過(guò)率進(jìn)行了21次篩分,如圖
　　
　　第14批出現(xiàn)了問(wèn)題，首先就查試驗(yàn)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)操作有否問(wèn)題，依據(jù)5M1E因果分析圖查找后，查出取樣時(shí)不均勻是一重要原因。根據(jù)石料場(chǎng)與拌和站儲(chǔ)料場(chǎng)雙控，實(shí)踐證明可以達(dá)到控制目標(biāo)。由于施工環(huán)境的復(fù)雜性與目前管理水平的限制，要想將指標(biāo)波動(dòng)完全符合準(zhǔn)則要求，比較困難，說(shuō)明需要不斷提高系統(tǒng)水平和管理水平，并且可從中找出質(zhì)量趨勢(shì)和相關(guān)性。根據(jù)以上每周設(shè)定移動(dòng)控制線(xiàn)，排除異因后，可將從起始連續(xù)4周約25組數(shù)據(jù)制圖，重新設(shè)定控制線(xiàn)，就可以成為本工程標(biāo)準(zhǔn)控制圖，進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。施工工期短的，開(kāi)始檢測(cè)頻率可適當(dāng)加大，在最短的時(shí)間內(nèi)取得至少25組數(shù)據(jù)。就可以找出本工程的動(dòng)態(tài)控制圖，實(shí)現(xiàn)往后的過(guò)程控制。
　　2．3相關(guān)分析與處理
　　根據(jù)建立的控制圖，可從中觀察分析出質(zhì)量趨勢(shì)。比如，某工程水泥穩(wěn)定碎石水泥劑量圖如下，可看出水泥劑量呈上升趨勢(shì)。
　　水泥劑量動(dòng)態(tài)圖（500型機(jī)）

           
　　
　　對(duì)某特大橋，使用的是商品砼，原材料用量較大，筆者對(duì)連續(xù)34批進(jìn)行分析，去除了三批異常因素致使的批次，建立了如下砂細(xì)度模數(shù)圖
　　              
　　經(jīng)分析該料源處期望細(xì)度模數(shù)是2.7，質(zhì)控上線(xiàn)UCL=2.9，質(zhì)控下線(xiàn)LCL=2.5，制定出的波動(dòng)范圍比規(guī)范規(guī)定的中砂范圍（2.3～3.0）要窄得多，說(shuō)明控制在2.7±0.2是可行的，比《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》制定的砂細(xì)度模數(shù)變異范圍不應(yīng)大于0.3要嚴(yán)格，說(shuō)明對(duì)此料場(chǎng)嚴(yán)格的質(zhì)控線(xiàn)是可行的，另一方面對(duì)制定標(biāo)準(zhǔn)具有重要參考意義。
　　筆者對(duì)某工程（底）基層集料規(guī)格進(jìn)行了分析如下表，可以看出0.075㎜檔可控制在±2%，4.75㎜檔可控制在±5%，19㎜檔波動(dòng)大，應(yīng)加以嚴(yán)格控制。
　     

　　通過(guò)對(duì)各類(lèi)控制圖進(jìn)行分析，說(shuō)明采用科學(xué)的取樣方法、試驗(yàn)方法，非常重要。直接影響到過(guò)程控制原始基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的真實(shí)性以及對(duì)變異現(xiàn)象分析的可靠性。進(jìn)而可通過(guò)改進(jìn)提高試驗(yàn)水平，糾正施工變異。
　　⑶糾正流程
　　在最短的時(shí)間內(nèi)診斷處理異常波動(dòng),使系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定是關(guān)鍵。筆者經(jīng)過(guò)分析研究,提出了相應(yīng)的糾正流程,可根據(jù)具體的指標(biāo)具體的分析,并結(jié)合承包人自檢程序與監(jiān)理程序即QC/QA體系具體制定。
　　糾正流程圖
　　     
　　3結(jié)語(yǔ)
　　統(tǒng)計(jì)過(guò)程診斷是現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的重要手段，是一質(zhì)量管理方法論，但在工程建設(shè)方面應(yīng)用較少。為了提高公路質(zhì)量管理水平，完善QC/QA體系，徹底消除質(zhì)量通病，充分運(yùn)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)和工具，為提高我國(guó)工程界質(zhì)量控制和管理水平，對(duì)實(shí)現(xiàn)全面質(zhì)量管理和施工可靠度研究具有重要意義。
　　
　　【參考文獻(xiàn)】
　　1、 國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布，常規(guī)控制圖GB/T4091-2001,北京，2001
　　2、 交通部公路科學(xué)研究所主編，公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范，北京，人民交通出版社，2003
　　3、 全國(guó)質(zhì)量專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員職業(yè)資格考試辦公室主編，質(zhì)量專(zhuān)業(yè)理論與實(shí)務(wù)（中級(jí)），北京，中國(guó)人事出版社，2008