【內容提要】：品質管理和過程控制是企業實施預防為主，持續改善的方法之一。從現階段公路工程中的質量控制未能從事前在線監控的情況出發，結合實例，闡述了公路工程SPD應用控制技術，強調全員參與，從整個過程，整個體系出發來解決問題，以及使用“工具”的方法。
　　【關鍵詞】：公路工程；SPD控制；全面質量管理
　　
　　0前言 
　　質量是一組固有特性滿足要求的程度。建設工程質量簡稱工程質量，是工程滿足業主需要的符合國家法律、法規、技術規范標準、設計文件及合同規定的特性綜合。
　　我國公路工程的建設進入了一個大發展的階段，而工程質量的好壞，是決定公路基礎設施建設工作的成敗。但在建設工程中，我國絕大部分工程都是對建設工程產品事后“質量檢查”，大家往往注重于達到規范要求，而對質量穩定不重視，質量通病依然存在。未能從施工一開始，就對影響工程質量的各關鍵指標做到在線監控，造成返工。比如，瀝青路面之所以會造成局部的早期損壞，部分砼試件達不到設計強度等等，就是因為有局部的原因，施工質量管理存在變異性，包括取樣的不均勻、試驗方法問題、以及材料和施工過程的變異性等。
　　1統計過程診斷（SPD）基本原理
　　SPD，是利用統計技術和工具對過程中的各個階段進行監控與診斷，從而縮短診斷異常的時間，迅速采取糾正措施，減少損失，降低成本，保證工程質量。SPD是現代SPC（統計過程控制）理論的發展和重要組成部分，下面就介紹一下相關統計技術和常用工具：
　�、趴刂茍D；控制圖（稱管理圖），描述生產過程中產品質量波動狀態，甚至是在明顯的穩定條件下，通過產品和過程的可測量特性觀察到變化，并且在產品的整個壽命期的各個階段，均可看到其存在。這種數據的統計分析能對更好地理解變化的的性質、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題，促進持續改進。
　　SPC控制圖上一般有三條線：在上面的一條虛線稱為上控制界限，用符號UCL表示；在下面的一條虛線，稱為下控制界限，用符號LCL表示；中間一條實線稱為中心線，用符號CL表示。中心線標志著質量特性值分布的中心位置，上下控制界限標志著質量特性值允許波動范圍。如點子隨機地落在上下控制界限內，則表明生產過程正常，處于穩定狀態，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，則表明生產條件發生了異常變化，過程處于失控狀態。
　　當控制圖同時滿足以下兩個條件，一是點子幾乎全部落在控制界線內；二是控制界限內的點子排列沒有缺陷。我們就可以認為生產過程基本處于穩定狀態，否則，應判斷生產過程為異常。國標GB/T4091-2001《常規控制圖》規定了8種判異準則；方法是將控制圖等分為6個區域，每個區寬1σ（標準差）。這6個區域的標號分別為A、B、C、C、B、A，兩個A區、B區及C區都關于中心線CL對稱。本判異準則主要適用于X均值圖和單值X圖，質量特性X應服從正態分布。
　　準則1：一點落在A區以外。表明是計算錯誤、測量誤差、原材料不合格、設備故障等。
　　準則2：連續9點落在中心線同一側。表明主要是過程平均值減小。
　　準則3：連續6點遞增或遞減，表明可能是工具逐漸磨損，維修逐漸變壞等，使得參數隨著時間而變化。
　　準則4：連續14點相鄰上下交替，表明是數據分層不夠，可能是輪流使用兩臺設備或由兩位操作人員輪流操作而引起的系統效應。
　　準則5：連續3點中有2點落在中心線同側的B區以外，表明過程參數（即CL）發生了變化。
　　準則6：連續5點中有4點落在中心線同一側的C區以外，表明過程參數（即CL）發生了變化。
　　準則7：連續15點在C區中心線上下波動，表明參數標準差變小，可能有數據虛假或數據分層不夠等。在排除上述兩種可能性之后才能總結減少標準差的先進經驗。
　　準則8：連續8點在中心線兩側，但無一在C區中，表明數據分層不夠。
　　以上是分析用控制圖判斷生產過程是否正常的準則。若生產過程處于穩定狀態，則把分析用控制圖變為管理用控制圖，實現質量動態管理。隨著生產過程的進展，通過抽樣取得質量數據點，描在圖上，隨時觀察點子的變化。按上述的兩個準則，對生產過程正常與否做出判斷，及時采取預控措施。
　�、埔蚬麍D；一種用于分析質量特性與可能影響質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，促進問題解決。
　　⑶排列圖；為了對發生頻次從最高到最低的項目進行排列而采用的簡單圖示技術。
　�、戎狈綀D；對定量數據分布情況的一種圖形表示，由一系列矩形組成，通過對分布形態和與公差的相對位置的研究，掌握過程的波動情況，分布的形態有標準型、鋸齒型、偏峰型、陡壁型、平頂型、雙峰型、孤島型。
　　⑸頭腦風暴法；采用會議形式，廣開言路、激發靈感，這是一種創造性思考方法。
　　⑹樹圖；把實現的目的與需要采取的措施或手段，系統地展開，并繪制成圖，以明確問題的重點，尋找最佳手段或措施。
　　⑺過程決策程序圖（PDPC）；該法是為了完成某個任務或達到某個目標，在制定行動計劃或進行方案設計時，預測可能出現的障礙和結果，并相應提出多種應變計劃。
　�、谭謱臃�；把構成一組數據的許多原因按照某種特性分成幾個，如有：時間別、作業員別、作業方法別、原材料別等。
　�、途仃噲D；這是一種多維思考去逐步明確問題的方法。用數學上矩陣的形式排列成行和列，在其交點上標出各因素之間的相互關系，明確關鍵點。
　　2統計過程診斷（SPD）在公路工程中的應用
　　在公路工程中，需要采購大量砂石水泥等原材料、施工現場同一施工班組同一工序流水作業……，根據筆者所做各項關鍵指標，表明各指標在施工控制過程中均呈現正態分布趨勢。因此，運用SPC動態控制圖（計量型）是有依據的�，F就整個程序闡述如下：
　�、沤�立前饋控制系統（預控系統）
　　1．1項目總控
　　我國在公路建設方面已經積累了豐富的實踐經驗，制定了系統的技術規程規范，將控制指標定量化。針對某項性能我們完全可以運用過程決策程序圖，提前預測建造過程中出現的異常和誤操作，制訂控制工序的方案和措施；在施工組織設計時，對整個施工組織系統的重大問題進行預測。比如瀝青混凝土開發，建立如下PDPC圖，另外可用排列圖將各項性能指標列出，查明影響性能的關鍵指標，從而可分階段控制。
　　                                                                瀝青混凝土開發PDPC圖

              
　　
　　1．2因素展開，措施到位。
　　采用樹圖將目的手段列明，采用矩陣圖將相關因子展開，同時提出對策表，落實責任人，追蹤效果。比如集料均勻性樹圖法如下：

                          
　　
　�、苿討B管理
　　2．1選控制圖
　　根據質量特性選用合適控制圖，公路工程大部分是計量型數據，可按以下指南程序選用。

                             
　　2．2控制圖方案
　　由于國內應用統計概率技術除在結構設計階段中有應用外，在施工過程中幾乎沒有。大部分數據只是簡單地應用于事后質量檢驗評定中。為了變被動為主動，事后變事前控制，在建立了一個施工系統后，可建立一系列的連續的關鍵指標SPC圖。比如，瀝青路面用集料規格是一個難于控制的指標，可以在料源處建立一控制圖，然后在進場后拌和站儲料場建立一控制圖。由于是流程性材料，可采用X—MR圖�，F實際施工中，由于施工準備時間較短，可充分利用料源處此前30天的級配篩分資料，進行統計分析各篩孔的波動情況。計算出代表值，與設計極配（即期望值）比較。如不能滿足要求，可對石料場的設備進行改進。改進方法有采用顎式破碎機—反擊式破碎機或圓錐式破碎機三級破碎設備生產，增設整形設備，同時應注意巖礦的均勻穩定性。系統改進后，立即試生產，并應最好在提前15天時間進行，每個生產日不少于兩次，對篩分檢測結果如實記錄匯報，建立控制圖。篩分檢測時注意樣品的代表性和取樣數量的足量性。如對瀝青面層用6～11碎石0.075㎜檔通過率進行了21次篩分,如圖
　　
　　第14批出現了問題，首先就查試驗數據、試驗操作有否問題，依據5M1E因果分析圖查找后，查出取樣時不均勻是一重要原因。根據石料場與拌和站儲料場雙控，實踐證明可以達到控制目標。由于施工環境的復雜性與目前管理水平的限制，要想將指標波動完全符合準則要求，比較困難，說明需要不斷提高系統水平和管理水平，并且可從中找出質量趨勢和相關性。根據以上每周設定移動控制線，排除異因后，可將從起始連續4周約25組數據制圖，重新設定控制線，就可以成為本工程標準控制圖，進行動態控制。施工工期短的，開始檢測頻率可適當加大，在最短的時間內取得至少25組數據。就可以找出本工程的動態控制圖，實現往后的過程控制。
　　2．3相關分析與處理
　　根據建立的控制圖，可從中觀察分析出質量趨勢。比如，某工程水泥穩定碎石水泥劑量圖如下，可看出水泥劑量呈上升趨勢。
　　水泥劑量動態圖（500型機）

           
　　
　　對某特大橋，使用的是商品砼，原材料用量較大，筆者對連續34批進行分析，去除了三批異常因素致使的批次，建立了如下砂細度模數圖
　　              
　　經分析該料源處期望細度模數是2.7，質控上線UCL=2.9，質控下線LCL=2.5，制定出的波動范圍比規范規定的中砂范圍（2.3～3.0）要窄得多，說明控制在2.7±0.2是可行的，比《公路水泥混凝土路面施工技術規范》制定的砂細度模數變異范圍不應大于0.3要嚴格，說明對此料場嚴格的質控線是可行的，另一方面對制定標準具有重要參考意義。
　　筆者對某工程（底）基層集料規格進行了分析如下表，可以看出0.075㎜檔可控制在±2%，4.75㎜檔可控制在±5%，19㎜檔波動大，應加以嚴格控制。
　     

　　通過對各類控制圖進行分析，說明采用科學的取樣方法、試驗方法，非常重要。直接影響到過程控制原始基礎數據的真實性以及對變異現象分析的可靠性。進而可通過改進提高試驗水平，糾正施工變異。
　�、羌m正流程
　　在最短的時間內診斷處理異常波動,使系統恢復穩定是關鍵。筆者經過分析研究,提出了相應的糾正流程,可根據具體的指標具體的分析,并結合承包人自檢程序與監理程序即QC/QA體系具體制定。
　　糾正流程圖
　　     
　　3結語
　　統計過程診斷是現代企業生產過程控制的重要手段，是一質量管理方法論，但在工程建設方面應用較少。為了提高公路質量管理水平，完善QC/QA體系，徹底消除質量通病，充分運用統計技術和工具，為提高我國工程界質量控制和管理水平，對實現全面質量管理和施工可靠度研究具有重要意義。
　　
　　【參考文獻】
　　1、 國家質量技術監督局發布，常規控制圖GB/T4091-2001,北京，2001
　　2、 交通部公路科學研究所主編，公路水泥混凝土路面施工技術規范，北京，人民交通出版社，2003
　　3、 全國質量專業技術人員職業資格考試辦公室主編，質量專業理論與實務（中級），北京，中國人事出版社，2008