第2章 建筑工程项目质量控制
2.1 建筑工程质量控制概述
2.1.1 工程质量和质量控制
2.1.1.1 质量管理
《质量管理体系标准》[GB/T 19000—ISO9000(2000)]中质量管理的定义为:“质量管理是指确定质量方针及实施质量方针的全部职能及工作内容,并对其工作效果进行评价和改进的一系列工作。”
作为组织,应当建立质量管理体系实施质量管理。具体来说,组织首先应当制定能够反映组织最高管理者的质量宗旨、经营理念和价值观的质量方针,然后在该方针的指导下,通过组织的质量手册、程序性管理文件和质量记录的制定,组织制度的落实、管理人员与资源的配置、质量活动的责任分工与权限界定等,最终形成组织质量管理体系的运行机制。
2.1.1.2 质量控制
《质量管理体系标准》[GB/T 19000—ISO9000(2000)]中质量控制的定义为:“质量控制是质量管理的一部分,致力于满足质量要求的一系列相关活动。”
工程项目的质量要求是由业主(或投资者、项目法人)提出来的,是业主的建设意图通过项目策划,包括项目的定义及建设规模、系统构成、使用功能和价值、规格档次标准等的定位策划和目标决策来确定的。它主要表现为工程合同、设计文件、技术规范规定和质量标准等。因此,在建设项目实施的各个阶段的活动和各阶段质量控制均是围绕着致力于业主要求的质量总目标展开的。
质量控制所致力的活动,是为达到质量要求所采取的作业技术活动和管理活动。这些活动包括:确定控制对象,例如一道工序、设计过程、制造过程等;规定控制标准,即详细说明控制对象应达到的质量要求;制定具体的控制方法,例如工艺规程;明确所采用的检验方法,包括检验手段;实际进行检验;说明实际与标准之间有差异的原因;为了解决差异而采取的行动。质量控制贯穿于质量形成的全过程、各环节,要排除这些环节的技术、活动偏离有关规范的现象,使其恢复正常,达到控制的目的。
质量控制是质量管理的一部分而不是全部。两者的区别在于概念不同、职能范围不同和作用不同。质量控制是在明确的质量目标和具体的条件下,通过行动方案和资源配置的计划、实施、检查和监督,进行质量目标的事前预控、事中控制和事后纠偏控制,实现预期质量目标的系统过程。
2.1.2 施工项目质量控制
质量控制是质量管理的一部分。质量控制是在明确的质量目标条件下通过行动方案和资源配置的计划,实施,检查和监督来实现预期目标的过程。在质量控制的过程中,运用全过程质量管理的思想和动态控制的原理,主要可以将其分为三个阶段:质量的事前质量预控、事中质量控制和事后纠偏控制。
2.1.2.1 事前质量预控
事前质量预控是利用前馈信息实施控制,重点放在事前的质量计划与决策上,即在生产活动开始以前根据对影响系统行为的扰动因素做种种预测,制订出控制方案。这种控制方式是十分有效的。如在产品设计和工艺设计阶段,对影响质量或成本的因素做出充分的估计、采取必要的措施,可以控制质量或成本要素的60%。有人称它为储蓄投资管理,意为抽出今天的余裕为明天的收获所做的投资管理。
对于工程项目,尤其是施工阶段的质量预控,就是通过施工质量计划或施工组织设计或施工项目管理实施规划的制定过程,运用目标管理的手段,实施工程质量的计划预控。在实施质量预控时,要求对生产系统的未来行为有充分的认识,依据前馈信息制订计划和控制方案,找出薄弱环节,制定有效的控制措施和对策;同时必须充分发挥组织的技术和管理方面的整体优势,把长期形成的先进管理技术、管理方法和经验智慧,创造性地应用于工程项目。
2.1.2.2 事中质量控制
事中质量控制也称作业活动过程质量控制,是指质量活动主体地自我控制和他人监控地控制方式。自我控制是第一位的,即作业者在作业过程中对自己质量活动行为的约束和技术能力的发挥,以完成预定质量目标的作业任务;他人监控是指作业者的质量活动和结果,接受来自企业内部管理者和来自企业外部有关方面的检查检验,如工程监理机构、政府质量监督部门等的监控。事中质量控制的目标是确保工序质量合格,杜绝质量事故发生。
2.1.2.3 事后纠偏控制
事后纠偏控制也称为事后质量把关,以使不合格的工序或产品不流入后道工序、不流入市场。事后纠偏控制的任务是对质量活动结果进行评价、认定;对工序质量偏差进行纠偏;对不合格产品进行整改和处理。
从理论上讲,对于工程项目如果计划预控过程所制定的行动方案考虑得越周密,事中自控能力越强、监控越严格,实现质量预期目标的可能性就越大。但是,由于在作业过程中不可避免地会存在一些计划时难以预料的因素,包括系统因素和偶然因素的影响,质量难免会出现偏差。因此当出现质量实际值与目标值之间超出允许偏差时,必须分析原因,采取措施纠正偏差,保持质量受控状态。工程项目质量的事后控制,具体体现在施工质量验收各个环节的控制方面。
以上三个系统控制的三大环节,它们之间构成了有机的系统过程,其实质就是PDCA循环原理的具体运用。
2.1.3 工程质量形成过程及影响因素
2.1.3.1 质量的基本特征
工程项目从本质上说是一项拟建或在建的建筑产品,建设项目是多变的,业主对工程质量的需求也是不同的,质量标准和规范也随着社会的进步和科学技术的发展而不断地发生变化,但工程项目质量的基本要求是一致的。而且,工程项目和一般产品具有同样的质量内涵,即一组固有特性满足明确或隐含需要的程度。这些特性是指产品的安全性、适用性、耐久性、可靠性、维修性、经济性、美观性、与环境协调性和可持续性等方面。在过程管理实践和理论中,可以将工程项目质量的基本特征概括如下。
(1)反映安全可靠的质量特性。安全性是指工程在使用过程中的安全程度。各类建筑物在规定的荷载下,在一定的使用期限内,应满足强度和稳定性的要求,并具有足够的安全系数。
可靠性是指工程在规定的时间内和规定的条件下,完成规定的功能能力的大小和程度。满足质量要求的工程,不仅在竣工验收时达标,在一定使用期限内也应满足正常使用功能要求。
(2)反映使用功能的质量特性。工程项目的功能性质量,主要是反映对建设工程使用功能需求的一系列特性指标,如房屋建筑的平面空间布局、通风采光性能;工业工程项目的生产能力和工艺流程;道路交通工程的路面等级、通行能力等。
(3)反映建筑环境的质量特征。作为项目管理对象的工程项目,可能是独立的单项工程或单位工程,甚至某一主要分部工程;也可能是一个由群体建筑或线型工程组成的建设项目,如新、改、扩建的工业厂区、大学城、高速公路等。建筑环境质量包括项目用地范围内的规划布局、道路交通组织、绿化景观;更追求其与周边环境的协调性或适宜性。
(4)反映艺术文化的质量特性。建筑产品具有深刻的社会文化背景,人们历来都把建筑产品视同艺术品,关注其个性的艺术效果,包括建筑造型、立面外观、文化内涵、时代表征以及装饰装修、色彩视觉等。工程项目艺术文化特性的质量来自于设计者的设计理念、创意和创新,以及施工者对设计意图的领会与精益生产。
2.1.3.2 质量的形成过程
工程项目质量的形成过程,贯穿于整个建设项目的决策过程和各个工程项目设计与施工过程,体现了工程项目质量从目标决策、目标细化到目标实现的系统过程。因此,必须分析工程建设各个阶段的质量要求,以便采取有效的措施控制工程质量。
(1)建设项目决策阶段。这一阶段包括建设项目发展规划、项目可行性研究、建设方案论证和投资决策等工作。这一阶段的质量只能在于识别业主的建设意图和需求,对建设项目的性质、建设规模、使用功能、系统构成和建设标准要求等进行策划、分析、论证,为整个建设项目的质量目标,以及建设项目内各个工程项目的质量目标提出明确要求。
(2)建设工程设计阶段。建设工程设计是通过建筑设计、结构设计、设备设计使质量目标具体化,并指出达到工程质量目标的途径和具体方法。这一阶段是工程项目质量目标的具体定义过程。通过建设工程的方案设计、扩大初步设计、技术设计和施工图设计等环节,明确定义工程项目各细部的质量特性指标,为项目的施工安装作业活动及质量控制提供依据。
(3)建筑施工阶段。施工阶段是建设目标的实现过程,是影响工程建设项目质量的关键环节,包括了施工准备工作和施工作业活动。通过严格按照施工图纸施工,实施目标管理、过程监控、阶段考核、持续改进等方法,将质量目标和质量计划付诸实施。
(4)竣工验收及保修阶段。竣工验收是对工程项目质量目标完成程度的检验、评定和考核过程,它体现了工程质量水平的最终结果。此外,一个工程项目不只是经过竣工验收就可以完成的,还要经过使用保修阶段,需要在使用过程中对施工遗留问题及发现的新质量问题进行巩固和改进。只有严格把握好这两个环节,才能最终保证工程项目的质量。
2.1.3.3 质量的影响因素
影响工程项目质量的因素很多,通常可以归纳为五个方面,即4M1E,指人(Man)、材料(Material)、机械(Machine)、方法(Method)和环境(Environment)。事前对这五方面的因素严加控制,是保证施工项目质量的关键。
(1)人。人是生产经营活动的主体,也是直接参与施工的组织者、指挥者及直接参与施工作业活动的具体操作者。人员素质,即人的文化、技术、决策、组织、管理等能力的高低直接或间接影响工程质量。此外,人,作为控制的对象,是要避免产生失误;作为控制的动力,是要充分调动人的积极性,发挥人的主导作用。
为此,除了加强政治思想、劳动纪律、职业道德等教育、专业技术培训,健全岗位责任制,改善劳动条件,公平合理地激励劳动热情以外,还需根据工程特点,从确保质量出发,在人的技术水平、人的生理缺陷、人的心理行为、人的错误行为等方面来控制人的使用。因此,建筑行业实行经营资质管理和各类行业从业人员持证上岗制度是保证人员素质的重要措施。
(2)材料。材料包括原材料、成品、半成品、构配件等,它是工程建设的物质基础,也是工程质量的基础。要通过严格检查验收,正确合理地使用,建立管理台账,进行收、发、储、运等各环节的技术管理,避免混料和将不合格的原材料使用到工程上。
(3)机械。机械包括施工机械设备、工具等,是施工生产的手段。要根据不同工艺特点和技术要求,选用合适的机械设备;正确使用、管理和保养好机械设备。工程机械的质量与性能直接影响到工程项目的质量。为此要健全“人机固定”制度、“操作证”制度、岗位责任制度、交接班制度、“技术保养”制度、“安全使用”制度、机械设备检查制度等,确保机械设备处于最佳使用状态。
(4)方法。方法包含施工方案、施工工艺、施工组织设计、施工技术措施等。在工程中,方法是否合理,工艺是否先进,操作是否得当,都会对施工质量产生重大影响。应通过分析、研究、对比,在确认可行的基础上,切合工程实际,选择能解决施工难题、技术可行、经济合理,有利于保证质量、加快进度、降低成本的方法。
(5)环境。影响工程质量的环境因素较多,有工程技术环境,如工程地质、水文、气象等;工程管理环境,如质量保证体系、质量管理制度等;劳动环境,如劳动组合、作业场所、工作面等;法律环境,如建设法律法规等;社会环境,如建筑市场规范程度、政府工程质量监督和行业监督成熟度等。环境因素对工程质量的影响,具有复杂而多变的特点,如气象条件就变化万千,温度、湿度、大风、暴雨、酷暑、严寒都直接影响工程质量。又如前一工序往往就是后一工序的环境,前一分项、分部工程也就是后一分项、分部工程的环境。因此,加强环境管理,改进作业条件,把握好环境,是控制环境对质量影响的重要保证。
2.1.4 工程质量责任体系及工程质量管理制度
工程项目的实施,是业主、设计、施工、监理等多方主体活动的结果。他们各自承担了工程项目的不同实施任务和质量责任,并通过建立质量控制系统,实施质量目标的控制。
2.1.4.1 项目质量控制系统的性质
工程项目质量控制系统是工程项目目标控制的一个子系统,与投资控制、进度控制等依托于同一项目目标控制体系,它既不是建设单位的质量管理体系,也不是施工企业的质量保证体系。它是以工程项目为对象,由工程项目实施的总组织者负责建立的一次性的面向对象开展质量控制的工作体系,随着项目的完结和项目管理组织的解体而消失。
2.1.4.2 项目质量控制系统的范围
(1)系统涉及的主体范围。建设单位、设计单位、工程总承包企业、施工企业、建设工程监理机构、材料设备供应厂商等构成了项目质量控制的主体,这些主体可以分为两类,即质量责任自控主体和监控主体,它们在质量控制系统中的地位与作用不同。承担工程项目设计、施工或材料设备采购的单位,负有直接的产品质量责任,属质量控制系统中的自控主体;在工程项目实施过程,对各质量责任主体的质量活动行为和活动结果实施监督控制的组织,称质量监控主体。如业主、项目监理机构等。
(2)系统涉及的工程范围。系统涉及的工程范围,一般根据项目的定义或工程承包合同来确定。具体可能有以下三种情况:①工程项目范围内的全部工程;②工程项目范围内的某一单项工程或标段工程;③工程项目某单项工程范围内的一个单位工程。
(3)系统涉及的任务范围。项目实施的任务范围,即由工程项目实施的全过程或若干阶段进行定义。工程项目质量控制系统服务于工程项目管理的目标控制,其质量控制的系统职能贯穿于项目的勘察、设计、采购、施工和竣工验收等各个实施环节,即工程项目全过程质量控制的任务或若干阶段承包的质量控制任务。
2.1.4.3 项目质量控制系统的结构
工程项目质量控制系统,一般情况下形成多层次、多单元的结构形态,这是由其实施任务的委托方式和合同结构所决定的。
(1)多层次结构。多层次结构是相对于工程项目工程系统纵向垂直分解的单项、单位工程项目质量控制子系统。系统纵向层次机构的合理性是工程项目质量目标、控制责任和措施分解落实的重要保证。在大中型工程项目,尤其是群体工程的工程项目,第一层面的质量控制系统应由建设单位的工程项目管理机构负责建立,在委托代建、委托项目管理或实行交钥匙式工程总承包的情况下,应由相应的代建方项目管理机构、受托项目管理机构或工程总承包企业项目管理机构负责建立。第二层面的质量控制系统,通常是指由工程项目的设计总负责单位、施工总承包单位等建立的相应管理范围内的质量控制系统。第三层面及其以下是承担工程设计、施工安装、材料设备供应等各承包单位的现场质量自控系统,或称各自的施工质量保证体系。
(2)多单元结构。多单元结构是指在工程项目质量控制总体系统下,第二层面的质量控制系统及其以下的质量自控或保证体系可能有多个。这是项目质量目标、责任和措施分解的必然结果。
2.1.4.4 项目质量控制系统的特点
工程项目质量控制系统是面向对象而建立的质量控制工作体系,有如下的特点。
(1)建立的目的。工程项目质量控制系统只用于特定的工程项目质量控制,而不是用于建筑企业或组织的质量管理。
(2)服务的范围。工程项目质量控制系统涉及工程项目实施过程所有的质量责任主体,而不只是某一个承包企业或组织机构。
(3)控制的目标。工程项目质量控制系统的控制目标是工程项目的质量标准,并非某一具体建筑企业或组织的质量管理目标。
(4)作用的时效。工程项目质量控制系统与工程项目管理组织系统相融合,是一次性而非永久性的质量工作系统。
(5)评价的方式。工程项目质量控制系统的有效性一般由工程项目管理的总组织者进行自我评价与诊断,不需进行第三方认证。
2.1.4.5 质量控制系统的建立
工程项目质量控制系统的建立,为工程项目的质量控制提供了组织制度方面的保证。这一过程,是工程项目质量总目标的确定和分解过程,也是工程项目各参与方之间质量管理关系和控制责任的确定过程。为了保证质量控制系统的科学性和有效性,必须明确系统建立的原则、主体和程序。
1.建立的原则
(1)目标分解。项目管理者应根据控制系统内工程项目的分解结构,将工程项目的建设标准和质量总体目标分解到各个责任主体,明示于合同条件,由各责任主体制定出相应的质量计划,确定其具体的控制方式和要求。
(2)分层规划。工程项目管理的总组织者(如建设单位)和承担项目实施任务的各参与单位,应分别进行工程项目质量控制系统不同层次和范围的规划。
(3)明确责任。应按照建筑法和建设工程质量管理条例有关建设工程质量责任的规定,界定各方的质量责任范围和控制要求。
(4)系统有效。工程项目质量控制系统,应从实际出发,结合项目特点、合同结构和项目管理组织系统的构成情况,建立项目各参与方共同遵循的质量管理制度和控制措施,并形成有效的运行机制。
2.建立的主体
一般情况下,工程项目质量控制系统应由建设单位或建设工程项目总承包企业的工程项目管理机构负责建立。在分阶段依次对勘察、设计、施工、安装等任务进行分别招标发包的情况下,通常应由建设单位或其委托的工程项目管理企业负责建立工程项目质量控制系统,各承包企业应根据该系统的要求,建立隶属于该系统的设计项目、施工项目、采购供应项目等质量控制子系统,以具体实施其质量责任范围内的质量管理和目标控制。
3.建立的程序
工程项目质量控制系统的建立过程,一般可按以下环节依次展开工作。
(1)确定系统质量控制主体网络架构。明确系统各层面的建设工程质量控制负责人,一般包括承担项目实施任务的项目经理(或工程负责人)、总工程师,项目监理机构的总监理工程师、专业监理工程师等,以形成明确的项目质量控制责任者的关系网络架构。
(2)制定系统质量控制制度。包括质量控制例会制度、协调制度、报告审批制度、质量验收制度和质量信息管理制度等。形成工程项目质量控制系统的管理文件或手册,作为承担工程项目实施任务各方主体共同遵循的管理依据。
(3)分析系统质量控制界面。工程项目质量控制系统的质量责任界面,包括静态界面和动态界面。一般说静态界面根据法律法规、合同条件、组织内部职能分工来确定。动态界面是指项目实施过程设计单位之间、施工单位之间、设计与施工单位之间的衔接配合关系及其责任划分,必须通过分析研究,确定管理原则与协调方式。
(4)编制系统质量控制计划。工程项目管理总组织者负责主持编制工程项目总质量计划,并根据质量控制系统的要求,部署各质量责任主体编制与承担任务范围相符的质量计划,并按规定程序完成质量计划的审批,作为其实施自身工程质量控制的依据。
2.1.4.6 质量控制系统的运行
工程项目质量控制系统的运行,是系统功能的发挥过程,也是质量活动职能和效果的控制过程。质量控制系统有效地运行,有赖于系统内部的运行环境和运行机制的完善。
1.运行环境
工程项目质量控制系统的运行环境,主要是指为系统运行提供支持的管理关系、组织制度和资源配置的条件。
(1)建设工程的合同结构。建设工程合同是联系工程项目各参与方的纽带。合同结构合理、质量标准和责任条款明确、严格履约管理直接关系到质量控制系统的运行成败。
(2)质量管理的组织制度。工程项目质量控制系统内部的各项管理制度和程序性文件的建立,为质量控制系统各个环节的运行,提供必要的行动指南、行为准则和评价基准的依据,是系统有序运行的基本保证。
(3)质量管理的资源配置。质量管理的资源配置是质量控制系统得以运行的基础条件,它包括专职的工程技术人员和质量管理人员的配置;以及实施技术管理和质量管理所必需的设备、设施、器具、软件等物质资源的配置。
2.运行机制
工程项目质量控制系统的运行机制,是质量控制系统的生命,是由一系列质量管理制度安排所形成的内在能力。它包括了动力机制、约束机制、反馈机制和持续改进机制等。
(1)动力机制。工程项目的实施过程是由多主体参与的价值增值链,只有保持合理的供方及分供方等各方关系,才能形成合力,保证项目的成功。动力机制作为工程项目质量控制系统运行的核心机制,它可以通过公正、公开、公平的竞争机制和利益机制的制度设计或安排来实现。
(2)约束机制。约束机制取决于各主体内部的自我约束能力和外部的监控效力。约束能力表现为组织及个人的经营理念、质量意识、职业道德及技术能力的发挥;监控效力取决于工程项目实施主体外部对质量工作的推动和检查监督。两者相辅相成,构成了质量控制过程的制衡关系。
(3)反馈机制。反馈机制是对质量控制系统的能力和运行效果进行评价,并为及时做出处置提供决策依据的制度安排。项目管理者应经常深入生产第一线,掌握第一手资料,并通过相关的制度安排来保证质量信息反馈的及时和准确。
(4)持续改进机制。应用PDCA循环原理,即计划、实施、检查和处置的方式展开质量控制,注重抓好控制点的设置和控制,不断寻找改进机会、研究改进措施,完善和持续改进工程项目质量控制系统,提高质量控制能力和控制水平。
2.1.5 ISO质量管理体系
1.ISO简介
ISO是一个组织的英语简称。其全称是International Organization for Standardization,翻译成中文就是“国际标准化组织”。
ISO是世界上最大的国际标准化组织。它成立于1947年2月23日,它的前身是1928年成立的“国际标准化协会国际联合会”(英文缩写为ISA)。ISO宣称它的宗旨是“在世界上促进标准化及其相关活动的发展,以便于商品和服务的国际交换,在智力、科学、技术和经济领域开展合作。”
2.ISO9000简介
ISO通过它的2856个技术机构开展技术活动。其中技术委员会(英文缩写为TC)共185个,分技术委员会(英文缩写为SC)共611个,工作组(WG)2022个,特别工作组38个。ISO的2856个技术机构技术活动的成果(产品)是“国际标准”。ISO现已制定出国际标准共10300多个,主要涉及各行各业各种产品(包括服务产品、知识产品等)的技术规范。ISO制定出来的国际标准除了有规范的名称之外,还有编号,编号的格式是:ISO+标准号+[杠+分标准号]+冒号+发布年号(方括号中的内容可有可无),例如ISO8402:1987、ISO9000—1:1994等,分别是某一个标准的编号。但是,“ISO9000”不是指一个标准,而是一族标准的统称。根据ISO9000—1:1994的定义:“‘ISO9000族’是由ISO/TC176制定的所有国际标准。”
1994年,ISO/TC176完成了对标准的第一次修订,提出了“ISO9000族”的概念,并由ISO发布了1994版IS09000族标准。
2000年,ISO/TC176完成了对标准的第二次修订。12月15日由ISO正式发布ISO9000:2000、ISO9001:2000和ISO9004:2000,分别取代1994版ISO8402和ISO9000—1,1994版ISO9001、ISO9002和ISO9003,以及1994版ISO9004—1,通称2000版ISO9000族标准。
ISO9000系列标准包括五个部分:ISO9000、ISO9001、ISO9002、ISO9003和ISO9004。其中,ISO9000标准是ISO9000系列标准的选用导则,它主要阐述几个质量术语基本概念之间的关系、质量体系环境的特点、质量体系国际标准的分类、在质量管理中质量体系国际标准的应用以及合同环境中质量体系国际标准的应用。除ISO9000之外的其他四个标准可以分为两个大类:ISO9001~ISO9003标准是在合同环境下用以指导企业质量管理的标准;ISO9004标准是在非合同环境下用以指导企业质量管理的标准。在合同环境下,供需双方建有契约关系。需方应对供方的质量体系提出要求,而ISO9001、ISO9002、ISO9003是不同的质量保证模式,其中以ISO9001建立的质量体系最为全面。ISO9002标准要求供方建立生产和安装的质量保证模式,比ISO9001标准减少了设计控制和售后服务两个质量体系要素。ISO9003标准适用于相当简单的产品,它只要求供方建立最终检验和试验的质量保证模式,比ISO9002少六个质量体系要素。
ISO组织最新颁布的ISO9000:2008系列标准,有四个核心标准:
(1)ISO9000:2008质量管理体系 基础和术语。
(2)ISO9001:2008质量管理体系 要求。
(3)ISO9004:2008质量管理体系 业绩改进指南。
(4)ISO19011:2002 质量和(或)环境管理体系 审核指南。
1993年,为有利于与国际惯例接轨,提高企业管理水平,并有利于企业开拓市场,我国发布了等同ISO9000标准的国家标准(GB/T 19000)。2008年国际标准化组织发布了修订后的ISO9000族标准后,我国及时将其等同转化为国家标准。《质量管理体系 基础和术语》(GB/T 19000—2008)、《质量管理体系 要求》(GB/T 19001—2008)、《质量管理体系 质量计划指南》(GB/T 19015—2008)三项修订后的国家标准已于2009年1月1日实施。
3.企业质量体系认证的程序
具体的质量体系认证过程总体上分为5个阶段:认证申请、受理申请、体系审核、审批与注册发证、监督管理。
(1)认证申请。企业可在决定是否申请认证之前向任何一个认证机构索取有关制度的资料,包括认证规则、公开文件,各项规定、其他有关资料(这些资料均免费提供)。企业向其自愿选择的某个体系认证机构提出申请,按认证机构要求提交申请文件,包括企业质量手册、程序文件等体系文件。
(2)受理申请。认证机构收到申请方的正式申请后,将对申请方的申请文件进行审查,包括填报的各项内容是完整和正确,质量手册的内容总体上是否覆盖了相应质量合格保证模式标准的要求等。经审查若符合规定的申请要求,决定接受申请,由认证机构向申请方发出“受理申请书”,双方签订合同,并通知申请方下一步的工作安排等。
(3)体系审核。体系认证机构指派数名国家注册审核员实施审核工作,包括文件审查、现场检查前的准备,到企业现场进行评定,审核结束提交审核报告等。
(4)审批与注册发证。认证机构按程序审核,通过后颁发证书、注册并向社会公告。
(5)监督管理。在证书的有效期内,认证机构每年对企业至少进行一次监督审核,根据企业的质量体系运行情况,按规定,分别予以保持、暂停及撤销/注销企业的质量体系认证证书。在证书有效期内,如果遇到质量体系标准变更,或者体系认证的范围变更,或者证书的持有者变更时,证书持有者可以申请换发证书,认证机构决定作必要的补充审核。
2.1.6 工程质量控制的统计与分析
2.1.6.1 工程质量统计的指标内容
1.数理统计的基本概念
(1)总体。总体又称母体、检查批或批,是指研究对象全体元素的集合。总体分为有限总体和无限总体。有限总体有一定的数量表现,如一批同规格的材料;无限总体则无一定的数量表现,如一道工序,其源源不断地生产出某一产品,本身是无限的。
(2)样本。从总体中抽出一部分个体组成样本,样本也可称为子样。从总体中抽取样本的方法有两种:随机抽样和系统抽样。随机抽样排除了人的主观影响,使总体中的每个个体都具有同等被抽取到的机会;系统抽样是指每经过一定的时间间隔或数量间隔抽取若干产品作为样本。
(3)随机现象。在质量检验中,某一产品的检验结果可能是优良、合格或不合格。这种事先不能确定结果的现象称为随机现象。
(4)随机事件。每一种随机现象的表现或结果就是随机事件。
2.质量数据变异的数字特征及其度量
质量数据变异的数字特征通常用集中性和离散性来描述。
(1)集中性。一批数据看起来虽然大小不一,但它们似乎都围绕着某一中心值而变化,并有一种集中的倾向。这种变异的数据所表现出来的集中趋势称为集中性。
度量集中性的主要指标是平均数、中位数和众数。
1)平均数。设有一批数据x1、x2、x3、…、xn,则平均数为
平均数是一批数据的中心,围绕这一中心结合着众多的数据,它反映了大量现象的典型特征。平均数是一种综合指标,它表示这批数据所代表的产品或工序所能达到的平均水平。
2)中位数。一批数据按大小顺序排列后,位于中间的数值即为中位数。当数据的个数为奇数时,最中间的数就是当数据个数;为偶数时,中位数为中间两个数据的平均值。
3)众数。众数是一组测量数据中出现次数(频数)最多的数值。
(2)离散性。离散性反映了数据的分散程度或相对集中程度。
1)极差。极差是一组测量数据中的最大值和最小值之差。通常用于表示不分组数据的离散度,用符号R表示,其计算公式为
它反映了数据的波动范围。极差大,说明数据波动范围大;极差小,说明波动范围小。因此,极差可以非常直观地反映数据的离散程度。
2)标准差。标准差也称均方差,用S或σ表示,是每一批数据以平均值为基准相差的大小。标准差比较全面地代表了一批数据的分散程度。
当数据的个数较多时,标准差的计算公式为
式中 σ——标准差;
xi——第i个数据,i=1,2,…,n;
——数据的平均值。
当数据的个数较少时,无偏标准差的计算公式为
式中 s——无偏差标准差。
在质量管理中,通常用无偏标准差估计总体标准差。样本容量越大,估计的效果就越好。
3)变异系数。标准差只表示了各组数据的离散程度(它是以平均数为基准计算而得),若两组数据分布的标准差相同,但其平均值不同,则用标准差来比较离散程度便不恰当。因此,就用标准差与平均值的相对数进行比较,该相对数值称为变异系数,通常用C表示
显然,变异系数越大,离散程度也越大;反之,则越小。
2.1.6.2 质量分析方法
现代质量管理通常利用质量分析法控制工程质量,即利用数理统计的方法,通过收集、整理、分析、利用质量数据,并以这些数据作为判断、决策和解决质量问题的依据,从而预测和控制产品质量。工程质量分析常用的数理统计方法有分层法、因果分析图法、排列图法、直方图法等。
2.1.6.2.1 分层法
分层法又叫分类法或分组法,是将调查收集的原始数据按照统计分析的目的和要求进行分类,通过对数据的整理将质量问题系统化、条理化,以便从中找出规律,发现影响质量因素的一种方法。
由于产品质量是多方面因素共同作用的结果,因而对同一批数据,可以按不同性质分层,使我们能从不同角度来考虑、分析产品存在的质量问题和影响因素。常用的分层标志有:按不同施工工艺和操作方法分层;按操作班组或操作者分层;按分部分项工程分层;按施工时间分层;按使用机械设备型号分层;按原材料供应单位、供应时间或等级分层;按合同结构分层;按工程类型分层;按检测方法、工作环境等分层。
现举例说明分层法的应用。
【例2.1】某钢筋焊接质量调查数据如下:检查了50个焊接点,其中不合格19个,不合格率为38%。试用分层法分析质量问题的原因。
【解】为了查清不合格原因,需要进行分层收集数据。现已查明,这批钢筋的焊接是由A、B、C 3个师傅操作的,而焊条是由甲、乙两个厂家提供的。因此,分别按操作者和焊条生产厂家进行分层分析,即考虑一种因素单独的影响,见表2.1和表2.2。
表2.1 按操作者分层
表2.2 按供应焊条厂家分层
由表2.1和表2.2分层分析可见,操作者B的质量较好,不合格率25%;而不论是采用甲厂还是乙厂的焊条,不合格率都很高且相差不大。为了找出问题之所在,再进一步采用综合分层进行分析,即考虑两种因素共同影响的结果,见表2.3。
表2.3 综合分层分析焊接质量
从表2.3的综合分层法分析可知,在使用甲厂的焊条时,应采用B师傅的操作方法为好;在使用乙厂的焊条时,应采用A师傅的操作方法为好,这样会使合格率大大的提高。
分层法是质量控制统计分析方法中最基本的一种方法,其他统计方法一般都要与分层法配合使用。
2.1.6.2.2 因果分析图法
因果分析图法,也称为质量特性要因分析法、鱼刺图法或树枝图法,是一种逐步深入研究和讨论质量问题原因的图示方法。由于工程中的质量问题是多种原因造成的,这些原因有大有小、有主有次。通过因果分析图,层层分解,可以逐层寻找关键问题或问题产生根源,进行有的放矢地处理和管理。
(1)因果分析图的作图步骤如下:
1)明确要分析的质量问题,置于主干箭头的前面。
2)对原因进行分类,确定影响质量特性的大原因,并用大枝表示。影响工程质量的因素主要有人员、材料、机械、施工方法和施工环境5个方面。
3)以大原因作为问题,层层分析大原因背后的中原因,中原因背后的小原因,直到可以落实措施为止,在图中用不同的小枝表示。
(2)利用因果分析图分析质量问题及原因,要注意以下事项:
1)一个质量特性或一个质量问题使用一张图分析。
2)通常采用QC小组活动的方式进行讨论分析。讨论时,应该充分发扬民主、集思广益、共同分析,必要时可以邀请小组以外的有关人员参与,广泛听取意见。
3)层层深入的分析模式。在分析原因的时候,要求根据问题和大原因以及大原因、中原因、小原因之间的因果关系,层层分析直到能采取改进措施的最终原因。不能半途而废,一定要弄清问题的症结所在。
4)在充分分析的基础上,由各参与人员采取投票或其他方式,从中选择1~5项多数人达成共识的最主要原因。
5)针对主要原因,有的放矢地制定改进措施,并落实到人。
【例2.2】图2.1表示混凝土强度不合格的原因分析,其中将混凝土施工的生产要素(人员、材料、机械、施工方法和施工环境)作为第一层面的因素进行分析,然后对第一层面的各个因素再进行第二层面的可能原因的深入分析,依次类推直至将所有可能原因分层次一一罗列。
图2.1 混凝土强度不足的因果分析图
图2.2 质量影响因素排列图
2.1.6.2.3 排列图法
意大利经济学家帕累托提出“关键的少数和次要的多数间的关系”,后来美国质量专家朱兰把这原则引入质量管理中。排列图又称主次因素分析图或帕累托图,是用来寻找工程(产品)质量主要因素的一种有效工具。其特点是把影响产品质量的因素按大小顺序排列。
排列图的组成如图2.2所示。排列图由两个纵坐标,一个横坐标,若干个矩形及一条曲线组成。其中左边的纵坐标表示频数,右边的纵坐标表示频率,横坐标表示影响质量的各种因素;若干个直方图分别表示质量影响因素的项目,直方图形的高度则表示影响因素的大小程度,按大小顺序从左向右排列。帕累托曲线纵坐标值表示各影响因素大小的累计百分数。
采用排列图分析影响工程(产品)质量的主要因素,可按以下程序进行:
(1)列出影响工程(产品)质量的主要因素,并统计各影响因素出现的频数和频率。
(2)按质量影响因素出现频数由大到小的顺序,从左至右绘制排列图。
(3)分析排列图,找出影响工程(产品)质量的主要因素。在一般情况下,将影响质量的因素分为三类,累计频率在0~80%为A类,是影响质量的主要因素;在80%~90%为B类,是影响质量的次要因素;在90%~100%为C类,是影响质量的一般因素。
作图步骤包括收集数据、整理数据、画坐标图和帕累托曲线、图形分析。
【例2.3】某施工企业构件加工厂出现钢筋混凝土构件不合格品增多的质量问题,对一批构件进行检查,有200个检查点不合格,影响其质量的因素混凝土强度,截面尺寸、侧向弯曲、钢筋强度、表面平整、预埋件、表面缺陷等,统计各因素发生的次数列于表2.4中,试作排列图并确定影响质量的主要因素。
表2.4 不合格项目统计分析表
表2.4已列出因素项目,只需从统计频数入手作排列图即可。
频数、频率、累积频率的统计结果见表2.5,排列图如图2.3所示。
表2.5、图2.3都表明,A类因素(影响钢筋混凝土构件质量的主要因素)有混凝土强度和截面尺寸两项,应针对这两个因素制定改进措施。
表2.5 频率计算表
通常,在采取了系列措施后,可能出现以下几种情况:
(1)各种问题都减少,措施有效。
(2)顺序不变,问题没解决,措施无效。
(3)有两个问题同时解决,这两个因素相关。
(4)顺序改变、水平不变、生产过程有问题,生产工艺不稳定。
2.1.6.2.4 直方图法
直方图法又称频数分布直方图法,它是以直方图形的高度表示一定范围内数值所发生的频数,据此可掌握产品质量的波动情况,了解质量特征的分布规律,以便对质量状况进行分析判断。直方图法可整理统计数据,了解统计数据的分布特征,即数据分布的集中或离散状况,从中掌握质量能力状态;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允许的范围内。
1.直方图法的使用
把收集到的产品质量特征数据,按大小顺序加以整理,进行适当分组,计算每一组中数据的个数(频数),将这些数据在坐标纸上画一些矩形图,横坐标为样本的取值范围,纵坐标为数据落入各组的频数,以此来分析质量分布的状态。
【例2.4】对某工程混凝土试块试验如下,混凝土设计强度要求为C30,共做试块50组,其抗压强度见表2.6,求作直方图。
表2.6 混凝土试块抗压强度统计表
续表
解:(1)收集整理数据。根据数理统计的原理,从需要分析的质量问题的总体中随机抽取一定数量的数据作为样本,通过分析样本来判断总体的状态。样本的数量不能太少,一般不少于30个。
(2)找出全体数据的最大值Xmax,最小值Xmin。
Xmax=46.2N/mm2
Xmin=31.5N/mm2
(3)计算极差R。极差表示全体数据的最大值与最小值之差,也就是全体数据的分布极限范围。
R=Xmax-Xmin=46.2-31.5=15.0(N/mm2)
(4)确定组距和分组数。组数应根据收集数据总数的多少而定,组数太少会掩盖数据的分布规律,太多则使数据过于零乱从而看不出明显的规律,组数用k来表示,分组数可参考表2.7确定。组距反映了组与组之间的间距,各组距应相等,组距用h来表示。通常先定组数,后定组距。组数、组距、极差三者之间的关系为
表2.7 分组数k值的参考表
本例中,取组数k=8,则组距为
(5)确定各组边界值。为避免数据正好落在边界值上,一般可采用区间分界值比统计数据提高一级精度的办法。为此,可按式(2.7)和式(2.8)计算第一区间的上下界值:
第一区间的下界值为:31.5-2.0/2=30.5(N/mm2)
第一区间的上界值为:31.5+2.0/2=32.5(N/mm2)
第一组的上界值就是第二组的下界值,第二组的上界值等于第二组的下界值加上组距,其余类推。
(6)制表并统计频数。根据分组情况,分别统计出各组数据的个数,得到频数统计表,见表2.8。
(7)画直方图。直方图是一张坐标图,横坐标表示分组区间的划分,纵坐标表示各分组区间值的发生频数,如图2.4所示。
表2.8 频数分布统计表
图2.4 混凝土强度分布直方图
2.直方图的观察与分析
(1)通过分析形状观察分析。形状观察分析是将绘制好的直方图形状与正态分布图的形状进行比较分析,主要观察形状是否相似以及分布区间的宽窄。正常直方图呈正态分布,即中间高、两边低、成对称,如图2.5(a)所示。当出现非正常型图形时,就要进一步分析原因,并采取措施予以纠正。常见的异常图形有以下几种:
1)折齿型。这多数是由于作频数表时,分组不当或组距不确定所致,如图2.5(b)所示。
2)缓坡型。直方图在控制之内,但峰顶偏向一侧,另一侧出现缓坡。说明生产中控制有偏向,或操作者习惯因素造成,如图2.5(c)所示。
3)孤岛型。出现孤立的小直方图,这是生产过程中短时间的情况异常造成的,如少量材料不合格,或短时间内工人操作不熟练等,如图2.5(d)所示。
4)双峰型。一般是由于在抽样检查以前,数据分类工作不够好,使两个分布混淆在一起所造成,如图2.5(e)所示。
5)绝壁型。直方图的分布中心偏向一侧,通常是因操作者的主观因素所造成,如图2.5(f)所示。
图2.5 常见的直方图图形
(a)正常型;(b)折齿型;(c)缓坡型;(d)孤岛型;(e)双峰型;(f)绝壁型
(2)通过分布位置观察分析。位置观察分析是指直方图的分布位置与质量控制标准的上下限范围进行比较分析。通过形状观察与分析,若图形正常,并不能说明质量分布就完全合理,还要与质量标准即标准公差相比较,如图2.6所示。图中B表示实际的质量特性分布范围,T表示规范规定的标准公差的界限(T=容许上限-容许下限)。
正常形状的直方图与标准公差相比较,常见的有以下几种情况:
图2.6 实际分布与标准公差的比较
(a)数据分布的中心与标准公差的中心基本吻合;(b)数据分布偏下限;(c)数据的分布宽度边界达到质量标准的上下界限;(d)数据的分布居中且边界与质量标准的上下界限有较大的距离;(e)数据分布均已出现超出质量标准的上限;(f)数据分布均已出现超出质量标准的下限
1)实际分布的中心与标准公差的中心基本吻合,属理想状态,B在T中间,两边略有余地,不会出现不合格品,见图2.6(a)。
2)质量特性数据分布偏下限,易出现不合格,在管理上必须提高总体能力,见图2.6(b)。
3)质量特性数据的分布宽度边界达到质量标准的上下界限,其质量能力处于临界状态,说明控制精度不够,容易出废品。应提高控制精度,以缩小实际分布的范围,见图2.6(c)。
4)质量特性数据的分布居中且边界与质量标准的上下界限有较大的距离,说明控制精度过高,虽然不出废品,但不经济,应适当放宽控制精度,见图2.6(d)。
5)图2.6(e)和图2.6(f)的数据分布均已出现超出质量标准的上下限,这些数据说明生产过程存在质量不合格,需要分析原因,采取措施进行纠偏。