Морфологический метод проектирования
- gidroadmin
- 13307
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.
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 определенным числом различных независимых свойств. Так, двигатели: А1 — внутреннего сгорания, А2 — газовая турбина, A3 — электродвигатель, A4 — реактивный двигатель и т. д.;
движители: Б1— воздушный винт, Б2 — гусеницы, Б3— лыжи, Б4 — снегомет, Б5— шнеки и т. д.;
кабины: B1 — опора кабины на снег, B2 — на двигатель, B3 — на движитель и т. д.
По заданной проблеме в матричном выражении (морфологическом ящике) фиксируются наиболее существенные параметры. Например, для снегохода матрица будет иметь вид:
(A1 A2 A3 A4) |
(Б1 Б2 Б3 Б4 Б5) |
(В1 В2 В3) |
Возможные сочетания: А1, Б3, В2, или А1, Б2, В3, или А2, Б1, В2, или A4, Б4, В3 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.
Иванов Г.И. Формулы творчества, или Как научится изобретать. "Просвещение", 1994 г.