SPC和層次分析法在建筑工程質量管理中的應用

【摘 要】本文采用統計過程控制（Statistical Process Control），將數理統計理論應用于建筑工程中，使用層次分析法（Analytic Hierarchy Process）將復雜的建筑工程活動細分、量化，并將量化后得到的數據作為SPC初始數據進行分析、繪制控制圖。通過此方法可對建筑工程質量進行實時檢測，從事后檢驗改為事前預防，保障了建筑工程的質量、提高了工程生產率。該方法在建筑工程質量中有良好的應用前景。

【關鍵詞】建筑工程質量；統計過程控制；層次分析法；控制圖；權重

引言

進入21世紀以來，隨著我國經濟的快速迅猛發展，建筑業在全國各地蓬勃發展，建筑業已成為了我國經濟發展的重要行業，是經濟構成中的重要組成部分。2011年，全年國內生產總值471564億元，比上年增長9.2%，建筑業總產值117734億元，比上年增長22.6%。于此同時，人們對建筑工程質量越來越關注，提高建筑工程質量以及管理水平成為建筑行業較關注的問題。本文針對我國建筑工程質量管理體制所存在的問題進行分析，結合SPC(統計過程控制)以及AHP（層次分析法），對傳統的建筑工程質量方法進行改進，提高工程質量，以達到促進并推動工程質量管理體制向更好的方向發展。

1 建筑工程質量的重要性和復雜性

建筑工程是形成建筑實體的過程，是決定最終產品質量的關鍵階段，要提高建筑工程項目的質量，就必須狠抓施工階段的質量管理。一方面，建筑工程的質量直接關系到企業的發展，是企業的生命。建筑工程產生的質量問題將會是影響建筑外觀及其使用功能的直接因素，決定了建筑企業經營結構和信譽度，是企業能否持續良好發展的關鍵；另一方面，建筑工程質量出現問題，威脅到人們的財產和生命安全，且無形中縮短了工程的使用壽命，增加工程的維護量、浪費大量的人力物力財力。

建筑工程是一個極其復雜的過程，影響工程質量的因素很多。環境的微小波動、使用材料的微小差異、甚至機械設備的老化磨損，都會產生質量變異，釀成質量事故。像電子、機械等其它工業產品，若發現質量問題，可進行拆卸、解體、更換零件建筑工程不存在上述處理方法，故在施工過程中對工程質量的控制就顯得尤為重要。而建筑工程質量還存在質量要求不一、結構類型不一、體型大、整體性強、建設周期長、受自然條件影響因素等復雜性，使得建筑工程質量問題成為建筑業廣泛關注的熱點[1]。

2 簡述SPC

SPC即統計過程控制（Statistical Process Control），是借助數理統計方法的生產過程控制工具[2]。SPC的產生標志是上世紀二十年代美國Shewhart博士控制圖的發明。SPC主要應用于企業的質量控制中，用SPC對質量數據進行統計、分析從而區分出生產過程中產品質量的正常波動和異常波動。正常波動時偶然性原因，對產品質量影響較小，在技術上難以消除；異常波動是由系統原因異常因素造成的，對產品的質量影響很大。過程控制的目的就是消除異常的波動，使產品的質量得到提高。

在生產過程中， 僅有相互獨立的偶然性因素影響時， 產品特性值x服從正態分布

N (μ，σ^2)， P(μ-3σ

(μ-3σ，μ+3σ)上、下控制線外的概率之和只有0.27%。這是小概率事件，根據概率統計理論， 小概率事件在一次實驗中是不會發生的。如果發生了， 則說明原來的分布受到了異常因素的影響，處于失控狀態[3]。

3 SPC在建筑工程質量中的應用

3.1 首先用層次分析法對建筑工程質量檢測評價指標體系進行構建

運用層次分析法，結合《中華人民共和國建筑法》、《建設工程質量檢測管理辦法》及其它文獻相關分析建立建筑工程質量檢測評價指標體系。該體系分本文采用三級遞階層結構來進行評判，先分項，再分部，最后單位工程的順序逐級評定。（目標層、準則層、指標層）指標體系如圖1：

圖1 指標體系圖

3.2 對每個檢測項目精確描述、級別劃分，用權重的形式考慮各級質量影響因素對質量的貢獻[4]

在工程實施過程中對各個分項項目進行檢測，描述實際檢測項目的質量狀況可采用優良、合格、不合格的三級劃分模式，再通過模糊綜合評定法對各項進行具體的量化。

3.3 步驟（2）中層次分析法與模糊綜合評定法所得各項指標權量化后的數據作為SPC方法的質量特征值，并繪制控制圖，假設某一項指標X控制圖基本形式如圖2

圖2 X指標控制圖

控制圖有兩個坐標，橫坐標表示樣本號，縱坐標表示質量特征值。

中心線CL= ，上控制限UCL= ，下控制限=

定期抽取每項檢測指標樣本，通過層次分析法測出其質量特性數據，根據計算所得數值標在圖中，觀察標點是否越限，判斷建筑工程過程是否穩定狀況。

3.4 利用控制圖對過程進行分析和改進，并對過程產品采取措施，或結合運用全面質量管理中的PDCA循環不斷分析影響質量問題的各個因素，采取措施在下一個循環中不斷改進。

SPC質量檢測管理具體模塊如圖3

圖3 SPC質量檢測管理模塊圖

4 結束語

隨著中國加入WTO以后，建筑業正從勞動密集型向技術密集型轉化。本文在介紹建筑工程質量面臨的問題及復雜性的基礎上，引入SPC技術原理和層級分析的方法，相比其它的工程質量檢測管理方法，具有更好的提前預測性和控制能力。隨著進一步研究的深入，SPC技術在建筑工程領域的應用也會越來越廣泛。

參考文獻：

[1]唐坤.盧玲玲.建筑工程項目風險與全面風險管理.建筑經濟，2004

[2]蔡林沁，袁小兵.統計過程控制(SPC)及其在一汽大柴的應用[J].計算機應用，2002，(9):77-79.

[3]田學民，曹玉蘋.統計過程控制的研究現狀及展望. 中國石油大學學報[J] 2008

[4]張琳，李長俊，蘇欣，廖柯熹.模糊層次分析法確定管線風險因素權重. 石油機械 2006(6)