в какой форме не предоставляется диагностическая модель

Диагностические модели

Обеспечить требуемый уровень приспособленности объекта к диагностированию можно только в том случае, если уже с первого этапа его проектирования будут учитываться требования технической диагностики.

В общем случае под ОД понимается динамическая система (рис.15.1), y(t) преобразующая совокупность входных воздействий совокупность выходных реакций ,

Входные воздействия включают рабочие и тестовые сигналы, и помехи. Совокупность внутренних переменных , представляет собственные параметры объекта, определяющие его свойства как преобразователя Х(t) в Y(t), т.е. Y(t) = Z(t)Х(t).

Если зафиксировать входные воздействия в установленных пределах, то выходная реакция ОД должна быть в пределах области работоспособности в случае его работоспособного состояния. Если же при нормальном входном сигнале Y(t) выходит за установленные пределы, то произошли изменения свойств объекта, связанные с изменением Z(t).

Поскольку требуется выбрать диагностические признаки ОД, когда он еще физически отсутствует, то для этой цели приходится использовать его модель или модели. Под модельюобычно понимается упрощенный абстрактный или физический образ реального объекта (оригинала), подлежащего изучению. Следовательно, модель – приближенная копия оригинала, отображающая его определенные свойства, наиболее важные с точки зрения решаемой проблемы. На практике разрабатываются такие модели, которые представляют собой гомоморфный (частично соответствующий) образ объекта исследования и изоморфный (полностью соответствующий) образ его изучаемых свойств и характеристик.

Анализ объекта с целью определения его состояния предполагает построение математической модели. Теоретический анализ ОД при решении задач диагностирования предполагает некоторую идеализацию, которая абстрагирует подходящим образом выбранные существенные свойства объекта. Реальный объект при этом заменяется диагностической моделью (ДМ).

Оценка состояния ЭУ осуществляется по диагностическим признакам (параметрам и характеристикам). Обычно в качестве диагностических параметров принимаются параметры ДМ. В этом случае выбор или построение адекватной ДМ имеет существенное значение для оценивания состояния ЭУ.

В соответствии с ГОСТ 20911-89 диагностическая модель – формализованное описание объекта диагностирования, необходимое для решения задач диагностирования. Описание может быть представлено в аналитической, табличной, векторной, графической или другой форме.

ДМ в общем случае определяет зависимость выходных параметров (сигналов) объекта от его структурных (диагностических) параметров и входных сигналов. В некоторых случаях ДМ учитывают время.

Алгебраически уравнения. Наиболее простыми ДМ являются линейные алгебраические уравнения, описывающие установившиеся (статические) процессы. Коэффициенты этих уравнений являются параметрами, характеризующими состояние объекта. В данном случае задача диагностирования сводится к оцениванию коэффициентов непосредственно или косвенно и сравнению с допустимыми значениями.

В общем случае такая модель записывается в виде:

где X – совокупность входных воздействий; Y – совокупность реакций ОД; A – оператор преобразования Х в Y;

, ; ; .

Если a_ij = const, то объект описывается линейными алгебраическими уравнениями, если a_ij = f(x), то объект описывается нелинейными уравнениями.

Собственно состояние объекта оценивает оператор А, структура и параметры которого определяют показатели качества работы объекта. При этом задачи контроля работоспособности и поиска дефектов решаются контролем соответствия действительного оператора А требуемому А_о.

В простейшем случае (рис.15.2) уравнение (15.1) имеет вид:

,

где 1/R = а – коэффициент уравнения.

Задача анализа таких моделей сводится к определению коэффициентов а_ij, которые являются прямыми диагностическими параметрами.

Дифференциальные уравнения. Наиболее широкое применение для описания процессов функционирования элект-рооборудования получили дифференциальные уравнения. Коэффициенты дифференциальных уравнений являются диагностическими параметрами. Они позволяют выявить дефекты, появляющиеся в динамических режимах. Задача диагностирования состоит в определении коэффициентов дифференциального уравнения (передаточных коэффициентов и постоянных времени) и сравнении их с допустимыми значениями.

В общем виде такие ДМ для динамического объекта с одним входным воздействием х(t) и одним выходным сигналом y(t) имеют вид:

с некоторыми начальными условиями

, ,

где а_i, b_j – коэффициенты (прямые диагностические параметры) уравнений, m n + а_n-1р n-1 +. + а₁р + а_о = 0.

Решение такого уравнения позволяет определить коэффициенты (прямые диагностические признаки) через его корни. В зависимости от расположения полюсов – корней уравнения – определяется состояние ОД.

Линейная система устойчива по теореме Ляпунова, если полюса лежат в левой полуплоскости р₁, р₂ (рис.15.12), т.е. мнимая ось является границей устойчивости.

Если полюса расположены на мнимой оси (р₃,р₄), то в объекте существуют колебания (амплитуда колебаний постоянна, если полюса 1-го порядка). Полюса в правой полуплоскости (р₅,р₆) свидетельствуют об экспоненциальном нарастании колебаний и объект оказывается неустойчивым.

Следовательно, по расположению полюсов можно судить о работоспособности ОД.

Дискретные диагностические модели. Эти модели определяют состояние оборудования только для последовательности дискретных значений независимой переменной (времени), но без учета характера процесса в промежутках. Их можно представить конечно-разностными уравнениями или конечными автоматами.

Конечно-разностные уравнения. Такие уравнения связывают значения y_k (рис.15.13) функции y = f(x) на дискретном множестве значений x_k и записываются в общем виде:

y_k = f(y_k-1. y₁,x_k), k = 0,1,2,3.

Причем интервал между дискретными значениями x_k может быть постоянным или изменяться.

Обыкновенное разностное уравнение, используемое в качестве ДМ, имеет вид:

Если а_r = const,то уравнение линейное, если а_r = f(x_k),то – нелинейное. Как и в ранее рассмотренных ДМ коэффициенты а_r характеризуют изменение состояния ОД. Решить уравнение значит найти его коэффициенты.

Например, для r = 2 уравнение имеет вид:

Известны значения входной и выходной переменных в точках .

Источник

Диагностические модели

Теоретические модели, описывающие организации и анализирующие причины успехов или неудач в их работе, могут являться концептуальной основой диагностических сценариев.

Преимуществ в выборе тех или иных теорий нет. Наиболее сильными считаются модели, обладающие возможностями более точного прогноза и объясняющие область интереса консультанта с использованием самого небольшого числа переменных.

К настоящему времени разработано достаточно большое количество таких моделей. В литературе их называют по-разному: информационно-логическими, описательно-аналитическими и др.

Диагностические модели отличаются от функциональных экономико-математических моделей.

Диагностические модели организации строятся для отображения всех основных аспектов и характеристик ее деятельности. Между собой модели различаются узкоспециализированными управленческими задачами, которые разработчики моделей ставят при изучении организации, — акцентом на организацию производства, стиль управления, организационную культуру.

Диагностические модели — это модели, непосредственно использующиеся на этапе обследования для уточнения диагноза и произведения диагностических измерений.

Каждый консультант имеет некий набор идей и концепций относительно определения того, что существует и что происходит в организации. Это его описательно-аналитическая теория, помогающая понять и интерпретировать функционирование организации.

Кроме этого, у него должно быть несколько форм диагностической теории, помогающих в обнаружении симптомов беспокойства и порождающих их причин, а также несколько видов теории изменения, которые облегчают понимание последствий взаимодействия сил с течением времени.

Другими словами, у каждого консультанта есть свои, часто до конца не осознанные представления о том, что такое организация, как она работает, какой она должна быть. В основе таких представлений чаще всего лежат некоторые научные концепции или теоретические модели, которые дополнены собственным опытом работы консультанта с организациями.

Теоретические модели помогают организовать сбор и анализ фактов в процессе диагностики.

Диагностические модели делятся на ситуационные и нормативные.

Ситуационные модели не указывают направления организационных изменений до постановки диагноза, в них нет описаний лучших (т.е. наиболее эффективных) управленческих подходов, организационной структуры или моделей поведения, они базируются на оптимальной комбинации факторов, ресурсов в контексте конкретной ситуации.

Нормативные модели утверждают, что существует один, наилучший путь организационных изменений (в направлении к наиболее эффективной модели организации).

К ситуационным моделям относятся, например, модель М. Вайсборда и модель Д. Надлера и М. Ташмена. Примерами нормативных моделей являются модели Р. Лайкерта и Р. Блейка.

Некоторые из моделей хорошо известны и применяются в практике организационной диагностики. Перечислим некоторые из диагностических моделей:

1. Диагностическая модель М. Вайсборда. Ее рекомендуется использовать при отсутствии желательного для диагностики времени в организациях с несложной структурой.

В модели М. Вайсборда организация представлена шестью основными параметрами: цели, структура, система вознаграждений, поддерживающие механизмы, отношения (связи) и лидерство, — с помощью которых осуществляется диагностика.

Каждый параметр рассматривается в рамках как формальной, так и неформальной системы организации. Формальная система отвечает на вопрос, как это должно быть, а неформальная показывает непосредственно сам процесс работы.

Ключевым аспектом организационного диагноза является наличие и величина разрыва (расхождения) между формальной и неформальной структурами организации по каждому из выделенных параметров.

Другим вопросом является величина несоответствия между тем, что есть и что должно быть (это освещает соответствие между организацией и внешним окружением).

Модель построена по принципу 6 ячеек. Вайсборд декларирует равноправие ячеек модели. Выявление разрывов между желаемым и реальным положением дел в компании предпочтительнее осуществить, рассматривая ячейки в такой последовательности: цель — структура — вознаграждение — вспомогательные механизмы — взаимоотношения — лидерство, последовательно отвечая на вопросы, помещенные в каждую ячейку.

Этот процесс М. Вайсборд уподобляет сканированию экрана радара, позволяющему осуществлять мониторинг всего пространства организации.

На практике процесс диагностики, естественно, гораздо сложнее, чем ответы на вопросы каждой ячейки. В ходе сканирования, например, ячейки «Цель» следует выяснять не только ясность целей организации (формальная система), но и единое, согласованное понимание этих целей как собственниками, так и менеджерами высшего и среднего звена (неформальная система).

Изучение формальной структуры организации важно прежде всего потому, что позволяет ответить на вопрос, что первично в данной организации: распределение работы или властных полномочий. В здоровой организации первично распределение работы, которому подчинена структура властных полномочий. В проблемной организации властные полномочия выходят на первый план, а работа отходит в тень.

Предполагается, что цели организации будут достигнуты и работа будет выполнена, если все виды работ будут привлекательны для выполнения сотрудниками, даже если они не занимают высоких постов (ячейка «Вознаграждение»). Вопрос, стоящий в данной ячейке, позволяет понять, почему столь часто оказываются неудачными попытки построить систему вознаграждения на основе идеи справедливости: организация создается прежде всего для реализации определенной цели, чему должны быть подчинены все ее подсистемы.

В ячейке «Вспомогательные механизмы» сканируются принципы и методы принятия решений, организация информационных потоков, управление денежными потоками и пр. Важно понимать, что это вспомогательные, но не второстепенные механизмы. Сбои в их функционировании могут дорого обойтись организации.

Ячейка «Взаимоотношения», по нашему мнению, является выделенной в модели Вайсборда. Дело в том, что в ней могут проявляться симптомы проблем, которые возникают в других ячейках. К примеру, неэффективные коммуникации между руководителями высшего звена могут объясняться как отсутствием навыков межличностного общения, так и размытостью целей или неправильно построенной организационной структурой, в которой имеются «серые» зоны ответственности. При правильной диагностике после выявления симптомов проблем в рассматриваемой ячейке необходимо выявить, к какой именно ячейке модели относятся их глубинные причины.

Центральной в модели Вайсборда является ячейка «Лидерство», при сканировании которой выясняется, есть ли в организации объединяющее начало и кто и как его олицетворяет. При этом не следует забывать, что, кроме формальной системы, описанной различными документами организации (начиная с устава и заканчивая должностными инструкциями), в компании всегда существует так называемая неформальная система. И именно ее часто удобно исследовать через ячейку «Лидерство».

Таким образом, тщательно просканировав все ячейки и изучив характер взаимодействия с внешней средой, можно оценить, в какой степени характерные для целевой компании признаки гармонируют с соответствующими признаками поглощающей компании. Обнаружение существенных различий в этих признаках позволяет правильно спланировать процесс интеграции двух компаний.

2. Модель Д. Надлера и М. Ташмена является более сложной и базируется на системном подходе к организации. Организация как открытая система находится в двустороннем постоянном взаимодействии с окружающей обстановкой. Ключевыми компонентами этой модели являются задачи, выполняемые организацией, ее структуры и системы, ее культура, а также люди, работающие в ней.

Надлер и Ташмен среди факторов внешней среды, влияющих на организацию («входов»), выделяют ее окружение, ресурсы (капитал, материалы, работники), историю и стратегии организации. С другой стороны, результаты деятельности организации («выходы») оказывают свое воздействие на факторы окружающей среды. К ним относятся: организационное, групповое и индивидуальное поведение, а также межгрупповые отношения. Внутри самой организации выделяются «трансформирующие процессы»: задачи, люди, формальная и неформальная организации.

Организации, чтобы выжить, процветать и быть признанной другими организациями, необходимо интегрировать свои части в единое целое, уметь адаптироваться к меняющимся условиям и, постоянно помня о миссии своей компании, добиваться поставленных целей.

5. Модель Квина — Рорбаха. Модель Парсонса была развита и конкретизирована Р. Квином и Дж. Рорбахом в их модели «Конкурирующие ценности и организационная эффективность»,

которая объясняла влияние тех или иных групп ценностей на организационную эффективность. Данная модель включает следующие три измерения:

Данная модель может использоваться как эффективный инструмент организационной диагностики.

6. Модель Берка — Литвина является малоизвестной в России и в то же время одной из наиболее эффективных. Модель разработана для анализа процесса организационных изменений. Внешняя среда в ней является частью общей модели организации.

Модель Берка — Литвина, состоящая из 12 элементов, является радикально открытой моделью, поскольку включает внешнюю среду в качестве одного из своих важнейших элементов. В этом состоит ее важное преимущество. Однако большое число элементов модели и соответствующих взаимосвязей затрудняет ее практическое применение. Использование этой модели целесообразно при диагностике крупных организаций силами большой группы консультантов, работающих по единой методике.

Развитие четвертого стиля руководства основано на групповом взаимодействии подчиненных и трех принципах:

В дальнейшем модель Э. Альтмана была усовершенствована, стала семифакторной и на ее основе за рубежом было разработано много подобных моделей, отличающихся видом и числом факторов: это модели Лиса, Бивера, Фулмера, Тишоу, Гордона — Спрингейта, Конана — Голдера и др.

Для проведения диагностики на основе комплексных параметров предложено использовать так называемые Z-модели, разработанные западным экономистом Э. Альтманом. Модели представлены двухфакторными и многофакторными (до пятисеми факторов) конструкциями. Величина Z является индикатором положения фирмы относительно состояния ее банкротства и определяется, в частном случае, функцией:

Z = 1,2К_об + 1.4КНП + 3,ЗКР + 0,6КИП + КОМ,

где К_об — доля оборотных средств в активах; КНП — рентабельность активов, исчисленная исходя из перераспределенной прибыли к обшей сумме активов; КР — рентабельность активов, исчисленная по балансовой прибыли; КИП — коэффициент покрытия по рыночной стоимости собственного капитала; КОМ — отдача всех активов, т.е. отношение выручки от реализации к общей сумме активов.

В зависимости от значения Z прогнозируется вероятность банкротства. Так, если Z 3,0, то очень низкая.

11. Скоринговая модель. В оценке кредитоспособности предприятия и риска его банкротства, многие отечественные и зарубежные экономисты рекомендуют использовать также интегральную оценку финансовой устойчивости на основе скорингового анализа. Скоринг представляет собой классификационную задачу, где исходя из имеющейся информации необходимо получить функцию, наиболее точно разделяющую выборку клиентов на «плохих» и «хороших». Для построения скоринговых моделей используются: логическая регрессия, метод ближайшего соседа, нейросетевые методы и их комбинации.

В заключение следует отметить, что в последнее время в диагностике организационной структуры начинают использоваться более сложные подходы, основанные на современных математических методах: теории нечетких множеств, теории нейронных сетей, теории бифуркаций и катастроф, теории фракталов и т.д.

Разработаны также отечественные аналитические модели диагностирования банкротств: модель Иркутской экономической академии, Казанского государственного технологического университета, модели Г. В. Савицкой, В. В. Ковалева, С. В. Бык, А. В. Колышкина [36; 39].

Контрольные вопросы и задания

Источник

Общие сведения о диагностических моделях объектов

С целью использования математических методов анализа и оптимизации процесса получения информации о состоянии объекта и сокращения затрат на получение этой информации на этапе проектирования строится диагностическая модель объекта.

По методам представления взаимосвязей между состоянием объекта, его элементами и параметрами диагностические модели подразделяются на непрерывные, дискретные и гибридные.

Дискретные модели определяют состояние объектов для последовательности дискретных значений времени, как правило, без учета характера протекающих в промежутках процессов; эти модели представляются конечно-разностными уравнениями или конечными автоматами и используются для описания цифровых и импульсных устройств.

Гибридные модели описывают объекты, в состав которых входят как блоки непрерывного действия (аналоговые устройства), так и блоки преобразования дискретной информации (дискретные устройства).

По способам задания диагностические модели подразделяются на следующие группы:

· аналитические, выраженные явной математической зависимостью диагностических параметров от внутренних характеристик и параметров объекта;

· функциональные, представленные графическим или графоаналитическим описанием объекта посредством функционально связанных блоков или типовых элементов;

· логические, описанные логическими выражениями, например, средствами булевой алгебры, поведения и условий функционирования объектов, составленные с учетом входных воздействий и возможных вариантов состояний объекта;

· информационные, в которых состояние или процессы в объекте определяются методами теории информации.

Наибольшее распространение на практике получили аналитические, функциональные и логические модели объектов диагностирования.

Источник