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:

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

  1. 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。

  2. 進料管制

    抽樣檢驗、檢驗結果分析、管制圖製作。

  3. 施工管制

    訂定製程目標、抽樣檢驗、結果分析、管制圖製作。

  4. 驗收管制

    設計抽驗計畫、抽樣檢驗。

  5. 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:

  1. 任 1 點超出管制界限。
  2. 連續 7 點位於中心線之同一側。
  3. 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)。