Морфологический анализ (изобретательство)
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.
ПримерПравить
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: А1 — внутреннего сгорания, А2 — газовая турбина, А3 — электродвигатель, А4 — реактивный двигатель т.д.;
движители: Б1 — воздушный винт, Б2 — гусеницы, Б3 — лыжи, Б4 — снегомёт, Б5 — шнеки и т. д.;
опора кабины: В1 — опора кабины на снег, В2 — на двигатель, В3 — на движитель и т. д.;
По заданной проблеме в матричном выражении (морфологическом ящике) фиксируются наиболее существенные параметры.
Например, для снегохода матрица будет иметь вид:
(А1 А2 А3 А4)
(Б1 Б2 Б3 Б4 Б5)
(В1 В2 В3)
Возможные сочетания: А1, Б3, В2, или А1, Б2, В3, или А2, Б1, В2 и т. д.
Матрица — символическая форма описания решений. Она дает представление о всех возможных конструктивных схемах снегохода путем фиксирования в каждой строке матрицы одного из элементов. Набор этих элементов будет представлять возможный вариант исходной задачи. Рассматривая разные сочетания этих элементов, можно получить большое сочетание всевозможных вариантов решений, в том числе и самых неожиданных. Так, морфологическая матрица для реактивных двигателей, работающих на химическом топливе, построенная Ф. Цвикки, содержала 576 возможных вариантов решений.
Ответственный этап метода — оценка вариантов решений, вытекающих из структуры морфологической матрицы. Сравнивают варианты по одному или нескольким наиболее важным для данной технической системы показателям.
Морфологический ящикПравить
| . | характеристика | свойствa | |||||
| . | . | 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 | … |
| … | . | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | … |