Морфологический метод

Термин «морфология» означает учение о форме. Метод был разработан в 1942 г. швейцарским астрономом Ф. Цвикки и позволяет получить списки всевозможных вариантов решения задач технического творчества. Морфологический анализ чаще всего применяют при решении задач проектирования машин для разработки на стадии технического предложения компоновочных решений, но метод может использоваться также и для прогноза развития технических систем. Суть метода состоит в следующем. В технической системе выделяют характерные признаки. Каждый признак может характеризовать, например, узел (сборочную единицу) технической системы, свойство, режим работы, т.е. те параметры системы, от которых зависит решение проблем. Далее по каждому выделенному признаку составляют список возможных вариантов решений. Перебирая возможные комбинации, можно выявить решения задачи, которые при простом переборе могут быть упущены.

Обобщенный морфологический метод предлагает способ поиска новых технических решений, которые основываются на:

разделении рассматриваемой системы на подсистемы или элементы;

• формировании подмножеств альтернативных вариантов реализации каждой подсистемы;

• комбинировании различных вариантов решения системы из альтернативных вариантов реализации подсистем;

• выборе наилучших вариантов решения системы.

В случае поиска новых технических решений и принципов действия технических систем обычно формируют «морфологические ящики», в которых заголовками столбцов могут быть технические функции элементов (компонентов), их принципы действия или обобщенные конструктивные признаки (материал, форма, компоновка и т.д.). В каждый столбец заносят соответствующие альтернативные варианты их реализации, при этом рекомендуется использовать «метод мозговой атаки» и эвристические приемы. Например, функция «разрезать» может иметь большое множество альтернативных вариантов реализации на уровне отдельных операций, например, твердым телом (ножом, лезвием, ножницами или другим режущим инструментом: резцом, фрезой, шлифовальным кругом), жидкостью ( гидроабразивной струей, струей электролита в случае электрохимической обработки), газом (газовой горелкой, кумулятивной струей взрыва), плазмой, лазерным или электронным лучом и т.д.

Комбинация альтернатив (по одному из каждого пересечения строк и столбцов) различных способов и устройств представляет собой возможный вариант решения творческой задачи.

Преимущество морфологического метода состоит в том, что он позволяет образовывать и рассматривать средствами комбинаторики большое множество возможных решений с последующим исключением малопригодных вариантов.

Методы эвристики

Термин «эвристика» происходит от греческого heuresko - отыскиваю, открываю в том числе:

• систему обучения, берущую свои истоки от сократовской майевтики (т. н. сократические беседы),

• эвристические методы проектирования,

• методы инженерного (изобретательного) творчества,

• эвристический алгоритм, представляющий совокупность приёмов в поиске решения задачи, которые позволяют ограничить перебор.

В настоящее время разработано и эффективно используется несколько десятков эвристических методов. Универсальных среди них нет, и в каждой конкретной ситуации рекомендуют пробовать применять ряд методов, поскольку основное их предназначение заключается в активизации творческой деятельности. Это достигается следующими мерами:преодоление психологической инерции, обусловленной привычными образом мышления и типовыми методами решения задач определенного класса. Замечено, что около 80 % нововведений вначале специалистами отрицается как нереальные. Инерцию развивают и усиливают:

• рецептурное обучение и проектирование по аналогии;

• подсознательная вера в то, что каждая вещь и явление служат строго определенной цели;

• (техническая) терминология. Ф.Энгельс писал: «В науке каждая новая точка зрения влечет за собою революцию в технических терминах»;

• мобилизация подсознания. Человек осознает только те процессы, которые протекают в коре головного мозга, содержащей около 10 % нервных клеток. Остальная часть клеток относится к подсознанию. Но обе эти части мозга связаны между собой, что и можно использовать как резерв человеческих возможностей. Однако следует быть осторожным, так как замечено, что длительное активно-принудительное задействование подсознания приводит к психическим отклонениям;

• расширение перспектив видения, чему препятствует чрезмерная специализация образования и узкопрактический подход. Необходимо применение разнообразных методов, расширение области поиска новых идей и увеличение их количества.

• Процесс решения задач с помощью метода эвристических приемов состоит из 5 последовательных этапов:

• 1. Постановка задачи технического творчества.

• 2. Выбор подходящих приемов на основе анализа недостатков и дефектов прототипа (прототип – наиболее близкий по тех. сущности (по смыслу) и по достигаемому эффекту аналог (устройство, способ, вещество, штамм) предполагаемого изобретения) и противоречий его развития.

• 3. Преобразование прототипа с помощью выбранных приемов и формирование нескольких новых технических решений.

• 4. Анализ новых технических решений относительно осуществимости и степени эффективности использования.

• 5. Работу этапов 2 – 4 выполняют, выбирая другие прототипы

Стоит отметить, что важной особенностью именно человеческой деятельности является наличие в ней элемента случайности: необъяснимые поступки и сумасбродные решения часто лежат в основе оригинальных и неожиданных идей.

Однако с развитием вычислительной техники выполнение всё большего числа функций берут на себя автоматические системы, при этом выполняя работу быстрее и эффективнее человека. Задача человека как homo sapiens, прежде всего, совершенствоваться в эвристических процедурах, а не в выполнении алгоритмизированных операций, чтобы впоследствии не оказаться вытесненным «разумной» техникой.