МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД В ТЕХНИКЕ.

Далее рассматривается на примере простейший и наиболее быстрый вариант реализации морфологического подхода на базе ММЯ.

А теперь попробуем описать предлагаемый метод по этапам, демонстрируя особенности их реализации на конкретной задаче.

I этап.

Знаете ли Вы, почему шахматисты терпеть не могут, когда зрители начинают им подсказывать? В частности, и потому, что " сбоку виднее": зрителю, стороннему наблюдателю, спокойно относящемуся к происходящему на шахматной доске, часто легче обнаружить наилучший ход, чем сидящему за доской (при равной с играющим квалификации, разумеется). Именно эту особенность человеческой психики имел в виду Цвикки, когда формулировал указание к алгоритму ММЯ: никаких ограничений и оценок до тех пор, пока морфологический ящик не будет полностью составлен.

Чтобы включить мысленное " боковое зрение" уже на первом этапе, имеет смысл прежде всего вместо задачи типа " разработать объект заданного назначения" рассмотреть задачу другого типа - " посмотреть, какие известны объекты подобного назначения и какими могут быть такие объекты". Иными словами, задачу конструирования, синтеза заменить задачей исследования, анализа в надежде, что при таком " ненаправленном" анализе полезные варианты выявятся сами, без дополнительных усилий и " охоты" за ними.

Пример ММЯ.

Итак, формулировка задачи: разработать осветительный прибор для выездного мастера телеателье.

Как переформулировать задачу, сделав ее более " нейтральной", достаточно общей, чтобы можно было использовать несколько известных вариантов, и в то же время достаточно близкой к исходной, чтобы поле вариантов решения нашему выездному мастеру было все же интересным (иначе есть риск утонуть в изучении, например, театральных люстр). Попробуем разные варианты:

1. исследовать осветительные приборы (пожалуй, слишком общая);
2. осветительные приборы для освещения труднодоступных мест;
3. переносной малогабаритный осветительный прибор;
4. осветительный прибор для стационарного рабочего места радиомастера.

Фактически каждая из трех последних формулировок акцентирует внимание на какой-либо одной особенности объекта исходной задачи (труднодоступность внутренностей телевизора; транспортабельность устройства; специфика радиомастерской). Комплект этих " побочных" исследовательских задач будет очень полезен при составлении морфологического ящика, а сейчас попробуем точно выполнить первый этап ММЯ - точно сформулировать проблему:

сконструировать переносной малогабаритный осветительный прибор для освещения труднодоступных внутренностей телевизора при условиях работы в произвольном жилом помещении.

Многословие формулировки не должно пугать решателя: чем детальнее сформулирована задача, тем легче будет в дальнейшем отсеивать ненужные варианты и отбирать полезные.

II этап.

Приступаем ко второму этапу. Формулировка Цвикки этого этапа в погоне за общностью потеряла ясность и конкретность, поэтому уточним, что 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. В нашем случае речь идет об устройстве, так что следует просто разобраться в том, какие внутренние функции (обеспечивающие реализацию основной внешней функции, сформулированной на этапе I) реализуются в осветительном устройстве и какие функциональные узлы выполняют эти функции.

Осветительное устройство использует какую-то энергию, преобразует ее в световую и организует поток света в нужное место. Кроме того, оно на чем-то крепится или устанавливается, возможно, имеет какие-то элементы, обеспечивающие перевод из транспортного в рабочее положение, а также элементы, обеспечивающие безопасность работающего. Пока достаточно, но может случиться, что память потом подскажет еще какую-нибудь функцию, тогда мы ее добавим. Составляем простенькую табл. 1, где слева будет наименование функции, а справа - наименование узла, участвующего в ее реализации.

 

Таблица 1.

Функция	Узлы
Энергопитание	Источник энергии, коммутатор (регулятор потока энергии), коммуникации (проведение энергии от источника к преобразователю)
Преобразование энергии источника-" в световую	Источник света, регулятор интенсивности светового потока
Организация светового потока	Рефлектор, светопровод, линзовое устройство и т.п.
Крепление устройства	Элемент крепления (основание, стойка, зажим, струбцина и т.п.)
Перевод из транспортного состояния в рабочее	Элементы, обеспечивающие изменение габаритов устройства (шарниры, телескопические устройства, гибкие элементы и т.п.)
Обеспечение безопасности	Элементы защиты (изоляции) от напряжения, ожога, ослепления и т.д.

 

Обратите внимание: в правой части таблицы опять некоторое многословие. Оно и здесь нелишне: во-первых, это исходный материал для формулировки наиболее точного наименования будущего параметра морфологического ящика, а во-вторых, этот же материал будет полезной подсказкой на третьем этапе ММЯ. Еще одна особенность: одной функции может соответствовать не один элемент, а цепочка связанных между собой элементов, причем в некоторых случаях состав этой цепочки может меняться (например, регулировка величины светового потока может осуществляться или в цепи энергопитания, или в световой цепи, а может и вообще отсутствовать). Таким образом, выявляется очень важный и часто встречающийся вариант реализации объекта, когда данный элемент в нем отсутствует. На третьем этапе с этим придется столкнуться вплотную и не раз.

Извлекаем из правого столбца таблицы наименования параметров:

1. Источник энергии.

2. Проводник энергии.

3. Выключатель.

4. Регулятор потока энергии.

5. Источник света.

6. Регулятор светового потока.

7. Светонаправляющие элементы.

8. Устройство крепления осветителя.

9. Устройство развертывания-свертывания осветителя.

10. Элементы защиты работающего.

Список получился достаточно длинным. Это чревато крупными неприятностями, и вот какими. Если каждый параметр можно реализовать всего лишь тремя способами, то каждый в итоге морфологический ящик будет содержать 3**10 = 59049 вариантов светильника, а такую массу вариантов очень трудно проанализировать (в обозримое время). Поэтому при работе по " короткому" алгоритму ММЯ стараются число параметров и число вариантов их реализации свести к минимуму. При этом очень важным представляется напоминание Цвикки, что в се параметры должны быть примерно равнозначимы с точки зрения поставленной цели.

Рассмотрим вновь наш список из десяти параметров на предмет сравнения важности параметров и возможного сокращения списка.

Прежде всего, ясно, что телевизионный мастер будет работать в помещении, где есть сеть переменного тока (едва ли даже владелец автомобильного телевизора пригласит мастера для ремонта в туристическую палатку на лоне природы), стало быть, источник энергии можно однозначно определить так же, как и проводник энергии, и выключатель (его, правда, может и не быть, если это будет иметь смысл с точки зрения компактности). Одновременно традиционными способами решаются и вопросы электроизоляции. Следующий шаг: регулировку светового потока целесообразно делать (если делать вообще) только в одном месте. И, наконец, защита работающего от электрического напряжения решена, защита от света решается одновременно с задачей организации светового потока, а от ожогов - едва ли кому нужен осветитель с КПД < 1%, а поскольку освещение рабочей зоны требует не более 10 - 100 мВт световой мощности, то обжечься, собственно, и нечем. Таким образом, параметры 1 и 2 исключаются из-зa тривиальности их выбора, параметр 3 оставим, но лишь затем, чтобы выбрать, где разместить выключатель и вообще нужен ли он. Параметр 5 остается, 4 и 6 объединяются в один. Параметры 7, 8 и 9 остаются, 10 исключается. Итого: в списке осталось 6 параметров, при этом изменилась и формулировка задачи, поскольку в нее следует добавить слова " с питанием от электросети ~220 В".

III этап.

Приступаем к третьему этапу. Прежде, однако, заметим, что оформление морфологического множества можно проводить в нескольких модификациях:

1. Морфологическая таблица строится так: левый столбец заполняется наименованиями параметров, а затем к каждой клетке этого столбца справа пристраивается столько клеток, сколько нужно для размещения всех вариантов реализации данного параметра (по одному в каждой клетке).

Очевидно, получившиеся строки будут в общем случае иметь разную длину. Пример такой таблицы приведен ниже (табл. 2), причем наименования условно обозначены буквами.

 

Таблица 2

Параметр	Альтернативы
А	А1	А2	А3
Б	Б1	Б2
В	В1	В2	В3
Г	Г1	Г2	Г3

 

2. Морфологический список строится аналогично многозвенному оглавлению: вслед за пронумерованным (или обозначенным буквой) параметром выписываются по порядку с красной строки все варианты или альтернативы его реализации с соответствующими двухзвенными номерами (аналогичными обозначениям в табл. 2).

3.Морфологическая матрица представляет собой прямоугольную матрицу, каждая клетка которой соответствует конкретному варианту реализации исследуемого объекта (рис.1).

		А1		А2		А3
		Б1	Б2	Б1	Б2	Б1	Б2
Г1	В1
	В2
	В3
Г2	В1
	В2
	В3
Г3	В1
	В2
	В3

Рис.1. Морфологическая матрица

 

4.Морфологическая диаграмма строится так: выписывают в столбик все альтернативы всех параметров по порядку, затем против каждой из них проводят горизонтальную черту необходимой длины. Каждый конкретный вариант реализации объекта формируют с помощью вертикальной черты, пересекающей все горизонтальные линии, с отметкой всех реализуемых в данном варианте альтернатив (например, укрупненной точкой, как показано на рис.2).

 

Рис. 2. Морфологическая диаграмма

 

Из перечисленных форм первые две удобнее использовать на стадии заполнения морфологического множества, последние две - на стадии его анализа (третью - при исключении заведомо непригодных вариантов, четвертую - при словесной оценке варианта, для которой можно оставить необходимый участок под соответствующей чертой).

Заметим еще следующее. ММЯ - метод, требующий в оформлении крайней тщательности, и одновременно метод, неизбежно связанный с многократными исправлениями, дополнениями и вычеркиваниями. Поэтому, если Вы хотите, чтобы ММЯ в ваших руках заработал во всей своей мощности, возьмите за правило переписывать каждый лист записи полностью, как только 15-20% его рабочей площади будет покрыто исправлениями всех видов, иначе большую часть умственных усилий Вам придется тратить не на анализ материала, а на разбирание мазни и каракуль, что не способствует ни успеху, ни оптимизму. Но в то же время нельзя выбрасывать ни один листик черновика или переделанный лист: в отброшенных или исправленных формулировках, как правило, остаются ценные идеи, которые могут пригодиться на любой стадии работы.

Ну а теперь строим морфологическую таблицу или, выражаясь языком Цвикки, заполняем морфологический ящик (" morphological box" ). Построим таблицу 3 ориентируясь только на свой жизненный опыт и табл. 1. После этого следует пополнить эту таблицу тем, что удастся " выудить" из известных вариантов устройств, решающих задачи, переформулированные нами в самом начале первого этапа.

Таблица 3

Морфологическая таблица для задачи конструирования переносного малогабаритного электроосветительного прибора для освещения труднодоступных внутренностей телевизора при условиях ремонта его в произвольном жилом помещении, с питанием от электросети 220 В.

 

 

 

А. Выключатель

А1. В основании