基于DMAIC的消防工程系统自动喷水灭火喷头安装返工率控制

曹建忠 赵天雪

（内蒙古科技大学，内蒙古包头 014010）

DMAIC流程分析法被分为5个阶段。定义阶段（Define）主要明确需要改进的流程；测量阶段（Measure）根据需对改进的流程收集数据；分析阶段（Analyze）对数据进行分析，确定影响问题的影响因素；改进阶段（Improve）寻求最优改进方案，使变异降至最低；控制阶段（Control）进一步提高效果的持续改进措施。本文运用DMAIC流程分析法控制住宅项目消防工程自动喷水灭火喷头的施工安装返工率。

1 定义阶段

研究住宅项目消防工程自动喷水灭火喷头安装工程总量为6 840个，住宅项目属于高层住宅，工期短，喷头点位的安装质量直接影响工程的施工进度和经济效益。自动喷水灭火喷头是自动喷水灭火系统的重要组成部分，对系统及消防工程的有效运行具有直接影响[1]。消防工程施工过程中，应提高消防喷头的安装质量，从喷头安装的施工阶段降低安装返工率是消防工程施工企业质量控制的重要目标。住宅项目消防工程地下室区域自动喷水灭火系统施工过程中，喷头安装质量问题造成部分自动喷水灭火喷头返工重装，严重影响住宅项目消防工程的施工进度，造成施工成本增加、经济效益降低。

2 测量阶段

对住宅项目已安装的地下室15个分区的自动喷淋灭火系统中的840个自动喷水灭火喷头点位施工安装质量情况进行调查，得到自动喷水灭火喷头施工质量检查统计情况。

自动喷水灭火喷头返工数据如表1所示。

经过质量控制小组成员检测，15个分区中安装不合格的自动喷水灭火喷头共146个，需要拆除重新安装。返工率=返工个数/检查总量。该区域消防自动喷水灭火喷头返工率达到17.38%。

3 分析阶段

为了避免自动喷水灭火喷头发生质量问题，住宅项目选用SPC的产品质量控制图中的返工率P图控制产品不合格品率，尤其在每批样本数不相等时。返工率P图以样本统计量为纵坐标，以时间或样本号为横坐标，具有上控制限（UCL）、下控制限（LCL）和中心线（CL）。描点落在UCL与LCL外或者描点在UCL与LCL间的排列不随机，表明过程出现异常[2]。

计算每组数据的不合格率（返工率等）P和所有数据的平均不合格率（返工率等）。

资料服从二项分布，假设缺陷率P为常数，且各样本相互独立[3]。

过程参数P已知时，返工率P图的控制界限为UCLP和LCLP。现实中参数P未知，通常使用样本的代表参数P[3]。

运用数理统计法对喷头安装过程的数据进行收集、整理和分析，了解、预测和监控过程的运行状态。运用返工率P图对自动喷水灭火喷头的各个安装工艺过程进行实时监测和评价，有效控制自动喷水灭火喷头的总体质量，满足自动喷水灭火系统的要求以及业主对建筑安全性的要求。

绘制返工率P图时，首先确定控制限数值，根据地下室15个检查区域的喷头检查数量和喷头返工个数，结合公式和表1中的数据计算控制限。

返工率P图的绘制规则规定不合格品率及返工率不能为负数，LCL最小值小于0时无意义，令LCL为0，将数据带入公式中计算数值。绘制返工率P图时，部分样本点超出界限，应查找原因剔除异常点，重新计算控制限，对控制图进行修正。本次抽检时各样本组的ni不同，为了简化控制限计算，采用平均样本数（喷头检查总数量/检查区域个数）代替各组样本数ni，用来计算控制限。

控制限修正前喷头返工率P图如图1所示。控制限修正后喷头返工率P图如图2所示。

图1 控制限修正前喷头返工率P图

图2 控制限修正后喷头返工率P图

观察改进前和改进后的返工率P图，第9个样本点和第12个样本点超出控制上限，为异常点，表明可能存在异常。针对第9个样本点和第12个样本点对应的两个区域，住宅消防工程项目部召开研讨会议，结合现场质量检查资料和问题照片，项目部与消防喷淋头安装施工班组共同回忆两个区域在安装过程中影响返工率的主要问题，主要有喷头预留安装位置误差大、测量放线误差大、装饰盖损坏、标高突出吊顶等。

影响消防自动喷水灭火喷头质量的主要问题如表2所示。

表2 影响消防自动喷水灭火喷头质量的主要问题

影响喷头安装质量的主要问题是“喷头预留位置误差大”和“测量放线误差大”。两个问题出现的频率占总频率的76%。因此，需要重点解决这两个重要的质量影响因素，解决喷头安装返工率较高的问题。根据表2数据中的频数、累计频数、频率、累计频率绘制造成喷头安装返工的质量缺陷排列图。

喷头安装返工的质量缺陷排列结果如图3所示。

图3 喷头安装返工的质量缺陷排列结果

针对喷头安装时出现的主要质量问题，住宅项目部进行充分的讨论，从“人、机、料、法、环、测”6个方面制定因果分析图。影响喷头安装返工率质量问题的原因有很多，对占比较高的两大问题进行因果图绘制。

喷头安装预留位置大的问题因果如图4所示。测量放线误差大的问题因果如图5所示。

图4 喷头安装预留位置大的问题因果

图5 测量放线误差大的问题因果

影响因素产生的质量问题改进措施如表3所示。

表3 影响因素产生的质量问题改进措施

4 改进阶段

自动喷水灭火喷头施工安装过程中，对喷头安装预留位置和测量放线误差进行整改，针对影响喷头点位安装的重要因素，形成完整的管理办法与技术措施，严格按照技术培训及技术要求进行施工安装。

3号楼安装消防自动喷水灭火喷头完工后，再次检测地下室15个区域的840个喷头。本次验收检测的840个喷头点位中不合格数为34个，总体合格率为96%，消防自动喷水灭火喷头安装返工率由17%降低到了4%。

按照改进措施对自动喷水灭火喷头的安装质量进行改进，返工率下降至4%，质量改进效果显著。还需要进一步对自动喷水灭火喷头返工率相对其他区域较高的区域进行质量控制，并继续进行质量改进。

喷头返工个数检查结果如表4所示。

表4 测评效果喷头返工个数检查表

再次利用返工率P图对15个检查区域进行检验，对喷头安装质量绘制返工率P图，本次绘制图选用改进后的质量控制图，每个检查区域个数选择修正后的数量平均样本数（喷头检查总数量/检查区域个数），将喷头返工数带入改进后返工率P图的上限公式中，根据数据再次绘制喷头返工率P图。

改进后喷头返工率P图如图6所示。

图6 改进后喷头返工率P控制图

由图6可知，波动点全部在上下控制限之内且未出现与上控制和下控制限的临界点。因此，消防自动喷水灭火喷头返工率全部处受控状态，无异常安装质量异常情况。

5 控制阶段

通过返工率P图和对人、机、料、法、环、测的影响因素进行质量控制，将消防自动喷水灭火喷头的返工率由17%降至4%。返工率尚未降至0，通过分析可以找到返工率的分布规律和高不合格率的初步原因，产品质量还有提高空间。应在后续的施工过程中不断地运用PDCA循环原理进行改进，不断改善施工质量和安装水平，应用PDCA循环能够发现建筑安全管理中存在的问题，为决策主体提供可靠决策依据，提高建筑安全管理决策的实效性[4]。

6 结语

本文基于DMAIC流程分析法，结合控制图、因果图、排列图等质量控制工具对住宅消防工程自动喷水灭火喷头的返工率进行控制和改进，使工程消防验收中的消防自动喷水灭火喷头安装合格率达到100%，在降低返工率的过程中既提高了施工单位的质量安装水平和经济效益，被评为优质安装工程。通过返工率P图对住宅项目消防工程自动喷水灭火喷头的返工率进行分析，能够客观地反映消防自动喷水灭火喷头安装的质量状况，避免评价质量水平的主观性和局限性，为质量评价提供科学依据，对今后在消防工程安装行业施工中确定不同质量参数的合格率范围和质量管理工具提供参考。