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

第三章 建設(shè)工程質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)分析和試驗(yàn)檢測(cè)方法

第一節(jié) 質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析

一、工程質(zhì)量統(tǒng)計(jì)及抽樣檢驗(yàn)的基本原理和方法

㈠總體、樣本及統(tǒng)計(jì)推斷工作過(guò)程：

總體(母體);個(gè)體; 有限總體;無(wú)限總體;樣本(子樣);樣品;樣本容量

㈡質(zhì)量數(shù)據(jù)的特征值

⒈描述數(shù)據(jù)集中趨勢(shì)的特征值

樣本數(shù)據(jù)特征值是由樣本數(shù)據(jù)計(jì)算的描述樣本質(zhì)量數(shù)據(jù)波動(dòng)規(guī)律的指標(biāo)。

㈢質(zhì)量數(shù)據(jù)的分布特征

⒈質(zhì)量數(shù)據(jù)的特性

質(zhì)量數(shù)據(jù)具有個(gè)體數(shù)值的波動(dòng)性和總體(樣本)分布的規(guī)律性。

⒉質(zhì)量數(shù)據(jù)波動(dòng)的原因

⒊質(zhì)量數(shù)據(jù)分布的規(guī)律性

一般計(jì)量值數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，計(jì)件值數(shù)據(jù)服從二項(xiàng)分布，計(jì)點(diǎn)值數(shù)據(jù)服從泊松分布等。

實(shí)踐中只要是受許多起微小作用的因素影響的質(zhì)量數(shù)據(jù)，都可認(rèn)為是近似服從正態(tài)分布的，如構(gòu)件的幾何尺寸、混凝土強(qiáng)度等。

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

㈣抽樣檢驗(yàn)及檢驗(yàn)批

⒈檢驗(yàn)與抽樣檢驗(yàn)

檢驗(yàn)包括全數(shù)檢驗(yàn)和抽樣檢驗(yàn)。雖然只有采用全數(shù)檢驗(yàn)，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(yàn):

⑴破壞性檢驗(yàn)，不能采取全數(shù)檢驗(yàn)方式。

⑵全數(shù)檢驗(yàn)有時(shí)需要花很大成本，在經(jīng)濟(jì)上不一定合算。

⑶檢驗(yàn)需要時(shí)間，采取全數(shù)檢驗(yàn)方式有時(shí)在時(shí)間上不允許。

⑷即使進(jìn)行全數(shù)檢驗(yàn)，也不一定能絕對(duì)保證 100%的合格品。

⑸抽樣檢驗(yàn)抽取樣品不受檢驗(yàn)人員主觀意愿的支配，樣本有充分的代表性。

⒉檢驗(yàn)批

提供檢驗(yàn)的一批產(chǎn)品稱為檢驗(yàn)批，檢驗(yàn)批中所包含的單位產(chǎn)品數(shù)量稱為批量。

一個(gè)檢驗(yàn)批應(yīng)當(dāng)由在基本相同條件下，并在大約相同的時(shí)期內(nèi)所制造的同形式、同等級(jí)、同種類、同尺寸以及同成分的單位產(chǎn)品所組成。

㈤抽樣檢驗(yàn)方法

排除人的主觀因素，直接從包含 N 個(gè)抽樣單元的總體中按不放回抽樣抽取 N 個(gè)單元，使包含 N 個(gè)個(gè)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(nèi)隨機(jī)抽取一個(gè)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(gè)樣本隨機(jī)抽取，然后每隔一定時(shí)間或空間抽取一個(gè)樣本將總體分割成互不重疊的子總體(層)，在每層中獨(dú)立地按給定的樣本量進(jìn)行簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣

多次抽樣檢驗(yàn)

抽樣檢驗(yàn)中，兩類風(fēng)險(xiǎn)控制的一般范圍是:α=1%～5%，β=5%～10%

㈥驗(yàn)收抽樣和監(jiān)督抽樣簡(jiǎn)介

⒈驗(yàn)收抽樣檢查

⒉監(jiān)督抽樣檢查

二、工程質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析方法

㈠調(diào)查表法

統(tǒng)計(jì)調(diào)查表法又稱統(tǒng)計(jì)調(diào)查分析法，它是利用專門設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)表對(duì)質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理和粗略分析質(zhì)量狀態(tài)的一種方法。

簡(jiǎn)便靈活，便于整理，實(shí)用有效，沒(méi)有固定格式。統(tǒng)計(jì)調(diào)查表往往同分層法結(jié)合起來(lái)應(yīng)用。

㈡分層法

分層法義叫分類法，是將調(diào)查收集的原始數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的目的和要求，按某一性質(zhì)進(jìn)行分組、整理的分析方法;可以更深入地發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)質(zhì)量問(wèn)題的原因。

常用的分層標(biāo)志有:⑴按操作班組或操作者分層;⑵按使用機(jī)械設(shè)備型號(hào)分層;⑶按操作方法分層;⑷按原材料供應(yīng)單位、供應(yīng)時(shí)間或等級(jí)分層;⑸按施工時(shí)間分層;⑹按檢查手段、工作環(huán)境等分層。

分層法是質(zhì)量控制統(tǒng)計(jì)分析方法中最基本的一種方法。其他統(tǒng)計(jì)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(guān)圖法等。

㈢排列圖法

排列圖法是利用排列圖尋找影響質(zhì)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(diǎn)的頻數(shù)由大到小順序排列各檢查項(xiàng)目，“其他”項(xiàng)排在最后。以全部不合格點(diǎn)數(shù)為總數(shù)，計(jì)算各項(xiàng)的頻率和累計(jì)頻率?？傤l數(shù)對(duì)應(yīng)累計(jì)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(yīng)用有:

⑴按不合格點(diǎn)的內(nèi)容分類，可以分析出造成質(zhì)量問(wèn)題的薄弱環(huán)節(jié)。

⑵按生產(chǎn)作業(yè)分類，可以找出生產(chǎn)不合格品最多的關(guān)鍵過(guò)程。

⑶按生產(chǎn)班組或單位分類，可以分析比較各單位技術(shù)水平和質(zhì)量管理水平。

⑷將采取提高質(zhì)量措施前后的排列圖對(duì)比，可以分析措施是否有效。

⑸此外還可以用于成本費(fèi)用分析、安全問(wèn)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(lái)系統(tǒng)整理分析某個(gè)質(zhì)量問(wèn)題(結(jié)果)與其產(chǎn)生原因之間關(guān)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(zhì)量特性(即質(zhì)量結(jié)果指某個(gè)質(zhì)量問(wèn)題)、要因(產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)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(zhì)量結(jié)果的水平箭線)等所組成。

⒊繪制和使用因果分析圖時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題：

⑴集思廣益。

⑵制訂對(duì)策。具體實(shí)施時(shí)，一般應(yīng)編制一個(gè)對(duì)策計(jì)劃表。

㈤直方圖法

⒈直方圖法的用途

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

通過(guò)直方圖的觀察與分析，可了解產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)情況，掌握質(zhì)量特性的分布規(guī)律，以便對(duì)質(zhì)量狀況進(jìn)行分析判斷。同時(shí)可通過(guò)質(zhì)量數(shù)據(jù)特征值的計(jì)算，估算施工生產(chǎn)過(guò)程總體的不合格品率，評(píng)價(jià)過(guò)程能力等。

⒉直方圖的繪制方法

⑴收集整理數(shù)據(jù) 用隨機(jī)抽樣的方法抽取數(shù)據(jù)，一般要求數(shù)據(jù)在 50 個(gè)以上。

⑵計(jì)算極差 R

⑶對(duì)數(shù)據(jù)分組

1)確定組數(shù) K。確定組數(shù)的原則是分組的結(jié)果能正確地反映數(shù)據(jù)的分布規(guī)律。組數(shù)應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)多少來(lái)確定。

2)確定組距 h

各組距應(yīng)相等，極差≈組距×組數(shù) 即 R≈h·k

組數(shù)、組距的確定應(yīng)結(jié)合極差綜合考慮，適當(dāng)調(diào)整，還要注意數(shù)值盡量取整。

3)確定組限。確定組限時(shí)應(yīng)注意使各組之間連續(xù)：一是規(guī)定每組上(或下)組限不計(jì)在該組內(nèi)，而應(yīng)計(jì)入相鄰較高(或較低)組內(nèi);二是將組限值較原始數(shù)據(jù)精度提高半個(gè)最小測(cè)量單位。

⑷編制數(shù)據(jù)頻數(shù)統(tǒng)計(jì)表

⑸繪制頻數(shù)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(zhì)量分布狀態(tài)：

將直方圖與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)比較，判斷實(shí)際生產(chǎn)過(guò)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(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品可認(rèn)為全都是合格品。

生產(chǎn)狀態(tài)一旦發(fā)生變化，就可能超出質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)下限而出現(xiàn)不合格品。出現(xiàn)這種情況時(shí)應(yīng)迅速采取措施，使直方圖移到中間來(lái)生產(chǎn)過(guò)程一旦發(fā)生小的變化，產(chǎn)品的質(zhì)量特性值就可能超出質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。出現(xiàn)這種情況時(shí)，必須立即采取措施，以縮小質(zhì)量分布范圍加工過(guò)于精細(xì)，不經(jīng)濟(jì)。在這種情況下，可以對(duì)原材料、設(shè)備、工藝、操作等控制要求適當(dāng)放寬些，有目的地使 B 擴(kuò)大，從而有利于降低成本已出現(xiàn)不合格品。此時(shí)必須采取措施進(jìn)行調(diào)整，使質(zhì)量分布位于標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)散差太大，產(chǎn)生許多廢品，說(shuō)明過(guò)程能力不足，應(yīng)提高過(guò)程能力，使質(zhì)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(biāo)系內(nèi)畫有控制界限，描述生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)狀態(tài)的圖形。利用控制圖區(qū)分質(zhì)量波動(dòng)原因，判明生產(chǎn)過(guò)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(biāo)志著質(zhì)量特性值分布的中心位置，上下控制界限 UCL、LCL 標(biāo)志著質(zhì)量特性值允許波動(dòng)范圍。

在生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)抽樣取得數(shù)據(jù)，把樣本統(tǒng)計(jì)量描在圖上來(lái)分析判斷生產(chǎn)過(guò)程狀態(tài)。如果點(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，生產(chǎn)過(guò)程處于失控狀態(tài)。

⑵控制圖的用途

1)過(guò)程分析，即分析生產(chǎn)過(guò)程是否穩(wěn)定。

2)過(guò)程控制，即控制生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量狀態(tài)。

⒉控制圖的原理

在生產(chǎn)過(guò)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(shí)生產(chǎn)過(guò)程是處于穩(wěn)定狀態(tài)，或稱為控制狀態(tài)。其產(chǎn)品質(zhì)量特性值的波動(dòng)是有一定規(guī)律的，即質(zhì)量特性值分布服從正態(tài)分布?？刂茍D就是利用這個(gè)規(guī)律來(lái)識(shí)別生產(chǎn)過(guò)程中的異常原因，控制系統(tǒng)性原因造成的質(zhì)量波動(dòng)，保證生產(chǎn)過(guò)程處于控制狀態(tài)。

觀察產(chǎn)品質(zhì)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(guān)圖法

⒈相關(guān)圖法的用途

相關(guān)圖又稱散布圖。在質(zhì)量控制中它是用來(lái)顯示兩種質(zhì)量數(shù)據(jù)之間關(guān)系的一種圖形。一般有三種類型:

⑴質(zhì)量特性和影響因素之間的關(guān)系;

⑵質(zhì)量特性和質(zhì)量特性之間的關(guān)系;

⑶影響因素和影響因素之間的關(guān)系。

⒉相關(guān)圖的繪制方法

⒊相關(guān)圖的觀察與分析

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