工程质量控制的统计分析方法.ppt

10章 工程质量控制的统计分析方法,孙海,ideal is the beacon. without ideal，there is no secure direction；without direction，there is no life.（ leo tolstoy，russian writer）,一天动物园管理员发现袋鼠从笼子里跑出来了，于是开会讨论，一致认为是笼子的高度过低。所以他们决定将笼子的高度由原来的10米加高到20米。结果第二天他们发现袋鼠还是跑到外面来，所以他们又决定再将高度加高到30米。 没想到隔天居然又看到袋鼠全跑到外面，于是管理员们大为紧张，决定一不做二不休，将笼子的高度加高到100米。 一天长颈鹿和几只袋鼠们在闲聊，“你们看，这些人会不会再继续加高你们的笼子？”长颈鹿问。 “很难说”。袋鼠说“如果他们再继续忘记关门的话”！ 事有“本末”、“轻重”、“缓急”，关门是本，加高笼子是末，舍本而逐末，当然就不得要领了。,滴水藏海-袋鼠与笼子,作业,在工程施工中发生了如下事件： 事件一：因建设单位修改设计，致使工作k停工2个月; 事件二：因建设单位供应的建筑材料未按时进场，致使工作h延期1个月; 事件三：因不可抗力原因致使工作f停工1个月; 事件四：因施工单位原因工程发生质量事故返工，致使工作m实际进度延迟1个月。 问题： 1. 指出该网络计划的关键线路，并指出由哪些关键工作组成。 2. 针对本案例上述各事件，施工单位是否可以提出工期索赔的要求?并分别说明理由。 3. 上述事件发生后，本工程网络计划的关键线路是否发生改变?如有改变，指出新的关键线路。 4. 对于索赔成立的事件，工期可以顺延几个月?实际工期是多少?,解： 1. 关键线路为，由关键工作a、d、e、h、l组成。 2. 事件一索赔成立，因为建设单位修改设计应由建设单位承担责任，但不能索赔工期，因为延误的2个月没有超出k工作的总时差，费用索赔成立; 事件二索赔成立，因为建设单位供应的建筑材料延误应由建设单位承担责任，而且h工作为关键工作，所以工期索赔成立; 事件三因不可抗力造成的工期延误没有超出f工作的总时差，所以工期索赔不成立; 事件四索赔不成立，因返工是由于施工单位自身原因造成，应由施工单位承担责任。 3. 上述事件发生后，本工程网络计划的关键线路不发生改变。 4. 对于索赔成立的事件，工期可以顺延1个月，实际工期为21个月。,内容介绍,质量统计基本知识 调查表法、分层法、排列图法、 因果图法与对策法 直方图法、相关图法和控制图法 关联图法、kj法、系统图法 矩阵图法、矩阵数据解析法、过程决策程序法、矢线图法,1节 质量统计基本知识,母体、子样及统计推断 质量数据的收集方法 计量数据和计数数据 质量数据的特征值 两类错误和风险 质量变异,母体 又称总体，检查批或批，指研究对象全体元素的集合。 子样 从母体中随机抽取出来的部分个体，也叫试样或样本。 质量统计推断 质量统计推断工作是运用质量统计方法在生产过程中或一批产品中，随机抽取样本，通过对样品进行检测和整理加工，从中获得样本质量数据信息，并以此为依据，以数理统计推断的方法，以某种概率对母体的质量状况做出分析和判断。,1 母体、子样及统计推断,全数检验 对总体中的全部个体逐一观察、测量、计数、登记，从而获得对总体质量水平评价结论的方法。 简单随机抽取检验 从母体中抽取样本时，每一个个体被抽取的可能性都相等。 系统抽样 采用间隔一定时间或空间进行抽取样本的方法。 分层抽样 将母体按与研究目的的有关的某一特征分为若干组，然后在每组内随机抽取样品组成样本的方法。 整群抽样 将母体按照某种方式分为很多群，然后随机抽取若干群，并由这些群中所有的个体组成样本。 多级抽样检验 将以上各种抽样方法结合使用，通过多次随机抽样来实现抽样目的。,2 质量数据的收集方法,计量数据 凡是可以连续取值的，或者可以用测量工具具体测量出小数点以下数值的数据，叫做计量数据。 计数数据 凡是不能连续取值的，或者说是使用测量工具也得不到小数点以下的数据，而只能得到0或1，2，3等自然数的这类数据，叫做计数数据，它属于离散型变量。,3 计量数据和计数数据,算数平均值 样本中位数 极差r 标准偏差 变异系数,4 质量数据的特征值,第一类错误：弃真，风险一般由生产商承担； 第二类错误：取伪，风险一般由使用者承担。,5 两类错误和风险,质量变异 产品质量间的差异性即为质量变异，反映在质量数据上即为个体数值的波动性和随机性。 1)偶然性 偶然性因素繁多，如原材料性质的微小差异，机具设备的正常磨损，模具的微小变形，操作方法的微小变化等。该类因素不易识别且难以清除，其引起的产品质量差异是随机的，但一般影响并不大，不会造成废品。 2)系统性 如原材料的规格和品种有误，机具设备发生故障，操作不按规程，仪器仪表失灵或准确性差等。该类因素容易识别，对质量差异的影响较大，可能造成废品、次品，应该尽量避免。,6 质量变异,2节 调查表法、分层法、排列图法、因果图法与对策表,调查表法 分层法 排列图法 因果图法 对策表,调查表法是为了收集质量数据而设计的统计图表。,某工程浇混凝土外观质量调查表,1 调查表法,分层法概念 又叫分类法、分组法，是将调查收集的原始数据，按照一定的目的和要求加以分类和整理，以便分析质量问题及其影响因素。 原则 使同一层内的数据波动幅度尽量小，而层与层之间的差别尽可能大。,2 分层法,分层方法： （1）按施工时间分层：如月、日、上午、下午、白天、晚间、季节。 （2）按地区部位分层：如区域、城市、乡村、楼层、外墙、内墙。 （3）按产品材料分层：如产地、厂商、规格、品种。 （4）按检测方法分层：如方法、仪器、测定人、取样方式。 （5）按作业组织分层：如工法、班组、工长、工人、分包商。 （6）按工程类型分层：如住宅、办公楼、道路、桥梁、隧道。 （7）按合同类型分层：如总承包、专业分包、劳务分包。 （8）按使用机械设备类型分层：如推土机、挖掘机。,例：一个焊工班组有a、b、c三位工人实施焊接作业，共抽检60个焊接点，发现有15点不合格，占25%。试用分层法对存在的质量问题进行分析，寻找主要原因。,c工作的不合格率占66.7%，因此得出结论：主要是作业工人c的焊接质量 影响了总体的质量水平。,排列图法具有直观、主次分明的特点，步骤： 1）做好统计数据 2）计算出累计频数和累计频率 3）绘制排列图 a类：累计频率在080范围的定为a类，是主要问题，需要进行重点管理； b类：累计频率在8090范围的定为b类，是次要问题，需要进行次重点管理； c类：累计频率在90100范围内的定为c类，是一般因素，按常规适当加强管理。,3 排列图法,构件尺寸抽样检查统计表,构件尺寸不合格点顺序排列表,构件尺寸不合格点排列图,表面平整度和截面尺寸的累计频率在080，是a类问题，即主要问题，需要进行重点管理； 平面水平度的累计频率在8090范围区间内，是b类问题，即次要问题，需要进行次重点管理； 垂直度、标高及其他问题的累计频率在90100范围区间内，是c类问题，即一般问题，按常规适当加强管理即可。,结 论,pareto diagram of car problems,improper rotation异常旋转,wobble 颤动,noise 噪音,pressure压力,axle caulking 轴缝,cause wobbles 箱体颤动,other,因果分析图法，也称质量特性要因分析法，基本原理是对每一个质量特性或问题，逐层深入排查可能原因，然后确定其中最主要原因，进行有的放矢的处理和管理。,4 cause-and effect diagram 因果图,确定质量特性结果。由左至右画出一条水平的主干线，箭头指向右端的方框，方框内注明确定的质量问题。 确定可以影响质量特性的大原因(大枝)，一般有人、机械、材料、方法和环境等方面,箭头由左至右斜指向主干，在箭头尾部方框内注明原因。 进一步分析确定影响质量的中原因，即画出中枝，并标注中原因。 将中原因再细分，分别画出造成中枝原因的小枝，直至分解到能采取措施为止。 找出重要的原因，并用标记或文字说明，作为质量改进的重点。,因果分析图的绘制步骤,混 凝 土 强 度 不 足,料,方法,环境,机,人,水泥重量不足,水泥过期,砂石含量大,未 筛 洗,振捣器常坏,场地太乱,气温太低,搅拌器失修,分工不明确,责任心差,基础知识差,水灰比不准,振捣太差,养护差,配合比不当,施工未交底,新工人未培训,偷懒,混凝土强度不足因果分析图,因果分析图法需要注意问题 1）一个质量特性或一个问题采用一张图分析； 2）通常采用qc小组活动的方式进行，集思广益，共同分析； 3）必要时可以邀请小组以外的有关人员参与，广泛听取意见； 4）分析时要充分发表意见，层层深入，列出所有可能的原因； 5）在充分分析的基础上，由各参与人员采用投票或其他方式，从中选择15项多数人达成共识的最主要原因。,对策表是根据排列图、分层图、因果图等找出了影响某个质量问题原因或主要原因后，拟定计划采取相应对策所制定的一览表。,5 对策表,3节 直方图法、相关图法和控制图法,直方图法 相关图法 控制图法,直方图用途： 1）整理统计数据，了解统计数据的分部特征； 2）观察分析生产过程质量是否处于正常、稳定和受控状态以及质量水平是否保持在公差范围内。,1 直方图法,频数,强度（n/mm2 ),30.5 32.5 34.5 36.5 38.5 40.5 42.5 44.5 46.5,17 15 13 11 9 7 5 3 1,混凝土强度分布直方图,(1) 直方图的绘制步骤,1）数据的收集与整理,2)确定直方图的组数和组距 组数多少要按收集数据的多少来确定。当数据总数为50100时，可分为812组，组数用字母k表示，组距用字母h表示。 组数=级差/组距， 即k=r/h 本例组数k=10，则组距h= r/k=(347-274) /10=7.38 3)确定数据分组区间 数据分组区间应保证相邻区间在数值上是连续的，即前一区间的上界值应等于后一区间的下界值；另外要避免数据落在区间的分界上。为此，我们可以将第一区间的下界值，取最小值减0.5，由此可得： 第一区间下界值=最小值-0.5=274-0.5=273.5 第一区间上界值=最小值-0.5+h=274-0.5+8=281.5 第二区间下界值=第一区间上界值=281.5 第二区间上界值=其下界值+h=281.5+8=289.5 以下依此类推。,4) 编制频数分布统计表,5) 绘制频数直方图,(2)直方图的分布状态分析,正常型 正常型直方图呈正态分布，形状是中间高、两边低、成对称，说明生产过程正常、质量稳定。 折齿型 多数原因是由于分组的组数不当或组距不当所致。 缓坡型 原因是对操作中对上限或下限控制太严所致。 孤岛型 原因是由于少量材料不合格，短期内工人操作不熟练所致。 双峰型 一般是由于数据未分类整理所致。 峭壁型 往往是剔除不合格品、等外品或超差返修后所致。,(3)同标准规格比较,b在t中间，质量分布中心与质量标准中心重合，且两边各有一定余地，这是理想的情况。 b虽在t之内，但质量分布中心与t的中心不重合，偏向一边，有超差的可能，要采取纠偏措施，应提高管理的总体能力。 b与t相重合，实际分布太宽，质量能力处于临界状态，易大量超差，要采取措施减少数据的分散。 b在t中间，但边界与质量标准的上下界限有较大的距离，说明质量能力大，不经济，应对原材料、设备、工艺、操作等控制要求放宽，从而降低成本。 由于b过分偏离了质量标准中心，造成很多废品，需要调整。 实际分布范围b过大，超出了质量标准的上下限，会产生大量废品，说明工序能力不能满足技术要求。,强正相关,弱正相关,相关图是表示两个变量之间关系的图，又称散点图，用于分析两测定值之间相关关系，直观简便。通过观察相关图主要是看点的分布状态，概略地估计两因素之间有无相关关系，从而得到两个变量的基本关系，为质量控制服务。,2 相关图法,不相关,强负相关,弱负相关,曲线相关,upper control limit上控制线,lower control limit下控制线,points outside of the ucl and lcl are indicative that the process is out of control and /or unstable.点落在上下控制线之外表明过程失去控制或是不稳定的。,3 control chart 控制图,six sigma,1西格玛690000次失误百万次操作每天有三分之二的事情做错的企业无法生存 2西格玛308000次失误百万次操作意味着企业资源每天都有三分之一的浪费 3西格玛66800次失误百万次操作意味着平平常常的管理，缺乏竞争力 4西格玛6210次失误百万次操作意味着较好的管理和运营能力，满意的客户 5西格玛230次失误百万次操作优秀的管理、很强的竞争力和比较忠诚的客户 6西格玛3.4次失误百万次操作意味着卓越的管理，强大的竞争力和忠诚的客户 7西格玛0次失误百万次操作目标是零缺陷,4 关联图法、kj法、系统图法,关联图法 kj法 系统图法,又称关系图，是用来分析事物之间“原因与结果”、“目的与手段”等复杂关系的一种图示技术。 关联图由圆圈(或方框)和箭头组成，其中圆圈中是文字说明部分箭头由原因指向结果，由手段指向目的。文字说明力求简短、内容确切易于理解，重点项目及要解决的问题要用双线圆圈或双线方框表示。,1 关联图法,事物之间存在着大量的因果关系，如图所示，原因和结果之间存在着一定的因果关系，然而诸多因素之间互受影响。在这种情况下，理清因素之间的因果关系；从全盘加以考虑，就容易找出解决问题的办法。,关联图法优点：,化繁为简，一目了然； 容易找到问题的“症结”，很快进入改善作业； 相关成员集思广益，打破先入为主的观念； 可短时间作到跨部门合作。 缺点：太自由想象，不同的组得到不同的图； 图形太复杂时，不易阅读。,kj法又叫 a型图解法或亲和图法，其指导思想是通过将一大堆杂乱无章的语言文字资料，按其内在“亲和性”加以系统整理，以明确应解决问题的所在。kj法主要用事实说话，靠“灵感”发现新思想、解决新问题。,2 kj法,kj法的创始人是东京工人教授、人文学家川喜田二郎，kj是他的姓名的英文缩写。川喜田二郎在多年的野外考察中总结出一套科学发现的方法，即把乍看上去根本不想收集的大量事实如实地捕捉下来，通过对这些事实进行有机的组合和归纳，发现问题的全貌，建立假说或创立新学说。后来他把这套方法与头脑风暴法相结合，发展成包括提出设想和整理设想两种功能的方法。这一方法自1964年发表以来，作为一种有效的创造技法很快得以推广，成为日本最流行的一种方法。 kj法的主要特点是在比较分类的基础上由综合求创新。在对卡片进行综合整理时，既可由个人进行，也可以集体讨论。,系统图法由方块和箭头构成，形状似树枝，又叫树枝系统图、家谱图、组织图等，它是把价值工程中所用的机能系统图的手法应用到质量管理中来的一种图形方法。,3 系统图法,5节矩阵图法、矩阵数据解析法、过程决策程序法、矢线图法,矩阵图法 矩阵数据解析法 过程决策程序法 矢线图法,从多维问题的事件中找出成对的因素，排列成矩阵图，然后根据矩阵图来分析问题、确定关键点的方法，它是一种通过多因素综合思考探索问题的好方法。,1 矩阵图法,矩阵数据解析法（matrix data analysis chart）是当矩阵图上各要素间关系能够定量表示时，可通过计算来分析、整理数据的方法。它的原理：在矩阵图的基础上，把各个因素分别放在行和列，然