预制构件产品质量的形成机理及控制方法研究

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大力推广装配式建筑是我国建筑业转型升级高质量发展的重要手段。预制构件作为装配式建筑的基本组件,具有生产过程涉及环节众多、工序及影响因素繁杂、跨部门界面管理难等特点,存在质量缺陷多发、易发以及难以追溯的质量控制难题。尽管学者进行了大量质量控制理论研究和探索,但构件质量控制实践普遍存在“重事后检查性控制轻过程监管性控制”的现象,无法实现质量缺陷追溯及产生原因有效分析。主要问题如下:一是对构件质量形成过程关键控制要素及内容辨识不清;二是同一供应链的不同主体间存在质量信息流关系割裂失真状态,导致构件质量数据采集及挖掘失效;三是缺乏一套有效的面向构件生产全过程管理质量控制方法。目前,由于构件质量控制仍沿用现浇技术的理论和方法,难以解决不同生产主体质量管控信息失真造成的管理痛点和盲点问题。因此,迫切需要从信息管理视角开展构件质量控制方法研究,以满足缺陷追溯与原因分析的实践诉求。基于上述背景,本文针对构件全过程生产特点,开展构件产品质量形成机理分析,并引入产品基因理论提出信息管理视角下的构件产品质量控制方法。主要研究内容和研究结果包括:(1)应用定性分析方法,构建了构件产品质量形成机理及控制总体研究框架。基于构件质量控制追溯中现存问题的系统梳理,如质量信息不完整、信息分类管理差、缺乏可追溯性等,提出了质量形成机理挖掘以及信息管理视角下开展质量控制方法研究的必要性。通过基于质量缺陷分析的构件质量特征识别,提出了构件产品质量形成机理分析应从“影响因素”、“质量特性”、“传递规律”三维度展开,定性讨论了三类要素之间的关系,建立了质量形成及控制理论模型;引入质量控制和产品基因理论,建立了构件产品质量控制总体研究框架,从方法、内容、视角、理论4方面分析了“构件质量控制尚缺乏基于质量形成机理认知的先进方法”这一研究点的可行性。(2)基于工程项目调研数据,采用熵权-马氏田口集成方法,识别了构件质量形成中关键质量特性。梳理了构件生产过程工序及质量特性,得到质量特性初始清单,包括28个工序、67类质量特性以及相应的136条特性内容;采用熵权-马氏田口集成方法对质量特性工程实际数据处理及分析,识别关键质量特性88条,有效降低质量监测工作量35.29%,识别效果良好。(3)基于问卷调研数据,采用决策实验室分析-解释结构模型集成方法,识别了构件质量形成中关键质量影响因素及作用关系。综合应用文献分析、实地调研和专家访谈方法,按照质量影响因素初始清单、基础清单和目标清单的生识别顺序,确定了42个目标质量影响因素。论文进而采用决策实验室分析法分析各影响因素重要性,得到了影响度、被影响度、中心度、原因度四个参数;采用解释结构模型构建了质量影响因素之间的层级结构和传递路径。识别关键影响因素30个,占比71.43%,其中强原因类因素9个,强结果类因素7个,并采用因素图谱分析方法展示了关键影响因素之间的关系。(4)采用系统动力学方法构建了构件质量传递仿真模型,揭示了多主体参与下跨阶段质量传递规律。基于多个案例项目施工数据和专家咨询获得指标参数,并从人员贡献度变化与实际项目情况相符情况验证了模型有效性。通过灵敏度分析得到质量风险传递阈值、信息传递效率、关键影响因素敏感性等对质量形成变化的影响状况,得到了质量形成中跨阶段传递规律内容。(5)引入产品基因理论,提出了基于形成机理分析的构件质量控制方法。论文从信息管理视角提出了构件质量控制追随新方法,具体内容包括:引入产品基因理论并以质量特性、影响因素和传递规律三类信息提出了构件产品质量基因信息模型实现了质量追溯数据关联提取,提出了产品基因标准化方法实现了质量数据存储,设计了基于相似度匹配算法的追溯流程算法实现了质量缺陷信息的获取。最后,通过范例分析验证了所提方法的可行性。论文通过理论模型构建和实证案例分析,深度剖析了构件产品质量形成机理,并引入产品基因理论提出了基于形成机理的质量控制追溯方法。研究成果一定程度上弥补了现有研究“轻过程重结果”的不足,对丰富质量控制相关领域的研究具有一定理论贡献,也对指导我国装配式建筑发展中进行构件质量控制及追溯管理的实践具有一定参考意义。
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