混凝土產製統計品管

● 品管七工具的正確使用
● 混凝土強度的製程及驗收管制圖運用
● 混凝土實驗資料的相關與回歸
● 混凝土實驗資料的檢定與推定
● 實驗資料的變異數分析
● 希臘拉丁方格解決混凝土多因數多水準之實驗
● 多因數配置如何轉換成直交表實驗
● 利用直交表處理混凝土實驗因數間的交互作用
● 如何撰寫實驗報告

■ 本書特色

讓數據說話！
經由混凝土產製實驗所得到的資料及事實，
必須經由統計品管的手法加以確認其可靠性，
『資料』及『事實』就是最好的品質資訊！

☆ 作為水泥混凝土產製品管作業所使用的統計品管知識
☆ 無深奧統計理論，以大量混凝土實驗資料為主
☆ 統計理論的範圍限定在計量值及應用方面
☆ 利用Excel函數處理繁複的統計計算
☆ 無冗長的文字敘述，而是利用大量表格及圖形作理論說明

■ 推薦序

“大陸正推高性能，寶島送來質控經。心有靈犀一點通，兩岸不愧同宗人。”近日，《商品混凝土》雜誌的焦工，通過我的同事周永祥博士轉來了臺灣賴瑞星先生的書稿《混凝土產製統計品管》，讓我為其大作寫一個序。這確實讓我有點為難。一則我雖然樂於幫人，但從來不為書稿寫序，因為我覺得寫序是那些德高望重的資深老專家才有資格幹的事情；二則聽說賴先生是一位從事混凝土生產和品質控制達35 年的行業資深專家，其大作由我這個相對年輕的人來寫序，似乎也不妥。但是，在拜讀了賴先生的大作後，我決定勉為其難，答應賴先生的要求，寫一篇也許不像“序”的序。希望不要影響賴先生大作的宣傳和推廣。我之所以答應寫這個序，有兩個主要原因：一是國家的需要、行業的需要。當前由於提升混凝土工程品質、化解產能過剩、節能減排、產業轉型升級的現實需要，住房和城鄉建設部、工業和資訊化部正大力推廣高性能混凝土。並且成立了相應的技術依託機構：高性能混凝土推廣應用技術指導組。技術指導組下設負責日常工作的辦公室和三個專業組：材料及製品生產專業組；結構設計施工專業組；政策及標准規範專業組。本人是負責日常工作的辦公室主任兼材料及製品生產專業組組長，所以有責任和義務組織行業內的所有力量，一起推動高性能混凝土的推廣應用工作。二是在拜讀了賴先生的大作以後，覺得這本書寫得非常好。該書正是推廣應用高性能混凝土的關鍵環節—混凝土生產品質控制所需要的好工具。眾所周知，混凝土是一種用最簡單的工藝生產的最複雜的複合材料，它即是常規材料，又是特殊材料。說其常規，因為可以就地取材、易於成型和密實、成本低廉、抗水性好；說其特殊，因為混凝土跟其他工廠化生產的成品材料不同，其性能具有時間依賴性、工藝依賴性、環境依賴性，尤其是混凝土的時間依賴性最為明顯。正因為混凝土的常規性，才能發展成為人類社會用量最大、用途最廣的建築材料。但是，也正因為混凝土的特殊性，使其品質控制和性能評價跟一般的材料又有很大的不同：其性能隨時間而變化；隨使用環境而變化；隨生產工藝而變化；原材料不能提純、品質波動大；結構非勻質性、多相共存；具有典型的地域性、以地方材料為主。這些特殊性使得混凝土的品質控制變得異常複雜、難度很大。同時，混凝土從材料到工程，要經歷原材料選擇、配合比設計、生產、施工和養護等多個環節，其最終產品是整個混凝土工程。而混凝土工程一般是無法作為成品進行破壞性檢驗的，所以對混凝土品質的保證、性能的核對總和評價只能依賴於過程品質控制、核對總和評價。在混凝土工程生產施工的所有環節中，保證混凝土拌和物的品質是基本前提。但是，因為混凝土的複雜性，使得混凝土的生產製造過程的品質控制，在很大程度上需要依賴試驗作為最基本的品質控制手段。做好混凝土的試驗，可不是一件簡單的事情，不僅需要豐富的經驗，更需要“高技術”：試驗設計、資料處理、資料分析、資料判斷和應用等。由於混凝土屬於零庫存“產品”，其試驗也非常特殊。不僅試驗量大，而且資料波動性也大。同時，要做好混凝土試驗的設計、資料處理和分析等，需要掌握一定的數學工具。只有熟練掌握並正確應用這些數學工具，才能依據混凝土的試驗結果對混凝土品質進行有效地控制。混凝土試驗和資料處理需要用到的最常用數學工具有：概率統計、抽樣和估計、假設檢驗、品質控制圖、方差分析、正交設計、回歸分析，以及將這些數學工具和電腦結合的EXCEL 等軟體。本人曾經在2006 年跟武漢大學劉數華博士合著了一本《建築材料試驗研究的數學方法》，對上述數學工具的應用進行了較為詳細的介紹。但是，由於當時經驗所限，以及積累的資料不夠，《建築材料試驗研究的數學方法》一書偏於數學工具本身的介紹，跟混凝土試驗和實踐的結合還不太盡人意；且對數學工具的介紹有點難，一般的技術人員理解起來還有一定困難。而賴先生這本《混凝土產制統計品管》，我拜讀後，突然眼前一亮，感覺到這本書正是一線的混凝土技術人員所需要的好書：易懂、實用、條理清楚、實例豐富，是一本非常好的工具書。全書八章，章章精華。對於數學工具的介紹，沒有多餘的理論推導，全是可以直接應用的“幹貨”。不僅適合混凝土行業的資深人員閱讀，而且尤其適合混凝土攪拌站的總工、實驗室主任以及一線的廣大技術人員參考和實用。正如作者自己所說：“筆者以混凝土產製實驗單位的多年經驗，從大範圍的統計學中截取混凝土實驗所須要的部份，配以實務的需要作一些去蕪存菁的整理，從實用的基本統計開始編撰，並且應用在品管圖形、相關與回歸、檢定與推定、變異數分析，最後於“實驗計畫法”集其大成。非但降低了統計學艱澀之學習，更配以混凝土實際的實驗資料為實例，讓實際從事混凝土產制的品管人員有切身的體驗“。應該說作者說得很到位，我再多說一句，都是多餘的。我非常願意向混凝土同行推薦這本書，相應該書的出版，一定會為混凝土品質的提升起到應用的作用。由於大陸和臺灣在語言的表述和運用上略有區別，大陸讀者在閱讀本書時要注意區分其一些概念的不同表述：如，“常態分佈”在大陸一般叫“正態分佈”；“直交表、直交設計”在大陸一般叫“正交表、正交設計”等，其他還有一些類似的區別，請讀者自行把握，由於我本人閱讀臺灣地區的著作也不是很多，但願我的理解沒有錯，希望我沒有誤導讀者。是為序。

冷發光 2015 年7 月5 日星期日於北京

■ 筆者序

筆者自1980 年起從事混凝土產製的行業，凡二十幾載且皆在品管相關部門任職，一路走來深深體認這個行業有一個很不好的現象：由於產製層次簡單（原物料採購→進料→分倉儲存→輸送→秤量→拌合→調運→客戶），設備投入資金不大（大約2 千萬到4 千萬台幣之間），人力需求也不多（約百人以下）；這些低門檻的入行條件，致使在國家經濟起飛之際，水泥拌合廠如雨後春筍般紛紛成立，眾家爭鳴的結果就是削價競爭，為了降低行業的經營成本不惜犧牲產品之品質，經營者更不願意在企業內作品質訓練及改善的資金投入，品管單位只是權充門面，更不知到也不會如何去改進製程及產品品質，如此的惡性循環，難免造成社會大眾對混凝土行業的負面映印象及疑慮。預拌混凝土是一種非常具有「客制化」及「本土化」的產品，亦即是，它不僅須滿足客戶在工作性、強度、耐久性、環保性及經濟性的種種要求，原物料之取得利用更是離產製中心愈近愈好的本土材料；而且須在短時間之內，將大量原物料製成成品的產製特性。

所以，『即時作正確的事，Do the Right Things on Right Time』成為作好混凝土產製品質的重要理念，也就是，預防性的品管活動必須被建構在品質保證系統（Q.A. system）內；在預防性的品管策略下，產製前的各種原材料、半成品及成品的相關實驗就必須由品管單位確實的執行，並由實驗結果去作製程的改進。

要做哪些實驗，實驗如何進行，其目的在於取得品質改進之資訊，“資料及事實”就是最好的品質資訊，一個不良現象可以找到許多有嫌疑的原因，要為之定罪，必須一一找出統計資料，讓數據說話，所以經由實驗所得到的資料及事實，必須經由統計品管的手法加以確認品質資訊的可靠性；所以，統計品管會成為混凝土產製的一門重要學問。

筆者以混凝土產製實驗單位的多年經驗，從大範圍的統計學中截取混凝土實驗所須要的部份，配以實務的需要作一些去蕪存菁的整理，從實用的基本統計開始編撰，並且應用在品管圖形、相關與回歸、檢定與推定、變異數分析，最後於“實驗計畫法”集其大成。非但降低了統計學艱澀之學習，更配以混凝土實際的實驗資料為實例，讓實際從事混凝土產製的品管人員有切身的體驗。

“設備是企業有形的軀體，管理才是企業的靈魂”，品質管理是企業回魂的良方，適切的品質訓練可以培養良好的習慣，所以品質要從訓練開始，但願這本「混凝土產製統計品管」能給混凝土產業作為基本的崗位培訓，帶給混凝土產業向上提升的力量。

文詞、資料繁多，疏忽誤漏在所難免，尚希專家學者及同業先進多賜指教！

著者 賴瑞星 于臺灣省 苗栗縣
西元2015 年6 月5 日