基于六西格玛的 PC 预制构件吊装质量管理研究

0 引言

在新的历史时期，转向高质量发展是中国经济发展的鲜明特征，把“以提高发展质量和效益为中心”，把质量强国放到了国家战略高度。建筑业作为国民支柱性产业之一，如何做好质量转型，激发新的活力与创造力，提升行业新发展，推动整个建筑业低能耗、低碳甚至零碳化发展，也成为新时期的热点问题［1，2］。

“σ”是一个希腊字母，在统计学里用来描述正态数据的离散程度，是一个流程的完美程度的重要衡量标准，用来表示每1百万次操作中发生失误的次数。六西格玛概念最早产生于摩托罗拉公司，并成功应用于美国通用电气公司，六西格玛管理最初是一种用于提升质量的过程改进方法，通过实施六西格玛管理，减少过程变异、消除材料浪费、提高管理效率，实现对人、机、料的全要素全过程管理［3］。

1 六西格玛方法论

六西格玛管理是一套有效提升质量和降低企业成本的系统管理学方法论，其实施模式被称作 DMAIC。DMAIC 强调应以顾客为实施关注焦点，并持续调整顾客满意度与企业经营目标紧密相连；主要是用数据的语言来表述产品和过程业绩，根据分析数据进行过程管理改进，并运用定量分析和统计学思维；追求的是打破旧习惯、追求真正变化的结果和带来创新问题的解决方案用以适应持续改进的需要；同时还强调面向过程，并且通过过程变异、缺陷的减少达到降低风险、成本，以及缩短运行周期的目的［4，5］。DMAIC 代表六西格玛改进提升活动的主要五个阶段，其工作内容如下。

1）界定（Def ine）：主要是确定顾客的关键需求，并且识别顾客要求改进的产品和流程，从而决定 DMAIC 以下 4 个阶段的关键质量特性，并且将改进项目界定在合理范围内；

2）测量（Measurement）：主要是通过对现有的过程进行测量和评估，从而制定期望达到的目标以及业绩衡量标准，并验证测量系统的有效性；

3）分析（Analysis）：主要是通过数据来确定影响因素和关键因素，也是确定过程的关键影响因素；

4）改进（Improvement）：就是通过寻找最优的改进方案，使其降低过程的缺陷或变异；

5）控制（Control）：主要是将改进成果进行固化，通过对其文件的修订等方法使成功的经验制度化。利用有效的监测方法，来维持过程中改进的成果并且寻求进步的提高，使得改进效果能够持续地维持［6］（见图1）。

图1 六西格玛管理阶段图

2 建筑施工质量的影响因素

建筑施工质量的影响因素较多，从施工要素方面分析主要有以下 5 个方面：人员、材料、机械、方法和环境，为完成施工质量目标，使整个项目达到相关的标准和规范，施工过程中需要从以下 5 个因素进行控制。

1）人员因素，人的因素是建筑施工质量的决定性因素。其是指施工全过程中的所有参与者，包括项目的现场管理人员，现场作业人员、相关辅助人员等。

2）材料因素，建筑施工材料是整个质量的直接影响因素，决定了建筑物的最终品质。材料的管理包括对建筑直接使用材料、需现场加工安装材料以及成品材料的质量控制等，包含施工材料的运输、储存、分配、使用等各方面。

3）机具因素，机械因素的影响主要包括机械设备和工具的使用，不同项目的环境以及技术的要求不同会导致机具的使用发生变化，故合适的机械设备使用和维护就显得很重要。

4）工艺因素，工艺因素的影响主要包括施工组织设计、施工工艺、施工技术方案等方面。建筑工程施工的质量管理必须要结合工程项目本身的情况和特点，根据这些不同的工程背景和环境来制定对应的施工组织设计，确保工程施工在技术、成本、进度和质量上达到预期目标［7］。

5）环境因素，工程项目的环境因素包括工程施工自然环境、施工技术环境以及工程管理环境等，这些环境对于施工质量的影响具有直接和间接的作用［8］。

3 六西格玛在 PC 预制构件吊装质量管理中的应用案例

3.1 项目概况

凤溪院子项目位于成都市温江区五洞桥路639号，总规划用地面积 75 660.98 m2；规划总建筑面积 252 618.47 m2；建筑面积 25.26 万m2。拟建高层、小高层及多层住宅区，由 8 栋 26 层、3 栋 10+1F 层和 52 栋多层组成，为装配式结构，结构类型为剪力墙。其中装配式构件的实施部位为：各层局部楼面板（不含屋面）以及 2～17 层楼梯、地上部分局部内隔墙，单体预制装配率为 20.85 %［9］。

3.2 PC 预制构件吊装六西格玛管理

凤溪院子项目 PC 预制构件吊装属于危险较大工程，单体预制率高，PC 构件数量多，预制板面积大，厚度薄。吊车起升速度要求稳定，覆盖半径要大，下降速度要慢。吊装预制楼面板多为临边作业，因此预制构件吊装至施工操作层时，操作人员应站在楼层内，安全风险较高。其中，PC 预制构件“胡子筋”与梁主筋吊装过程易发生碰撞，且“胡子筋”钢筋为螺纹钢筋，多次弯折后容易发生断裂，影响结构安全及施工质量。

为提升整个吊装过程的质量标准，顺利完成质量目标，在此分部分项工程阶段实施六西格玛管理，确保整个 PC 预制构件一次安装合格，吊装过程中保证“胡子筋”不发生断裂、梁主筋位置不发生破坏，因此需要从根本上分析原因所在，通过收集全过程数据分析研究可以确定影响 PC 预制构件吊装的关键因素。

1）界定。为提升 PC 预制构件的生产质量，改进施工过程中的影响因素，结合项目实际吊装情况及吊装工艺技术水平等，采取相应的措施，确保符合相关规范、安全标准及满足使用功能等要求，保证工程质量达到要求。

2）测量。依据 PC 预制构件吊装的质量调查数据分析，选取第三层吊装施工过程进行分析研究，收集过程数据，同时运用数理统计方法，统计质量问题发生频次。采用因果图（C-E），对生产过程的人、机、料、环、法等进行测量。

3）分析。通过测量，利用头脑风暴法对影响PC预制构件吊装质量的原因进一步分析研究（见表1）。

表1 PC 构件吊装质量分析

4）改进。通过吊装过程事项的列举，数据收集及数据分析研究，制定合理的方法和措施，提出以下措施。

①梁钢筋绑扎：按照新方案的要求，对现浇梁进行绑扎，绑扎效果如图2 所示，上部钢筋先进行暂时固定，等待叠合楼板吊装结束后进行位置调整和固定。

图2 梁上部钢筋固定

②吊装叠合楼板过程中采用新方案，不需要对叠合楼板“胡子筋”进行弯折，减少“胡子筋”在反复弯折过程中发生断裂。

③梁上部钢筋调整绑扎：叠合板楼板吊装完后才能对梁上部钢筋进行调整绑扎，如图3 所示。

图3 梁上部钢筋调整

5）控制。目的在于将生产过程改进后的成果加以巩固，保证改进能够持续下去，防止在吊装过程中 PC 构件的“胡子筋”反复弯折后发生发生断裂，保证结构安全。

通过对项目数据的测量和分析，将整个项目有计划地拆分为不同的工作单元，分析项目每个施工阶段的实际完成情况及遇到的各种问题，利用数理统计学相关方法，进行数据整合与分析。并编制 PC 预制构件吊装作业指导书，及时调整施工计划，从而对后续工程阶段总工期计划进行合理缩短，在成本降低的同时实现质量目标的可管可控［10］。

4 结论与展望

本文建立六西格玛在 PC 预制构件吊装施工过程中的质量管理体系，基于六西格玛管理的 DAMIC 流程成功应用于凤溪院子项目质量管理过程中，可为六西格玛管理应用于建筑施工其他分部分项工程提供一些参考。但由于建筑施工过程中对于质量的影响因素较多，并且六西格玛管理对于人员素质、技术水平、理论知识掌握等要求较高，实施过程中势必会有所偏差，影响实施效果。但随着大数据时代的到来，BIM、数字化技术的日趋成熟，六西格玛将借助信息化手段在建筑施工过程中的应用会越来越广泛［11］。