機電監造
抽樣與統計品管工具
以統計品管(SQC)判斷材料設備是否合格:抽樣數量、平均值與標準差、管制界限與異常判讀。
工程品質受人員(man)、材料(material)、機具(machine)、方法(method)與量測(measurement)等 5M 因素影響,不可能絕對均勻。這種不均勻性是自然現象,品管要做的是以統計方法區分「正常變異」與「異常原因」。以統計方法為基礎的品管技術稱為統計品管(SQC),是現代工程品管的基礎。
常用統計方法
| 目的 | 方法 |
|---|---|
| 客觀選定檢驗樣本 | 隨機抽樣 |
| 以圖表簡單分析品質狀況 | 統計表與統計圖 |
| 以數值精確分析品質狀況 | 統計量:平均數、全距、標準差、變異係數 |
| 合格率估算、許可差與品質目標值設定 | 常態分配 |
| 品質變化趨勢與管控 | 品質管制圖 |
隨機抽樣與立意抽樣
工程實務上有些情況不適用隨機抽樣,必須採用立意抽樣:
- 混凝土構造物鑽心試驗,由有經驗的工程師選定具代表性且安全的位置,避開主鋼筋、埋設管線與修補困難部位。
- 發現材料或結構有變形、龜裂、變色、異物滲出、表面隆起等異常時,應針對該處取樣檢驗,而非隨機抽樣。
規範規定的抽樣頻率通常很低,僅憑抽驗結果判定工程品質的風險很高。工程師應先以專業目視檢查,發現不良即逐一改善,目視無問題後才進行抽樣檢驗;不可只靠抽樣,抽到缺失點才改善。
全檢或抽檢
檢驗具破壞性,或大量檢驗耗時、成本過高時,很少能作 100% 檢驗(全檢、普查),普遍採用抽樣檢驗(抽檢、抽查):由每一檢驗批中抽取規定件數之樣本,檢驗規定之品質特性,由結果計算品質指標,達規定值則判定該檢驗批合格,否則判定不合格。
各階段的統計方法
設計管制
訂定品質目標、設定材料與施工公差(規格界限)、工程可靠度分析。
進料管制
抽樣檢驗、檢驗結果分析、管制圖製作。
施工管制
訂定製程目標、抽樣檢驗、結果分析、管制圖製作。
驗收管制
設計抽驗計畫、抽樣檢驗。
維護管制
預測維護時機、迴歸分析、工程可靠度分析。
判斷設備材料是否合格
在相同條件下生產或施工之品質特性,大都集中在某一中心值附近,離中心值越遠出現機率越低,直方圖呈單峰山形,稱為集中趨勢,常以平均數表示;品質以平均數為中心上下分布,散佈寬窄稱為離散程度,常以全距、標準差及變異係數表示。
管制圖以中心線(CL)與上下管制界限(UCL、LCL)判讀,下列情形代表製程出現異常原因:
- 任 1 點超出管制界限。
- 連續 7 點位於中心線之同一側。
- 連續 7 點持續上升或下降。
當規格只有下限(例如絕緣電阻、強度),且有樣本低於允收標準時,對策是「抬高中心線」:改善材料批次或施工方法,使整體分布上移,而非只剔除低於標準的個別樣本。
抽樣數量與隨機抽樣
檢驗數據統計與管制圖
貼上檢驗數據(以空白、逗號或換行分隔),可填入規格下限/上限。系統計算集中性與離散性指標,以個別值管制圖(I-MR)判讀超出管制界限、連續 7 點位於中心線同側、連續 7 點上升或下降。
參考資料:行政院公共工程委員會「公共工程施工品質管理作業要點」及品質管理訓練教材(品管實務手冊、機電監造實務手冊)。