基于全面質量管理的港口工程鋼筋連接數字化分析

趙明時，郭玉存

（1.中交第一航務工程勘察設計院有限公司，天津 300222；2.中交海洋建設開發有限公司，天津 300457）

引 言

全面質量管理是以質量為中心，建立在全員參與基礎上的一種管理方法，其目的在于長期獲得顧客滿意以及組織成員和社會的利益[1]。惠普、IBM等世界諸多知名企業在質量管理過程中都采用全面質量管理的思路和方法，一方面以技術和質量為導向，建立技術質量上的暫時性壟斷地位，在市場初期賺取最大的商業利潤；另一方面以服務和顧客為導向，根據顧客的個性化需求制定企業策略，增加產品的額外附加值和長期效益。我國在電信、醫療等眾多領域也都引用了全面質量管理的概念，走進了定量研究質量的道路[2]。但是施工行業對市場及顧客的需求往往停留于定性分析，質量管理一般也僅僅是以規范規程為依據的粗放模式。因此，為了與世界質量管理接軌，在滿足既得利益條件下擴大施工企業的發展空間，推行數字化全面質量管理對施工企業來說勢在必行。

1 工程概況

京唐港某碼頭工程，新建2個10萬t級多用途泊位，長度為660 m，采用全遮簾樁式地連墻板樁結構，如圖1所示。地下結構主要包括：前墻為108幅，錨碇墻為108幅，遮簾樁215根，灌注樁為154根。

碼頭工程鋼筋連接接頭約為30萬個，鋼筋直徑最大為32 mm，影響鋼筋連接質量的影響因素較多，如果鋼筋連接仍然采用傳統的閃光對焊施工工藝，對焊質量更加難以保證，從而導致鋼筋連接質量難于控制。因此，本工程需要對鋼筋連接進行全面質量管理。

圖1 板樁碼頭結構斷面

2 鋼筋連接的選擇

以往工程中往往關注某種工藝自身的質量（內部質量），而忽視了該工藝質量背后存在的經濟效果和使用的目的性（外部質量）。在京唐港23#～25#碼頭工程中，我們將質量與它給社會帶來的損失聯系在一起，即質量好的鋼筋連接不僅要滿足標準、技術要求及其他文件對該工藝的要求（內部質量），也要滿足業主、監理及社會的需要（外部質量），這樣質量控制會更加全面，鋼筋籠主筋存在不同的連接方式，其連接質量分析詳見表1。

根據鋼筋連接質量比較分析，本工程選擇直螺紋連接。主筋連接采用直螺紋連接，這種連接接頭強度高、連接速度快、工藝簡單、可全天候施工、經濟性能優越，在工程應用上大大加快了鋼筋工序施工速度，并且降低了成本，防止了環境污染，在確保工程質量的情況下很好地推動了工程整體進度。

表1 鋼筋連接質量比較分析

3 數字化質量控制

3.1 單位缺陷數和百萬機會缺陷數

單位缺陷數，又稱DPU（Defect Per Unit）或D/U，是對質量的通用度量。其公式為：DPU=在任何檢查點發現的缺陷數/通過該檢查點的單位數。

百萬機會缺陷數（DPMO）=單位缺陷數（DPU）×1 000 000/一個單位中的出錯機會。百萬機會缺陷數是對具有不同復雜程度的工藝（產品）進行公平度量的通用尺度。

對以往項目的直螺紋連接進行內部質量調查，其總體合格率為96%，調查結果如圖2；同時根據外部質量調查，調查結果如圖3，從而計算得到表2，可以得出如下結論。

規范或規程中，一般將某工藝檢驗標準以合格率的數值給出，也就是說規范中僅僅考慮了該工藝的內部質量而沒有涉及工藝的社會屬性。根據調研分析表（表2）可以看出，對鋼筋直螺紋連接一百萬個出錯機會中存在31 818個缺陷，且影響總DPMO的因素中，外部質量DPMO占的比重更大。外部質量DPMO占總DPMO的比重為85.7%。

對該工藝來講，其自身質量是被人們肯定的，但是人們對此工藝不甚了解而缺乏使用的信心。因此，要想提高鋼筋直螺紋連接的質量控制，不僅僅要控制內部質量，外部質量控制也必須提高到新的認識。

圖2 內部質量抽樣調查排列

圖3 外部質量抽樣調查排列

表2 鋼筋直螺紋連接質量調研分析

3.2 質量標準

質量管理中，一般西格瑪（σ）作為評價質量的標尺。根據概率論理論并結合本工程特點，西格瑪用于描述直螺紋連接質量與標準值之間偏差，如圖4所示。

圖4 正態分布曲線

目前，我國鋼筋直螺紋連接驗收的合格標準為95%[3]，相當于2σ。為了提高施工內部質量，本工程將鋼筋直螺紋連接抽檢合格率的目標定為99%（3σ）。同時，為了保證鋼筋直螺紋連接的服務質量，要降低外部質量DPMO在總DPMO的比重，使企業獲得更大的社會效益。

3.3 控制結果

針對內部質量和外部質量調查結果，對影響質量較大的缺陷進行改進后，經10 000次抽樣檢查，發現存在50個鋼筋直螺紋連接接頭存在80個缺陷，合格率達99.5%，達到了DPMO＜99%的控制標準。外部質量DPMO占總DPMO的比重為55.7%（見表3）。

表3 直螺紋連接的關鍵性因素

鋼筋直螺紋連接通過數字化質量控制，見表4，產品不合格率顯著下降，直接損失減少8萬余元；外部質量DPMO占總DPMO的比重下降說明直螺紋連接的經濟性、安全性及適用性在本工程中得以肯定。

表4 數字化質量控制結果比較

4 結 語

1）鋼筋連接推行全面質量管理，有益于將傳統工藝和新型工藝進行科學、全面的解讀，為企業平衡經濟效益和社會效益奠定了基礎。

2）鋼筋直螺紋連接數字化質量控制不僅優化了資金使用，增強了企業核心競爭力；更重要的是質量管理量化，為新工藝引入港口工程提供了數字化依據，增強了企業持續發展能力，應用前景廣闊。

3）將內部質量和外部質量通過量化并結合起來，作為鋼筋直螺紋連接質量控制的數字化檢驗方法，一方面減少了質量波動、提高了施工實體質量，另一方面，以量化參數為依據度量功能性指標增加了人們對質量管理的信心，為施工企業和世界先進質量管理模式接軌開辟了一條新的道路。