监理工程师-目标控制（水利）【质量】-第七章第二节常用的质量分析方法.docx

第二节常用的质量分析方法用于质量分析的工具很多，常用的有直方图法、控制图法、排列图法、分层法、因果分析图法、相关 图法和调查表法。一、直方图法(-)直方图法的用途直方图法即频数分布直方图法，通过直方图的观察与分析，可了解生产过程是否正常，估计工序不 合格品率的高低，判断工序能力是否满足，评价施工管理水平等。其缺点是：不能反映质量数据随时间的变化；要求提供的数据较多，一般要50个以上，否那么难以 表达其规律。(二)直方图的绘制方法1 .数据某工程浇筑混凝土时，先后取得混凝土抗压强度数据，见表混凝土抗压强度数据表单位：MPa行次试块抗压强度最大值最小值139.731.335.932.437. 130.939.730.9228.923.530.632.028.028.232.023.5329.025.729. 130.020.328.630.020.3420.425.025.626.526.928.628.620.4531.228.230.532.030. 731. 132.028.2629. 730.323.327.023.320.930.320.9725.736. 137.624.827.230. 137.624.8826.624.624.625.931. 127.931. 124.6929.024.028.534.327. 135.835.824.01032.535.827.427. 128. 129.735.827. 1VXmax' Amin39.720.32 .计算极差R找出全部数据中的最大值与最小值，计算出极差。本例中：xraax=39. 7MPa, xmin=20. 3MPa,极差R=19. 4MPa3 .确定组数和组距确定组数ko确定组数的原那么是分组的结果能正确地反映数据的分布规律。组数应根据数据多 少来确定。组数过少，会掩盖数据的分布规律；组数过多，使数据过于零乱分散，也不能显示出质量分布 状况。一般可由经验数值确定，50-100个数据时，可分为6-10组；100250个数据时，可分为7第1页原15页种有效方法。（一）排列图的组成排列图左边纵坐标表示频数，即影响调查对象质量的因素至复发生或次数（个数、点数）；横坐标 表示影响质量的各种因素，按出现的次数从多至少、从左到右排列；右边的纵坐标表示频率，即各因素的频数占总频数的百分比；矩形表示影响质量因素的工程或特性，其高度表示该因素频数的高低；曲线表示各因素依次的累计频率，也称为巴雷特曲线。影响因素（从大到小排列）X、耕MOo O1 5o O 8 9图7-11排列图组成（二）排列图的绘制o o o o o o o O 4 2 0 8 6 4 21A 1*e、添之母谗领Ko o o o o o o O 4 2 0 8 6 4 21A 1*e、添之母谗领KX、爵44 课Oo o O 1 9 850图7-12排列图第10页於15页(三)排列图分析通常将巴氏曲线分成三个区：A区、B区和C区。累计频率在80%以下的叫A区，其所包含的因素为主要因素或关键工程，是应该解决的重点；累计频率在80%90%的区域为B区，为次要因素；累计频率在90%100%的区域为C区，为一般因素，一般不作为解决的重点。(四)排列图的作用排列图的主要作用如下：(1)找出影响质量的主要因素。影响工程质量的因素是多方面的，有的占主要地位，有的占次要地 位。用排列图法，可方便地从众多影响质量的因素中找出影响质量的主要因素，以确定改进的重点。(2)评价改善管理前后的实施效果。对其质量问题的解决前后，通过绘制排列图，可直观地看出管 理前后某种因素的变化。评价改善管理的效果，进而指导管理。(3)可使质量管理工作数据化、系统化、科学化。【例题】采用排列图法划分质量影响因素时，累计频率到达75%对应的影响因素是()。A.主要因素B.次要因素C. 一般因素D.基本因素【答案】A【解析】A类为080%,主要因素；B类为80%90%,次要因素；C类为90%100%, 一般因素。四、分层法分层法又叫分类法，是将调查提供的原始数据，根据不同的目的和要求，按某一性质进行分组、整理 的分析方法。分层的结果使数据各层间的差异突出地显示出来，层内的数据差异减少了，在此基础上再进 行层间、层内的比拟分析。常见的分层标志包括以下几点：(1)按操作班组或操作者分层。(2)按使用机械设备型号分层。(3)按操作方法分层。(4)按原材料供应单位、供应时间或等级分层。(5)按施工时间分层。第11页原15页（6）按检查手段、工作环境等分层。五、因果分析图法（一）因果分析图概念因果分析图法是利用因果分析图来系统整理分析某个质量问题（结果）与其产生原因之间关系的有 效工具，因果分析图也称特性要因图，又因其形状常被称为树枝图或鱼刺图。环境混凝土强度缺乏因果分析图由质量特性（即指某个质量问题）、要因（产生质量问题的主要原因）、枝干（指一系列 箭线表示不同层次的原因）、主干（指较粗的直接指向质量问题的水平箭线）等所组成。（二）因果分析图绘制（三）绘制和使用因果分析图时应注意的问题1 .集思广益2 .定制对策绘制因果分析图不是目的，而是要根据图中所反映的主要原因，制定改进的措施和对策，限期解决问 题，保证产品质量。具体实施时，一般应编制对策计划表。六、相关图法（一）相关图法的概念相关图又称散布图。在质量控制中它是用来显示两种质量数据之间关系的一种图形。质量数据之间的 关系多属相关关系。一般有三种类型：质量特性和影响因素之间的关系；质量特性和质量特性之间的 关系；影响因素和影响因素之间的关系。（二）相关图的绘制方法第12页於15页3525-20150. 40. 50.60. 7图7-15相关图相关图数据表序号12345678X水灰比(W/C)0.40. 450.50. 550.60. 650.70. 75y强度/MPa36.335.328.224.023.020.618.415.0可以看出本例水灰比对强度影响是属于负相关。初步结果是，在其他条件不变情况下，混凝土强度随 着水灰比增大有逐渐降低的趋势。(三)相关图的观察和分析相关图中点的集合，反映了两种数据之间的散布状况，根据散布状况可以分析两个变量之间的关系。归纳 起来有以下六种类型。(1)正相关。散布点基本形成由左至右向上变化的一条直线带，即随X增加，y值也相应增加，说 明X与y有较强的制约关系。此时，可通过对x控制而有效控制y的变化。(a)正相关(2)弱正相关。散布点形成向上较分散的直线带。随x值的增加，y值也有增加趋势，但x、y的第13页於15页 关系不像正相关那么明确。说明y除受x影响外，还受其他更重要的因素影响。需要进一步利用因果分析 图法分析其他的影响因素。3'.一 . X(b)弱正相关(3)不相关。散布点形成一团或平行于x轴的直线带。说明x变化不会引起y的变化或其变化无 规律，分析质量原因时可排除x因素。y . X(C)不相关(4)负相关。散布点形成由左向右向下的一条直线带，说明x对y的影响与正相关恰恰相反。y0iX(d)负相关(5)弱负相关。散布点形成由左至右向下分布的较分散的直线带说明x与y的相关关系较弱，且 变化趋势相反，应考虑寻找影响y的其他更重要的因素。y . (C)弱负相关(6)非线性相关。散布点呈一曲线带，即在一定范围内x增加，y也增加；超过这个范围x增加,y那么有下降趋势。或改变变动的斜率呈曲线形态。第14页原15页 o'(f)非线性相关七、调查表法调查表法也叫调查分析表法或检查表法，是利用图表或表格进行数据收集和统计的一种方法。也可 以对数据稍加整理，到达粗略统计，进而发现质量问题的效果。混凝土外观检查用“不良工程调查表”，可供其他统计方法使用，同时，从表中也可粗略统计出，不良工程出现比拟集中的是“胀模”“漏浆” “埋件偏差”，它们都与模板本身的刚度、严密性、支撑系统的牢固性有关，质量问题集中在支模的班组。这样就可针对模板班组采取措施。混凝土外观不良工程调查表施工工段蜂窝麻面胀模Ayv路筋漏浆上外表不平埋件偏差其他1171312261323531合计1182915第15页原15页12组；数据250个以上时，可分为10-20组；本例中取组数k=7。确定组距h。组距是组与组之间的间隔，也即一个组的范围。各组距应相等，即组距二极差/组数本例中组距h=距.4/7=2.77,为了计算方便,这里取例278。其中，组中值按下式计算：甘W力怙 某组下界限值+某组上界限值某组组甲值=4 .确定组界值确定组界值就是确定各组区间的上、下界值。为了防止X*落在第一组的界限上，第一组的下界值 应比晨n小；同理，最后一组的上界值应比X皿大。此外，为保证所有数据全部落在相应的组内，各组的组 界值应当是连续的；而且组界值要比原数据的精度提高一级。一般以数据的最小值开始分组。第一组上、下界值按下式计算：第一组下界限值:及一一：=203 胃(MPa)If, 7«9及.+；=203+彳=2L69 (MPa)第一组上界限值：22第一组的上界限值就是第二组的下界限值；第二组的上界限值等于下界限值加组距h,其余类推。5 .编制数据频数统计表编制数据频数统计表，见下表。计算表组号组区间值组中值频数统计频数频率/%118.9121.6920.3T35221.6924. 4723.8正T711.7324. 4727. 2525.85正正下1321. 7428. 63正正正正一2135530. 0332.8131.41正TF915634. 19正58.3735. 5938. 3736. 97丁23.3总计606 .绘制频数分布直方图以频率为纵坐标，以组中值为横坐标，画直方图，见图第2页於15页41.52 9 6 工4.6.3 2 12 9 6 工4.6.3 2 18. 3013023.8025. 8528. 6331.4134. 1936.97组中值图7-3频率分布直方图（三）直方图的判断和分析通过用直方图分布和公差比拟判断工序质量，如发现异常，应及时采取措施预防产生不合格品。1 .理想直方图它是左右基本对称的单峰型。说明混凝土的生产过程正常。2,非正常型直方图（1）折齿型。是由于分组过多或组距太细所致。（b）折齿型（2）孤岛型。是由于原材料或操作方法的显著变化所致。（C）孤岛型第3页於15页（3）双峰型。是由于将来自两个总体的数据（如两种不同材料、两台机器或不同操作方法）混在 起所致。（d）双峰型（4）缓坡型。图形向左或向右呈缓坡状，即平均值1c又过于偏左或偏右，这是由于工序施工过程中的上控制界限或下控制界限控制太严所造成的。（e）缓坡型（5）绝壁型。是由于收集数据不当，或是人为剔除了下限以下的数据造成的。【例题】由于分组组数不当或者组距确定不当出现的直方图，将形成（）直方图。A.折齿型B.缓坡型C.孤岛型D.双峰型【答案】A【解析】折齿型直方图出现的原因：分组组数不当或者组距确定不当。（四）废品率的计算由于计量连续的数据一般是服从正态分布的，所以根据标准公差上限几、标准公差下限和平均值第4页於15页“、标准偏差s可以推断产品的废品率，见图所示。计算方法如下。图7-5正态分布曲线1 .超上限废品率Pu的计算先求出超越上限的偏移系数：用”=5然后根据它查正态分布表，求得出超上限的废品率Pu。2 .超下限废品率Pl的计算先求出超越下限的偏移系数:然后根据它查正态分布表，求得出超下限的废品率Pl。3 .总废品率P = Pu+Pl（五）工序能力指数Cp工序能力能否满足客观的技术要求，需要进行比拟度量，工序能力指数就是表示工序能力满足产品质 量标准的程度的评价指标。所谓产品质量标准，通常指产品规格、工艺规范、公差等。工序能力指数一般 用符号Cp表示，那么将正常型直方图与质量标准进行比拟,即可判断实际生产施工能力。1 .工序能力分析第5页/共15页作出直方图后，除了观察直方图形状，分析质量分布状态外，再将正常直方图与质量标准相比拟, 从而对工序能力进行分析，一般有六种情况。为了方便分析，用T表示质量标准要求的界限，用B代表实际质量特性值分布范围。比拟结果一般有以下几种情况：B在T中间，两边各有一定余地，这是理想的控制状态。XB虽在了T之内，但偏向一侧，有可能出现超上限或超下限不合格品，要采取纠正措施，提高工序 能力。B与T重合，实际分布太宽，极易产生超上限与超下限的不合格品，要采取措施，提高工序能力。B过分小于T,说明工序能力过大，不经济。第6页於15页TB过分偏离了的中心，已经产生超上限或超下限的不合格品，需要调整。B大于T,已经产生大量超上限与超下限的不合格品，说明工序能力不能满足技术要求。2 .工序能力指数 G的计算一般而言，当1.33<£1.67时-，说明工程能力良好；当 4=1.33时，说明工程能力勉强；当 ”1时，说明工程能力缺乏。二、控制图法前述直方图法，它所表示的都是质量在某一段时间里的静止状态。但在生产工艺过程中，产品质量的 形成是个动态过程。因此，控制生产工艺过程的质量状态，就成了控制工程质量的重要手段。这就必须 在产品制造过程中及时了解质量随时间变化的状况，使之处于稳定状态，而不发生异常变化，这就需要利 用管理图法。第7页於15页1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25管理图又称控制图，它是指以某质量特性和时间为轴，在直角坐标系所描的点，依时间为序所连成的 折线，加上判定线以后，所画成的图形。管理图法是研究产品质量随着时间变化，如何对其进行动态控制 的方法。它的使用可使质量控制从事后检查转变为事前控制。借助于管理图提供的质量动态数据，人们 可随时了解工序质量状态，发现问题，分析原因，采取对策，使工程产品的质量处于稳定的控制状态。控制图一般有三条线：上面的一条线为控制上限，用符号UCL表示；中间的一条叫中心线，用符号CL 表示；下面的一条叫控制下限，用符号LCL表示，见图图7-7控制图在生产过程中，按规定取样，测定其特性值，将其统计量作为一个点画在控制图上，然后连接各点成 一条折线，即表示质量波动情况。（一）控制图的种类按照控制对象，可将双侧控制图分为计量双侧控制图和计数双侧控制图两种。第8页於15页（二）控制图的绘制（三）控制图的分析与判断绘制控制图的主要目的是分析判断生产过程是否处于稳定状态。控制图主要通过研究点子是否超出 了控制界线以及点子在图中的分布状况，以判定产品（材料）质量及生产过程是否稳定，是否出现异常 现象。如果出现异常，应采取措施，使生产处于控制状态。主要从以下四个方面来判断生产过程是否稳定。（1）连续的点全部或几乎全部落在控制界线内。经计算得到：1）连续25点无超出控制界线者。2）连续35点中最多有一点在界外者。3）连续100点中至多允许有2点在界外者。（2）点在中心线附近居多，即接近上、下控制界线的点不能过多。如属以下情况判定为异常：连续3点至少有2点接近控制界线；连续7点至少有3点接近控制界线； 连续10点至少有4点接近控制界线。（3）点在控制界线内的排列应无规律。以下情况为异常：1）连续7点及其以上呈上升或下降趋势者。2）连续7点及其以上在中心线两侧呈交替性排列者。3）点的排列呈周期性者。（4）点在中心线两侧的概率不能过分悬殊。以下情况为异常:连续11点中有10点在同侧；连续14 点中有12点在同侧；连续17点中有14点在同侧；连续20点中有16点在同侧。【例题】在质量控制的统计分析方法中，用于动态质量控制的工具是（）oA.直方图B.相关图C.控制图D.排列图【答案】C【解析】管理图法（又称控制图）是研究产品质量随着时间变化，如何对其进行动态控制的方法。三、排列图法排列图法又称巴雷特图法，也叫主次因素分析图法，它是分析影响工程（产品）质量主要因素的一第9页供15页