Методы решения технических задач. Метод морфологического анализа.

Термин «морфология» (учение о форме, гр. morphe - форма и logos - учение) ввел в 1796 г. Гете - основоположник морфологии организмов, учения о форме и строении растений и животных. В дальнейшем появилась морфология человека, почв и т.д. Традиционно под морфологией в науке понимается изучение состава и структуры некой системы.

Морфологический анализ — это эффективный способ решения системных задач требующих оригинального решения; основан на классификации, которая позволяет систематизировать материал, сделать его наглядным и доступным. В рамках этого метода определяются все возможные элементы, от которых может зависеть решение проблемы, перечисляются возможные значения этих элементов, а затем наступает процесс генерирования альтернатив путем перебора всех возможных сочетаний этих значений. Морфологический анализ можно использовать для составления списка всех возможных вариантов решения задачи, для сравнения или выбора одного из многих возможных решений технических, организационных и прочих задач.

Метод разработан в 1930-х годах швейцарским астрономом Фрицом Цвикки, работавшим в США в середине XX века. Впервые морфологический анализ был использован для решения технических задач в 1942 г., когда Ф. Цвикки начал разрабатывать ракетные двигатели в фирме «Аэроджемн инжиниринг корпорейшн». С помощью этого метода за короткое время ему удалось получить значительное количество оригинальных технических решений в ракетостроении. Сейчас морфологический анализ широко применяется в различных областях человеческой деятельности. Развитие метода сформировало отдельное его направление – теорию решения изобретательских задач (ТРИЗ Г.С. Альтшуллера).

Суть метода - выявление нескольких морфологических (типовых, видовых, отличительных) признаков (параметров), значимых для решаемой задачи, и составление всех возможных сочетаний этих признаков. Затем следует выписать отдельно морфологические признаки и записать информацию о них (варианты осуществления) без связи с объектом (изделием), т.е. применить морфологические признаки к другим аналогичным изделиям. Анализ полученных вариантов выявляет такие их комбинации, которые при обычном переборе могут быть упущены. Признаки можно расположить в форме таблицы, называемой морфологическим ящиком (матрицей), который позволяет лучше представить себе поисковое поле решения задачи, быстрее и точнее ориентироваться в многообразии понятий и факторов. В результате направленного и системного анализа генерируется новая информация, которая при простом переборе вариантов ускользает от внимания. Модификации морфологического метода – матричные методы.

Необходимо отметить, что для проведения морфологического анализа необходима точная формулировка проблемы для рассматриваемой системы. В итоге даётся ответ на более общий вопрос посредством поиска всевозможных вариантов частных решений, независимо от того, что в исходной задаче речь шла только об одной конкретной системе.

Преимуществами морфологического анализа:

· равноценность всех элементов анализируемого объекта;

· максимальная четкость формулировки поставленной задачи;

· снятие ограничений в анализе элементов исследуемого объекта;

· возможность получения новых и/или развития уже имеющихся идей.

Недостаток метода - обилие вариантов, из которых трудно выбрать наилучший. Для объектов имеющих большое количество элементов и множество вариантов, таблица становится громоздкой и метод становится трудоемким. Кроме этого, морфологический анализ не позволяет определить, все ли возможные варианты рассмотрены.

Основные схемы морфологического анализа:

· метод выделения опорных элементов исследуемой системы и работа с комбинациями вариантов решения;

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

· 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.