Надежность тракторов, комбайнов и сельскохозяйственных машин.

Эффективность использования тракторов, комбайнов и сельскохозяйственных машин, их производительность и экономичность в первую очередь зависят от их качества. Одним из основных показателей качества является надежность.

Надежность — свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания (ТО), ремонтов, хранения и транспортирования. Пол объектом в теории надежности понимают машины, агрегаты, сборочные единицы, детали, аппараты, приборы и т.д. Вес они в обобщенном виде называются объектами. К параметрам, характеризующим способность выполнять требуемые функции (пахота, посев, уборка сельскохозяйственных культур, транспортирование грузов и т.д.), относятся показатели производительности, скорости, экономичности и т.п. Необходимость выполнения объектом требуемых функций распространяется только при соблюдении заданных режимов и условий применения, ТО, ремонтов, хранения и транспортирования. Например, если двигатель предназначен для работы в северных районах, а эксплуатируется в южных и при этом перегревается, то нельзя считать надежность этого двигателя низкой. Также нельзя считать низкой надежность машины, если не выполнялись ТО и ремонты, предусмотренные технической документацией. Объект с точки зрения надежности может находиться в одном из следующих состояний; исправном, неисправном, работоспособном, неработоспособном и предельном (рис. 1.1).

Предельное состояние — состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно, либо восстановление ею исправного или работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Переход объекта из исправного в неисправное, но работоспособное состояние называют повреждением. Повреждение — событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния.

Переход объекта из исправного, неисправного, но работоспособного в неработоспособное состояние называют отказом.

Переход объекта в предельное состояние влечет за собой временное (ремонт) или окончательное (списание) прекращение применения объекта по назначению. Переход объекта из неработоспособною в работоспособное, неисправное или исправное состояние называют восстановлением. Комплекс операций, предназначенный для восстановления исправности или работоспособности объекта, а также восстанов¬ления технического ресурса объекта или его составных частей, называется ремонтом. Различают два вила ремонта: капитальный и текущий. Капитальный ремонт выполняют для восстановления исправности и полного (или близкого к полному) ресурса объекта с заменой или восстановлением любых составных частей, в том числе и базовых. Текущий ремонт заключается в восстановлении работоспособности машины с заменой или ремонтом отдельных составных частей, исключая базовые элементы.

Технический ресурс (ресурс ) — наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние. Различают доремонтный и межремонтный ресурс.

Наработка — продолжительность или объем работы объекта (измеряют в часах, гектарах, километрах пробега и др.).

Надежность включает в себя такие свойства, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.

Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки. Это свойство особенно важно для объектов, отказ которых опасен для жизни людей. Отказ рулевого управления или тормозов машины может иметь тяжелые последствия, поэтому для таких объектов безотказность — наиболее важная составная часть надежности.

Для установления причин отказов и разработки мероприятий по снижению вероятности возникновения отказов служит классификация отказов (рис. 1.2).

По причине возникновения отказы подразделяют на конструктивные, производственные и эксплуатационные.

Конструктивный отказ — отказ, возникший в результате несовершенства или нарушения установленных правил и (или) норм конструирования объекта. Например, ошибки в расчете на прочность, из-за которых уменьшен размер наиболее нагруженного сечения, приводят к поломке детали. Установка подшипника качения с недостаточной динамической грузоподъемностью вызывает отказ этого подшипника при наработке, меньшей ресурса агрегата.

Эксплуатационный отказ — отказ, возникший в результате нарушения установленных правил и (или) условий эксплуатации объекта.

Эксплуатационные отказы возникают вследствие использования объектов в условиях, для которых они не предназначались, нарушения правил эксплуатации (недопустимые перегрузки, несвоевременное проведение регулировок, применение не соответствующих требованиям топлива и смазочных материалов, несоблюдение правил транспортирования и хранения). Например, при грубых нарушениях правил технического обслуживания элементов воздушного тракта двигателя наработка до его отказа может уменьшиться более чем в 2.5 раза в результате поступления в цилиндры воздуха с абразивной пылью.

По характеру проявлении отказы подразделяют на внезапные, постепенные и перемежающиеся.

Внезапный отказ — отказ, характеризующийся скачкообразным изменением значений одного или нескольких заданных параметров объекта. Внезапные отказы возникают вследствие вполне определенных причин (усталостное разрушение деталей, поломка деталей из-за внутренних дефектов или перегрузок, пробивание прокладки головки цилиндров в результате ее коробления из-за местных значительных перегревов и т.д.). Однако установить их заранее, как правило, не удается, и поэтому связанные с этими причинами отказы с точки зрения эксплуатации возникают внезапно, неожиданно. Характерные примеры внезапных отказов — аварийные: поломки деталей, пробивание прокладки головки цилиндров, соскакивание цепей и т.д.

Постепенный отказ — отказ, характеризующийся постепенным изменением значений одного или нескольких заданных параметров объекта.

Постепенный отказ возникает в результате постепенного изменения свойств объекта. Главная причина постепенного отказа — естественное старение и изнашивание (увеличение зазоров, ослабление посадок). К характерным примерам постепенных отказов двигатели относят предельный износ деталей, повышенный расход масла, низкое давление в смазочной системе, снижение мощности и т.д. При технических обслуживаниях и ремонтах принимают меры, предупреждающие или увеличивающие наработку до возникновения постепенного отказа путем регулировок, замены быстро изнашивающихся деталей и т.д. Например, при соблюдении рекомендуемого давления в шине, своевременной балансировке колес и регулировке их установки можно значительно увеличить наработку до отказа шины.

Перемежающийся отказ — многократно возникающий самоустраняющийся отказ объекта одного и того же характера. Отказ в этом случае многократно возникает и сам устраняется. Пример такого отказа — забивание и самоочистка рабочих органов комбайнов и сельскохозяйственных машин. По взаимосвязи отказы подразделяют на независимые и зависимые.

Независимый отказ — отказ объекта, не обусловленный отказом другого объекта.

Зависимый отказ — отказ объекта, обусловленный отказом другого объекта. Например, поломка зуба шестерни масляного насо¬са двигателя относится к независимому отказу. Но отказ насоса может привести к задиру или выплавлению подшипников колен¬чатого вала, отказ которых относится к зависимому.

По сложности отказы подразделяют на три группы.

Отказы первой группы сложности устраняют заменой или ремонтом деталей, расположенных снаружи агрегатов или сборочных единиц, или путем внеочередною проведения операций ежесменного и периодических технических обслуживании (ТО-1 и ТО-2). Как правило, эти отказы устраняют механизаторы в полевых условиях.

Отказы второй группы сложности устраняют заменой или ремонтом легкодоступных сборочных единиц и агрегатов, с раскрытием внутренних полостей основных агрегатов или проведением операций внеочередного ТО-3. Эти отказы можно устранить в полевых условиях, но с участием персонала передвижных ремонтных мастерских.

Отказы третьей группы сложности устраняют, разбирая основные агрегаты (двигатель, ведущие мосты, коробки передач) в стационарных мастерских.

Например, излом по сварочному шву рычага включения переднего моста трактора T-I50K — отказ первой группы сложности, трещины трубок масляного радиатора гидросистемы — отказ второй группы, предельный износ подшипника вала ходоуменьшителя — отказ третьей группы сложности.

Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Развитие между безотказностью и долговечностью заключается в следующем. Безотказность характеризует свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки, а долговечность характеризует продолжительность работоспособного состояния объекта по суммарной наработке, прерываемой периодами для ТО, устранения отказов, ремонтов и хранения.

Ремонтопригодность — свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность характеризуется контролепригодностью, доступностью, легкосъемностью, блочностью, взаимозаменяемостью и восстанавливаемостью. Контролепригодность особенно важна для сложных машин, у которых более 50 % времени восстановления уходит на определе¬ние места и характера отказа. Одной из характеристик контролепригодности служит оснащенность машины встроенными средствами контроля. По способу съема информации их подразделяют на средства непрерывного и периодическою контроля (первые сигнализируют о техническом состоянии элементов машины постоянно, вторьте — периодически). Средства непрерывною контроля расположены в кабине машины, периодического — вне кабины. Например, на тракторе Т-150КМ установлено 28 средств контроля, из них 19 — средства непрерывного контроля (в кабине) и 9 — средства периодического контроля (вне кабины). Для обеспечения контролепригодности на факторах и комбайнах устанавливают указатели уровней и температуры рабочих жидкостей, давления масла, напряжения бортовой сети, засоренности воздухоочистителя и топливных фильтров и т.д. Кроме того, на машинах могут устанавливаться устройства для защиты от перегрузок. Дизели оснащают системой аварийно-предупредительной сигнализации.

Доступность — приспособленность объекта к удобному выполнению операций технического обслуживания и ремонта с минимальным объемом балластных работ (открытие и закрытие панелей, крышек люков, демонтаж и монтаж установленного рядом оборудования, сборочных единиц и деталей при доступе к обслуживаемым элементам объекта).

Легкосьемность — приспособленность агрегата, сборочной единицы, детали к замене с минимальными затратами времени и труда, а также приспособленность конструкции машины к операциям разборки и сборки.

Блочность — приспособленность конструкции машины к расчленению на отдельные агрегаты и сборочные единицы.

Взаимозаменяемость — свойство конструкции, агрегата, сборочной единицы, детали и других элементов машин, обеспечивающее возможность их замены при техническом обслуживании и ремонте без подгоночных работ.

Восстанавливаемость — приспособленность конструкции к восстановлению потерянной работоспособности с минимальными затратами труда и средств. Сложность технологического процесса разборки и сборки машины, наличие базовых поверхностей на деталях для установки на металлообрабатывающие станки, запасы металла у деталей, восстанавливаемых пластическим дефор-мированием, запасы прочности и жесткости у деталей, обрабатываемых под ремонтные размеры, влияют на восстанавливаемость.

Сохраняемость — свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способности объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Сохраняемость характеризует способность объекта противостоять отрицательному влиянию условий хранения и транспортирования на его безотказность, долговечность и ремонтопригодность. Вследствие воздействия внешней среды на незащищенные составные части машин во время хранения сокращаются сроки их службы, увеличиваются затраты на ремонт. Коррозионные поражения во время хранения — одна из главных причин выбраковки втулочно-роликовых цепей (23%) и сегментов режущих аппаратов жаток зерноуборочных комбайнов (22 %).

Продолжительность хранения и транспортирования иногда не оказывает заметного влияния на поведение объекта во время нахождения в этих режимах, но при последующей работе их свойства могут быть значительно ниже, чем аналогичные свойства объектов, не находившихся на хранении и транспортировании. Например, после продолжительного хранения аккумуляторных батарей их наработка до отказа существенно снижается. При хранении в сыром неотапливаемом помещении резиновых манжет в течение трех, четырех и пяти лет их ресурс соответственно снижается до 70, 30 и 3 % ресурса новых манжет.

Неработоспособное состояние (неработоспособность) — состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Основные понятия и определения

Переход оборудования из одного технического состояния (ТС) в другое обычно происходит вследствие повреждения или отказа.

Повреждение - событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния.

При повреждении работоспособность объекта сохраняется, но со временем повреждение может перейти в отказ, в результате чего работоспособность будет нарушена. Например, царапина на защитном покрытии печатной платы сначала не нарушает работоспособность прибора, но через определенное время под воздействием загрязнения, влаги и других факторов в этом месте может произойти замыкание проводников, которое приведет к отказу прибора.

Отказом называется событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта. Критерием отказа является признак или совокупность признаков нарушения работоспособности объекта, установленных в нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Наряду с понятиями «повреждение» и «отказ» в теории надежности и технической диагностике используются понятия «дефект» и «неисправность».

Дефект - это каждое отдельное несоответствие объекта установленным требованиям. Если есть дефект, значит, хотя бы один из показателей качества или параметров объекта вышел за предельное значение или не выполняется одно из требований нормативной документации. Термин «дефект» в основном применяется при контроле качества продукции (объекта) на стадии изготовления, а также при ремонте, например при дефектации объекта, при составлении ведомостей дефектов и контроле качества отремонтированного объекта.

Дефект может быть конструктивным (при несоответствии требованиям технического задания или правилам разработки объекта) и производственным (при несоответствии требованиям нормативной документации на изготовление и поставку объекта). Примерами дефектов могут служить выход размера детали за пределы допуска, неправильная сборка или регулировка прибора, царапина на защитном покрытии и др.

Неисправность означает нахождение объекта (изделия) в неисправном состоянии. Этот термин применяется при использовании, хранении и транспортировании объектов (изделий). Находясь в неисправном состоянии, объект может иметь один или несколько дефектов. В отличие от термина «дефект» термин «неисправность» применяется не ко всем объектам. Так, не называют неисправностями недопустимые отклонения параметров материалов, топлива, химических продуктов.

Различие между исправностью и работоспособностью заключается в том, что работоспособность определяется выполнением основных требований, а исправность - выполнением как основных, так и второстепенных. Поэтому понятие «исправность» шире, чем понятие «работоспособность». Действительно, если прибор исправен, то он обязательно и работоспособен, работоспособный прибор может быть и неисправным.

В соответствии с ГОСТ 27.002-89 различают следующие виды состояния технических объектов.

Исправное состояние - это состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации. Состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации, называется неисправным.

Работоспособным называется состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих его способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативнотехнической и (или) конструкторской (проектной) документации. Под неработоспособным понимают такое состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего его способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Предельное состояние - это состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

При диагностировании объектов используют понятие правильного или неправильного функционирования.

Состояние правильного функционирования - состояние, при котором применяемый по назначению объект в целом или его составная часть выполняют в текущий момент времени предписанные им алгоритмы функционирования со значениями параметров, соответствующими установленным требованиям. Соответственно, в состоянии неправильного функционирования объект не выполняет предписанные алгоритмы функционирования с требуемыми значениями параметров.

Возможны случаи, когда существенное повреждение имеется в той части объекта, которая в обеспечении данного режима не участвует. В результате неработоспособный объект с учетом всех режимов работы может находиться в состоянии правильного функционирования. На пример, система автоматического удержания судна на курсе (авторулевой), работая в следящем или простом режиме, находится в режиме правильного функционирования. Главная обратная связь по курсу судна может быть неработоспособной и поэтому вместе с блоком коррекции в этих режимах не участвует.

Все множество возможных ТС объекта может быть разделено на подмножества состояний правильного и неправильного функционирования.

Рассмотрим взаимосвязь выделенных подмножеств ТС (рис. 3.1).

Пусть площадь, занятая на диаграмме прямоугольной фигурой В, характеризует множество всех возможных видов технического состояния объекта, а площади фигур И, Р и ПФ соответствуют подмножествам состояний исправного, работоспособного и правильно функционирующего (в определенном режиме) объекта.

Площади, дополняющие площади фигур И, Р и ПФ до площади В, обозначим как И, Р и ПФ. Им отвечают подмножества состояний неисправного, неработоспособного и неправильно функционирующего объекта соответственно.

Используя символику теории множеств, запишем соотношения для включенных друг в друга подмножеств:

Исправный объект всегда работоспособен и функционирует правильно, неисправный также может быть работоспособным и правильно функционирующим.

Объединение подмножеств и их дополнений приводит к полному (основному) множеству:

На рисунке показаны три характерных пересечения подмножеств:

- подмножество состояний неисправного, но работоспособного объекта (на диаграмме - это площадь с двойной штриховкой);

- подмножество состояний неработоспособного, но правильно функционирующего объекта.

Работоспособный объект может быть неисправным, но при этом правильно функционирующим. Неработоспособный объект всегда неисправен, но при этом он может быть правильно функционирующим в каком-либо режиме.

Правильно функционирующий в данном режиме объект может быть неисправным и с учетом всех режимов неработоспособным. Неправильно функционирующий объект всегда неисправен и неработоспособен.

Исправность и неисправность, работоспособность и неработоспособность, правильное и неправильное функционирование - это укрупненные технические категории, определяющие вид технического состояния.

Для облегчения задачи диагностирования каждый вид технического состояния подразделяют на группы состояний, которые характеризуются определенными общими свойствами. Переход объекта естественным путем из одной группы в другую означает появление совокупности физических дефектов, опознаваемых как обобщенный дефект.

Состояние объекта распознается с точностью до вида при его проверке и с точностью до группы при поиске дефекта. Если в результате проверки установлено, что объект работоспособен, можно определить группу (степень) его работоспособности. Если объект признан неработоспособным, то поиск дефекта осуществляется с точностью до группы неработоспособности, т. е. до обобщенного существенного дефекта.

Следует отметить, что отказ объекта может возникнуть в результате наличия одного или нескольких дефектов, но появление дефектов не всегда означает, что возник отказ. Таким образом, дефект, как и неисправность, в зависимости от его влияния на техническое состояние объекта может означать и повреждение, и отказ. В дальнейшем при диагностировании объектов будут рассматриваться дефекты, приводящие к отказу отдельного элемента или системы в целом.

Уровень технического состояния объекта (см. рис. 3.1) снижается под действием эксплуатационных факторов, приводящих к повреждению, отказу и переходу в предельное состояние из-за неустранимого нарушения требований безопасности, снижения эффективности эксплуатации, морального старения и др. Уровень технического состояния повышают путем проведения ТО и ремонта. Так, если в гирокомпасе перестала работать следящая система, следует говорить о возникновении отказа, так как нарушено одно из основных требований к нормальной работе гирокомпаса, и пользоваться таким прибором до устранения причины отказа нельзя.

Если перегорела одна из сигнальных лампочек на штурманском пульте, это не отказ, а повреждение, так как нарушается исправность только одной детали прибора и гирокомпас сохраняет свою работоспособность.

Процессы изменения технического работоспособного состояния объектов в принципе представляют собой процессы старения и деградации, приводящие к отказу изделия.

Причины изменения технического состояния объектов:

а) конструктивные (несовершенство конструкций изделий);

б) технологические (нарушение принятой технологии изготовления или ввиду ее неоптимальности);

в) эксплуатационные (нарушение правил эксплуатации);

г) старение и износ, приводящие к тому, что даже изделия высокого качества (с хорошими конструкцией и технологией, правильной эксплуатацией) отказывают с течением времени.

По характеру протекания процессы деградации можно разбить на две группы:

1) вызывающие внезапное (катастрофическое) изменение технического состояния вследствие резкого изменения условий протекания физических процессов в изделии, приводящего к скачкообразному изменению характеристик объектов (поломки от перегрузок, заедания, из-за погрешностей изготовления, ошибок обслуживающего персонала, сбоя системы управления и т. п.);

2) процессы, приводящие к постепенному изменению состояния (т. е. деградационные изменения в материалах (изделиях) с течением времени накапливаются и приводят к дрейфу параметров и потере работоспособности), износ, старение, коррозия, усталость и т. д.

В общем случае процесс изменения состояния машины можно представить в виде

где - вектор - функция от t; составляющая (кси) характеризует в машине необратимые изменения; (эта) - обратимые изменения; - погрешность измерительных цепей.

Составляющая определяет (тенденцию) «тренд» или закономерность постепенного изменения процесса, в большей степени детерминированную его часть, а и характеризуют стохастическую часть процесса.

Для простоты описания и можно их объединить и получить выражение:

Таким образом, деградационные процессы, по причине возникновения, могут быть детерминированными (закономерными, характеризующими постоянные отказы) и стохастическими (случайными).

В настоящее время существует пакет прикладных программ, реализующих алгоритмы прогнозирования деградационных процессов и микропроцессорные устройства для осуществления прогнозирования.

Системы диагностирования

Современные системы мониторинга позволяют уже не только контролировать величины параметров, сравнивая их с пороговыми значениями, и выявлять тенденции их изменения во времени, но и прогнозировать время , когда они достигнут пороговых значений.

Проблемы пользователя систем мониторинга связаны с необходимостью расшифровывать, оценивать, интерпретировать обнаруживаемые и прогнозируемые изменения состояния. Естественной границей, разделяющей системы мониторинга и диагностики, мог бы быть этап деления обнаруженных изменений на две группы, а именно, обратимые (т.е. изменение условий работы машины) и необратимые (дефекты). К сожалению, ни одна из систем мониторинга не решает полностью задачу такого деления. Поэтому системы диагностики должны вступать в действие до того, как обнаруженные системой мониторинга изменения будут разделены на группы обратимых и необратимых. В связи с этим, одной из основных характеристик систем диагностики следует считать глубину ее интеграции в систему мониторинга (т. е. стремятся т. о. повысить эффективность процесса систем диагностирования в целом).

Структура системы диагностирования

В общем случае система диагностирования состоит из 3-х элементов: объекта диагностирования (ОД), технических средств диагностирования (ТСД) и оператора (Оп).

Объект в системе диагностирования рассматривают как единое целое или как совокупность структурных единиц, объединенных связями (в том случае, если требуется диагностика отдельных частей объекта в различные моменты времени).

Для проведения функционального диагностирования и мониторинга используют ТСД, основой которого являются средства съема и обработки информации о состоянии объекта. Для осуществления тестового диагностирования в состав ТСД вводят средства, формирующие и стимулирующие тестовые воздействия, подаваемые на объект (по которым оценивают состояние машины, объекта). К ТСД помимо специальных устройств, различных датчиков относят также программные средства.

В самом общем случае оператор (человек) в СД выполняет следующие функции:

Воспринимает информацию о ходе диагностирования;

Осуществляет анализ поступившей информации;

В соответствии с результатами анализа принимает решение, формирует и выдает команды в СД.

Основными средствами приема информации у Оп являются зрение (~80% информации)и слух (~15%).

Важнейшей характеристикой систем диагностики является необходимая степень подготовки оператора. По объему требуемой от оператора диагностической подготовки системы могут быть разделены на три группы.

Первая группа – профессиональные системы диагностики , в которых оператор самостоятельно выбирает информационную технологию (т. е. технологию, методы получения диагностической информации) и средства измерения. Знания и опыт оператора-эксперта при использовании подобной системы полностью определяют глубину и достоверность диагноза и прогноза.

Вторая группа – экспертные системы диагностики , включающие в себя экспертные программы, содержащие ответы на типовые запросы оператора, т. е. помогающие оператору принимать решение в определенных ситуациях. Экспертные системы могут применяться операторами, имеющими специальную подготовку, но не обладающими знаниями и опытом экспертов-профессионалов.

Третья группа – системы автоматического диагностирования . Они строятся по методам, позволяющим автоматизировать постановку диагноза, формируя для оператора программу измерений, и не требуя от пользователя специальной подготовки. Время обучения оператора работе с такими диагностическими системами не превышает двух-трех дней. В настоящее время системы автоматического диагностирования получают широкое распространение, непрерывно расширяя номенклатуру диагностируемых машин и оборудования.

В зависимости от задач, решаемых в процессе диагностирования, характера использования и эксплуатации, а также конструктивных особенностей ОД элементы в системе диагностирования могут иметь различные связи или, иначе говоря, иметь различную структуру. Наиболее простую структуру имеет СД (рис.), предназначенная для функционального диагностирования.

восприятие

Входной выходной

функционирует

Х 0 – входные воздействия, поступающие на функционирующий ОД;

У 0 – реакция ОД на входные воздействия.

С рабочего или контрольных выходов ОД на ТСД поступают сигналы, несущие информацию о качестве продукции или выполнения ОД своих функций. Оп воспринимает с ТСД информацию о состоянии объекта и воздействует на ТСД, уточняя диагноз (проверяет, повторяет измерения). Характерная особенность этой СД – отсутствие связей Оп с объектом и односторонняя связь ТСД с ОД. Такой тип структуры применяют в том случае, когда необходимо оценить состояние объекта, правильное функционирование (работоспособное или неработоспособное) в процессе выполнения поставленных перед ним задач. Оператор принимает решение о дальнейшем использовании объекта без вмешательства в его рабочие функции.

х

Одним из условий успешной деятельности предприятия, ориентированного на выпуск наукоемкой конкурентоспособной продукции, является своевременное определение негативных импульсов в производственном процессе, способных серьезно повлиять на его экономическое положение и финансовую стабильность. Но при существующей системе оценки состояния экономического объекта как в целом, так и в разрезе отдельных подразделений и этапов производственного процесса, сделать это достаточно сложно.

В этой связи возможно использование технологии анализа и оценки потенциала средств и методов инновационного менеджмента. Указанные процедуры используются для диагностирования состояния организации, что особенно важно в процессе разработки и реализации инновационной стратегии развития.

Общие принципы, формы и приемы диагностики хорошо известны в литературе и активно применяются в самых различных сферах деятельности, в том числе и в экономических исследованиях. Важность использования данного аппарата в том, что методы диагностики позволяют заранее, до момента проявления отрицательных тенденций, выявить порождающие их причины и принять соответствующие меры по их ликвидации.

В инновационной сфере в качестве объекта диагноза могут выступать прежде всего конкретные инновационные процессы в рамках отдельных стадий и этапов жизненного цикла, к которым можно отнести: отдельные инновации; инновационные проекты; инновационные программы; инновационные стратегии; инновационные процессы; инновационную деятельность производителя в целом.

Собственно диагноз представляет собой конкретные результаты анализа и оценки в форме заключения о состоянии объекта, позволяющие судить о нормальности состоянии или о наличии отклонений.

Оценка состояния объекта диагноза обычно строится на базе некоторой совокупности критериев, адекватно отражающих специфику объекта в его динамике. В качестве такой системы может использоваться совокупность критериальных оценок, рассмотренная выше.

В общем виде диагностика предполагает сравнение текущего состояния объекта с нормативным значением. В инновационной сфере эта процедура возникает в тех случаях, когда необходимо получить заключение о соответствии технико-экономических и других параметров создаваемого новшества имеющимся аналогам. Очевидно, что чем выше качественные характеристики оцениваемого новшества по сравнению с ранее созданными аналогами, чем больше отклонение основных производственных и эксплуатационных показателей использования новшества от соответствующих показателей ранее созданных образцов (производительность, топливно-энергетическая потребность, экологическая безопасность и пр.), тем эффективнее процесс исследований и разработок. Таким образом, результат диагноза, который в любой другой сфере в большинстве случаев будет признан отрицательным, в отношении инновационного объекта может рассматриваться как положительный.

Иной формой диагноза является определение принадлежности исследуемого объекта к конкретному классу, группе или совокупности (кластеру). Это позволяет упорядочить и систематизировать изменения, происходящие в результате проведения конкретных исследований и разработок, прежде всего с точки зрения их новизны. Примером здесь является деление результатов инновационных процессов на принципиально новые, не имеющие аналогов в своей области, соответствующие лучшим мировым образцам или превосходящие их, и на модифицирующие, усовершенствующие ранее реализованные технические идеи в рамках существующего поколения техники.

Наконец, следующий тип диагноза позволяет оценить избранный объект как уникальное сочетание признаков. Такой вариант используется в ситуациях, когда невозможно провести сравнительные оценки и сопоставления из-за отсутствия базы сравнения или аналога: когда признаки, свойства и параметры объекта уникальны. Отличительной чертой в этом случае является то, что для проведения сравнительных доказательств предпочтительности объекта диагноза нет необходимости в использовании статистической информации.

Данный тип диагноза с точки зрения особенностей инновационных объектов представляется наиболее интересным, поскольку позволяет исследовать их именно с позиций принципиальной новизны и, как следствие, получить необходимую информацию об успешности как собственно инновационной стратегии организации, так и ее основной деятельности в целом.

Исследуя состояние объекта как уникальное сочетание признаков, вполне достаточно убедиться в их наличии, дать подробную характеристику, выявить взаимосвязи и взаимозависимости.

Задача диагностики может быть формально разбита на две составляющие (подзадачи):

Определение, к какой из групп совокупности принадлежит рассматриваемый объект (задача группировки, качественной идентификации);

Выявление отличия данного объекта от других объектов уже выявленной группы.

Эта задача может рассматриваться как задача количественной идентификации, когда все множество объектов совокупности разбивается на две группы: нормальные объекты и объекты с отклонениями от базовых параметров.

Определив основные задачи инновационной диагностики, можно сформулировать ее предмет.

Диагностика как отрасль знаний включает в себя теорию и методы организации процессов диагноза, а также принципы построения средств диагноза. В инновационной диагностике это прежде всего означает построение систем показателей для оценки состояния объектов, разработку качественных и количественных шкал для измерения значений этих показателей. Она предусматривает классификацию возможных отклонений основных параметров инновационных объектов, их проявлений, процедуры сбора и обработки диагностической информации.

Задачи инновационной диагностики достаточно тесно переплетаются с другими задачами - определения тенденций развития (прогноз инновационного развития) и выявления причинно-следственных связей (анализ происхождения).

Задача формирования прогноза позволяет уточнить структуру и содержание диагноза. Исследование процесса развития объекта также помогает лучше уяснить его существующее состояние. В то же время диагностика является исходным моментом прогноза, поскольку без четкой и достоверной констатации сложившегося положения невозможно оценить варианты развития объекта.

Обычно различают две основные системы проведения диагностики:

тестовую , в которой состояние объекта анализируется с помощью специально организуемых тестовых воздействий;

функциональную , когда подача тестовых воздействий на объект не производится, а поступают только воздействия, связанные с рабочим режимом функционирования объекта.

Характеристика основных задач и типов диагноза позволяет выделить два подхода к проведению инновационных диагностических исследований, различаемых по признаку уровня новизны разработки или ожидаемых результатов.

Первый подход обычно используется для оценки состояния объектов, имеющих аналоги в международном масштабе, даже если для национальной инновационной сферы они являются принципиально новыми. По своей сути такие объекты будут модифицирующими. Их возможности и преимущества можно оценить с помощью сравнительных оценок и сопоставлений.

Второй подход применим к диагностируемым объектам, не имеющим аналогов, превосходящим мировой уровень. К таким объектам не применимы созданные ранее технологии и процедуры оценки, что обусловливает потребность в разработке принципиально иных оценочных систем для характеристики их специфики и уникальности. Взаимосвязь основных категорий диагностики представлена на рис. 17.5.

Рис. 17.5. Общая схема диагностического исследования инновационных объектов

Другим важным фактором, влияющим на выбор средств и методов диагноза, является время. В соответствии с целями и задачами обследования состояние объекта может оцениваться на определенный момент времени. Этот вариант называется диагностикой статического состояния . Если же необходимо оценить состояние объекта в течение определенного периода времени, тем более когда в качестве диагностируемого объекта выступает собственно инновационный процесс либо его стадии и этапы, осуществляется диагностика процесса .

Диагностика состояния и диагностика процесса представляют собой виды исследования, выделяемые в соответствии с содержанием динамических задач диагноза.

Другим признаком, позволяющим провести группировку форм диагностических исследований, является организация самого процесса диагноза.

По данному основанию выделяются: аналитическая диагностика, экспертная диагностика, диагностика на модели.

Аналитическая диагностика предполагает проведение диагностических исследований бесконтактными методами с помощью статистической информации, с использованием методов комплексного экономического анализа, балльных оценок и т. п.

Экспертная диагностика основывается на информации, получаемой для целей диагноза контактными методами посредством проведения специальных экспертных и конъюнктурных инновационных опросов, а также используется большое количество различных приемов и методов экспертных оценок, специальных коэффициентов и показателей сравнительной экономической эффективности и др.

Диагностика на модели представляет собой процесс получения информации об исследуемом объекте с помощью модельных имитаций. Как отмечалось выше, в инновационной диагностике необходимо очень точно оценить реальную потребность в выборе данной формы исследования, соотнеся ее со сложностью и масштабностью объекта диагноза. Основные виды диагностики показаны на рис. 17.6.

Рис. 17.6. Виды диагностических исследований

Широкое использование принципов диагностики в инновационной сфере обусловливается не только потребностями объективной оценки потенциальной и реальной успешности инновационной стратегии организаций, но и требованиями системы управления производством в целом. Подтверждением этому является вирусная теория менеджмента, трактующая изменчивость как вирус, вызывающий повышение неопределенности состояния и тенденций развития системы. По мнению сторонников данной теории, задача менеджмента состоит в том, чтобы своевременно распознать и выделить вирус изменчивости и обеспечить принятие таких управленческих решений, которые позволят снизить неопределенность состояния объекта. Очевидно, что с такой точки зрения диагностика как метод распознавания вируса изменчивости особенно актуальна для инновационной сферы, характеризующейся, возможно, наиболее высоким уровнем неопределенности среди других видов деятельности.

Поэтому в дополнение к диагностике непосредственно объекта исследования очень важно выделить ряд требований, которым должны соответствовать менеджеры, участвующие в разработке и реализации эффективной инновационной стратегии:

Распознавать, определять, описывать, ставить диагноз и улучшать систему, за которую они несут ответственность;

Диагностировать характер изменчивости системы и решать, какие вариации признаются особыми и требуют специальных действий, а какие - общими и потребуют изменений при проектировании и функционировании системы. Менеджер должен уметь отличить «полезный сигнал» от «шума»;

Руководить группами людей (командами), имеющих различные уровни образования, по выявлению проблем, сбору данных, их анализу и выработке предложений для их разрешения, устранения и последующей проверки;

Диагностировать поведение людей и различать те трудности, которые обусловлены различиями в способностях людей (15%), и те, которые обусловлены системой (85%) (правило Джурана).

В этом случае диагностика инновационных систем может рассматриваться как диагностика изменчивости объектов. При этом основная информация, необходимая для получения заключения об объекте, будет обобщаться по двум основным блокам:

Влияние факторов, стабилизирующих систему;

Динамические свойства системы и масштабы их проявления.

Исследование этой информации позволяет получать необходимые результативные данные о состоянии и перспективах развития объекта в будущем, используемые в дальнейшем для выбора и разработки конкретного типа инновационной стратегии.

Точный и своевременный диагноз состояния инновационной сферы является одним из основополагающих условий эффективности перспективного развития хозяйствующего субъекта. Но в любом случае, независимо от особенностей и масштабов инновационной деятельности диагностические исследования должны сопровождаться прогнозно-аналитическими оценками состояния макросферы, функционирования организации, перспектив развития рыночных институтов, общих и специализированных производственных потребностей и др.

Наибольший эффект от проведения диагностических исследований инновацион-ных объектов достигается в том случае, если они будут носить комплексный, поступательный характер, т. е. иметь не конечные, а развивающиеся цели, позволяющие вывести состояние объекта на более высокий качественный уровень.

(Материалы приведены на основании: Основы менеджмента. Под ред. А. И. Афоничкина. – СПб.: Питер, 2007)

Все мы хорошо понимаем о чем речь, когда произносится слово "объект". А тем из нас, кто имеет отношение к программированию приходят на ум слова "свойства", "методы", "класс". Но вот придумать "правильное", энциклопедическое определение слову объект крайне сложно. не верите? попробуйте! Вот для примера цитата из википедии:

На первый взгляд, вроде ничего так определение. Посмотрим, что такое атрибут?

Итак, понятие сведено к мысли и мышлению. Только не надо сейчас лезть в википедию за определением слова "мышление"..... Слазили? А я говорил, что не надо?

Когда энциклопедическое определение не помогает, приходится обращаться к интуитивному, бытовому толкованию. Если рассмотреть термин "понятие" с точки зрения программиста ИИ - должно получиться что-то вроде "то, чем оперирует разум/интеллект". Некая единица смысла(не факт, что элементарная), которой можно оперировать.

Возвращаемся к термину "объект"... Хотя почему только к нему, то же самое происходит и со словами типа "процесс", "событие", "состояние".

Состоя́ние - абстрактный многозначный термин, в общем, обозначающий множество стабильных значений переменных параметров объекта .

Что же общего в этих понятиях? Что их объединяет? Что мешает дать словесное определение, но позволяет оперировать любым другим способом?

Может быть то, что эти понятия СЛИШКОМ АБСТРАКТНЫЕ? мы привыкли давать определения, как указание класса-предка в общей системе классификации с выделением отличительных признаков, характерных для данного понятия. Селедка, это рыба, которая выглядит так-то и так-то, обычно имеет такие-то размеры, вес, место обитания, внутри селедок различают такие-то сорта и.т.д. Но В ПЕРВУЮ ОЧЕРЕДЬ, СЕЛЕДКА - ЭТО РЫБА. Если необходимо более точное определение - селедка, это белковое существо со следующим генотипом (далее должно следовать химическое описание генотипа на пару терабайт). Мы легко приводим примеры объектов, но не можем сказать, чем является сам объект. Термин "философская категория" не предлагать! в отличие от "объекта" и "процесса" это понятие абсолютно синтетическое. им невозможно оперировать на уровне здравого смысла. можно разве что перечислить эти самые категории, как в математике множество задается перечислением.

Ну что ж, некая зацепка есть. Мы имеем понятия, как единицы смысла, и некоторые операции над ними:

Приведение примера (конкретизация)

Сравнение (выделение сходств и различий).

Дача определения (поиск или создание более абстрактного понятия).

отношение "конкретный-абстрактный" заставляет вспомнить о системе классификации, т.е. таксономии(см. статью ), и всех тех механизмах наследования атрибутов и построения классов которые мы напридумывали в статье . При рассмотрении методов построения становится похоже, что "проблемные" термины упомянутые выше были получены не уточнением более абстрактного класса (за его отсутствием), а собраны, как перечислимое множество элементов, имеющих хоть какой-то общий интуитивно-бытовой признак. понятие "философская категория", напротив, было собрано, как перечислимое множество элементов ничего общего не имеющих.

Теперь обратимся к самому детализированному, богатому на связи термину "событие". "Событие" увязывает "явление", положение в пространстве и времени.

Простра́нство - понятие, используемое (непосредственно или в составе сложных терминов) в естественных языках, а также в таких разделах знания, как философия , математика , физика и т. п.

На уровне повседневного восприятия пространство интуитивно понимается как арена действий, общий контейнер для рассматриваемых объектов, сущность некоторой системы.

По данному вопросу энциклопедические определения никакого ключа к действию не дают, поэтому придется обратиться к здравому смыслу.

В 12 часов дня на ул. Ленина автомобиль сбил фонарный столб. Это - событие . Его описание дает ответы на вопросы КОГДА, ГДЕ, КТО/ЧТО и С ЧЕМ, что СДЕЛАЛ, то есть фиксирует

• положение во времени (12 часов дня)
• положение в пространстве (ул. Ленина)
• объект(ы) и субъект(ы) (конкретный автомобиль и конкретный столб)
• действие (сбить)

Если опустить любой из перечисленных аспектов - получится не событие, а что-то другое. Например, уберем действие (вместе с субъектом) - останется "автомобиль [находился] в 12 часов дня на ул. Ленина". Это скорее можно назвать факт ом. Уберем время - "автомобиль сбил столб на ул. Ленина". Вроде бы и событие, но какое-то, неполное, недоопределенное. Непонятно, как с ним работать, соотносить с другими событиями - что было раньше, что позже, что одновременно. То же самое будет если убирать другие аспекты "в 12 дня автомобиль сбил столб", "в 12 дня на ул. Ленина кто-то что-то сбил". Можно убрать время и поменять действие "автомобиль едет по ул. Ленина". Получился явный такой процесс, в бытовом, интуитивном его понимании. Впрочем сбитие столба можно тоже рассмотреть, как процесс , например смены состояния столба со стоячего на лежачее. Если выразиться точнее - изменение значения свойства "ориентация" со "стоячее" на "лежачее".

Надеюсь, эта словесная ахинея вас достаточно утомила, чтобы вы задались вопросом "чем мы тут занимаемся"? А занимаемся мы формализованным выражением связей между наиболее общими понятиями, применяемыми в описании любой предметной области. В научном словаре это называется страшным словом "онтология ". Честно.

Обычно под онтологией подразумевается эксплицитная, то есть явная, спецификация концептуализации, где в качестве концептуализации выступает описание множества объектов и связей между ними. Формально онтология состоит из понятий терминов , организованных в таксономию , их описаний и правил вывода. Основной вопрос онтологии: что существует?

Наукообразные словечки типа "онтология" и "таксономия" уже достаточно емки и тяжелы для понимания, так что пока мы окончательно не вывихнули мозг "эксплицитной спецификацией концептуализации", нужно побыстрее понять, зачем это все нужно, и спуститься к конкретным примерам. Последнее усилие:

Формально онтология определяется как O = , где

• X - конечное множество понятий предметной области,
• R - конечное множество отношений между понятиями,
• F - конечное множество функций интерпретации.

Итак, именно онтология, как система понятий, отношений между ними и их интерпретации, даст нам возможность адекватно описывать предметную область и оперировать понятиями (если угодно - исчислять понятия), что необходимо для любого, хоть и искусственного, но мало-мальского интеллекта.

Лобовое решение - описать всё и вся (а именно такова философская интерпретация онтологии - наука о бытии, т.е. описание всего сущего), бесконечно трудоемко, поэтому возникает вопрос об автоматическом или хотя бы автоматизированном построении онтологий. Но для того чтобы машина могла

Парадигмы объектно-ориентированного программирования для адекватного моделирования предметной области недостаточно, поскольку