54. Метод морфологического ящика

       Метод морфологического ящика (ММЯ), предложенный Фрицем Цвикки, является наглядной демонстрацией эффективности системно-морфологического подхода. Судьба этого метода довольно богата событиями, неоднократно он возносился на вершину известности, неоднократно же и подвергался шельмованию, и все это по одной-единственной причине: автор метода, на собственном примере продемонстрировавший успешность его применения, предложил очень краткую формулировку его алгоритма, не расшифровав способы и особенности исполнения операций алгоритма. Вот как записывается алгоритм ММЯ в оригинале :
      "1. Точно сформулировать проблему, подлежащую решению.
      2. Выявить и охарактеризовать все параметры, которые могли бы войти в решение заданной проблемы.
      3. Сконструировать морфологический ящик или многомерную матрицу, содержащую все решения заданной проблемы.
      4. Все решения, содержащиеся в морфологическом ящике, внимательно проанализировать и оценить с точки зрения целей, которые должны быть достигнуты.
      5. Выбрать и реализовать наилучшие решения (при условии наличия необходимых средств). Этот этап практической реализации требует дополнительного морфологического исследования."
      В этих формулировках большая часть информации находится "между строк" (особенно много этой "междустрочной" информации заложено в словах, выделенных выше жирным шрифтом) и становится понятной только после тщательного анализа примеров, когда проявляется не только то, что делает автор, но и как он это делает.
      В свое время универсальность ММЯ была успешно продемонстрирована самим Цвикки на целом ряде примеров. А тот факт, что кабинетный ученый - астрофизик в течение нескольких лет получил 16 патентов (из них только три - с соавторами) на новые конструкции ракетных двигателей на химическом топливе и выдвинулся в ряд ведущих специалистов ракетостроения, в архиделовой Америке вызвал первый бум морфоанализа. Тысячи специалистов кинулись строить морфологические матрицы и... убедились, что все это не так просто. Немыслимое количество вариантов, которое требовалось проанализировать на четвертом этапе ММЯ прежде, чем выбрать окончательный, довольно быстро охлаждало энтузиазм.
      Для практического использования при поиске наилучшего решения, конечно, лучше взять не классический вариант ММЯ, а более удобный и реально выполнимый до конца (а не только до четвертого этапа) многоступенчатый ММЯ.
      Чтобы уйти от громадного количества вариантов, которые следует проанализировать на четвертом этапе ММЯ, сделаем вместо одного большого "ящика" много маленьких. А именно:
      Вначале для исследуемого объекта составляют перечень всех возможных внешних функций, которые он мог бы исполнять. Этот перечень оформляют в виде левого столбца морфологической таблицы I ступени, альтернативами по каждой строке будут только "нужно" и "не нужно".
      Решив эту "функциональную" задачу, получают тем самым левый столбец морфологической таблицы II ступени, где для каждой из "нужных" функций в качестве альтернатив записывают возможные способы ее реализации.
      И наконец, после того, как анализ и решение морфологической таблицы II ступени позволили конкретизировать N функций в N способов, составляют морфологическую таблицу III ступени, где для каждого способа (левый столбец) выбирают вид устройства для его реализации.
      Условно этот путь можно назвать трехступенчатым морфоанализом, хотя число ступеней может меняться в ту или иную сторону.
      Заметим, что метод морфологического ящика целесообразно применять в двух принципиально разных случаях, причем по-разному. А именно:

• при необходимости получить максимальное разнообразие исследуемых объектов (или действий), т.е. расширить поле поиска до фантастических (иногда) размеров есть смысл использовать классический вариант ММЯ, не стесняясь ни числом параметров, ни числом альтернативных реализаций каждого параметра (но при этом резко возрастает время на обработку всего материала);
• при необходимости быстро найти наилучший вариант исследуемого объекта (или действия) лучше использовать многоступенчатый ММЯ, т.к. это резко сокращает число вариантов (сужает поле поиска), которые придется анализировать (но при этом значительно уменьшается вероятность найти нестандартный, необычный вариант решения).

Все это отлично видно на примерах.

      Некоторые рекомендации по классическому ММЯ

      1. Максимально точная формулировка цели на 1-м этапе ММЯ. Не стесняйтесь многословности, но именно здесь должны быть четко сформулированы все условия приемлемости будущих решений, все критерии оценки, которые будут нужны на 4-м этапе.
      2. Все параметры, указанные в формулировке 2-го этапа, должны быть примерно равнозначимы с точки зрения поставленной цели. Поэтому имеет смысл вначале не стесняться с количеством оцениваемых параметров, а затем проранжировать их по важности и отобрать для морфологической матрицы только 3-5 наиболее существенных.
      3. На 3-м этапе (заполнение морфологической таблицы) никаких оценок вариантов (альтернатив) не следует проводить (даже мысленно!) до полного оформления морфологического множества.
      4. Для каждой строки морфологической таблицы проверить, являются ли частные варианты реализации альтернативными и является ли осмысленным вариант "отсутствует". При слишком большом количестве вариантов (больше пяти) в какой-либо строке морфологической таблицы имеет смысл объединить наиболее экзотические варианты в одну ячейку таблицы (сохранив их названия в этой суммарной ячейке).
      5. После определения полного объема морфологического множества проверить, нельзя ли морфологическую таблицу разделить на 2-3 сравнительно самостоятельных (слабо влияющих друг на друга) блока, которые можно было бы анализировать не сразу, а последовательно, друг за другом.
      6. И главное: обязательно просмотрите, нельзя ли от единственного, но очень большого морфологического ящика перейти к цепочке маленьких ящичков, построенных по принципу постепенного уточнения и детализации параметров.
      7. Морфологическое множество можно оформлять по разному.
      Основной способ, максимально удобный на начальных этапах метода - морфологическая матрица или таблица, где в левом столбце расположены параметры, а в постепенно наращиваемых вправо ячейках - варианты реализации параметра (именно так оформлено все в примерах).
      Можно оформлять то же множество в виде иерархического списка, подобного оглавлению книги, где строка с описанием параметра и строки с описанием вариантов отличаются величиной отступа от края страницы.
      Однако для четвертого этапа эти способы представления не очень удобны, поскольку каждый конкретный вариант целого объекта (решения) приходится конструировать мысленно из слов, раскиданных в разных участках листа бумаги. Такое совершенно ненужное мысленное усилие быстро утомляет и снижает эффективность анализа и оценки решения. Поэтому при переходе к четвертому этапу необходимо перестроить множество одним из приведенных ниже способов.

Матрица.

      Способ применим только для маленьких множеств (т.е., например, при многоступенчатом морфоанализе). Например, если матрица содержит всего три строки (параметры А, Б и В) и число вариантов в этих строках равно 2, 3 и 3, соответственно, то можно все множество оформить в виде двумерной матрицы или таблицы, где для каждого конкретного решения АiБjВk будет выделена отдельная ячейка, куда можно вписать полное описание решения.

		В1	В2	В3
А1	Б1	А1Б1В1	А1Б1В2	А1Б1В3
	Б2	А1Б2В1	А1Б2В2	А1Б2В3
	Б3	А1Б3В1	А1Б3В2	А1Б3В3
А2	Б1	А2Б1В1	А2Б1В2	А2Б1В3
	Б2	А2Б2В1	А2Б2В2	А2Б2В3
	Б3	А2Б3В1	А2Б3В2	А2Б3В3

      В компьютерном исполнении это никакого труда не составляет. Кстати, таких матриц можно составить сразу две и в ячейках одной разместить описания решений, а в ячейках другой - оценку этих же решений (хоть словесную, хоть численную, баллы).

Диаграмма.

      Способ не ограничен размером морфологического множества, но менее нагляден, поскольку не предполагает локального (в одной фразе) описания каждого решения. Реализуется так: слева на дли-инном листе бумаги по короткой его стороне в столбец выписываются все варианты всех параметров (каждый - в одну строку) и от каждой строки проводится длинная горизонтальная черта. Каждое конкретное решение обозначается вертикальной чертой, пересекающей все горизонтальные черты вариантов. Конкретный вариант, присущий данному решению, обозначается жирной точкой в пересечении линий. Вертикальная линия продолжается ниже полосы горизонтальных линий и на ее продолжении можно коротенько обозначить свою оценку данного решения.
      8. Очень важным фактором при анализе вариантов на четвертом этапе является комплект критериев оценки решения. В книге Э. Наумана приводится интересная таблица типов критериев, пригодная, пожалуй, для всех мыслимых типов задач и областей деятельности. Эта таблица (в несколько модифицированном варианте) приведена в разделе об оценке решений.
 

Возврат к схеме аналитического этапа

Возврат к схеме синтетического этапа