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
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 количество оригинальных технических решений в ракетостроении, чем он очень удивил ведущих специалистов и руководителей фирмы. Многие из предложенных решений были впоследствии реализованы.
В дальнейшем Ф. Цвикки создал еще несколько методов: систематического покрытия поля поиска; отрицания и конструирования; экстремальных ситуаций; сопоставления совершенного с дефектным и метод обобщения. Но все эти методы могут рассматриваться как дополнения к морфологическому ящику, наиболее универсальному и перспективному методу, основанномуна морфологическом подходе.
Сам морфологический анализ опередил 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 т. д.). 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. Основной принцип такого анализа, в частности метода морфологического ящика, состоит в систематическом исследовании всех мыслимых вариантов, вытекающих из закономерностей строения (т. е. морфологии) совершенствуемой системы.
Морфологический метод исследования был применен к целому ряду систем: по утверждению Ф. Цвикки, более 70 крупных промышленных фирм используют его при решении разнообразных научно-технических задач. В результате применения своего метода сам Ф. Цвикки создал серию оригинальных изобретений, в том числе баллистические устройства, оригинальные силовые установки, взрывчатые вещества, способ комбинированной фотографии и т. д.
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, т. е. 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, 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.
Метод предусматривает выполнение работ в пять этапов:
1. Точная формулировка задачи (проблемы), подлежащей решению.
Если первоначально ставится 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, т. е. всех важных, характеристик, объекта, его параметров, от которых зависит решение проблемы и достижение основной цели.
Точная формулировка задачи 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 т. д.
3. Раскрытие возможных вариантов по каждому морфологическому признаку (характеристике) путем составления матрицы.
Каждая из п характеристик (параметров, морфологических признаков) обладает определенным числом ki различных вариантов, независимых свойств, форм конкретного выражения. Например, для снегохода варианты: A 1 - двигатель внутреннего сгорания, А 2 - газовая турбина, А 3 -электродвигатель, А 4 -реактивный двигатель и т. д.; B 1 - воздушный винт, Б 2 - гусеницы, Б 3 - лыжи, Б 4 - снегомет, Б 5 - шнеки и т. д.; B 1 - опора кабины на снег, В 2 - на двигатель, В 3 - на движитель и т. д. 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 выше примере-формулой АБВГД...), но сочетание их конкретных вариантов (например, А 1 Б 2 B 1 Г 3 Д 2) -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:
Если построить n-мерное пространство (где п- количество 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, т. е. для трех признаков). В каждой точке его, характеризуемой п 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 решенийможно 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.
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 т. д. 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.
Создавая морфологический анализ, Ф. Цвикки основное внимание уделял не столько совершенствованию уже созданных им методов, сколько разработке новых, которые обеспечат их различные практические приложения.
В целях повышения эффективности и расширения возможности применения морфологического метода и в нашей стране ведется его дальнейшее изучение и доработка. Так, В. М. Одриным и С. С. Картавовым проведен глубокий теоретический анализ метода, сформулированы основные понятия и термины, предложены новые принципы и подходы к анализу и синтезу технических систем.
Метод матриц открытия
Этот метод разработан в 1955 г. во Франции. Его автор А. Моль. Метод матриц открытия близок к известному морфологическому методу Ф. Цвикки, но имеет свои специфические особенности. Как и в методе Ф. Цвикки, он преследует цель систематически исследовать все мыслимые варианты, вытекающие из закономерностей строения (морфологии) усовершенствуемого объекта и изучения поля возможных технических решений. Но метод А. Моля дает возможность гораздо проще ограничить рассматриваемые варианты приемлемым их числом. В наиболее простом виде суть метода матриц открытия заключается в построении матрицы, в которой пересекаются два ряда характеристик (вертикальный и горизонтальный). Ряды могут быть упорядоченными и неупорядоченными, выражены количественно и качественно. Если в морфологическом ящике все выбранные характеристики относятся к объекту, то у А. Моля часть из них может относиться, например, к условиям производства, потребления, эксплуатации и т. п.
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. 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. 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. 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. 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. Выбрать и реализовать наилучшие решения (при условии наличия необходимых средств). Пример решений:
Системное решение проблем Лапыгин Юрий Николаевич
14.8. Метод морфологического анализа
Прямых линий не бывает.
Законы Мерфи. Правило линейки
Основной идеей морфологического анализа является упорядочение процесса выдвижения и рассмотрения различных
вариантов решения задачи. Однако большая часть этих вариантов оказывается лишенной практического смысла, что делает использование метода слишком трудоемким. Считается, что впервые морфологический анализ был использован в 1942 г. швейцарским астрофизиком Фрицом Цвикки, когда он участвовал в разработке ракетных двигателей в фирме Aerojet Engineering Corporation для решения технических задач.
Метод основан на комбинировании выделенных элементов или их признаков в процессе поиска решения проблем. В рамках этого метода определяются все возможные элементы, от которых может зависеть решение проблемы, перечисляются предполагаемые значения этих элементов, а затем наступает процесс генерирования альтернатив путем перебора всех возможных сочетаний этих значений (табл. 14.2).
Таблица 14.2
Морфологическая матрица (новый продукт – пылесос)
Последовательность действий такова:
2) составить список свойств;
3) разработать матрицу;
4) определить комбинации;
5) выбрать решение.
При этом количество вариантов комбинаций равно сумме рабочих клеток матрицы, возведенной в куб.
Таким образом, пылесос представляет собой деревянную тумбочку, стационарно расположенную в кладовке и соединенную со всеми комнатами воздушной магистралью, в которую подключается шланг (в той комнате, в которой идет уборка), поэтому шнур короткий. Цвет видимой части пылесоса (шланга с насадками) подбирается под интерьер квартиры. После уборки матерчатый фильтр очищается.
Категорий не должно быть слишком много, и они не должны быть зависимыми друг от друга. Для каждой из них следует определить три-четыре признака. При составлении комбинаций следует помнить, что свойства, бесполезные по отдельности, в определенном сочетании приводят к желаемым результатам.
Построение морфологических матриц позволяет быстрее и точнее ориентироваться в многообразии понятий и факторов.
При использовании данного метода объект необходимо разбить на функциональные части (функционально-морфологические признаки), без которых он не будет выполнять свои функции.
Затем следует выписать отдельно морфологические признаки и записать информацию о них (варианты осуществления) без связи с объектом, т. е. применить морфологические признаки к другим аналогичным объектам.
Анализ полученных вариантов выявляет такие их комбинации, которые при обычном переборе могут быть упущены.
Из книги Стратегический менеджмент: учебное пособие автора Лапыгин Юрий Николаевич7.1. Метод SWOT-анализа Организации, как и любые системы, ограничены от внешней среды и в то же время связаны с ней: из внешней среды они получают необходимые ресурсы и передают во внешнюю среду продукты своей жизнедеятельности. Внешняя среда является необходимым условием
Из книги Основы управления проектами автора Пресняков Василий ФедоровичМетод анализа отклонении Метод измерения степени завершенности задач проекта сосредоточен на двух ключевых оценках:Сравнении приведенной стоимости с ожидаемой по графику стоимостью. Сравнении приведенной стоимости с фактическими затратами. Эти сравнения можно
Из книги Инструменты McKinsey. Лучшая практика решения бизнес-проблем автора Фрига Пол2. Разработка анализа Формируя начальную гипотезу, вы «решаете проблему на первой же встрече». Если бы только это было так просто! К сожалению, даже если вы уверены, что нашли ответ, это еще нужно доказать – проанализировав факты.В первые несколько лет работы в Фирме
Из книги Маркетинг: Шпаргалка автора Автор неизвестен Из книги Организационное поведение: учебное пособие автора Спивак Владимир Александрович6.1. Задачи анализа Анализ – в нашем случае это синоним научного исследования, имеющего целью познание объекта анализа. В процессе исследования осуществляется разложение (мысленное или реальное) целого на элементы (разложение объекта на элементы – это еще одно значение
Из книги Управленческие решения автора Лапыгин Юрий Николаевич8.6. Единство анализа и синтеза как метод познания Анализ и синтез – два взаимосвязанных метода, позволяющих определить элементный состав системы, ее структуру и функциональные зависимости между элементами.Единство анализа и синтеза легко представить, если рассмотреть
Из книги Исследование систем управления: конспект лекций автора Шевчук Денис АлександровичЛекция 21. Метод SWOT-анализа Метод SWOT-анализа – метод, позволяющий получить общую картину развития организации при помощи изучения: внутренней среды; внешней среды организации.Данный метод состоит из анализа данных по внешней и внутренней среде и установления связей
Из книги Маленькие хитрости большого бизнеса автора Азарова Ольга НиколаевнаЛекция 28. Метод анализа документов Метод анализа документов – метод сбора данных в ходе проведения исследований систем управления, основанный на применении информации, зафиксированной в письменной или печатной форме, на магнитной пленке, в электронном виде, в
Из книги Как продать слона или 51 прием заключения сделки автора Барышева Ася Владимировна2.1. Квадрант I. Работоголики. Принцип Парето. Метод АВС-анализа «Во всем нужна мера» Солон, между 640 и 635 – ок. 559 гг. до н.э. Если Вы живете по его правилам, это стресс и кризис. Сроки и взрывы, управление кризисом, новые сроки и новые кризисы. Постоянный стресс убивает вначале
Из книги Интернет-маркетинг. Полный сборник практических инструментов автора Вирин Федор ЮрьевичСитуация для анализа Определите, какие приемы убеждения использует менеджер оптовой фирмы «Анжела».Менеджер оптовой фирмы по продаже одежды Максим проводит презентацию товара для директора розничного магазина Ирины Степановны. В своей деловой беседе они успешно
Из книги Теория ограничений Голдратта. Системный подход к непрерывному совершенствованию автора Детмер Уильям Из книги Доброе слово и револьвер менеджера автора Мухортин Константин Из книги Личный бренд. Позаботьтесь о вашей репутации прежде, чем это сделают другие автора Ситкинс ПатрикИнструменты анализа Как известно, логическое мышление у взрослого человека практически не развивается, поэтому рекомендую тебе пользоваться инструментами упорядочивания и структурирования информации.Добавлю тебе в копилку знаний очень интересную теорию, которую
Из книги Хватит платить за все! Снижение издержек в компании автора Гагарский Владислав Из книги МВА за 10 дней. Самое важное из программ ведущих бизнес-школ мира автора Силбигер СтивенМетод морфологического анализа предполагает специальную систематическую и планомерную работу с морфотаблицами и морфологическим ящиком. В отличие от большинства приемов ТРИЗ, эти игры и упражнения не получится проводить от случая к случаю, безсистемно. Но затраченные усилия вполне оправдывают себя. У ребенка развивается творческое воображение, формируется представление о мире как о бесконечном сочетании различных элементов, которыми можно управлять, метод способствует преодолению инерционности мышления и активизации творческих процессов.
Морфологический анализ – это метод систематизации перебора вариантов всех теоретически возможных решений, основанный на анализе структуры объекта.Метод морфологического анализа в его современном виде появился в 30-х годах прошлого века. Автором метода является Фриц Цвикки, швейцарский астроном, который использовал данный подход в ракетостроении. Благодаря методу морфологического анализа он смог не только за короткое время получить большое количество оригинальных технических решений, но и предсказать существование нейтронных звезд, а так же предположить существование «адских звезд», описание которых крайне схожи с открытыми сорок лет спустя черными дырами.
Но корни метода морфологического анализа уходят в глубокую древность. Монах и логик Раймонд Луллий (1235-1315 гг.) в своем труде «Великое искусство» писал о том, что путем систематической комбинации очень малого числа принципов имеется возможность разрешить все проблемы философии и метафизики. Девять принципов Р. Луллия воплотились в приборах, где блоки одних окружностей вращались вокруг других. В результате перемещения окружностей относительно друг друга можно было получать различные высказывания и суждения. В современной ТРИЗ-педагогике используются упрощенные и модернизированные « ».
У Луллия были свои последователи и почитатели. Среди них – Джордано Бруно, отмечавший, что человеческое знание согласовано с природой и понятия ума соответствуют иерархии вещей и Г.Лейбниц, написавший труд «О сочетательном искусстве».
Морфологический анализ основан на построении таблицы, в которой перечисляются все основные элементы, составляющие объект и указывается по возможности большее количество известных вариантов реализации этих элементов. Комбинируя варианты реализации элементов объекта, можно получить самые неожиданные новые решения, в поле зрения могут попасть варианты, которые ранее не рассматривались.
Последовательность действий при морфологическом анализе:
1. Точно сформулировать проблему.
2. Определить важнейшие элементы.
3. Определить варианты исполнения элементов.
4. Занести их в таблицу.
5. Оценить все имеющиеся в таблице варианты.
6. Выбрать оптимальный вариант.
Морфологическую таблицу можно представить в виде двух осей координат – по вертикали и по горизонтали:
Для примера возьмем ставшую популярной многофункциональную мебель. Данный пример – один из самых простейших. Мы не будем сейчас рассматривать материалы, форму, функциональность и др. Овладев самим принципом морфологического анализа, вы без труда сделаете это сами при необходимости. Несомненно, вы узнаете прием , но Морфологическая таблица дает значительно больше вариантов для творчества, нежели перебор и объединение случайно выбранных объектов мебели.
Усложненный вариант, но и более творческий, интересный — по вертикали и по горизонтали раскладываются части (подсистемы) объектов и комбинируются между собой.
Основная цель многофункциональной мебели – экономия жилого или офисного пространства.
Основные элементы, которые мы разделим на 2 категории: для хранения одежды и вещей – шкаф, полки, тумбочка; и для отдыха и удобства – кровать, стул, стол.
Объединяя объекты по горизонтали и по вертикали мы получаем:
А1 – шкаф-кровать, А2 – шкаф-стул, А3 – шкаф-стол
Б1 – полки-кровать, Б2 – полки-стул, Б3 – полки-стол
В1 – тумбочка-кровать, В2 – тумбочка-стул, В3 – тумбочка-стол.
Мы так же можем добавить третью ось – например, материалы: дерево, пластик, ткань. Тогда получится Морфологический ящик, а количество возможных вариантов возрастет втрое.