基于异构信息网络的非API石油专用管QI体系优化方法与流程

基于异构信息网络的非api石油专用管qi体系优化方法
技术领域
1.本发明属于非api石油专用管质量基础设施研究技术领域，具体涉及一种基于异构信息网络的非api石油专用管qi体系优化方法。


背景技术：

2.随着经济社会的发展，通过质量促进发展已经成为各国的共识，质量基础设施(quality infrastructure,qi)的概念应运而生。目前对qi在不同层面的研究快速发展，大到全球，国家，小到行业企业都相继提出了各有针对的qi指标体系。
3.根据世界银行的定义：质量基础设施(qi)表示公共和私人机构的生态系统，以及建立和实施标准化，认证，计量和合格评定(测试，检查和认证)的法律和法规框架和实践。自2006年，联合国工业发展组织(unido)和国际标准化组织(iso)正式提出计量、标准、合格评定(包括检验检测、认证认可)为构成国家质量基础设施的三大要素，针对qi的研究，已经发展到很多层级，包括全球质量基础设施(gqi)、国家质量基础设施(nqi)、行业质量基础设施(iqi)、企业质量基础设施(eqi)。目前大部分qi研究，在于体系构建及其有效性的验证：如中国原国家质量总局提出的质量基础设施能力指数；德国物理技术研究院(ptb)的基于经济绩效的nqi指数；联合国工业发展组织(unido)提出的贸易标准符合性指数。这三种都是典型的nqi评价体系，其有效性是在特定的环境下，通过qi体系的具体实施结果分析或者对qi水平与某些参考标准(如经济发展水平)关联关系挖掘体现出来的。随着qi研究的深入，逐渐出现了一些针对具体对象(某个行业、某类型企业)的qi指标体系，如liao等人在质量基础设施能力指数基础上提出的智能电表企业的qi指标体系，研究了一种构建智能电表企业的qi指标体系的标准化流程。孙玉红等人构造了机械制造企业的质量技术基础评价指标体系，并通过网络层次分析法(anp)、模糊综合评价法以及问卷调研的方式，得出不同机械制造企业的qi水平分数，并在qi分数的基础上提出机械制造企业qi能力建设意见。黄梦蝶等人从系统性和协调性的基础上对我国nqi水平在促进出口产品质量提升中的效能进行了研究，在构建的qi评价指标体系基础上，通过因子分析法评估我国不同历史阶段qi发展水平，使用灰色关联分析法对qi水平与出口产品质量之间的相关性进行了探讨。这些研究在一定程度填补了qi在具体工程实践领域运用的空白，促进了qi的发展。但面临的现实问题是，虽然这些研究建立了一系列不同层次的qi指标体系，并采用不同方法对建立qi指标体系的有效性进行了验证，但对于在qi水平评价的基础上，如何优化qi指标体系却并没有给出具体的方法。如ulrich harmes-liedtke等人在ptb的基于经济绩效的nqi指数上发展而来的gqii(global quality infrastructure index)指数，只是单纯的分析了70多个国家的经济情况与gqii指数计算结果之间的关联性，验证了经济水平越高的国家，gqii指数分数越高的假设，却并未对分数较低的国家如何改进gqii指数分数提供方法。孙玉红等人构造的机械制造企业的质量技术基础评价指标体系中，建立了qi水平评价方法，也给出了不同企业如何优化qi水平的方法，即通过对不同的企业的打分结果分析，采取分数最小的即为最需优化的指标。这些也是目前大部分qi指标体系优化改进的方式—在qi体系各个指
标独立不相关的假设下，分数较低的指标即为需要优化的指标。这样的解决方法主要有以下三个问题：
4.(1)qi指标之间存在相互耦合关系，根据国家质量监督总局的定义，对于qi的三大构成要素：计量、标准、合格评定(包括检验检测、认证认可)，计量是基准，是控制质量的基础，标准是依据，用以引领质量提升，合格评定是手段，控制质量并建立质量信任，三者相互耦合，共同构成nqi。对于其它各种类型qi体系，大都在计量、标准、合格评定这三大要素的基础上构建而来，自然指标之间也存在相互耦合关系，需要厘清这种耦合关系对qi体系水平的影响。
5.(2)指标提升是需要考虑现实因素的，qi指标提升是有成本代价以及提升需求的迫切性(战略性)的，如何将成本代价以及这种提升需求的迫切性融合到qi体系水平的提升中：不同类型qi指标、不同水平qi指标提升的代价是等同的。对于非api石油专用管行业，或者某个非api石油专用管企业的qi水平改进，企业能够支付的成本总是一定的，只有严格的考虑成本因素，才能使qi指标提升策略具有实践意义，满足用户的需求。对于一个企业、行业或者国家的来说，只有重视那种卡脖子的方面的提升才能更具备战略意义。
6.(3)指标体系优化是需要方向的：优化不是盲目的优化，如何使qi体系的优化方向向着能够满足现有的市场需求和体现未来市场需求的方向优化发展：企业现有的qi指标体系，或者对体系企业qi水平的指标体系只是对现有市场需求满足是不够的，还需要体现市场未来的需求发展方向，这样才能使产品市场竞争力长久不衰。
7.基于以上的现状和问题，亟需一种能够综合qi多要素耦合关系、指标提升的现实意义以及适应具体企业情况的qi体系优化方法。


技术实现要素：

8.为了解决现有技术中存在的问题，本发明针对目前非api石油专用管行业qi体系优化的方法缺失，导致企业难以有针对性的对自身qi指标体系进行改进以提升自身的qi水平，从而使非api石油专用管产品质量满足当前市场的需求和契合需求未来的发展方向，并达到国际同类先进水平的问题，本发明提出了一种基于异构信息网络的非api石油专用管qi体系优化方法。
9.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种基于异构信息网络的非api石油专用管qi体系优化方法，包括以下步骤：
10.步骤1)、获取非api石油专用管qi要素；
11.依据获取的非api石油专用管qi要素，筛选qi效能指标，建立反映当前和未来非api石油专用管质量基础设施水平的标准qi为非api石油专用管qi体系；
12.在qi效能指标的基础上，结合非api石油专用管企业的qi效能指标数据，建立反映非api石油专用管qi体系水平的待优化qi体系；
13.将标准qi为非api石油专用管qi体系和待优化qi体系相结合，得到非api石油专用管质量基础设施优化体系；
14.步骤2)、根据qi效能指标，确定各个指标之间的关联关系及权重；
15.步骤3)、将确定好的qi效能指标当作异构信息网络的节点；
16.将确定好的qi效能指标之间的关联关系及权重当作异构信息网络的连边和连边
权重，将待优化qi体系关联关系分析层的指标的评价分数输入优化算法中，输出为每个输入指标的敏感度；
17.步骤4)将成本函数和迫切度函数引入每个指标的敏感度中，得到每个指标的优化指数，根据每个指标的优化指数制定非api石油专用管产品的优化策略。
18.获取非api石油专用管qi要素通过知识图谱、文献查阅、考察调研以及网络爬虫的方法。
19.筛选qi效能指标采用qfd需求分析的方法。
20.步骤1)中，非api石油专用管qi体系的构建的具体方法包含以下步骤：
21.开展qfd需求分析，在构建的石油专用管知识图谱的基础上，通过问卷调研、文献查阅分析以及网络爬虫的方法，建立以计量、标准、检验检测和认证认可的非api石油专用管质量提升未来发展需求的质量屋；按照质量屋的求解方法，求解出用于体现非api石油专用管未来质量发展需求的nw个qi指标；
22.开展qfd需求分析，通过知识图谱以及问卷的数据收集，采用数据挖掘的方法，提炼出以计量、标准、检验检测和认证认可为基础的用于反映当前非api石油专用管行业或者企业qi水平的n
x
个qi指标；
23.将用于体现未来非api石油专用管qi水平的nw个qi指标和反映当前非api石油专用管qi水平的n
x
个qi指标融合起来，去除其中重复的指标，构建起包含n个指标的标准非api石油专用管qi体系，在此qi体系的基础上通过采用效能评估的方法对实际企业的qi效能指标进行评价，得到企业的非api石油专用管qi体系水平的待优化qi体系。
24.步骤2)中，确定各个指标之间的关联关系及权重的具体方法包含以下步骤：
25.将四大要素层与四大要素的效能指标层的下一层作为关联性分析的节点层，四大要素层包括标准、计量、检验检测和认证认可；
26.将指标数最先大于六个的一层作为关联关系分析层；以此原则确定标准非api石油专用管qi体系关联关系分析层，待优化非api石油专用管qi体系的关联关系分析层为与标准非api石油专用管qi体系关联关系分析层相对应的指标层；
27.根据指标效能评估分数和关联关系分析层对关联关系层内的指标进行关联关系分析；
28.非api石油专用管qi体系和关联关系分析后的关联关系，采用网络分析法确定各个指标层间，以及关联关系分析层内指标之间的权重。
29.所述步骤3)中，qi体系优化异构信息网络的构建，包含以下步骤：
30.标准qi非api石油专用管qi体系和待优化qi体系的基础上，将qi体系每一层的指标当作异构信息网络的节点，指标之间的关系当作节点之间的连边，指标之间的关系包括各层指标与上一层指标之间的关系以及关联关系分析层指标之间的关联关系；
31.关联关系分析层的下一层指标当作相应关联关系分析层节点的节点属性，建立起qi体系优化异构网络模型；
32.输入待优化qi体系关联关系分析层中的指标的分数，并将其转换为二维高斯分布表示，计算待优化qi体系关联关系分析层中指标和标准qi非api石油专用管qi体系关联关系分析层中对应指标为同一聚类的概率，将得到的聚类概率与指标分数、连边权重结合得到一个qi优化分数，引入成本函数和迫切度函数得到指标的优化敏感度值。
33.步骤4)中，基于优化指数的优化策略制定，包含以下步骤：
34.根据qi指标水平提升成本代价之间的函数关系生成成本函数；
35.根据指标提升给企业带来声誉的大小生成迫切度；
36.优化指数函数是将成本函数、敏感度以及迫切度相结合，生成优化指数函数。
37.根据指标的优化指数，制定相应的优化策略，指标的优化指数越大，则该指标越需要被优化。
38.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果，本发明立足于非api石油专用管企业对自身qi体系如何进行优化，使非api石油专用管产品质量满足当前市场的需求和契合需求未来的发展方向，并达到国际同类先进水平的现实需求，面向非api石油专用管行业如何对现有非api石油专用管qi体系进行优化的共性科学问题，通过建立标准非api石油专用管qi体系和待优化非api石油专用管qi体系，通过异构信息网络建立两者之间的联系，解决优化的方向性问题，并在图论思想的基础上，通过采用qi体系优化算法，解决指标之间的耦合关系对qi体系的水平的影响，引入成本函数和迫切度函数，并提出了优化指数的概念，实现非api石油专用管企业qi体系优化策略的制定。本发明为非api石油专用管企业提供一种有效的qi体系优化方法研究，通过本方法建立的优化模型与算法，帮助企业在自身特点与实际情况下，以较小的成本投入、较大的战略意义，建立满足现有市场要求，面向未来产品质量发展需求的非api石油专用管产品qi体系。为企业如何对现有的非api石油专用管产品qi体系进行优化提供建议，增强企业的竞争力，产生巨大的经济效益和社会效益，具有很强的实际运用意义。
附图说明
39.图1为本发明提出的非api石油专用管qi体系优化框架示意图；
40.图2为本发明构建的qi体系优化异构信息网络示示意图；
41.图3为本发明案例中构建的石油专用管qi体系示意图；
42.图4为本发明案例中二维高斯分布图；
43.图5为本发明案例中关联关系分析层中指标之间的关联关系与权重；
44.图6为本发明案例中4家典型石油专用管企业的优化指数值；其中，(a)为企业a的qi指标效能分数与优化敏感度；(b)为企业b的qi指标效能分数与优化敏感度；(c)为企业c的qi指标效能分数与优化敏感度；(d)为企业d的qi指标效能分数与优化敏感度；
45.图7为本发明案例中指标的优化指数与关联关系的数目的关系图。
具体实施方式
46.下面结合说明书附图对本发明作进一步的解释说明。
47.如图1至图7所示，本发明提供了一种基于异构信息网络的非api石油专用管qi体系优化方法，首先通过qfd需求分析、知识图谱、文献查阅、考察调研以及网络爬虫的方法来构建一个非api石油专用管的标准和待优化的qi体系，建立非api石油专用管的优化框架，确定关联关系分析层，并在此基础上采用数据挖掘的方法，计算指标之间的关联关系，构建qi体系优化异构信息网络模型，将指标的效能分数以二维高斯分布的形式输入模型中，引入指标qi提升的成本函数和迫切度函数，计算得出指标得qi优化指数，并以优化指数为基
础建立相应对象得优化策略，实现对企业在低成本，高意义下的qi体系优化的决策制定。
48.一种基于异构信息网络的非api石油专用管qi体系优化方法包括以下步骤：
49.步骤1)、非api石油专用管质量基础设施(qi)优化体系构建，通过知识图谱、文献查阅、考察调研以及网络爬虫的方法提取非api石油专用管qi要素，采用qfd需求分析的方法筛选关键的若干个指标，建立起一个能够反映当前和未来非api石油专用管质量基础设施水平要求的标准qi非api石油专用管质量基础设施(qi)体系，在这个指标基础上结合实际非api石油专用管企业的数据上建立起一个能够反映特定企业当前非api石油专用管产品qi体系水平的待优化非api石油专用管质量基础设施(qi)体系，两种体系结合为非api石油专用管质量基础设施(qi)优化体系；
50.步骤2)关联关系分析层的确定、指标之间的关联关系和权重的确定，依据步骤1)构建好的指标体系，采用网络分析法(anp)，在问卷调研得到的数据结合石油专用管知识图谱中的图数据的基础上进行数据挖掘，得到各个指标之间的关联关系以及权重；
51.步骤3)qi体系优化异构信息网络的构建，将步骤1)确定好的指标当作异构信息网络的节点，将步骤2)确定好的指标之间的关联关系和权重，当作异构信息网络的连边和连边权重，将待优化qi体系关联关系分析层的指标的评价分数输入异构信息网络中，输出为每个输入指标的敏感度；
52.步骤4)将成本函数、迫切度函数引入步骤3)计算出的敏感度中，得到每个指标的优化指数，根据优化指数对特定企业制定相应的优化策略。
53.非api石油专用管质量基础设施(qi)优化体系构建，包含以下步骤：
54.(1)开展qfd需求分析，在构建的石油专用管知识图谱的基础上，通过问卷调研、文献查阅分析以及网络爬虫，建立起以计量、标准、检验检测和认证认可四大类的非api石油专用管质量提升未来发展需求的质量屋。按照质量屋的求解方法，求解出能够体现非api石油专用管未来质量发展需求的nw个qi指标；
55.(2)开展qfd需求分析，通过知识图谱查询以及问卷的数据收集与数据挖掘，提炼出以计量、标准、检验检测和认证认可这四大类为基础，能够反映当前非api石油专用管行业或者企业qi水平的n
x
个qi指标；
56.(3)将能够体现未来非api石油专用管qi水平的nw个qi指标和能够反映当前非api石油专用管qi水平的n
x
个qi指标融合起来，去除其中重复的指标，构建起包含n个指标的标准非api石油专用管qi体系，在此qi体系的基础上通过采用效能评估的方法对实际企业的相关指标水平进行评价，得到企业的待优化的待优化非api石油专用管qi体系。
57.关联关系分析层的确定、指标之间的关联关系和权重的确定，包含以下步骤：
58.(1)关联关系分析层的确定：将三大要素层(计量、标准和合格评定)或者含义与三大要素类似的qi体系指标层的下一层作为关联性分析的节点层；在没有明确的三大要素层的，将指标数最先大于6个的那一层作为关联关系分析层。以此原则确定标准非api石油专用管qi体系关联关系分析层，待优化非api石油专用管qi体系的关联关系分析层为与标准非api石油专用管qi体系关联关系分析层相对应的那个指标层；
59.(2)关联关系的确定，采用数据挖掘和知识图谱图信息挖掘的方法对关联关系层内的指标进行关联关系分析；
60.(3)指标权重的确定，采用网络分析法(anp)确定各个指标层间，以及关联关系分
析层内指标之间的权重；
61.qi体系优化异构信息网络的构建，包含以下步骤：
62.(1)异构信息网络的构建，在构建好的非api石油专用管qi优化体系基础上，将qi体系每一层的指标当作异构信息网络的节点，指标之间的关系(包括各层指标与上一层指标之间的关系以及关联关系分析层指标之间的关联关系)当作节点之间的连边，关联关系分析层的下一层指标当作相应关联关系分析层节点的节点属性，建立起qi体系优化异构网络模型。
63.(2)指标敏感度的计算，输入待优化非api石油专用管qi体系关联关系分析层中的指标的分数，并将其转换为二维高斯分布表示，计算待优化非api石油专用管qi体系关联关系分析层中指标和标准非api石油专用管qi体系关联关系分析层中对应指标为同一聚类的概率，将得到的聚类概率，与指标分数，连边权重结合，得到一个qi优化分数，引入成本函数和迫切度函数得到指标的优化敏感度值。
64.基于优化指数的优化策略制定主要包括以下步骤：
65.(1)成本函数定义：
66.成本函数为qi指标水平提升成本代价之间的函数关系，本发明定义关联关系分析层指标ai的成本函数为：
67.cost(ai)＝f(grade(ai))；
68.其中：
69.grade(ai)表示指标ai在某一个评价规则下的评价分数。
70.(2)迫切度定义：
71.stra(ai)＝f(grade(ai))
72.其中：
73.stra(ai)表示指标ai在某一个评价规则下的战略重要度。
74.(3)优化指数函数的定义，优化指数函数是将成本函数、敏感度以及迫切度结合起来，体现了了一个指标提升的现实优先程度，定义指标ai的成本优化指数为：
[0075][0076]
其中：
[0077]
saf(ai)为指标ai的敏感度。
[0078]
通过计算出来的指标优化敏感度分数，制定相应的优化策略，指标的标优化敏感度分数越大，代表指标当前越需要被优化。
[0079]
实施例：
[0080]
通过问卷设计，对8家非api石油专用管企业的质量基础设施现状进行分析，建立qi体系优化的数据基础，采用本发明的方法对企业qi优化体系进行构建，制定企业的qi体系优化策略：
[0081]
步骤一：非api石油专用管质量基础设施(qi)优化体系构建
[0082]
通过采用包括qfd需求分析、知识图谱咨询、文献查阅、考察调研以及网络爬虫的方法来构建，建立起一个能够反映当前和未来非api石油专用管质量要求的qi指标体系，在
这个指标基础上结合实际非api石油专用管企业的数据上建立起一个能够反映特定企业当前非api石油专用管产品qi体系水平的待优化非api石油专用管质量基础设施(qi)体系；
[0083]
步骤二：关联关系分析层的确定、指标之间的关联关系和权重的确定
[0084]
关联关系分析层的确定：将三大要素层(计量、标准和合格评定)或者含义与三大要素类似的qi体系指标层的下一层作为关联性分析的节点层；在没有明确的三大要素层的，将指标数最先大于6个的那一层作为关联关系分析层，以此原则确定标准非api石油专用管qi体系关联关系分析层，待优化非api石油专用管qi体系的关联关系分析层为与标准非api石油专用管qi体系关联关系分析层相对应的指标层；
[0085]
指标之间的关联关系和权重的确定：依据步骤一构建好的优化指标体系，采用网络分析法(anp)，以及问卷调研并对调研得到的数据进行数据挖掘，得到各个指标之间的关联关系以及权重；此处以采用调研问卷得到的qi指标数据进行数据挖掘得到的关联关系为主，以石油专用管qi知识图谱，图数据中得到指标的关联关系为补充，实现指标之间的关联关系确定，并采用anp的方法确定指标之间的我权重；
[0086]
步骤三：qi体系优化异构信息网络的构建，将步骤一确定好的指标当作异构信息网络的节点，将步骤二确定好的指标之间的关联关系和权重，当作异构网络的连边和连边权重，将待优化qi体系关联关系分析层的指标的评价分数输入异构信息网络中，并将其用二维高斯分布表示，输出为每个输入指标的敏感度；
[0087]
此处将qi优化体系建模为异构信息网络，并将指标的评价分数，转换为二维高斯分布，都是为了符合异构信息网络关系强度感知聚类算法genclus的思想，得到个qi指标与其最优水平的相符水平，计算出指标的qi敏感度。
[0088]
步骤四：基于优化指数的qi体系优化策略制定
[0089]
将成本函数、迫切度函数引入步骤三计算出的敏感度中，使用qi体系优化算法，得到每个指标的优化指数大小，根据优化指数对特定企业制定相应的优化策略。通过对成本函数和迫切读函数的重要度设置，实现企业对qi体系水平的提升的优先考虑因素在成本和意义之间的转换。
[0090]
根据优化指数进行qi体系优化策略的制定，主要有两种方式：
[0091]
(1)理想型：严格按照qi优化指数提升qi因素到规定的水平；
[0092]
(2)实际型：根据企业的实际情况，投入已有的资源，提升qi因素到某个水平。
[0093]
非api石油专用管质量基础设施(qi)优化体系构建
[0094]
目前国内外针对质量技术设施的研究主要集中于质量基础设施具体方面的评价，对标准、计量、检验检测、认证认可能力具体方面的研究评价较为广泛；在整体评价方面，质量基础设施往往作为质量工作的基础部分与其他方面相结合构成一个评价系统，而当前无论学术界还是企业将质量基础设施作为一个整体的对其进行评价和研究还是很少的，因为评价设计的方面较广、数据收集起来难度较大。因此，本发明在建立非api石油管的质量基础设施体系，尽可能的将影响质量基础设施能力的全要素纳入模型中，力争做到全面科学。将计量、标准、检验检测和认证认可确定为影响非api石油专用管qi的四大主要要素，在四个qi要素指标的下面再进行细分，提出了覆盖产品设计、制造、服役等不同阶段，企业、行业、产业和国家不同层次的20个因素指标。
[0095]
具体的做法为：在石油专用管qi知识图谱，文献分析的基础上，提炼qi要素指标，
并以qi要素的选取原则—全生命、多尺度、系统性、科学性、可操作性和相关性为依据，开展qfd需求分析，筛选出最符合的因素指标(本发明共选取了20个)。建立的标准qi体系如图3和图4，在这个指标基础上结合实际非api石油专用管企业的数据上建立起一个能够反映特定企业当前非api石油专用管产品qi体系水平的待优化非api石油专用管质量基础设施(qi)体系；两者结合为非api石油专用管质量基础设施(qi)优化体系。
[0096]
qi优化体系指标之间的关联关系和权重的确定
[0097]
qi优化体系指标之间是相互关联的，需要对这种关联关系进行量化，才能更好研究qi体系优化模型，对qi体系进行优化。
[0098]
在进行关联关系分析前，需要对调研的数据进行从归一化处理，消除异源异构数据单位不统一，数据尺度不统一对分析结果的影响。
[0099]
对问卷调研得到的数据，进行如下公式的归一化处理：
[0100][0101]
其中：grade(vd)表示待优化非api石油专用管qi体系指标v的评价分数，角标d代表这个指标是待优化非api石油专用管qi体系中的一个指标；pj(vd)表示指标v的原始水平评价描述，可以是特定的文字或者特定的公式计算出来的数字；f表示指标v的特定的评价规则，将指标v的原始水平评价描述进一步转换为相应的数据；maxf和minf分别表示，指标v的特定的评价规则下，理想情况下能够达到的最高和最低的分数；
[0102]
对归一化后的数据采用如下的关联关系分析公式：
[0103][0104]
其中：
[0105]
表示第(k 1)个研究对象的待优化非api石油专用管qi体系关联关系分析层中指标vi的效能评估分数值；表示第(k 1)个研究对象的待优化非api石油专用管qi体系关联关系分析层中指标vj的效能评估分数值；a
i,k
表示与之间横坐标的差值,人为设定；a
j,k
表示与之间横坐标的差值，人为设定；
[0106]
当：guanlian
i,j
≥th指标vi和vj之间存在关联关系。
[0107]
其中：th是人为设定的指标之间是否存在关联关系的阈值。
[0108]
构建得到的指标之间的关联关系如图5所示。
[0109]
qi体系优化异构信息网络的构建
[0110]
将确定好的qi优化体系中的指标当作异构信息网络的节点，指标之间的关联关系和权重，当作异构网络的连边和连边权重，建立qi体系优化异构信息网络，如图2所示。
[0111]
将qi体系关联关系分析层的指标的评价分数用二维高斯分布的形式在异构信息网络中表示，输出为每个输入指标的敏感度；
[0112]
指标分数转换为二维高斯分布的公式如下：
[0113]
设：bd＝{d0,d1,
…
,dk,
…
,dn}，dk＝(d
kx
，d
ky
)，k＝0,1,2,
…
n，且d0,d1,
…
,dn是从bb＝{b0,b1,
…
,b
t
}这t个点中随机抽取的n个点(bb服从的二维高斯分布)确定的，且满足：
[0114][0115]
其中：c1、c2为常数。grade(ad)为指标a在待优化非api石油专用管qi体系中的评价分数，grade(ab)为指标a在标准非api石油专用管qi体系中的评价分数，a为二维高斯分布的方差。
[0116]bb
服从的二维高斯分布按如下公式确定：
[0117]
设标准非api石油专用管qi体系关联关系分析层中的指标bb用二维高斯分布gbb表示，二维高斯分布gbb的均值设定为μ＝(0，0)，则与指标bb关联的指标可以用二维高斯分布表示，的均值(n为与指标bb关联的指标的个数)。按照如下公式计算均值：
[0118][0119][0120]
其中：r为圆周半径值，设定为高斯分布方差值的大小。方差采用固定值σ＝[6 0；0 6]，可以人为根据不同的情况设定。
[0121]
基于优化指数的qi体系优化策略制定
[0122]
主要包括敏感度的计算、优化指数的计算和优化策略制定。
[0123]
指标敏感度的计算：通过计算待优化非api石油专用管qi体系关联关系分析层中指标和标准非api石油专用管qi体系关联关系分析层中对应指标为同一聚类的概率，将得到的聚类概率，与指标分数，连边权重结合，得到一个qi优化分数，然后通过依次改变每个待优化非api石油专用管qi体系中的分数值，再通过同样的步骤得到另一个qi优化分数，两者相减的结果除以指标分数得到这个指标的敏感度。
[0124]
敏感度公式，敏感度是对于每一个qi体系关联关系分析层指标而言的，为某个qi指标水平变化引起的qi体系水平变化大小，而且不同指标的敏感度、同一指标在不同水平阶段的敏感度并不一样，定义指标ai的敏感度为
[0125][0126]
优化指数的计算主要包括成本函数定义，迫切度函数定义和优化指数定义三个部分：
[0127]
(1)成本函数定义：
[0128]
成本函数为qi指标水平提升成本代价之间的函数关系，本例定义关联关系分析层指标ai的成本函数为：
[0129][0130]
(2)迫切度定义：
[0131][0132]
(3)优化指数函数：优化指数函数是将成本函数、敏感度以及迫切度结合起来，体现了了一个指标提升的现实优先程度，定义指标ai的成本敏感度函数为：
[0133][0134]
优化指数分析
[0135]
选取8家企业中典型的四家企业进行qi优化指数计算，如图6所示，可以看出：指标评估分数最低的，优化敏感度并不最高，指标评估分数达到满分的(本发明为9)，其优化敏感度往往接近于0(即不需要优化)，这也与实际相符。
[0136]
为了更深入探究方法的正确性，从下面三个思考更深入的进行解释：
[0137]
(1)指标之间的耦合关系：将每个成本函数设为一样为，迫切度函数设为1、指标分数都设为6、指标间权重都设为1，排除其影响，得到指标的优化指数同指标关联关系的数目之间的关系如下图7，从中可以看出，算法是能够将指标的关联关系考虑进去，当成本、迫切度、权重和指标分数一样的时候，关联关系越多指标与其它指标关联程度最深，那么这个指标最值得优化，因为它能带动更多的指标提升，这也与实际经验相符。
[0138]
(2)指标的提升代价与迫切度：根据优化敏感度的计算公式：
[0139][0140]
指标提升成本即为分母，因此成本与指标优化敏感度成反比，指标提升迫切度为分子第一项f(grade(ai))，因此迫切度与指标优化敏感度成反比。
[0141]
(3)指标优化的方向性：
[0142]
对标准qi体系中具备的指标但待优化qi体系中并不具备对应的指标或者待优化qi体系中分数较低的指标，施加较大的迫切度，通过对指标迫切度的改变来改变优化敏感度从而改变优化的方向。
[0143]
综上所述，本发明的非api石油专用管质量基础设施(qi)优化能够很好的解决qi要素之间相互关联对qi体系水平的影响，以及引入成本函数和迫切度于优化指数中，更符合企业的运用实际，最后将待优化qi体系同标准的qi体系相联系，通过标准qi体系中指标的设定，能够引领待优化qi体系向着特定方向发展。