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2025年环球网校监理工程师《建设工程质量控制》精讲班-水利
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
(一)直方图法的用途
直方图法即频数分布直方图法,它是将收集到的质量数据进行分组整理,绘制成频数分布直方图,
用以描述质量分布状态的一种分析方法,所以又称质量分布图法。
通过直方图的观察与分析,①可了解产品质量的波动情况,掌握质量特性的分布规律,以便对质
量状况进行分析判断。
通过质量数据特征值的计算,②估算施工生产过程总体的不合格品率,③评价过程能力等。
(二)直方图的绘制方法
(1)收集整理数据:用随机抽样的方法抽取数据,一般要求数据在50个以上。
(2)计算极差R。
(3)确定组数和组距。50-100个数据时,可分为6~10组,100-250个数据时,可分为7~12组;
数据250个以上时,可分为10-20组。
(4)确定组界值。确定各组区间的上、下界值。
(5)编制数据频数统计表。
(6)绘制频数分布直方图。
(三)直方图的判断和分析
(1)观察直方图的形状、判断质量分布状态
1)折齿型:分组组数不当或组距确定不当(分组过多,组距过密)。
2)左(或右)缓坡型:主要是由于操作中对上限(或下限)控制太严造成的。
3)孤岛型:原材料发生变化或临时他人顶班作业造成的。
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4)双峰型:是由于用两种不同方法或两台设备或两组工人进行生产,然后把两方面数据混在一
起整理产生的。
5)绝壁型:数据收集不正常,人为因素造成的。(如:人为剃除不合格品)
(2)将直方图与质量标准比较,判断实际生产过程能力理想状态:质量分布中心与质量标准中
心重合,实际数据分布与质量标准相比较两边有一定余地。T表示质量标准要求界限;B表示实际质
量特性分布范围。
【例题·单选】直方图法的优点不包含( )。
A.计算、绘图方便
B.直观
C.能反映质量数据随时间的变化
D.易掌握
【答案】C
【解析】直方图法优点是:计算、绘图方便、易掌握且直观、确切地反映出质量分布规律。其缺
点是:不能反映质量数据随时间的变化,要求收集的数据较多,一般要50个以上,否则难以体现其
规律。
【例题·单选】由于分组组数不当或者组距确定不当,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】B操作中对上下线控制太严,C原材料发生变化、临时他人顶班作业,D由于两种不同方
法或两台设备或两组工人生产,两方面数据混一起造成的。
【例题·单选】利用直方图法进行分析时,直方图出现绝壁形,是由( )造成的。
A.分组太多或组距太细
B.由于原材料或操作方法显著变化
C.人为剔出了不合格品的数据造成的
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D.将来自两个不同总体的数据混在一起
【答案】C
【解析】绝壁型:数据收集不正常,人为因素造成的。(如:人为剃除不合格品)
二、控制图法
管理图又称控制图。它是在直角坐标系内画有控制界限,描述生产过程中产品质量波动状态的图
形。利用控制图区分质量波动原因,判明生产过程是否处于稳定状态的方法称为控制图法。(动态控
制)
(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。
1)计量值控制图。主要适用于质量特性值属于计量值的控制,如时间、长度、重量、强度、成
分等连续型变量。计量值性质的质量特性值服从正态分布规律。
2)计数值控制图。通常用于控制质量数据中的计数值,如不合格品数、疵点数、不合格品率、
单位面积上的疵点数等离散型变量。
(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是否超出
了控制界线以及点在图中的分布状况,以判定产品(材料)质量及生产过程是否稳定,有否出现异常
现象。如果出现异常,应采取措施,使生产处于控制状态。
控制图判断的基本思想可以概括为“概率性质的反证法”,即借用小概率事件在正常情况下不应
发生的思想作出判断。这里所指的小概率事件是指概率小于1%的随机事件。
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,
如图8-11(a)所示。
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。
以上这三种情况均为正常。
(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。接近控制界线是指点落在了
μ土2σ以外和μ土3σ以内。如属下列情况判定为异常: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,如图8-11(b)所示。
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,如图8-11(c)所示。
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(4)点在中心线两侧的概率不能过分悬殊,如图8-11(d)所示。以下情况为异常:连续11点
有10点在同侧;连续14点有12点在同侧;连续17点有14点在同侧;连续20点有16点在同侧。
(5)控制图的用途
控制图是用样本数据来分析判断生产过程是否处于稳定状态的有效工具。用途:
1)过程分析,即分析生产过程是否稳定。
2)过程控制,控制生产过程质量状态。
静态分析法:排列图、直方图、因果分析图、分层法、列表法。
动态分析法:控制图。
动态分析法的优势:随时了解质量变化情况,及时采取措施。
【例题·多选】以下关于控制图的分析与判断的说法,正确的有( )。
A.主要目的是分析判断生产过程是否处于稳定状态
B.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
C.对某一具体工程而言,小概率事件在正常情况下不应该发生
D.控制图判断的基本思想可以概括为“概率性质的反证法”
E.小概率事件是指概率小于2%的随机事件
【答案】ABCD
【解析】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。控制图的判定原则是:对某
一具体工程而言,小概率事件在正常情况下不应该发生。这里所指的小概率事件是指概率小于1%的
随机事件。
【例题·单选】通过质量控制的动态分析随时了解生产过程中的质量变化情况,预防出现废品。
下列方法中,属于动态分析方法的是( )。
A.排列图法
B.直方图法
C.控制图法
D.解析图法
【答案】C
【解析】静态分析法:排列图、直方图、因果分析图、分层法、列表法。动态分析法:控制图。
动态分析法的优势:随时了解质量变化情况,及时采取措施。
【例题·多选】工程质量统计分析中,应用控制图分析判断生产过程是否处于稳定状态时,可判
断生产过程为异常的情形有( )。
A.点子几乎全部落在控制界线内
B.中心线一侧出现7点链
C.中心线两侧有5点连续上升
D.点子排列显示周期性变化
E.连续11点钟有10点在同侧
【答案】BDE
【解析】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,如图8-11(b)所示。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,如图8-11(c)所示。
(4)点在中心线两侧的概率不能过分悬殊,如图8-11(d)所示。以下情况为异常:连续11点
有10点在同侧;连续14点有12点在同侧;连续17点有14点在同侧;连续20点有16点在同侧。
三、排列图
(一)排列图的组成
排列图是由一个横坐标、两个纵坐标、若干个矩形和一条曲线组成,如图8-12所示。图8-12中
左边纵坐标表示频数,即影响调查对象质量的因素发生或出现次数(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
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占总频数的百分比;矩形表示影响质量因素的项目或特性,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。
按累计频率划分为 A(0%~80%)、B(80%~90%)、C(90%~100%)三部分,对应的影响因素为
A类为主要因素,B类为次要因素,C类为一般因素。
(二)排列图的绘制
1.收集数据。找出影响质量问题的各种因素,统计各种因素的频数、计算频率和累计频率。
2.作排列图(将横坐标按项目数等分,并按项目频数由大到小顺序从左至右排列画直方图形。根
据各因素的累计频率,按照频率坐标上刻度描点,连接各点即为巴雷特曲线)
3.排列图的应用:
(1)按不合格点内容分类,可以分析出①造成质量问题的薄弱环节。
(2)按生产作业分类,可找出②生产不合格品最多的关键过程。
(3)按生产班组或单位分类,可以分析比较③各单位技术水平和质量管理水平。
(4)将采取提高质量措施前后的排列图对比,可以分析④措施是否有效。
(5)还可以用于⑤成本费用分析、安全问题分析等。
【例题·多选】排列图是质量管理的重要工具之一,它可用于( )。
A.分析造成质量问题的薄弱环节
B.寻找质量不合格品最多的关键过程
C.分析比较各制造技术水平和质量管理水平
D.分析费用、安全问题
E.分析质量特性的分布规律
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【答案】ABCD
【解析】(1)按不合格点的内容分类,可以分析出造成质量问题的薄弱环节。
(2)按生产作业分类,可以找出生产不合格品最多的关键过程。
(3)按生产班组或单位分类,可以分析比较各单位技术水平和质量管理水平。
(4)将采取提高质量措施前后的排列图对比,可以分析措施是否有效。
(5)还可以用于成本费用分析、安全问题分析等。
【例题·单选】在排列图中,累计频率曲线分为三个区,其所包含质量因素是主要因素的累计频
率在( )。
A.80%以下
B.80%-90%
C.80%-100%
D.90%-100%
【答案】A
【解析】按累计频率划分为 A(0%~80%)、B(80%~90%)、C(90%~100%)三部分,对应的影
响因素为 A类为主要因素,B类为次要因素,C类为一般因素。
四、分层法
将调查收集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。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。在此基础上进行层间、层内的比较分析,可
以更深入地发现和认识质量问题的原因。最基本的一种方法,其他统计方法与分层法配合使用。
常用的分层标志有:按操作班组或操作者分层;按使用机械设备型号分层;按操作方法分层;按
原材料供应单位、供应时间或等级分层;按施工时间分层;按检查手段、工作环境等分层。
【例题·单选】对不同料场的砂、石进行抽样检验时,宜采用( )。
A.单纯随机抽样
B.分层取样
C.系统取样
D.两级取样
【答案】B
【解析】这是按原材料供应单位、供应时间或等级分层。
五、因果分析图法
概念:利用因果分析图来系统分析某个质量问题(结果)与其产生原因之间关系的有效工具。
特点:绘制步骤与箭头方向相反,从“结果”开始将原因逐层分解。
构成:由质量特性、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结果的水平箭线)等所组成。
【例题·单选】在常用的工程质量控制的统计方法中,可以用来系统整理分析某个质量问题及其
产生原因之间关系的方法是( )。
A.相关图法
B.树枝图法
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C.排列图法
D.直方图法
【答案】B
【解析】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。
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。三种类型:
一是质量特性和影响因素之间的关系(混凝土强度与水灰比);
二是质量特性和质量特性之间的关系(混凝土强度与耐久性);
三是影响因素和影响因素之间的关系。(土料压实遍数与铺土厚度,都是最大干密度的影响因素)
(三)相关图的观察与分析
(1)正相关
(2)弱正相关
(3)不相关
(4)负相关
(5)弱负相关
(6)非线性相关
【例题·单选】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,
x与y有较强的制约关系,这种相关图是( )。
A.正相关
B.弱正相关
C.不相关
D.负相关
【答案】A
【解析】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。
七、调查表法
调查表法也叫作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。
调查表有以下几种形式:
(1)分项工程质量调查表。
(2)不合格内容调查表。
(3)不良原因调查表。
(4)工序分布调查表。
(5)不良项目调查表。
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【例题·多选】调查表没有固定的格式,可根据实际情况和需要自己拟订合适的格式。根据调查
的目的不同,调查表有( )。
A.分项工程质量调查表
B.分部工程质量调查表
C.不合格内容调查表
D.工序分布调查表
E.单位工程质量调查表
【答案】ACD
【解析】调查表有以下几种形式:
(1)分项工程质量调查表。
(2)不合格内容调查表。
(3)不良原因调查表。
(4)工序分布调查表。
(5)不良项目调查表。
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