控制图和精度管理在试验室内部质量控制中的应用

翁文达，朱 婷

（上海市宝山区建设工程安全质量监督站，上海 201999）

0 引言

试验室的内部质量控制主要是指应用统计技术对检测系统进行过程控制，强调各过程尤其是关键过程应处于受控状态，以确保检测结果的准确性和可靠性。

本文简单介绍了统计技术中过程控制的工具－控制图和 A、B、C 精度管理，并给出了试验室的 2 个实例介绍了具体应用，指出建设工程检测领域的检测项目繁多，因此尽快开展试验室内部应用统计技术对测量系统进行过程控制的工作，对提升试验室内部质量控制水平，更好地服务于建筑行业具有实际意义。

1 过程控制的工具——控制图（SPC 图）［1，2］

控制图组合使用两幅图，一幅用来监控位置（均值），一幅用来监控散布（极差或标准差）。

1.1 控制图结构（见图 1）

图1 控制图结构

一般试验室一次检验只能得到一个数据，故常用单值移动极差图（X-MR 图）。

1.2 建立分析用控制图

一般样本组数应≥25，计算各样本统计量（X、MR）及统计量的控制界限。控制界限计算公式如表 1 所示。

表1 控制界限计算公式

控制界限常用系数如表 2 所示。

表2 控制界限常用系数

然后描点作图，文献［2］定义了 8 种判异准则来判定异常波动。

1.3 分析用控制图中异常点的处理

剔除异常点，补足新数据到 25 点，重新计算控制界限，制作新的分析用控制图，按判异准则判定，直到受控为止。

1.4 建立和管理控制用控制图

当分析用控制图显示过程受控时，可延长其控制界限作为控制用控制图的控制界限，对未来的过程进行持续监控。

1.5 试验室力学拉伸性能 SPC 分析控制图建立实例

1）确定样本组数。根据通常样本组数应≥ 25 的要求，试验室一个月内每日取一组拉伸试样，共 30 组，每组取一根试样，在拉伸试验机上测定了力学拉伸性能指标Rp0.2，结果如表 3 所示。

2）计算各样本统计量。移动极差MR为相邻 2 点的结果差值的绝对值，如表 3 所示。

表3 各样本统计量

4）描点作图。根据表 3 的数据和计算的统计量控制界限描点作图，得力学拉伸性能指标Rp0.2的 SPC 分析控制图如图 2 所示。

5）控制图的观察与分析。由图 2 可见，点子在中心线周围随机分布，且在控制限内；过程稳定，则过程处于统计控制状态。

图2 Rp0.2 的 SPC 分析控制图

2 A、B、C 精度管理［3］

2.1 允许差的种类和定义

精度管理允许差是允许检测值波动的管理界限，分 A B C 三类。表 4 为允许差的种类和定义，由表 4 可见，A 类允许差表现了检测的重复性，B 类允许差表现了检测的准确度，C 类允许差表现了不同检测方法之间的偏差，也可认为是检测的正确度。

表4 允许差的种类和定义

2.2 允许差的计算

A 管理允许差为：2.77×σr，σr为二次检测极差的标准差；B 管理允许差为：1.96×σd，σd为标准试样检测值与标准值之差的标准差；C 管理允许差为：1.96×σd，σd为两种不同检测方法的测量值之差的标准差。

2.3 允许差的应用

允许差主要用于决定检测值的可靠性，作“判断检测值有无异常”之用。同一试样重复检测值的偏差应小于允许差 A，否则不能取平均值报结果，并应分析原因；性能检测超出 B 管理界限时，应分析试验设备情况及其他情况，再次用 B 管理标准试样验证设备是否正常，小于 B 允许差后，方可进行检测；C 类允许差是为了保证检测的正确度，例如，仪器分析需定期送样与化学分析对照，当超出 C 管理界限时，应对仪器存在的系统偏差进行修正和确认。

2.4 A 管理实例

力学试验室一个月内抽检了布氏硬度试样 104 只，在布洛维光学硬度计上进行复测检验，结果如表 5 所示，重复性限为 2.77σr（＝2.77×2.29＝6.343），经判定，除 9 月 24 日有一结果超出重复性限外（需查找原因），其余结果均在重复性限内，说明检测的重复性基本在要求范围内。

表5 布氏硬度检测结果

3 分析与讨论

建设工程检测领域除行业协会组织开展各单项比对工作以外，试验室内部应用统计技术对测量系统进行过程控制的工作开展的较少，而建设工程检测领域的检测项目繁多，因此尽快开展这一工作，对提升试验室内部质量控制水平，更好地服务于建筑行业具有实际意义，首先可考虑在以下方面开展工作。

1）建筑行业钢筋需求量很大，为严把钢筋质量关，确保钢筋性能满足有关要求，有必要应用统计技术对钢筋测量过程进行控制，具体可委托某钢材厂统一制作一批钢筋，每日取一根拉伸试样（共 1 个月），在使用非常频繁的设备上测定相应性能，以建立 SPC 分析控制图。

2）在同批、同根钢筋上取二组试样，其中一组留剩的钢筋若干时间后进行重复试验，进行 A 管理，对水泥全套试验设备，可采用留存样（充分去除空气后扎紧保管）进行重复试验。

3）用经过计量检定并在有效期内的砝码对电子天平进行核查，用水泥细度和比表面积标准样进行相应项目的核查，以进行 B 管理工作。

4 结论

1）试验室在检测的各个阶段应恰当地运用统计技术，用以指导试验室的内部质量控制，否则试验室的管理体系就不能认为是完备和有效的。

2）建设工程检测领域的检测项目繁多，因此尽快开展试验室内部应用统计技术对测量系统进行过程控制的工作，对提升试验室内部质量控制水平，更好地服务于建筑行业具有实际意义，可考虑首先在钢筋、水泥方面开展相关工作。Q