浅谈质量工具在建设工程项目中的运用
上海市机电设计研究院有限公司徐逸超
摘要
在现代科学的项目管理中，项目的成功标准被定义成在范围、时间、成本、质量、资源、风险、干系人满意度等七项相互竞争、相互关联的制约因素中寻求被干系人都认可的平衡点。项目发起人、项目经理都在期望在有限的时间内，用尽可能少的资源，来完成满足特定质量需求的产品。本文以上海大众湖南（长沙）项目（以下简称CPC项目）为研究案例，并认为质量管理是一个重要的项目控制点，同时给出了常用质量工具的定义和内容，并在此基础上，分析了未正确使用质量工具可能导致的质量失控后果，并着重提出了符合本项目的质量工具的使用方法以满足项目干系人对产品质量的需求。
关键词：项目管理;质量管理;质量工具
1.研究意义与背景
CPC项目落户湖南长沙市长沙县国家级长沙经济技术开发区干衫镇，占地面积1,677,334㎡，形状为东西长2000多米、南北宽800多米的类矩形，东邻在建的龙峰大道，南面在建的秋江路，西侧为长株高速，北靠二期预留发展用地。CPC项目建筑单体为44个，建筑总面积482,607㎡，投资总额120.8亿元，2013年5月正式破土动工，计划2015年5月建成投产。CPC项目包括新建冲压车间、车身车间、油漆车间、总装车间、技术中心、办公生活楼、能源中心、总装准备车间、培训中心以及厂区公用配套设施，采用德国大众最新的MQB平台，同时对工厂进行合理布局，将人流、零部件物流、生产物流、成品车物流四流分离，大大提高生产效率。投产达纲后，长沙工厂将形成年产30万辆整车的生产能力，是一家标准化的“分钟工厂”。该项目的实现，标志着上海大众开启了长江沿线联动发展的崭新篇章，为进一步优化生产布局、拓展中部地区、辐射南方市场提供了重要机遇。
CPC基建项目分为项目前期（方案规划，立项，报批等）、商务工作（设计，监理，审图，施工招标等）、项目实施（施工，现场管理）和竣工验收（内部验收、外部验收）四个环节，其中项目实施阶段是将预期目标转化成实物的过程。在项目从前期规划到竣工收尾整个过程，由于政治、经济、文化及环境等事业环境因素的变化，使得具体实施与规划时会有很多偏差，而其中又以项目具体实施阶段的变数最多。因此，在这一阶段运用好质量工具对项目能否根据规划目标，在确保质量的前提下顺利投产具有十分重要的意义。由于CPC项目
在建过程中，上海大众工厂规划科（以下简称TMF ）实际需求人数为120人，实际53人，缺口达到67人。考虑到基建项目的特殊性，人员需求较集中于项目建设阶段的1~2年，待项目稳定后，人员需求又将大幅下降。为了确保CPC 项目如期建设，又能避免不必要的人员成本，上海市机电设计研究院有限公司为上海大众TMF 部门在CPC 项目建设阶段提供规划援助人员和技术方面的支持，包括参与场平工程阶段的质量评估、验收和交付，并确保进度满足既定要求，以及CPC 项目各总承包单位进场开工到竣工退场这段期间里的所有规划、实施、监控和收尾工作，确保CPC 项目能够达到上海大众的预期目标。
以下是CPC 项目鸟瞰图：
2. 项目质量管理中的七种基本质量工具
七种基本质量工具分别为因果图、流程图、质量核对单、帕累托图、直方图、控制图和散点图。项目团队成员需要对范围、进度、质量、成本、资源、风险和干系人等方面进行体系化的管理，在现场项目管理过程中，进度是高层级领导比较关注的侧重点，这就使得成员们只能在有限的时间里对质量管理在有效运用上述七种质量工具的情况下来管理现场的施工质量。根据以往项目的经验来看，直方图、控制图和散点图在此类建筑工程中并不占主导地位，可作为辅助工具使用，而因果图、流程图、质量核对单和帕累托图则被广泛地运用。所以本文将对上述广泛运用的四种质量工具作比较详细的介绍，其余则作简要描述。
图 1 CPC 项目鸟瞰图
2.1因果图：
又称鱼骨图或石川图。由日本管理大师石川馨于二十世纪六十年代，在川崎重工船厂创建质量管理过程时发展出所发明，故又名石川图。是一种发现问题“根本原因”的方法，它也可以称之为“Ishikawa”或者“因果图”。其特点是简捷实用，深入直观。
它看上去有些像鱼骨，问题或缺陷（即后果）标在"鱼头"外。在鱼骨上长出鱼刺，上面按出现机会多寡列出产生生产问题的可能原因，有助于说明各个原因之间如何相互影响。
它是一种透过现象看本质的分析方法，在被视为特殊偏差的不良结果与非随机原因之间建立联系，因果图往往是行之有效的。基于这种联系，项目管理团队应采取纠正措施，消除在质量管理中呈现出的特殊偏差。
在过去的项目里，每周的状态例会上监理单位会编制专门的汇报材料来向业主、项目管理团队成员、施工单位负责人描述一周的工作情况，其中有一项汇报内容就是质量控制。监理单位由于其自身能及的不足，只能描述现场出现的问题，并提出初步的整改意见，却没有详细分析这些质量问题产生的具体原因，在业主或项目管理团队询问产生质量问题的原因时，监理人员通常将其归结于施工单位管理能力低或者没有工作责任心，从而导致几乎每周施工现场都会出现相同的质量问题，没有从源头根治这些质量问题。
项目管理团队成员在CPC项目的管理过程中编制的质量问题单，都会采用详细的因果图来分析这个问题的本质原因，而不仅仅是简单地将其归咎于施工人员工作能力低或者工作责任心问题。运用管理的手段管控着这些根本原因，可以高效地对质量问题进行整改，并在很大程度上，杜绝类似的质量问题再次发生。随着因果图在CPC项目管理体系中的不断使用，成为了项目管理团队成员在分析工程质量问题原因运用最多的可视化质量工具，也带领着监理单位开始逐步使用因果图来分析产生质量问题的本质原因，能够在一定程度上针对具体的质量问题，建议施工单位采取能够治标治本的整改方案。
因果图在绘制时需要遵循以下几点：
2.1.1确定原因时应集思广益，充分发扬民主；
2.1.2所要分析的质量特性问题，应提得尽可能具体；
2.1.3一张因果图只反映一个质量特性问题；
2.1.4原因分析到绘制能采取具体措施为止；
2.1.5检查无遗漏；
2.1.6绘制后应运用其他工具和技术进行验证；
2.1.7不断完善，并纳入到受控文件进行控制。
以下是CPC场平工程管理中对于回填土密实度不足问题的因果图分析：
混凝土搅拌混凝土运输、泵
送与布料
混凝土浇筑、振
捣和表面抹压
混凝土养护
图 2 CPC场平工程管理中对于回填土密实度不足问题的因果图分析
在有我参与的与政府方面举行的第三次市政对接会汇报场平工程状态时，运用了上述因果图进行根本原因分析后，政府部门负责场平工程的负责人便立刻明白了之前导致场平工程密实度检测不达标的几个主要原因，并向政府和我方承诺将采取针对性的限期整改措施，确保场平质量能够满足上海大众的场平质量技术要求。经过一段时间的整改，CPC项目整个场平回填土的密实度均达到了93%，满足上海大众的场平质量技术要求。
2.2流程图：
也称过程图。表达了一系列工作任务的先后次序和逻辑关系，显示了一个或多个输入转化成一个或多个输出的过程中，所需要的步骤顺序或可能出现的分支情况。在建筑施工过程中，有些施工工艺是必须要遵循特定的工艺流程才能按既定质量目标完成的。
在质量管理过程中，也可以遵循既定的流程进行管理。
以下是最基本的混凝土工程的工艺流程：
以下是CPC项目管理团队在项目现场执行的质量管理流程：
图 3 混凝土工程的工艺流程图
图 4 CPC项目管理团队在项目现场执行的质量管理流程
遵循简单的工艺流程图可以使得项目管理团队成员在某些特定的质量缺陷中快速寻找缺陷出现在哪一个工艺流程，并责成监理单位敦促施工单位特别注意这一工艺流程，从而减少这部分的质量缺陷。而参照质量控制流程图，可以使得所有项目干系人清楚地明白质量控制是以怎样的方式进行管理的，并了解质量责任落实到哪个责任单位身上。
CPC油漆车间项目吊装钢结构屋面过程中，属于事中控制阶段，规划援助发现在吊装钢梁时，本来应在连接处用高强度螺栓连接，而由于之前混凝土柱的施工精度未能满足要求，导致预留孔无法准确对准，无法安装固定。可施工单位为了满足项目节点要求，擅自对钢梁连接处扩孔后连接，如此就削弱了高强度螺栓的作用，使得无法保证结构的安全性。规划援助立即参照上述质量管理流程，通知专业监理工程师现场确认该质量问题。
由于问题比较严重，规划援助判断不能擅自立即整改，随后规划援助在每日例会中也与各项目团队成员确定了该质量问题的严重性，便立刻将情况反映给了设计院和TMF部门。
在设计院的计算认可下，施工单位最终确定了整改方案，之后项目管理团队下发正式的通知单给监理单位，要求监理单位必须全程监督施工单位按照已确认的整改方案整改。
整改后，首先由专业监理工程师判断是否整改到位，随后再由规划援助判断是否确实整改到位，在经过多次督促整改后，规划援助最终书面描述了该质量问题的原因、方案确定、整改经过和避免类似质量问题发生的方法，并作为汇报材料上报上层管理者。
2.3质量核对单（Checklist）：
核对单是一种结构化工具，一方面可以用于收集数据的清单，在开展检查以识别缺陷时，用核对单收集属性数据就特别方便，也可以具体列出各项内容，用来核实所要求的一系列步骤或问题是否已得到执行和整改。另一方面质量核对单也可以作为在竣工交付时的验收标准来使用。在以往的项目中，项目管理团队成员所汇总的质量核对单并不是一种结构化工具，通常只是使用了其计数的功能，并在每周的汇报中，向上级管理层汇报每周问题的数量及整改数量。而且质量核对单在当时也没有作为验收标准之一来使用，导致在交付验收过程中标准并不完全统一，往往项目团队成员认为所有的问题都整改完毕了，达到可以验收交付标准了，可能就会有其他用户部门提出其他的整改需求，最终使得验收过程拖延了所有干系人的时间。
在CPC项目实际的质量管理中，项目团队成员会汇总项目干系人包括成员本身、监理单位、建设局质监站在每次现场巡查后统计的质量问题，并按照各干系人都认可的方式进行归类统计，并优先整改风险较高的问题，随后在每天例会中在跟踪这些质量问题整改的详细情况，也通过核对单来记录这些问题是否在限期内被相应的责任人负责整改。
另一方面在CPC项目内部验收过程中，同样采用了结构化质量核对单的形式，项目管理团队成员会让最终用户部门在限定期限内汇总所有的不满足其需求的问题，并经过分析汇总后承诺在规定期限内进行整改，在核对单中的问题全部整改完毕后，各项目干系人即可认为项目通过了内部验收。
以下是CPC在2013年第42周4个单体建筑的核对单：
2.4帕累托图：
帕累托图又叫排列图、主次图，是按照发生频率大小顺序绘制的直方图，表示有多少结果是由已确认类型或范畴的原因所造成。它是将出现的质量问题和质量改进项目按照重要程度依次排列而采用的一种图表。可以用来分析质量问题，确定产生质量问题的主要因素。按等级排序的目的是指导如何采取纠正措施，项目团队成员应首先采取措施纠正造成最多数量缺陷的问题。从概念上说，帕累托图与帕累托法则（二八法则）一脉相承，该法则认为相对来说数量较少的原因往往造成绝大多数的问题或缺陷。
以下是CPC车身车间项目钢结构施工过程中焊缝检查的不合格点统计：
帕累托图的绘制：
1)画横坐标。将横坐标按项目数等分，并按项目频数由大到小顺序从左至右排列，
该例中横坐标分为六等份。
2)画纵坐标。左侧的纵坐标表示项目不合格点数即频数，右侧纵坐标表示累计频
率。
3)画频数直方形。以频数为高画出各项目的直方形。
4)画累计频率曲线。从横坐标左端点开始，依次连接各项目直方形右边线及所对
应的累计频率值的交点，所得的曲线为累计频率曲线。
图 6 帕累托图
观察直方形，大致可看出各项目的影响程度。排列图中的每个直方形都表示一个质量问题或影响因素。影响程度与各直方形的高度成正比。利用ABC分类法，确定主次因素。将累计频率曲线按（0%~80%）、（80%~90%）、（90%~100%）分为三部分，各曲线下面所对应的影响因素分别为A、B、C三类因素，该例中A类即主要因素是焊缝的气孔、焊缝的弧坑、焊缝表面的波纹、焊接的变形度等，B类即次要因素是焊缝的裂纹，C类即一般因素焊缝的咬边及其他。综上分析结果，车身车间规划援助开始在现场质量管理中重点关注如何解决A类质量问题。在有限的时间内，规划援助无论是现场巡视、监理例会、每周项目例会中，都会着重关注焊缝的气孔、弧坑、表面的波纹和变形度等A类质量问题，并将此类问题经验分享给其他项目团队成员，提高了整个CPC项目其他单体的钢结构焊接质量，大幅降低了钢结构焊接的次品率。
2.5直方图：
直方图又称质量分布图。是一种统计报告图，由一系列高度不等的纵向条纹或线段表示数据分布的情况。一般用横轴表示数据类型，纵轴表示分布情况。与控制图不同，直方图不考虑时间对分布内的变化影响。
2.6控制图：
控制图是用来确定一个过程是否稳定，或者是否具有可预测的绩效。控制图可用于
检测各种类型的输出变量。虽然控制图最常用来跟踪批量生产中的重复性活动，但是也可以用来检测成本与进度偏差、范围变更频率或其他管理工作成果，以便帮助确定项目管理过程是否受控。
2.7散点图：
又称相关图。在质量管理中，常常遇到两个变量之间存在着相互依存的关系，但这种关系又不具确定的定量关系。在这种情况下，相关图就可将两种有关的数据成对地以点子形式描在直角坐标图上，以观察与分析两种因素之间的关系，用来估算自变量的变化将如何影响因变量的值，以完成对产品或工序进行有效控制。
直方图和控制图更适合处理数据量较大的情况，比如钢结构构件在钢结构工厂加工时可以使用直方图来展示误差的统计情况，控制图则可以确定在钢结构构件加工过程中产品是否稳定，而现在主要讨论的是CPC现场质量管理，允许运送到现场的钢结构构件等建筑材料都是通过质量检验的产品，通过施工建材的进场检查就能判定符合质量要求。
而散点图可作为辅助工具在质量管理体系中使用，但在比较成熟的工业建筑工程基建项目中，需要分析两个变量之间相互依存关系的可能性不大，所以如果CPC项目中并没有采用直方图、控制图和散点图三种质量工具。
3.结束语
项目质量管理是建筑工程项目管理中的一项核心工作之一，质量管理已经由过去的依靠管理者经验转向了系统化、科学化、体系化、规范化的管理。根据项目的特殊性有所侧重地运用七种基本质量工具，不仅增加了质量方面的项目成功概率，同时也对项目成功标准中的范围、进度、成本、资源、风险和干系人等要素产生了积极的影响。