3) Розкриття можливих варіантів за кожною морфологічною ознакою і складання морфологічної матриці.

А – ресурси палива: А₁– запасені на борті ракети; А₂– ті, що поступають із зовнішнього середовища;

Б – агрегатний стан палива: Б₁– газоподібне; Б₂– рідке; Б₃– тверде;

В – агрегатний стан середовища: В₁– вакуум; В₂– повітря; В₃– вода; В₄– земля;

Г – спосіб створення тяги: Г₁– за допомогою власного двигуна; Г₂– за рахунок використання зовнішніх джерел;

Д – тепловий цикл: Д₁– адіабатний; Д₂– ізотермічний; Д₃– ізобарний; Д₄– ізохорний і т. ін.

При складанні списку альтернатив потрібно сміливо запроваджувати фантастичні варіанти і можливості (наприклад, А₂і Г₂), це сприяє подоланню психологічної інерції при утворенні комбінацій, і веде до збільшення числа принципово нових, оригінальних рішень.

4) Визначення функціональної цінності усіх можливих варіантів рішень. Щоб не заплутатися у величезній кількості варіантів, рекомендуються усі ознаки з всілякими альтернативами розташувати у вигляді матриці (таблиці), що називають іноді морфологічною скринькою (рис. 5.1).

Матриця полегшує систематизований перебір різних варіантів можливих рішень. При цьому кожен варіант рішення може бути умовно записаний, наприклад, А₁Б₂В₁Г₁Д₁…...чи А₁Б₂В₂Г₁Д₂…

А – А₁; А₂

Б – Б₁; Б₂; Б₃

В – В₁; В₂; В₃; В₄

Г – Г₁; Г₂

Д – Д₁; Д₂; Д₃; Д₄

Рисунок 5.1 – Приклад складання морфологічної матриці

Кількість умовних реактивних двигунів у нашому прикладі дорівнює

N = 2 = 192

Аналізуючи можливості створення нових реактивних двигунів, Ф. Цвіки прийняв до розгляду одинадцять морфологічних ознак; вносячи цілий ряд обмежень, він одержав 25344 варіантів рішень, далі, відкинувши ознаку роботи двигуна в різних середовищах, він скоротив кількість варіантів до 10000.

Деякі з цих варіантів виявилися суперечливими, частина варіантів – відомими і тривіальними; до уваги були прийняті тільки 576 можливих варіантів, серед яких, однак, були правильно враховані тоді ще секретні німецькі літак-снаряди «ФАУ-1» і ракети «ФАУ-2» з імпульс­ним двигуном.

5) Вибір найбільш перспективних рішень.

Це найважча задача, тому що не існує будь-яких практичних і універ­сальних критеріїв оцінки ефективності всіляких комбінацій.

Сам Ф. Цвіки за короткий час одержав значну кількість оригінальних технічних рішень у ракетобудуванні, чим дуже здивував провідних спеціалістів. Розглядаючи різні комбінації, Ф. Цвіки запропонував ряд винаходів, заснованих на істотно нових концепціях.

Іноді морфологічний аналіз використовують для того, щоб «заблокувати» можливі майбутні винаходи, прагнучи запатентувати в тому чи іншому вигляді найбільш цікаві комбінації основних ознак.

В даний час морфологічний аналіз широко застосовується при прогнозуванні. Явною перевагою цього методу є можливість одержання оригінальних, нешаблонних рішень, що при інших способах розгляду могли б випасти з поля зору дослідника. Цей метод дозволяє одержати всю безліч рішень (альтернатив) у полі пошуку, обмеженого безліччю обраних морфологічних ознак. На жаль, не існує, та й не може бути надійного способу перевірки повноти набору необхідних для аналізу морфологічних ознак аналізованого об’єкта.

Бажання розглянути проблему вимагає розширення кількості морфологічних ознак, але це призводить до різкого збільшення кількості можливих рішень. Так, наприклад, якщо узяти тільки вісім морфологіч­них ознак з чотирма різними варіантами виконання кожної ознаки, то одержимо 65536 різних рішень. Якщо для аналізу кожного з цих рішень буде потрібно в середньому півгодини, то вся робота займе приблизно 15 людино-років. Одна з основних проблем практичного застосування морфологічного аналізу полягає в тому, як вивчити кожне з усіх отриманих рішень.

Якщо ж дослідники обмежать кількість розглянутих морфологічних ознак, то виникає небезпека, що буде загублений величезний пласт можливих технічних рішень, серед яких можуть виявитися і дуже оригінальні і цінні варіанти.

Експерти, що аналізують безліч отриманих варіантів рішення, можуть не звернути уваги на варіанти, що не погоджуються з їхнім суб’єктивним уявленням про цінність і доцільність тих чи інших рішень. У свій час американські експерти, великі фахівці з реактивних двигунів, відкинули рішення, запропоновані Ф. Цвіки, що були прообразами німецьких літаків-снарядів «ФАУ-1» і ракет «ФАУ-2», врахувавши їх «дикими» і такими, що не заслуговують на увагу. Між іншим, сотні англійських і американських розвідників загинули, прагнучи одержати хоча будь-яку інформацію про надсекретну зброю німців. Після війни з’ясувалося, що принципи побудови цієї зброї, основні технічні характеристики і можливості були описані Ф. Цвіки ще в 1942 р., але це не було зрозуміле й оцінене за достоїнством американськими експертами.

Метод написання сценаріїв.

Кожен об’єкт прогнозування розвивається на тлі середовища, з яким об’єкт взаємодіє, тому в першу чергу необхідно спрогнозувати обстановку, у якій розвивається прогнозований процес. При розробці таких прогнозів часто звертаються до складання сценаріїв.

Під сценарієм мають на увазі огляд, що містить дані щодо ситуації, усередині якої проходять конкретні процеси, що є об’єктами прог­нозу. Ці дані відносяться до різних сторін прогнозованої ситуації і містять у собі опис окремих факторів, що впливають на реалізацію конкретної події.

Інформація, закладена в сценарії, повинна бути стиснута. Сценарій повинен містити інформацію лише про ті явища і події, що безпосередньо пов’язані з об’єктом прогнозування.

До складу сценарію входять факти, що відносяться до минулого, сьогодення і майбутнього. Прогнозний сценарій припускає встановлення послідовності подій при переході від існуючої ситуації до майбутнього стану об’єкта, відбиває мету розвитку прогнозованого об’єкта, ресурси для досягнення цієї мети, можливі перешкоди.

Звичайно сценарій має різноманітний характер і висвітлює три лінії поводження: оптимістичну – розвиток об’єкта прогнозування в найбільш сприятливій ситуації; песимістичну – розвиток у найменш сприятливій ситуації і робітничу – розвиток об’єкта прогнозування з урахуванням протидії негативним факторам, поява яких найбільше ймовірна.

Одна з розповсюджених помилок при написанні сценаріїв полягає в тому, що особи, що складають сценарій, не враховують або не беруть до уваги цілий ряд факторів, зв’язків і відносин, що впливають на об’єкт прогнозування. Причина появи таких помилок полягає в тому, що інженери, що складають сценарій, або не мають інформації про наявність таких факторів, або, маючи таку інформацію, вони просто ігнорували її і не враховували цілий ряд окремих факторів. Усе це без­умовно призводить до зниження точності прогнозу.

Прогноз не самоціль, а «інформація до роздумів» для осіб, що приймають перспективні і поточні організаційно-управлінські рішення. Робота над прогнозом повинна закінчитися виробкою рекомендацій. Рекомендації повинні мати об’єктивний зміст незалежно від «своєкорисливих» інтересів замовника.

Володіючи науково-обґрунтованим прогнозом, можна не тільки усвідомлено планувати роботи з досягнення бажаного стану об’єкта прогнозування, але і оцінювати наслідки намічуваних рішень. Людині не дано знати майбутнє – інакше життя втрачає зміст – зате надано створювати майбутнє, і в цьому велика роль прогнозу.

До інтуїтивних методів прогнозування відносяться методи, що базуються на експертних оцінках, і методи, засновані на аналогіях.

Методи експертних оцінок.

Найстарішим і найбільш розповсюдженим методом прогнозування є метод експертних оцінок. Експерт – фахівець у певній галузі, судження й умовивід якого мають високий ступінь вірогідності, однак ці судження не завжди є стабільними і можуть змінюватися згодом. Це пояснюється зміною критеріїв оцінки, якими він користується, різнорідністю задач і об’єктів оцінки, а також рядом психологічних властивостей експерта. Так, експерт може завищувати оцінку систем, розроблених авторитетними організаціями, і занижувати оцінки систем, пропонованих організаціями з низькою репутацією. Причиною помилок може бути нечітке формулювання питання до експерта, розходження в тлумаченні оцінок і т. ін.

Одним з основних показників вірогідності одержуваних від експертів оцінок є їхня погодженість. Погодженість думок експертів зручно оцінювати за допомогою методів рангової кореляції (докладніше з ними можна ознайомиться в роботі [46]). Ці методи визначають погодженість оцінок усієї групи експертів, а також дозволяють виявляти експерта чи групу експертів, оцінки яких викликають непогодженість.

Виявивши таких експертів, варто постаратися визначити причини оригінальності їхніх суджень. Цими причинами можуть бути або їхня менша компетентність, або, навпаки, більш глибоке розуміння суті розглядуваної проблеми. Детальне ознайомлення з аргументацією цих експертів дозволяє в ряді випадків одержати дуже цінну інформацію, тому що такі «єретичні» оцінки є часто результатом врахування даних, що не одержали ще досить значного поширення навіть серед фахівців.

Вихідною передумовою методу експертних оцінок є припущення про те, що опитувана група експертів досить представницька за кількістю експертів, що володіють необхідною кваліфікацією і компетентністю.

Чисельність групи експертів повинна бути достатньою для того, щоб оцінка кожного експерта не впливала в значній мірі на групову оцінку. З ростом чисельності групи зростають труднощі обробки результатів опитування.

Складною проблемою є оцінка кваліфікації експертів. Часто кваліфікація експерта оцінюється за ступенем відхилення його оцінки від середньої оцінки групи. Об’єктивним і прийнятним може з’явитися підхід до визначення кваліфікації експерта на основі оцінок її іншими учасниками групи.

При опитуванні експертів можуть використовуватися два основних методи – інтерв’юйанкетний.

Метод інтерв’юзаснований на проведенні за певним планом бесіди при безпосередньому контакті з експертом особи, що проводить опитування. У практиці використовуються вільне і формалізоване інтерв’ю. Вільне інтерв’ю, що представляє собою бесіду без строгої деталізації, дозволяє визначити коло питань, на які опитуваний може відповісти з більшою компетентністю, а також з’ясувати точку зору експерта з розглянутої проблеми. Формалізоване інтерв’ю припускає розробку послідовності і певної конструкції питань, а також варіантів можливих відповідей. Недолік методу інтерв’ю – велика витрата часу експерта і труднощі обробки, особливо при вільній бесіді.

Більш прийнятним виявляється заочне опитування за анкетою, що припускає жорстко фіксовані порядок, зміст і форму питань, і чітку вказівку форми відповіді. При цьому можливі відкриті питання, при яких експерт може давати відповідь у вільній формі, і закриті, коли в анкеті передбачені варіанти відповіді й експерт повинен відзначити найбільше, на його думку, що підходить. Вільні відповіді можуть бути різним способам інтерпретовані при обробці, що знижує вірогідність методу.

Кращим є анкетний методіз закритою формою питань, що дозволяє строго інтерпретувати відповіді, швидше і простіше їх обробляти.

Щоб уникнути можливих помилок при складанні анкети з закритими питаннями, необхідно дотримуватися ряду правил, що полягають у такому:

– максимально передбачити можливі варіанти відповідей. Варто залишати місце для непередбачених анкетою варіантів;

– можливі варіанти відповідей варто друкувати на одній сторінці, щоб опитуваний міг їх охопити відразу;

– при можливості позитивної і негативної оцінки показника варіан­ти оцінок варто друкувати в одному рядку;

– необхідно передбачити можливість і зручну форму уникання відповіді;

– загальна кількість питань не повинна перевищувати десяти;

– при оцінці характеристик (величини, параметри і т. ін.) необхідно заздалегідь указувати їхню розмірність, щоб експерту залишилося поставити тільки чисельні значення. Наприклад: габаритні розміри … мм, найбільша маса … кг; максимальна температура в місцях зіткнення … С⁰.

Необхідною умовою одержання достовірних оцінок є гарантія анонімності відповідей.

При прогнозуванні у світовій практиці найбільш широко використовуються такі методи експертних оцінок, як метод «Дельфі»,метод «комісій», метод колективної генерації ідей(«мозковий штурм») та інші.

Особливість методу «Дельфі»полягає в тому, що він передбачає багаторівневе індивідуальне опитування експертів у кілька турів за допомогою анкет-запитальників. Після першого туру усі відповіді експертів обробляються на ЕОМ і формулюється колективна думка групи, виявляються й узагальнюються аргументи на користь різних суджень. Оброблена на ЕОМ інформація повідомляється експертам, що можуть коректувати оцінки, пояснюючи причини незгоди з колективним судженням.

Процедура може повторюватися три-чотири рази, як правило, після кожного туру відбувається звуження діапазону оцінок і виробляється погоджене судження щодо перспектив розвитку об’єкта прогнозування. Специфічні особливості методу:

– анонімність експертів. Учасники групи невідомі один одному, і їхня взаємодія виключається;

– можливість використання результатів попереднього туру і корек­тування своїх попередніх оцінок;

– статистична характеристика групової думки.

Якщо при застосуванні методу «Дельфі» прагнуть до того, щоб експерти не контактували один з одним, то метод «комісій»навпаки, передбачає колективну роботу експертів за «круглим столом». Експерти обговорюють ту чи іншу проблему з метою узгодження точок зору і вироблення єдиної думки. Недоліком цього методу є те, що дуже часто експерти у своїх судженнях керуються, в основному, логікою компромісу, бажанням виробити погоджену думку.

До інтуїтивних методів прогнозування відносяться також методи, засновані на аналогіях.

Метод історичних аналогій, що дозволяє визначити майбутній стан об’єкта прогнозування за минулими станами однакового з ним за природою об’єкта-аналога, що випереджає об’єкт прогнозування у своєму розвитку.

Метод математичної аналогії, при якому складається математичний вираз, що моделює об’єкт прогнозування чи будь-який склад­ний процес. Варіюючи, змінюючи параметри моделі, дивляться, як змінюється математичний вираз.

Метод біологічної аналогії.За мільйони років еволюції природа «знайшла» такі конструктивні рішення, що за своєю досконалістю й ефективністю значно перевершують рішення, знайдені людиною і реалізовані нею у техніці. Наука біоніка вивчає особливості побудови і життєдіяльності організмів для створення нових приладів, механізмів, систем і удосконалювання існуючих. У такий спосіб знахідки природи є своєрідним прогнозом для рукотворних технічних систем.

Прогнозування на основі патентної інформації

Нові знання, відкриття, винаходи знаходять своє втілення в техніці найчастіше через патенти. У патентах відбиваються найбільш перспективні напрямки розвитку техніки.

Застосовуючи цей метод прогнозування варто мати на увазі те, що технічні рішення, зафіксовані в патентах, будуть впроваджені в серійне виробництво тільки через 10-15 років. Звичайно від моменту подачі заявки до видачі патенту проходить від півтора до трьох років, від видачі патенту до застосування винаходу – ще від чотирьох до п’яти років. Аналіз патентів за три-п’ять років дає можливість прогнозувати розвиток техніки [47].

Метод прогнозування на основі аналізу патентної інформації доз­воляє виявити перспективні напрямки розвитку як окремих вузлів і блоків складних технічних систем, так і всієї техніки в масштабах галузі чи регіону, а також країни в цілому. За допомогою цього методу на основі аналізу кількості видаваних в одиницю часу патентів можна здійснити якісний прогноз з кількісними оцінками. Сама методика виконання цього виду прогнозу викладена в роботі [47].

Розглядається останній шестирічний період часу, що називається часом основи прогнозу. Перший рік (нульовий) розглядається як вихід­ний для визначення деякого відправного рівня. Підраховується кількість патентів, виданих протягом цього року. Ця кількість приймається за вихідну величину і порівнюється з кількістю патентів кожного наступного року. Типові можливості рішення зводяться до слідуючого:

– якщо кількість патентів у кожному з п’яти наступних років перевищує їхню кількість в нульовому році, той цей напрямок техніки буде розвиватися протягом 8-10 років. Такий період називається виперед­жуючим (рис. 5.2, б);

– якщо кількість патентів у кожний з п’яти наступних років менше (знак «мінус») їхньої кількості в нульовому році, то інтенсивність розвитку буде знижуватися (рис. 5.2, в);

– якщо кількість патентів стабілізована (знаки «плюс» і «мінус») на рівні нульового року (випадок мало ймовірний), то цей напрямок техніки буде розвиватися з двома можливими результатами наприкінці періоду випередження (або підйом, або спад) (рис. 5.2, г);

– якщо патенти протягом досліджуваного періоду не з’являються, то напрямок явно безперспективний;

– якщо зріст кількості патентів характеризується експонентною кривою, то напрямок буде розвиватися бурхливо (рис. 5.2, д).

Безперервність прогнозування досягається прийняттям (після того як рік пройде) за нульовий наступного за ним року. У такий спосіб усі роки часу основи прогнозу по черзі приймаються за нульові, і вся шкала часу послідовно зміщується на рік у майбутнє.

Для того, щоб уникнути можливих ІП і мати досить достовірну інформацію про «патентно-відбиту» картину технічної дійсності, необхідно виключити з розгляду квазіпатенти, здатні і навіть покликані ввести в оману. Такими патентами можуть бути «зонтичні» патенти. Припустимо, автор винайшов п’ять-шість дрібних деталей і вважає, що ще штук 25 придумає, а там, можливо, кількість перейде в якість і виникне можливість удосконалити вузол, механізм, машину, тобто можна працювати в цьому напрямку ще довго. Але якщо подати заявку на п’ять-шість деталей, можливо що й інші можуть щось придумати у цій царині. От тут і приходить на допомогу «зонтичний патент».

Складається заявка таким чином, що з тексту випливає, начебто патентується велика розробка, частина якої – ці п’ять, шість деталей, тобто наче «парасолькою» загальної ідеї покриваються подробиці, тим самим затверджується пріоритет у всій царині.

Інший приклад – «патенти, що дезінформують».

Припустимо, знайдений спосіб підвищення продуктивності праці при виконанні вантажно-розвантажувальних робіт на морському транспорті. З загальних міркувань цей спосіб може бути застосований і на залізничному транспорті, але якщо буде подана заявка, у якій мова буде йти тільки про морський транспорт, те немає ніяких гарантій, що хто-небудь не подасть заявку про підвищення продуктивності праці при виконанні вантажно-розвантажувальних робіт на залізничному транспорті.