Метод морфологического анализа часто используется для. Морфологический анализ (триз)

управление морфологический альтернатива матрица

Суть морфологического метода заключается в следующем: в улучшаемой системе выделяют несколько характеристик - структурных или функциональных морфологических признаков. Любой признак может характеризовать какой-то параметр: характеристику системы, от которых зависит решение проблемы и достижение основной цели.

По любому выделенному морфологическому признаку составляют список его разных конкретных альтернатив. Признаки с их альтернативами можно группировать в форме таблицы, называемой морфологическим ящиком, что позволяет лучше изобразить поисковое поле. Перебирая многообразные сочетания альтернативных вариантов выделенных признаков, можно обнаружить новые варианты решения задачи, которые при простом переборе могли быть упущены.

Метод предусматривает выполнение работ в пять этапов:

Первый этап. Точная формулировка задачи (проблемы), подлежащей решению. Если первоначально ставится вопрос одной конкретной системе, метод непосредственно обобщает изыскания на все возможные системы с аналогичной структурой и в итоге дает ответ на более общий вопрос.

Второй этап. Составление списка всех морфологических признаков, т. е. всех важных характеристик объекта, его параметров, от которых зависит решение проблемы и достижение основной цели.

Третий этап. Раскрытие возможных вариантов по каждому морфологическому признаку (характеристике) путем составления матрицы. Каждая из N характеристик (параметров, морфологических признаков) обладает определенным числом К, различных вариантов, независимых свойств, форм конкретного выражения. Тогда полное число решений, составленное из совокупности всех возможных вариантов, определяется как произведение К. В каждой точке N-мерного пространства, характеризуемой N- конкретными координатами, находится одно возможное решение.

Четвертый этап. Определение функциональной ценности всех полученных вариантов решений. Это наиболее ответственный этап метода. Должны быть рассмотрены все N-вариантов решений, вытекающих из структуры морфологической таблицы, и проведено их сравнение по одному или нескольким наиболее Важным для данной системы показателям.

Пятый этап. Выбор наиболее рациональных конкретных решений. Нахождение оптимального варианта может осуществляться по лучшему значению наиболее важного показателя системы.

Трудности применения морфологического анализа заключаются в том, что не существует какого-либо действительно практического и универсального метода оценки эффективности того или иного варианта решения.

К модификациям морфологического метода относятся:

• - метод организующих понятий;
• - метод «матриц открытия»;
• - метод десятичных матриц поиска;
• - метод семикратного поиска.
• - метод организующих понятий
• - метод организующих понятий включает

Как вы думаете, почему в магазине Артемия Лебедева так много интересных диковинных штук? Я думаю, в том числе и потому, что в компании существует грамотная генерация и отбор идей. Представленный в статье метод решения изобретательских задач поможет и вам придумывать и отбирать великое множество интересных решений, в т.ч. и продуктовых, для вашего бизнеса.

Применение метода "Morphological Box" , о котором пойдет речь, наиболее рационально для несложных объектов и там, где возможно найти новую идею за счет комбинации известных решений. Примеры задач:

• Разработать уникальную конструкцию мангала, книжной полки, собачьей будки.
• Проанализировать устройства для удаления волос на теле человека.
• Найти девушку "глаза голубые и брови вразлет, и носик курносый при этом", если Вы видели ее всего один раз на встречном эскалаторе в метро в часы пик:).

Автор метода. Фриц Цвикки (Zwicky, Fritz) (1898-1974), швейцарский астроном и физик. Работал в Калифорнийском технологическом институте (Пасадена, США). Цвикки был главным научным консультантом фирмы «Аэроджет дженерал корпорейшн» (Азуза, шт. Калифорния). Ему принадлежат 50 патентов, в основном в области ракетной техники; Цвикки изобрел ряд реактивных и гидротурбореактивных двигателей.

Суть метода заключается в построении матрицы (таблицы, ящика), где перечислены все составляющие элементы объекта исследования и указанны все возможные варианты реализации этих элементов. Варьируя всеми известными вариантами реализации элементов объекта, можно получить самые неожиданные новые решения. Манипуляция - родная сестра творчества!

Этапы метода морфологического ящика (по рекомендациям Цвикки)

1. 1. Точно сформулировать проблему, подлежащую решению. Посмотрите, какие известны объекты подобного назначения и какими могут быть такие объекты. Исследуйте проблему. Основная рекомендация на этом этапе - максимально точная формулировка цели морфологического исследования, снятие акцента директивности, возможная переформулировка или уточнение цели. Пример простого объекта: визитка (более точно: яркая уникальная визитка стоматолога, которую сложно забыть).
2. 2. Выявить и охарактеризовать все параметры, которые могли бы войти в решение заданной проблемы. При анализе задач "на устройство" под параметром следует понимать функциональный узел этого устройства, при анализе задач "на способ" - операцию, осуществляющую достижение той или иной целевой функции. Основная рекомендация - все параметры должны быть примерно равнозначимы с точки зрения поставленной цели. Пример параметров объекта: форма, покрытие визитки.
3. 3. Сконструировать морфологический ящик или многомерную матрицу, содержащую все решения заданной проблемы. Основная рекомендация - никаких оценок вариантов не следует проводить до полного оформления морфологического множества. Пример параметров объекта: форма визитки (шар, лист Мебиуса, прямоугольник и др.), покрытие (пластик, картон, колбаса и др.).
4. 4. Все решения, содержащиеся в морфологическом ящике, внимательно проанализировать и оценить с точки зрения целей, которые должны быть достигнуты. Основная рекомендация - для каждой строки морфологической таблицы проверить, являются ли частные варианты реализации параметра альтернативными и является ли осмысленным вариант "отсутствует". Примеры решений: круглая съедобная, прямоугольная из пластика и др..
5. 5. Выбрать и реализовать наилучшие решения (при условии наличия необходимых средств). Пример решений:

Морфологический анализ (метод морфологического анализа) - основан на подборе возможных решений для отдельных частей задачи (так называемых морфологических признаков, характеризующих устройство) и последующем систематизированном получении их сочетаний (комбинировании). Относится к эвристическим методам.

Цель морфологического анализа состоит том, чтобы максимально расширить область поиска решения и сформировать наиболее полное множество альтернатив, охватывающее все возможные способы решения проблемы.

Основные схемы морфологического анализа:

Метод морфологического ящика (наиболее приемлем для больших и сложных объектов). Состоит в определении всех возможных параметров решения задачи, формирования матрицы и анализ различных сочетаний до выбора наилучшего варианта сочетания.

Метод выделения опорных элементов исследуемой системы и работа с комбинациями вариантов решения;(метод букета)

Метод отрицания и конструирования. В основе этого метода морфологического анализа - замена сформулированных идей на противоположные и анализ несоответствий;

Данный метод можно реализовать посредством составления так называемых морфологических карт , которые содержат, с одной стороны, перечень необходимых параметров, отражающих предполагаемый и ожидаемый результат, а с другой – варианты решений, среди которых надо делать выбор, чтобы достичь результата.

Такими параметрами могут быть, например, своевременность исполнения, равномерность загрузки, инновационность деятельности, качество работы. Все это параметры управления. Их реализация зависит от таких факторов, как контроль исполнения, ясность распоряжений, учет загрузки, нормы загрузки, информационное обеспечение, планирование работ, распределение персонала, обучение персонала, мотивирование исполнения, критерии качества, мотивирование качества и др. Все эти факторы определяют возможные решения. Но решения могут быть ключевыми и второстепенными, промежуточными и окончательными. Выбор и обоснование решений и позволяет сделать морфологическая карта. Решение должно соединить все эти факторы, отражать комплекс действий, способных изменить положение.

Метод морфологического анализа состоит из следующих основных этапов:

1. Определение максимально полного перечня критериев выбора.

Каждый из критериев рассматривается как «простейшая» цель выбора и описывает желаемый частный результат действий. В совокупности все критерии выбора образуют цель принятия решения, достижение которой устраняет причину возникшей проблемы.

2. Определение «частичных» решений, удовлетворяющих каждому из перечисленных критериев выбора.

В результате данного этапа образуется морфологическая карта или таблица, в каждой строке которой расположены «частичные» решения, удовлетворяющие отдельным критериям выбора (табл. 4.1). В идеальном случае на карте должны быть представлены все возможные «частичные» решения. Такую запись можно осуществить, если в каждой строке таблицы предусмотреть дополнительный элемент, означающий «другие средства».

3. Разработка всех возможных вариантов решения проблемы.

Каждый вариант состоит из цепочки, содержащей ровно по одному «частичному» решению, достаточному для достижения каждой «простейшей» цели. В таблице один из таких вариантов показан в виде цепочки связанных «частичных» решений. Тогда общее число альтернатив определяется как произведение общего количества всех «частичных» решений, удовлетворяющих разным критериям выбора.

Метод морфологического анализа предполагает построение матрицы с занесением в нее различных данных.
Строится матрица в виде таблицы:

Критерий	В1	В2	В3
А1
А2
А3

Далее на пересечении колонок А1-В1,А1-В2 и так далее заносятся причины возникновения проблемы в зависимости от внутренних факторов организации и внешних факторов среды, также в колонках могут быть перечислены методики разрешения той или иной проблемы, например применение аутсорсинга, бенчмаркинга и т.д. Методики могут повторяться, таким образом, выявляется наиболее оптимальный вариант, альтернатива для решения проблемы.

Метод морфологического анализа (иногда он называется методом морфологического ящика) представляет собой комбинацию метода классификации и метода обобщения. Его суть состоит в декомпозиции проблемы по составляющим ее элементам, поиске в этой схеме наиболее перспективного относительно всей проблемы элемента ее решения.

Однако морфологический анализ предполагает не простую декомпозицию, т.с. разложение целого на составляющие его части, но выделение элементов по принципам функциональной значимости и роли, т.е. влияния элемента или подпроблемы на общую проблему, а также прямую или опосредованную связь с внешней средой (иногда это называют надсистемой).

В качестве примера возьмем проблему распределения функций. Менеджер заметил, что в процессах управления очень часто встречаются задержки при принятии решений, подготовке документов либо реагировании на распоряжения (резолюции). Многие объясняют такое положение неудачным распределением функций и полномочий между подразделениями, неравномерной загрузкой.

Можно исправлять положение, опираясь на эти разумные объяснения, но менеджер должен понимать, что причина может быть глубже и включать в себя множество факторов эффективной деятельности персонала. Надо решать проблему комплексно, опираясь на глубокий и всесторонний анализ существующего положения дел. Для этого нужно провести морфологический анализ проблемы распределения функций.

Итак, исходной позицией морфологического анализа является постановка проблемы. Далее проводится ее декомпозиция, т.е. разделение на составляющие. В качестве примера можно назвать проблемы структуры системы управления, профессионализма персонала, мотивации деятельности, трудоемкости функции, учет загрузки и др.

Но декомпозицию проблем надо делать не только "вниз", но и "вверх". Ведь распределение функций зависит не только от внутреннего состояния системы управления, но и от внешних факторов ее функционирования: конкуренции, экономической обстановки, рынка специалистов, системы обучения, государственного регулирования и др.декомпоз по внутр и внеш факторам.

Таким образом строится морфологическая схема проблем, и на ее основе проводится анализ каждой из проблем, чтобы найти главную, связать ее с другими. При анализе проблем можно использовать и другие методы исследования, такие как мозговой штурм, синектика и др.

Пределом развития морфологической схемы вверх и вниз является возможный переход в другой класс проблем, который сделает эту схему бесконечной.

Для того чтобы морфологическая схема была построена корректно, следует использовать ряд операторов , посредством которых можно проверять принадлежность проблемы к той или иной иерархической ступени или переходить с одной ступени на другую при декомпозиции проблем. Эти операторы существуют в форме ключевых вопросов , ответ на которые дает возможность переводить проблему на новую ступень морфологической схемы.

Любую проблему можно сформулировать в виде исходного действия. Например, изменить распределение функций. Это исходная проблема (ИП).

Первый оператор морфологического анализа: зачем это нужно? Целевые установки (ЦУ): создать инновационный климат, повысить профессионализм деятельности, обеспечить ритмичность работы.

Второй оператор морфологического анализа: как это можно сделать? Механизм решения проблемы (МР): издать общее распоряжение, изменить структуру лидерства (перераспределить персонал), использовать компьютерные программы, изменить структуру системы управления, обучить персонал.

Важно включить в морфологический анализ и декомпозицию причин возникновения проблем, причем с дифференциацией причин на внешние и внутренние. Вопрос: почему возникла проблема (ВП)? В нашем примере это могут быть изменение структуры информации, целей развития, стиля управления, возникновение отрицательных традиций, нерациональное использование техники управления, снижение профессионального уровня. Внешние причины могут заключаться в социально-психологических перегрузках урбанизированной жизни, дефиците или высокой стоимости компьютерной техники, общем изменении менталитета.

Морфологический анализ помогает глубже понять содержание проблемы и не просто найти ее решение, но и выбрать наиболее удачное, учитывая средства и методы, причины и последствия.

Разновидностью морфологического анализа является другой метод исследования – метод "букета проблем". Он основан на поиске такой формулировки проблемы, которая в большей мере способствует нахождению ее решения.

Дело в том, что решение любой проблемы во многом зависит от того, как она поставлена, как сформулированы вопросы, отражающие суть этой проблемы. Корректная постановка вопроса всегда отражает знание пути его решения. На этом и построен метод "букета проблем". Технология использования этого метода включает несколько этапов (рис. 2.13):

1. Постановка проблемы так, как она представлена в реальной практике управления. Например, как использовать компьютер в деятельности менеджера?

2. Обобщение проблемы, представление ее в общем виде. Здесь может быть использовано множество формул и уровней обобщения. В нашем примере – повысить производительность управленческой деятельности, обеспечить профессионализм управления, поднять авторитет менеджера и пр. Обобщение позволяет определить класс проблемы, ее истоки, главное в выборе ее решения.

Рис. 2.13. Технология использования метода морфологического анализа (метода "букета проблем")

3. Определение проблемы-аналога. Эти действия заключаются в поиске аналогичных проблем в других областях деятельности или природных сферах. Можно по поставленной нами выше проблеме (как использовать компьютер в деятельности менеджера) сформулировать аналог следующим образом: "отрастить вторую голову", "увеличить скорость мысли", "обеспечить выживание" и т.д. Это звучит парадоксально, но в исследовании не надо бояться парадоксов. Они могут подсказать удачные решения, убедить в необходимости решения проблемы, показать важность ее, они определяют отношение к проблеме, позволяют увидеть исходную проблему в новом ракурсе.

4. Установление роли и принципов взаимодействия проблемы в комплексе других проблем. Может быть, можно решить проблему не саму но себе, а через решение другой проблемы, т.е. решение первоначальной проблемы будет следствием решения другой проблемы. Например, в нашем примере это может быть замена менеджера другим лицом, владеющим компьютером, изменение распределения функций и полномочий в системе управления так, чтобы менеджер не нуждался в индивидуальном владении компьютером, создание должности личного помощника менеджера, владеющего компьютерной техникой, разработка предельно простых компьютерных программ и т.д.

5. Формулировка обратной проблемы. Это бывает очень полезным, ибо такая проблема может подсказать решение, навести исследователя на его удачный вариант. Рассмотрим наш вариант. Компьютеризация деятельности менеджера снижает действие человеческого фактора управления, а это отрицательно сказывается на эффективности управления при любом уровне его технической вооруженности. Такое формулирование обратной проблемы позволяет увидеть опасность неудачных решений, устанавливать критерии выбора успешных решений.

Морфологические карты дают уверенность в том, что ни одно возможное решение проблемы не будет упущено. Кроме того, заполнение этих карт не требует много времени. Основными преимуществами морфологического анализа считаются:

Равноценность всех элементов анализируемого объекта;

Максимальная четкость формулировки поставленной задачи;

Снятие ограничений в анализе элементов исследуемого объекта;

Возможность получения новых или развития уже имеющихся идей.

Однако при использовании морфологического анализа приходится сталкиваться с рядом трудностей:

Во-первых, основная трудность состоит в определении набора критериев, которые должны быть существенными, независимыми друг от друга, немногочисленными, но охватывать при этом все аспекты решаемой проблемы. Эти трудности идентичны тем, которые возникают при выборе частных показателей эффективности для оценивания альтернатив.

Во-вторых, аналогичная трудность возникает при поиске «частичных» решений. Их список должен быть достаточно полным, чтобы охватить все способы решения проблемы, но и достаточно малым, чтобы ограничить количество комбинаций. Поэтому важно оставаться на уровне «широких» альтернатив, опуская незначительные различия между ними.

В-третьих, при формировании альтернатив необходимо проверять и учитывать несовместимость отдельных «частичных» решений между собой. Этот фактор требует глубокого понимания сути проблемы и высокой квалификации участников процесса принятия решений.

В-четвертых, большое значение имеет преодоление проблемы размерности, возникающей в связи с тем, что количество комбинаций очень быстро возрастает по мере увеличения количества критериев и «частичных» решений. Например, таблица 10х10 дает уже 10 млрд. комбинаций. Уменьшение размерности достигается наложением различных ограничений, которые позволяют отбросить варианты, не подлежащие рассмотрению.

Недостаток морфологического анализа состоит в том, что для разработки критериев выбора и поиска приемлемых комбинаций «частичных решений» требуется хорошее знание структуры проблемы, которую сам метод не раскрывает.

Достоинство метода заключается в том, что он помогает ЛПР глубже понять проблему и заставляет его расширить область поиска решения.

Подводя итог, следует сказать, что морфологический анализ – это метод, при котором проблема декомпозируется (разбивается) на части, далее обсуждается, и выявляются все возможные альтернативы для решения данной проблемы.

Похожая информация.

Морфологический анализ (ТРИЗ)

Морфологический анализ - пример системного подхода в области изобретательства. Метод разработан известным швейцарским астрономом Ф. Цвикки . Благодаря этому методу ему удалось за короткое время получить значительное количество оригинальных технических решений в ракетостроении .

Для проведения морфологического анализа необходима точная формулировка проблемы, причем независимо от того, что в исходной задаче речь идет только об одной конкретной системе, обобщаются изыскания на все возможные системы с аналогичной структурой и в итоге дается ответ на более общий вопрос.

Пример

Например, необходимо изучить морфологический характер всех видов транспортных средств и предложить новую эффективную конструкцию устройства для транспортирования по снегу - снегохода .

Точное определение класса изучаемых систем (устройств) позволяет раскрыть основные характеристики или параметры, облегчающие поиск новых решений. Применительно к транспортному средству (снегоходу) морфологическими признаками могут быть функциональные узлы снегохода: А - двигатель, Б - движитель, В - опора кабины, Г - управление, Д - обеспечение заднего хода и т. п.

Каждая характеристика (параметр) обладает определённым числом различных независимых свойств. Так, двигатели: А 1 - внутреннего сгорания, А 2 - газовая турбина, А 3 - электродвигатель, А 4 - реактивный двигатель т.д.;
движители: Б 1 - воздушный винт, Б 2 - гусеницы, Б 3 - лыжи, Б 4 - снегомёт, Б 5 - шнеки и т. д. ;
опора кабины: В 1 - опора кабины на снег, В 2 - на двигатель, В 3 - на движитель и т. д. ;

По заданной проблеме в матричном выражении (морфологическом ящике ) фиксируются наиболее существенные параметры.
Например, для снегохода матрица будет иметь вид:

(А 1 А 2 А 3 А 4)

(Б 1 Б 2 Б 3 Б 4 Б 5)

(В 1 В 2 В 3)

Возможные сочетания: А 1 , Б 3 , В 2 , или А 1 , Б 2 , В 3 , или А 2 , Б 1 , В 2 и т. д.

Морфологический ящик

	характеристика	свойства
		1	2	3	4	5	…
А	двигатель	внутреннего сгорания	газовая турбина	электродвигатель	реактивный двигатель	5	…
Б	движитель	воздушный винт	гусеницы	лыжи	снегомёт	шнеки	…
В	опора кабины	на снег	на двигатель	на движитель	4	5	…
Г	управление	1	2	3	4	5	…
Д	обеспечение заднего хода	1	2	3	4	5	…

См. также

Ссылки

• Морфологический анализ, как способ решения бизнес-задач

• F. Zwicky, Discovery Invention, Research Through the Morphological Approach. McMillan, 1969.

• J.C. Jones, Design Methods. Wiley, 1981.

• R.U. Ayres, Technological Forecasting and Long-Time Planning. McGraw-Hill, 1969.

• Mark Sh. Levin, Composite Systems Decisions, Springer, 2006.

• Mark Sh. Levin, Combinatorial Engineering of Decomposable Systems, Kluwer, 1998.

• Курс о проектировании систем М.Ш. Левина, включая морфологический анализ и его расширение в виде иерархического морфологического многокритериального проектирования

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Морфологический анализ (ТРИЗ)" в других словарях:

Куб Цвикки позволяет представить различные комбинации возможных реализаций параметров объекта, например цвета, формы и текстуры. У этого термина существуют и другие значения, см. Морфологический анализ. Морфологический анали … Википедия

ТРИЗ педагогика педагогическая система, целью которой является воспитание творческой личности. Методологической основой для ТРИЗ педагогики является фантастический рассказ Г.С. Альтшуллера.Третье тысячелетие, в котором он описывает… … Википедия

ТРИЗ теория решения изобретательских задач, основанная Генрихом Сауловичем Альтшуллером и его коллегами в 1946 году, и впервые опубликованная в 1956 году это технология творчества, основанная на идее о том, что «изобретательское творчество… … Википедия

ТРИЗ теория решения изобретательских задач, основанная Генрихом Сауловичем Альтшуллером и его коллегами в 1946 году, и впервые опубликованная в 1956 году это технология творчества, основанная на идее о том, что «изобретательское творчество… … Википедия

Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей … Википедия

Мозговой штурм популярная техника креативности. Методики креативности (методики творчества) методы и техники, способствующие творческому процессу генерации оригинальных идей, нахождения новых подходов к решению известных проблем и… … Википедия

Роберт Людвигович Бартини Роберто Орос ди Бартини … Википедия

- (псевд. Генриха Сауловича Альтшуллера) (р. 1926) Рус. сов. прозаик и инженер изобретатель, один из ведущих авторов сов. НФ 1960 х гг. Род. в Ташкенте (ныне Узбекистан), окончил Азерб. индустриальный ин т, работал в закрытом НИИ. Вскоре после… … Большая биографическая энциклопедия

Морфологический анализ разработан в 1942 г. швейцарским астрономом Ф.Цвикки, который в этот период был привлечен к участию в ранних стадиях ракетных исследований и разработок в американской фирме "Аэроджет инжиниринг корпорейшн". С помощью метода морфологического ящика, наиболее разработанного из всех методов морфологического анализа, созданных Ф.Цвикки, ученому удалось за короткое время получить значительное число оригинальных технических решений в ракетостроении, чем он очень удивил ведущих специалистов и руководителей фирмы. Многие из предложенных решений были впоследствии реализованы.

Сам морфологический анализ определил эру системных исследований и стал первым ярким примером системного подхода в области изобретательства. По мнению Ф.Цвикки, предметом метода морфологического ящика является проблема вообще (техническая, научная, социальная и другая). Он допускает, что точная формулировка проблемы автоматически раскрывает наиболее важные параметры, от которых зависит ее решение, и каждый такой параметр может быть разбит на ряд значений. Причем любое сочетание значений параметра считается принципиально возможным.

Сущность анализа заключается в следующем. В совершенствуемой технической системе выделяют несколько характерных для нее структурных или функциональных морфологических признаков. Каждый признак может характеризовать, например, какой-то конструктивный узел системы, какую-то ее функцию, какой-то режим работы системы, то есть параметры или характеристики системы, от которых зависит решение проблемы и достижение основной цели.

По каждому выделенному морфологическому признаку составляют список его различных

конкретных вариантов, альтернатив, технического выражения. Признаки с их альтернативами можно располагать в форме таблицы, называемой морфологическим ящиком (картой, матрицей), что позволяет лучше представить себе поисковое поле. Перебирая всевозможные сочетания альтернативных вариантов выделенных признаков, можно выявить новые варианты решения задачи, которые при простом переборе могли быть упущены.

План действия . Метод предусматривает выполнение работ в пять этапов :

1. Точная формулировка задачи (проблемы), подлежащей решению.

Если первоначально ставить вопрос об одной конкретной системе, метод непосредственно обобщает изыскание на все возможные системы с аналогичной структурой и в итоге дает ответ на более общий вопрос. Например, необходимо изучить морфологический характер всех видов транспортных средств и предложить новую эффективную конструкцию устройства для транспортирования по снегу - снегохода.

2. Составление списка всех морфологических признаков, то есть всех важных характеристик объекта, его параметров, от которых зависит решение проблемы и достижение основной цели.

Точная формулировка и определение класса изучаемых систем (устройств) позволяют раскрыть основные признаки или параметры, облегчающие поиск новых решений. Применительно к транспортному средству (снегоходу) морфологическими признаками могут быть: А - двигатель; Б-движитель, В - опора кабины, Г - управление, Д - обеспечение заднего хода и так далее.

3. Раскрытие возможных вариантов по каждому морфологическому признаку (характеристике) путем составления матрицы.

Каждая из n характеристик (параметров, морфологических признаков) обладает определенным числом различных вариантов, независимых свойств, форм конкретного выражения. Например, для снегохода варианты: А1 - двигатель внутреннего сгорания; А2 - газовая турбина, АЗ -электродвигатель, А4 - реактивный двигатель и так далее; Б1 - воздушный винт, Б2 - гусеницы, БЗ - лыжи, Б4 - снегомет, Б5 - шнеки и так далее; В1 - опора кабины на снег, В2 - на двигатель, ВЗ - на движитель и так далее. Сочетание одного из возможных вариантов морфологического признака с другими от каждого признака дает одно из возможных технических решений.

Структура технической системы может быть выражена морфологическими признаками (например, в приведенном примере - формулой АБ-ВГД...), но сочетание их конкретных вариантов (например, А1 Б2 В1 ГЗ Д4)- лишь одно конкретное из множества технических решений, вытекающих из закономерностей строения системы.

Совокупность всех возможных вариантов, каждого из перечисленных морфологических признаков, выраженная в виде матрицы, дает возможность определить полное число решений в этом случае

Если в приведенном выше примере ограничиться только названными морфологическими признаками, то число возможных вариантов решений будет определяться следующим образом:

N = 4х5хЗх...х...

Если построить n-мерное пространство (где n - число морфологических признаков) и на каждой из осей, принадлежащей одному из признаков, отложить все возможные его варианты, то получим "морфологический ящик" (название, удачное для трехмерного пространства, то есть для трех признаков). В каждой точке его, характеризуемой n конкретными координатами, находится одно возможное техническое решение.

Очень важно, чтобы вплоть до данного момента не ставился вопрос о практической осуществимости и ценности того или иного варианта решения. Такая преждевременная оценка всегда наносит ущерб беспристрастному применению морфологического метода. Однако сразу после получения всех возможных решений можно сопоставить их с любой системой принятых критериев.

4. Определение функциональной ценности всех полученных вариантов решений.

Это наиболее ответственный этап метода. Чтобы не запутаться в огромном числе решений и

деталей, оценка их характеристик должна проводиться на универсальной и, по возможности, простой основе, хотя это не всегда легкая задача.

Должны быть рассмотрены все N вариантов решений, вытекающих из структуры морфологической таблицы, и проведено их сравнение по одному или нескольким наиболее важным для данной технической системы показателям.

5. Выбор наиболее рациональных конкретных решений. Нахождение оптимального варианта может осуществляться по лучшему значению наиболее важного показателя технической системы.

Морфологический анализ создает основу для системного мышления в категориях основных структурных признаков, принципов и параметров, что и обеспечивает высокую эффективность его применения. Он является упорядоченным способом исследования, позволяющим добиться систематического обзора всех возможных решений данной крупномасштабной проблемы. Метод строит мышление таким образом, что генерируется новая информация, касающаяся тех комбинаций, которые при бессистемной деятельности воображения ускользают от внимания.

Хотя морфологическому образу мышления внутренне присуще убеждение, что все решения могут быть реализованы, при этом, естественно, многие из них оказываются сравнительно тривиальными. Трудность применения морфологического анализа заключается в том, что до сих пор не существует какого-либо действительно практического и универсального метода оценки эффективности того или иного варианта решения. Если бы он был найден, то можно было исходя только из теоретических соображений выбирать оптимальную комбинацию элементов для каждого проектируемого устройства. Таким образом, процесс изобретения был бы заменен непосредственным анализом альтернативных вариантов, что по силам и ЭВМ. Чаще всего, конечно, оказывается, что рабочие характеристики устройства, в основу построения которого положена неизвестная ранее комбинация элементов, являются более или менее неопределенными.

Применение. Морфологический анализ может быть использован как на первых этапах поиска технических идей и решений, так и на последней фазе поиска, когда найдена новая техническая идея, удовлетворяющая поставленным требованиям. В этом случае приемы морфологического анализа могут быть применены для расширения сферы использования найденной идеи и для нахождения различных вариантов реализации найденной идеи с целью ее развития и совершенствования.

В силу своей универсальности приемы морфологического анализа могут быть использованы, таким образом, на различных этапах поиска при решении самых разнообразных технических задач, причем не только при поиске идей, но и в других видах инженерной деятельности, например при подготовке материалов для руководства, в обучении и прочее. Поэтому внедрение этих приемов в практику работы инженеров может повысить эффективность их деятельности в целом.

Наиболее целесообразно использовать морфологический анализ при решении конструкторских задач общего плана: при проектировании машин и поиске компоновочных или схемных решений. Например, требуется предложить новый тип индивидуального транспорта в условиях города, выбрать рациональную конструкцию подводного (донного) транспорта и так далее. Метод может применяться для выполнения простых изобретений, а также при прогнозировании развития технических систем, при определении возможности патентования в том или ином абстрактном виде комбинаций основных параметров с целью "заблокировать" будущие изобретения.

Однако его использование предполагает наличие определенной исходной информации об аналогах технического объекта, подвергаемого анализу.

Применение морфологического анализа возможно на эмпирическом уровне, когда исходная информация перерабатывается по довольно формальным признакам, и на естественном уровне, предполагающем вскрытие природы всего класса объектов, к которому относится объект анализа.

Овладение приемами морфологического анализа позволяет не только увеличить поисковый потенциал инженера, но и способствует повышению эффективности всей его деятельности, связанной с разработкой и совершенствованием новой техники.

АРИЗ

Одной из научно обоснованных и хорошо зарекомендовавших себя в практике массового технического творчества является методика программного решения технических задач, созданная изобретателем Г.С.Альтшуллером. Он назвал ее алгоритмом решения изобретательских задач (АРИЗ). Методика основана на учении о противоречии. Алгоритм -это комплекс последовательно выполняемых действий (шагов, этапов), направленных на решение изобретательской задачи (понятие "алгоритм" используется здесь не в строгом математическом, а более широком смысле). Процесс решения рассматривается как последовательность операций по выявлению, уточнению и преодолению технического противоречия. Последовательность, направленность и активизация мышления достигаются при этом ориентировкой на идеальный конечный результат (ИКР), то есть идеальное решение, способ, устройство.

Совершенствуемый технический объект рассматривается как целостная система, состоящая из подсистем, взаимосвязанных элементов, и одновременно являющаяся частью надсистемы, состоящей из взаимосвязанных систем. Перед решением прямой задачи, связанной с техническим объектом, производят поиск задач в надсистеме (обходные задачи) и выбирают наиболее приемлемый путь.

При постановке задачи в АРИЗ учитывается тот факт, что источником психологической инерции служит техническая терминология и пространственно-временные представления объекта. Поэтому рекомендуют формулировать нежелательный эффект или главную трудность какой-либо ситуации, а не требования того, что надо сделать.

Действие психологической инерции уменьшают также применением оператора РВС (Размеры – Время-Стоимость), суть которого состоит в проведении серии мысленных экспериментов по изменению размеров объекта от заданной величины до 0 и затем до ∞ времени действия (скорости) объекта от заданного до 0 и затем до ∞ и стоимости объекта от заданной до 0 и до ∞. Формулировка условий задачи дается по определенной схеме в терминах, доступных неспециалисту.

Стратегия решения изобретательской задачи по АРИЗ (рис.7) состоит в следующем. Формулируют исходную задачу (ЗИ) в общем виде. Обрабатывают и уточняют ее, учитывая действие вектора психологической инерции (ВИ) и технические решения в данной и других областях.

Излагают условия задачи, состоящие из перечисления элементов технической системы и нежелательного эффекта, производимого одним из элементов. Затем формулируют по определенной схеме ИКР. Он служит ориентиром (маяком), в направлении которого идет процесс решения задачи (при формулировке ИКР не нужно задумываться над тем, как он будет достигнут).

В сравнении ИКР с реальным техническим объектом выявляется техническое противоречие, а затем его причина - физическое противоречие (на рис.16 противоречие между ИКР и 30 может быть проиллюстрировано расстоянием между ними на плоскости поискового поля).

Понятие о техническом противоречии основано на том что всякая техническая система, машина или процесс характеризуется комплексом взаимосвязанных параметров: вес, мощность и так далее. Попытка улучшить один параметр при решении задачи известными способами неизбежно приводит к ухудшению какого-либо другого параметра. Так, увеличение прочности конструкции может быть связано с недопустимым увеличением веса, увеличение производительности - с недопустимым ухудшением качества, повышение точности - с недопустимым увеличением расходов и так далее.

Смысл АРИЗ состоит в том, чтобы путем сравнения идеального и реального выявить техническое противоречие или его причину - физическое противоречие - и устранить (разрешить) их, перебрав относительно небольшое число вариантов.