劉洋洋 張曉彤

控制圖是根據(jù)假設(shè)檢驗(yàn)的原理，在以橫坐標(biāo)表示抽樣組編號(hào)、以縱坐標(biāo)表示根據(jù)質(zhì)量特性或其特征值求得的中心線和上、下控制線，視點(diǎn)子與中心線、界限線的相對(duì)位置及其排列形狀,鑒別工序中是否存在系統(tǒng)原因，分析和判斷工序是否處于控制狀態(tài)，從而具有區(qū)分正常波動(dòng)與異常波動(dòng)功能的統(tǒng)計(jì)圖形。在生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)品質(zhì)量由于受偶然因素和系統(tǒng)因素的影響而產(chǎn)生變差；前者由大量微小的偶然因素疊加而成，后者則是由可辨識(shí)的、作用明顯的原因所引起，經(jīng)采取適當(dāng)措施可以發(fā)現(xiàn)和排除。本文從混凝土拌和樓生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制的角度介紹了控制圖在拌和樓質(zhì)量控制過(guò)程中的應(yīng)用，有利于對(duì)拌和樓整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)質(zhì)量水平進(jìn)行全面評(píng)估和管控，對(duì)同類拌和樓或拌和站生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制有較好的借鑒意義。

一、控制圖的原理

控制圖分為計(jì)量控制圖和計(jì)數(shù)控制圖，計(jì)量是指對(duì)所考察子組中某一個(gè)單位產(chǎn)品的特性值的數(shù)值大小進(jìn)行測(cè)量與記錄所得到的觀測(cè)值，最常用的計(jì)量控制圖為 與R或S圖，其中 圖表達(dá)了過(guò)程平均的中心位置，從平均值的角度揭示不希望出現(xiàn)的偏差，R或S圖表達(dá)了離散程度，揭示組內(nèi)不希望出現(xiàn)的變差，是變異大小的一種指示器，過(guò)程一致性或均勻性的一個(gè)度量。R圖計(jì)算方便但表達(dá)的信息不如S全面；

二、控制圖的繪制要點(diǎn)

通用質(zhì)量控制圖繪制的核心是確定三條平行于橫軸的直線：中心線（CL，Central Line）、控制上限（UCL，Upper Control Line）和控制下限（LCL，Lower Control Line），并有按時(shí)間順序抽取的樣本統(tǒng)計(jì)量數(shù)值的描點(diǎn)序列。UCL、LCL通?？刂平缦拊O(shè)定在±3倍標(biāo)準(zhǔn)差的位置，中心線是所控制的統(tǒng)計(jì)量的平均值。精細(xì)質(zhì)量控制圖還可以繼續(xù)增加±1倍、±2倍標(biāo)準(zhǔn)差相對(duì)應(yīng)的控制限，更加快速準(zhǔn)確的反映質(zhì)量情況。

三、控制圖的繪制步驟

質(zhì)量控制圖的繪制首先要從一組數(shù)據(jù)入手，通過(guò)近期數(shù)據(jù)建立控制圖之后，經(jīng)過(guò)修正建立控制用控制圖進(jìn)行后期生產(chǎn)質(zhì)量的控制之用。本文以某水電站工程一段時(shí)間內(nèi)C25混凝土強(qiáng)度為例進(jìn)行介紹，其繪制步驟主要有以下幾步：

第一步，收集一定時(shí)間段內(nèi)的檢測(cè)結(jié)果特性值（混凝土強(qiáng)度），對(duì)混凝土強(qiáng)度而言需采用同種材料，同一配比數(shù)據(jù)，根據(jù)收集數(shù)據(jù)的多少按5～25個(gè)一組進(jìn)行分組（本文以6個(gè)數(shù)據(jù)為一組），分別計(jì)算出組數(shù)據(jù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差S兩個(gè)基本參數(shù)，結(jié)果見表1。

第二步，S圖的控制狀態(tài)會(huì)影響到 圖，因?yàn)闊o(wú)論是對(duì)子組的標(biāo)準(zhǔn)差還是對(duì)子組平均值的解釋能力都依賴于試件間變異的估計(jì)，因此應(yīng)先繪制S圖，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以組S為縱坐標(biāo)繪制S圖，此時(shí)

第三步，根據(jù)已繪制的S控制圖，檢查數(shù)據(jù)點(diǎn)是否有失控點(diǎn)或有無(wú)異常的模式或趨勢(shì)，如有應(yīng)分析原因，進(jìn)行糾正，并防止再次出現(xiàn)。顯然，本例中2016年1月1日的標(biāo)準(zhǔn)差4.6MPa超出控制限，應(yīng)查找原因，采取措施進(jìn)行糾正，為了方便起見，我們直接刪除該子組數(shù)據(jù)，之后重新計(jì)算剔除之后的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差S，以及上下控制限UCL、LCL和中心線，根據(jù)《常規(guī)控制圖》GB/T4091-2001常規(guī)控制圖系數(shù)可知，當(dāng)n=6時(shí)結(jié)果見圖2。

表1 組平均值和標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算表

圖1 初步繪制標(biāo)準(zhǔn)差控制圖

第四步，根據(jù)剔除已查明原因的子組，再次計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差平均值和控制限，再次確認(rèn)所有點(diǎn)是否都處于控制狀態(tài)，若仍有點(diǎn)子出界，則繼續(xù)重復(fù)“識(shí)別-糾正-重新計(jì)算”程序。由圖2可以看出不存在變異可查明原因的8中形式，標(biāo)明此時(shí)S圖處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，可采用此時(shí)的數(shù)據(jù)建立圖，根據(jù)《常規(guī)控制圖》GB/T4091-2001常規(guī)控制圖系數(shù)，當(dāng)n=6時(shí)結(jié)果見圖3。

圖2 修正后標(biāo)準(zhǔn)差控制圖

圖3 初步計(jì)算平均值控制圖

圖4 修正后標(biāo)準(zhǔn)差控制圖

第五步，由圖3可以看出2016年2月4日當(dāng)天的數(shù)據(jù)點(diǎn)超出了控制限，應(yīng)重復(fù)進(jìn)行分析原因，進(jìn)行糾正，并防止再次出現(xiàn)，為簡(jiǎn)化起見，直接刪除當(dāng)天數(shù)據(jù)組，重新計(jì)算S和X控制圖的控制限和中心線，圖控制限為圖控制限為=31.8-1.287×1.71=29.5，再次繪制S和X控制圖，分別見圖4、圖5。

圖5 修正后平均值控制圖

第六步，判穩(wěn)，判斷S和X控制圖是否處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，這是建立控制用控制圖的基礎(chǔ)。根據(jù)兩次剔除之后的S和X控制圖可以看出，不存在變異可查明原因的8中形式，標(biāo)明此時(shí)X圖S圖均處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，可采用此時(shí)的數(shù)據(jù)建立控制用控制圖。

第七步，計(jì)算過(guò)程能力指數(shù)，我們采用C25混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)的目標(biāo)配置強(qiáng)度31.6MPa作為上容差限，25MPa為下容差限，根據(jù)《常規(guī)控制圖》GB/T4091-2001常規(guī)控制圖系數(shù)可知，當(dāng)n=6時(shí)d2=2.534，結(jié)合可得：

PCI=規(guī)定容差/過(guò)程離散程度=(UTL-LTL)/(6S/d2)=(31.6-25.0)/(6×1.71/2.534)=1.63＞1

由于PCI大于1，故過(guò)程能力可認(rèn)為是足夠的，就混凝土強(qiáng)的實(shí)際意義來(lái)說(shuō)，過(guò)程中心的位置31.7MPa與配合比設(shè)計(jì)時(shí)目標(biāo)配置強(qiáng)度31.6MPa相差0.1MPa，說(shuō)明實(shí)際施工過(guò)程中混凝土質(zhì)量控制中心與配合比設(shè)計(jì)時(shí)的目標(biāo)中心基本吻合，可認(rèn)為理論與實(shí)際是相吻合的。

第八步，繪制控制用控制圖，延長(zhǎng)上下控制限作為控制用控制圖使用。

四、結(jié)語(yǔ)

本文只針對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行了3σ控制圖的理論分析和研究應(yīng)用，為了能夠從根本上控制混凝土強(qiáng)度，可采用相同的理論方法對(duì)水泥、砂石骨料、外加劑等構(gòu)成混凝土的主要原材料的關(guān)鍵指標(biāo)建立質(zhì)量控制圖，以便提早發(fā)現(xiàn)質(zhì)量波動(dòng)情況進(jìn)行解決。

同一質(zhì)量控制圖必須采用相同原材料，同配合比，同生產(chǎn)工藝、同齡期的混凝土數(shù)據(jù)，不同來(lái)源的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不應(yīng)混用；