SPC和层次分析法在建筑工程质量管理中的应用

【摘 要】本文采用统计过程控制（Statistical Process Control），将数理统计理论应用于建筑工程中，使用层次分析法（Analytic Hierarchy Process）将复杂的建筑工程活动细分、量化，并将量化后得到的数据作为SPC初始数据进行分析、绘制控制图。通过此方法可对建筑工程质量进行实时检测，从事后检验改为事前预防，保障了建筑工程的质量、提高了工程生产率。该方法在建筑工程质量中有良好的应用前景。

【关键词】建筑工程质量；统计过程控制；层次分析法；控制图；权重

引言

进入21世纪以来，随着我国经济的快速迅猛发展，建筑业在全国各地蓬勃发展，建筑业已成为了我国经济发展的重要行业，是经济构成中的重要组成部分。2011年，全年国内生产总值471564亿元，比上年增长9.2%，建筑业总产值117734亿元，比上年增长22.6%。于此同时，人们对建筑工程质量越来越关注，提高建筑工程质量以及管理水平成为建筑行业较关注的问题。本文针对我国建筑工程质量管理体制所存在的问题进行分析，结合SPC(统计过程控制)以及AHP（层次分析法），对传统的建筑工程质量方法进行改进，提高工程质量，以达到促进并推动工程质量管理体制向更好的方向发展。

1 建筑工程质量的重要性和复杂性

建筑工程是形成建筑实体的过程，是决定最终产品质量的关键阶段，要提高建筑工程项目的质量，就必须狠抓施工阶段的质量管理。一方面，建筑工程的质量直接关系到企业的发展，是企业的生命。建筑工程产生的质量问题将会是影响建筑外观及其使用功能的直接因素，决定了建筑企业经营结构和信誉度，是企业能否持续良好发展的关键；另一方面，建筑工程质量出现问题，威胁到人们的财产和生命安全，且无形中缩短了工程的使用寿命，增加工程的维护量、浪费大量的人力物力财力。

建筑工程是一个极其复杂的过程，影响工程质量的因素很多。环境的微小波动、使用材料的微小差异、甚至机械设备的老化磨损，都会产生质量变异，酿成质量事故。像电子、机械等其它工业产品，若发现质量问题，可进行拆卸、解体、更换零件建筑工程不存在上述处理方法，故在施工过程中对工程质量的控制就显得尤为重要。而建筑工程质量还存在质量要求不一、结构类型不一、体型大、整体性强、建设周期长、受自然条件影响因素等复杂性，使得建筑工程质量问题成为建筑业广泛关注的热点[1]。

2 简述SPC

SPC即统计过程控制（Statistical Process Control），是借助数理统计方法的生产过程控制工具[2]。SPC的产生标志是上世纪二十年代美国Shewhart博士控制图的发明。SPC主要应用于企业的质量控制中，用SPC对质量数据进行统计、分析从而区分出生产过程中产品质量的正常波动和异常波动。正常波动时偶然性原因，对产品质量影响较小，在技术上难以消除；异常波动是由系统原因异常因素造成的，对产品的质量影响很大。过程控制的目的就是消除异常的波动，使产品的质量得到提高。

在生产过程中, 仅有相互独立的偶然性因素影响时, 产品特性值x服从正态分布

N (μ，σ^2)， P(μ-3σ

(μ-3σ,μ+3σ)上、下控制线外的概率之和只有0.27%。这是小概率事件，根据概率统计理论, 小概率事件在一次实验中是不会发生的。如果发生了, 则说明原来的分布受到了异常因素的影响,处于失控状态[3]。

3 SPC在建筑工程质量中的应用

3.1 首先用层次分析法对建筑工程质量检测评价指标体系进行构建

运用层次分析法，结合《中华人民共和国建筑法》、《建设工程质量检测管理办法》及其它文献相关分析建立建筑工程质量检测评价指标体系。该体系分本文采用三级递阶层结构来进行评判，先分项，再分部，最后单位工程的顺序逐级评定。（目标层、准则层、指标层）指标体系如图1：

图1 指标体系图

3.2 对每个检测项目精确描述、级别划分，用权重的形式考虑各级质量影响因素对质量的贡献[4]

在工程实施过程中对各个分项项目进行检测，描述实际检测项目的质量状况可采用优良、合格、不合格的三级划分模式，再通过模糊综合评定法对各项进行具体的量化。

3.3 步骤（2）中层次分析法与模糊综合评定法所得各项指标权量化后的数据作为SPC方法的质量特征值,并绘制控制图，假设某一项指标X控制图基本形式如图2

图2 X指标控制图

控制图有两个坐标，横坐标表示样本号，纵坐标表示质量特征值。

中心线CL= ,上控制限UCL= ,下控制限=

定期抽取每项检测指标样本，通过层次分析法测出其质量特性数据，根据计算所得数值标在图中，观察标点是否越限，判断建筑工程过程是否稳定状况。

3.4 利用控制图对过程进行分析和改进，并对过程产品采取措施，或结合运用全面质量管理中的PDCA循环不断分析影响质量问题的各个因素，采取措施在下一个循环中不断改进。

SPC质量检测管理具体模块如图3

图3 SPC质量检测管理模块图

4 结束语

随着中国加入WTO以后，建筑业正从劳动密集型向技术密集型转化。本文在介绍建筑工程质量面临的问题及复杂性的基础上，引入SPC技术原理和层级分析的方法，相比其它的工程质量检测管理方法，具有更好的提前预测性和控制能力。随着进一步研究的深入，SPC技术在建筑工程领域的应用也会越来越广泛。

参考文献：

[1]唐坤.卢玲玲.建筑工程项目风险与全面风险管理.建筑经济，2004

[2]蔡林沁,袁小兵.统计过程控制(SPC)及其在一汽大柴的应用[J].计算机应用,2002,(9):77-79.

[3]田学民,曹玉苹.统计过程控制的研究现状及展望. 中国石油大学学报[J] 2008

[4]张琳,李长俊,苏欣,廖柯熹.模糊层次分析法确定管线风险因素权重. 石油机械 2006(6)