混凝土六西格玛质量改进探讨

混凝土抗压强度稳定性六西格玛质量改进研究摘 要随着我国经济的快速发展，大规模的建设发展迅速，工业建筑、民用建筑、交通土建、水利水电工程等发展快且持续时间长，混凝土为主要材料。混凝土工程的主导地位不断增强，发挥着越来越重要的作用。本文按照六西格玛的 DMAIC 步骤对混凝土进行实际改善，分析了六西格玛的应用现状及趋势，对其改善模型进行分析并与其他质量管理进行比较，发现其特点及优势所在。在分析六西格玛的 DMAIC 步骤的基础上构建了混凝土-DMAICF 改善模型，并建立了改善流程。运用 MINITAB 软件，针对混凝土抗压强度问题，定量地分析了当前混凝土试块的问题，将其进行改善。根据构建的混凝土改善模型及流程对安徽 X 建筑股份有限公司 Y 项目部的混凝土进行改进，并取得了良好的效益。关键词：六西格玛；DMAICF；MINITAB；混凝土；抗压强度ABSTRACTWith the rapid development of our economy, the construction and development of large-scale rapid development, industrial buildings, civil construction, transportation and civil, water conservancy and hydropower engineering fast and lasted for a long time, concrete as main material. The dominant position of concrete increases, plays a more and more important role.This paper is the improvement of concrete in accordance with DMAIC steps of Six Sigma, analyzes the application status and trends of Six Sigma, carries on the analysis to its improved model and compared with other quality management, find out the features and advantages. Based on the analysis of DMAIC procedure of Six Sigma to construct the concrete-DMAICF improved model, and the establishment of process improvement. Using the MINITAB software, to solve the problem of the compressive strength of concrete, the quantitative analysis of the current problems of concrete test block, will improve it. According to the concrete to improve the model and process of Anhui X construction Limited by Share Ltd Y Project Department of concrete was improved, and achieved good results.Keywords: Six Sigma; DMAICF; MINITAB; concrete; compressive strength目 录第一章 绪论 .11.1 研究背景 .11.2 研究的目的和意义 .21.3 国内外研究概况回顾 .21.3.1 国外六西格玛应用概况及趋势 .21.3.2 国内六西格玛应用情况及趋势 .31.4 六西格玛的定义和方法 .51.5 本文的研究思路及主要研究方法 .61.5.1 研究思路 .61.5.2 主要研究方法 .71.5.3 本文主要创新点 .8第二章 混凝土一 DMIACF 模型构建 .92.1 混凝土简介 .92.1.1 混凝土的分类 .92.1.2 混凝土的性能 .102.2 构建混凝土一 DMAICF.102.2.1 D 一定义阶段 .102.2.2 M 一测量阶段 .112.2.3 A 一分析阶段 .112.2.4 I 一优化阶段 .122.2.5 C 一控制阶段 .132.2.6 F 一财务分析阶段 .142.3 整合混凝土一 DMICAF 改善模型 .14第三章 抗压强度稳定性改进的定义及测量 .163.1 项目公司及试块 .163.1.1 项目确定公司简介 .163.1.2 混凝土抗压强度试块 .163.2 定义阶段 .183.2.1 问题的描述 .183.2.2 识别顾客需求 .183.2.3 确定改善目标 .193.3 测量阶段 .193.3.1 混凝土生产流程 SIPOC 图 .193.3.2 抗压强度数据收集 .203.4 过程能力分析 .213.4.1 受控状态分析 .213.4.2 过程性能分析 .23第四章 影响因素分析及改进 .264.1 分析阶段 .264.1.1 确定影响质量特性的因素 .264.1.2 影响因素在过程中的特异性 .274.2 改进阶段 .304.2.1 析因设计分析简介 .304.2.2 确定关键影响因素 .314.2.3 提出改善强度方案 .33第五章 质量结果分析及控制 .345.1 改进后过程分析 .345.1.1 受控状态分析 .345.1.2 过程能力分析 .365.2 控制阶段 .365.2.1 规范混凝土生产流程 .365.2.2 配合比设计管理 .375.2.3 材料的管理 .385.2.4 试块制作及养护控制 .385.3 经济效益分析 .39参考文献： .40第一章 绪论1.1 研究背景随着我国经济的快速发展，大规模的建设正处于一个迅速发展时期，工业建筑、民用建筑、交通土建、水利水电工程等都将在一个相当长的时期内有较大的发展规模。虽然在这些土木水利工程项目中新工艺、新结构、新技术、新材料不断涌现，但是在这些建设工程中混凝土依然为主要材料。混凝土工程的主导地位不断增强，发挥着越来越重要的作用。建筑土木工程的迅猛速发展也促进了混凝土技术的不断进步。虽然混凝土质量关系到整个工程质量优劣，但混凝土强度等性能不准确引发的建筑质量问题却屡见不鲜。在实际工程应用中，由于装备水平、技术力量和施工管理水平等因素制约，混凝土强度等性能往往存在一些问题并由此引发技术争议。例如混凝土强度，在多种强度指标中，由于混凝土是脆性材料，抗拉强度远低于抗压强度，在结构物中它主要是用于承受压力，且现行结构设计规范主要是以抗压强度为基础，因而在工程实践中抗压强度是最重要指标 1，由其引发的事故已经出现很多。1999 年 3 月投资 4.2 亿多元的宁波跨海大桥，尚未合拢，桥梁出现便断裂；2001 年 10 月 31 口沈阳远大铝业有限公司电梯厂办公楼工程在连续浇注顶层梁板混凝土过程中，突然发生屋顶梁板整体坍塌；2002 年 5 月 6 口，湖南永州市江永县城南一个加油站工地，在浇注雨棚混凝土过程中发生坍塌，造成 7 人死亡，2 人重伤；海南东线高速公路十字路出口至东山湖野生动植物园的旅游专线 2004 年 4 月 28 口通车 11 天出现破损；投资 760 多万元的江苏省徐州市济众桥改建工程，原定于 2004 年 6 月 28 口举行剪彩仪式，却在 27 口坍塌，这些恶性事故的频繁连续发生及酿成的恶果，无不令人震惊。这些事故的发生虽然有着许多的原因，但混凝土抗压强度却是其中最重要的原因之一。据相关部门统计，2007 年上半年上海地区混凝土抗压强度现场检验不合格的前 10 名生产企业，共有 576 组混凝土抗压强度检测不合格，其中排名第 1 位的上海某混凝土有限公司，有 91 组混凝土抗压强度不合格。另一家混凝土有限公司提供给某学校的混凝土，因质量问题造成严重质量事故，因此对混凝土抗压强度进行质量控制及改善显得十分重要。本研究项目公司安徽 X 建筑股份有限公司 Y 项目也出现了混凝土质量问题，主要是抗压强度过分分散，甚至出现不合格情况。这些问题延迟了工程进度，给工程成本带了巨大的损失。经过质监部门抗压强度检验，发现少数不合格情况，其它许多试块检验出的结果是抗压强度值比标准值大太多，这样有可能造成工程材料的浪费，增加了不必要的工程成本。这就要求我们对混凝土的质量进行控制，以减小损失。六西格玛最早作为一种突破性的质量控制工具于上世纪八十年代末在摩托罗拉公司成型并付诸实践。发展至今，它已是企业获得和保持在经营上的成功并将其经营业绩最大化的综合管理体系和发展战略。六西格玛以系统观为基础、以顾客为关注焦点、以数据为决策依据、以过程优化为核心的管理理念已经在世界范围内丰富和改善着传统的管理方法，正被越来越多的人所关注。将六西格玛用于混凝土质量控制及改善可有效控制混凝土相关性能使其达到标准要求并减少材料的浪费。1.2 研究的目的和意义基于上述的研究背景可以看出对混凝土质量进行控制及改善有着极大的必要性和重要性。而将六西格玛方法应用于混凝土质量控制不仅具有理论意义也具有极大现实价值。（1）将六西格玛应用于抗压强度等混凝土性能改善及控制，可以挖掘出一种较新的对混凝土性能控制及改善的方法。本文的研究有效丰富了混凝土质量控制的方法。（2）许多混凝土工程的混凝土强度达不到国家相关标准的要求，这使得在验收过程中出现不合格的现象。如混凝土的强度主要有抗压强度、抗折强度、抗拉强度和抗剪强度。其中抗压强度值最大，也是最主要的强度指标。强度在有关标准中皆有明确要求，标准包括混凝土强度检验评定标准 （JGJ/55-96）,普通混凝土配合比设计技术规定 （GBT107-87）,混凝土质量控制标准 （GB50164-92） ， 混凝土结构工程施工及验收规范 （GB50204-2002） 。通过六西格玛方法在抗压强度中的应用，使抗压强度达到国家相关标准要求。（3）虽然有许多混凝土工程验收合格，但优良率较低。所以通过混凝土抗压强度等性能的控制提高优良率，有效提高工程质量，减少事故的发生，缩短工期，提高经济效益并提高建筑相关企业的竞争力。1.3 国内外研究概况回顾1.3.1 国外六西格玛应用概况及趋势根据质量管理所依据的手段和方式，质量管理发展分为四个阶段 2：第一阶段：传统质量管理阶段。从开始出现质量管理一直到 19 世纪末资本主义的工厂逐步取代分散经营的家庭手工业作坊为止。第二阶段：质量检验管理阶段。是从 20 世纪初开始到 20 世纪 30 年代为止，是质量管理发展的初级阶段。以美国泰勒的科学管理理论和体哈特的统计过程控制理论为主要代表。第三阶段：统计质量管理阶段。是从 20 世纪 40 年代开始到 50 年代为止。在这个阶段中，道奇和罗明提出了统计抽样检验方法，并且美国贝尔电话公司和美国军方成功应用了质量控制技术。第四阶段：全面质量管理阶段。在全面质量管理阶段的基础上六西格玛作为进一步的质量管理技术而出现。它是提高顾客满意程度的同时降低经营成本和周期的过程革新方法，它是通过提高组织核心过程的运行质量，进而提升企业赢利能力的管理方式，也是在新经济环境下企业获得竞争力和持续发展能力的经营策略。六西格玛理论是当今先进的质量理论，已成为新的质量标准。现在六西格玛的系统和方法因其良好的经济性和可操作性，己广为各大公司接受和采用。简单地说，它是一个统计测量基准。它告诉我们目前自己的产品、服务和工序的真实水准如何，使我们与其他类似或不同的产品、服务和工序进行比较，通过比较，我们可以知道自己处于什么位置。最重要的一点是，我们可以知道自己的努力方向和如何才能达到此目的。换句话说，可以帮助我们建立目标和测试客户满意度的标尺。在国外各大企业许多行业得以广泛应用。在欧洲 ABB 电力系统事业部六西格玛被用于光导纤维的改进；在韩国 LG 公司被用于微波炉生产过程的改进；瑞典爱立信公司，描述了数字电话误印电路板清理过程的改进 3。这些公司通过六西格玛质量改善得到以下了好处，完美的质量给企业带来巨大的收益，优良的产品设计和工艺可以使公司产品具有更大的附加值，更快的上市速度可以帮助企业更多盈利和扩大市场份额，更高的运作效率，可以降低企业的运营成本，更周到的服务可以使顾客更满意，增强用户的忠诚度，从而保持和扩大市场份额。对于六西格玛在质量管理中的应用也不断的在发生变化。首先是越来越重视在质量管理当中创建持久的六西格玛文化。上世纪八十年代，六西格玛之父Bill Smith 提出这个理念，是基于他精心打造的那些统计量和公式能给摩托罗拉公司的产品的质量带来飞跃。这之后，出现了各种关于应用的理论和实践，而大多数只涉及如何应用六西格玛技术的内容，诸如：如何收集数据、如何测量等等。其次是越来越关注质量管理中的过程优化和改进。六西格玛的原则之一就是以过程为导向。越来越注重综合考虑项目当中的各个测度指标。为项目建立的一组六西格玛测度指标，往往涉及项目的多个关键领域，如财务、顾客、流程和组织学习等等。国外学者和企业通过不断的研究、实践，开发出很多新的工具。1.3.2 国内六西格玛应用情况及趋势六西格玛管理法在我国只是处于初步认识阶段。我国企业大概在上世纪九十年代末开始认识六西格玛，风靡一时的一部韦尔奇自传让更多的人知道了六西格玛这种质量管理方法。自机械工业出版社于 2001 年 1 月出版了六西格玛管理法一追求卓越的阶梯获得市场青睐后， 六西格玛的力量更是为其加大了对六西格玛的认识，但是这些书籍基本上是翻译出版国外的原著或是编著六西格玛培训的教材，没有对六西格玛管理法进行更深入的研究。虽然在许多国内的工业大企业得到应用，但是其他企业应用较少。如宝钢、春兰、海南航空、澳柯玛、中远集团、上海烟草等都在实施六西格玛管理方法。在上海朱兰质量研究院的咨询帮助下，上海汽发公司、中兴通讯、上海卷烟厂、上海国际机场股份有限公司等一批项目荣获全国优秀六西格玛项目。宝钢截至2004 年底，共实施六西格玛项目 165 个，取得财务收益 7 亿多元。而其他企业真正在项目质量管理中推广和实施六西格玛的较少，应用程度也不是太深。据相关统计，在美国公司前 150 强中，有 120 家都在使用六西格玛进行质量管理，并且其中绝大部分是应用在实际项目中。六西格玛在我国企业中应用的状况与其自身有着很大的关系。拿中国企业的总体规模来说小于全球企业规模的平均水平，财力有限并且赢利能力普遍较弱。中国大多数企业缺乏战略规划，也就是缺乏一种定义关键业务目标和实现目标所需要行动的全面过程，这个可能会困扰中国企业，尤其是在中国的经济增长速度出现放慢的情况下。全球企业平均使用 13 种企业管理工具，其他亚洲国家的企业平均使用 16 种，而中国企业平均仅使用 7.5 种。我国大多数企业统计技术应用薄弱，解决问题往往凭经验，不习惯用数据进行交流，问题靠“一把手”拍板，成本管理和资金管理随机性大，质量管理标准低，制度规范流于形式。我国大多数企业仍然采用直线职能制的结构组织形式，层次多，机制僵化，信息传递不及时；我国企业管理信息化不是太高，除了财务管理、库存管理应用信息网络技术比例较大以外，在经营决策、采购、研发、营销及电子商务方面应用的比例都未超过 20%。我国企业的许多主导产品技术含量低，产品质量低，品牌的知名度不高。随着经济全球化的加速，世界企业由数量时代进入了质量时代。加入 WTO，我国企业融入全球市场的程度逐渐加深，国内市场国际化，国内竞争国际化。中国企业与国际接轨，成为“世界级的生产基地” ，提高质量成为了我们塑造国际竞争力的巨大需求。产业的国际竞争力决定着国家之间的国际竞争力，企业的国际竞争力决定着产业的国际竞争力。六西格玛管理吸纳客户满意理论、供应链管理、财务管理等现代管理理论和方法，在提高顾客满意程度的同时降低企业经营成本和周期的过程革新方法，通过提高核心业务能力而提高企业盈利的管理方式，是在新经济环境下企业获得竞争力和持续发展能力的经营策略。六西格玛管理，以其严谨的方法和实施步骤以及面向最终客户建立营运体系的管理思想，对于中国企业建立卓越的管理体系，获取并保持在国际市场上竞争优势，提供了一种非常有效的管理思想和实践方法，是快速有效提高产品质量的先进科学的管理模式，是企业获得生存和发展取得成功的管理战略 4。从这些应用的行业可以看出，我国服务业、制造业等行业相继在许多项目中应用了六西格玛管理，而六西格玛在建筑行业被应用的很少，但通过对六西格玛在其他行业应用的学习，已经开始关注在建筑行业相关项目中的应用，且开始被认同和实施。李蒙应用六西格玛原理建立量化的建筑工程质量管理体系。於永和应用六西格玛原理建立了工程项目过程管理的 DMAIC 模型。而在具体的建筑工程项目中应用的却很少。对于六西格玛在混凝土抗压强度等性能中应用，查阅相关文献几乎找不到相关内容。在实际的项目中，通过向房地产、施工企业等相关人员询问，也是很少被人了解和使用。1.4 六西格玛的定义和方法六西格玛中的西格玛（希腊字母）是统计学上的用语。对连续可计量的质量特性值，用。度量质量特性总体上对目标值的偏离程度，称为标准值。标准差越小，数据波动越小，离散程度越低，一致性越高，西格玛水平越高。基于统计学上的正态分布，可以把西格玛水平同缺陷率联系起来，形成同缺陷率相对应的关系。六西格玛其实是一种统计概念，也就是以不良率来衡量某个流程的状况。表 2-1 各西格玛情况下的不良率统计企业运作能力 不良率（PPM）6 3.45 2334 62103 668002 3080001 690000实施六西格玛可以从如下六个步骤来执行:一是定义问题并确定目标；二是建立整体项目团队，