Creative_Decisions_I_Dubina
.pdf«базовые» понятия. Перемещая окружности относительно друг друга, можно было получать различные высказывания и суждения.
Решение 1
Решение 2
ПРОБЛЕМА
Решение 3
Рис. 8.1. Метод морфологического анализа и синтеза
Один из вариантов такой машины имел центральный круг,
обозначавшийся буквой А (Бог). Вокруг – две концентрические окружности, разделенные на 16 частей каждая. Части обозначены буквами В, С, D, Е и т.д., причем каждая буква имела свое значение
(В – доброта, С – величие, D – вечность, Е – мудрость и т.д.). Вра-
щая внутренний круг относительно наружного, можно получить
256 сочетаний, каждое из которых дает определенные сведения о Боге. Например, сочетание ВС – «божественная доброта велика»,
ЕD – «божественная мудрость бесконечна» и т.д.
Наиболее сложная машина имела 14 окружностей. Она как бы воплощала в себе некий всеобъемлющий ум, способный выра-
зить все, что можно знать обо всем на свете; она давала свыше
70 квадриллионов (72х1016) сочетаний. Луллий считал, что с помо-
щью такой машины можно вывести все знания о мире и разрешить все проблемы логики и метафизики [4].
Метод Луллия получил большую известность и неоднознач- ные оценки в истории. Р. Декарт (1596–1650) видел в таком методе опасность механизации мышления, а Г. Лейбниц (1646–1716), на- против, был сторонником метода. В XVIII в. Дж. Свифт (1667–
1745) в третьей части знаменитых «Путешествий Гулливера» с сар-
казмом высмеивал «мудрецов», изготавливающих «механические приборы, предназначенные для открытия отвлеченных истин», ко-
торые позволяют «самым невежественным людям писать книги без всякой помощи таланта или науки».
271
В наше время метод был четко сформулирован швейцарским астрофизиком и изобретателем Ф. Цвикки (1898–1974). В 30–
40-е гг. XX в. он успешно применял этот метод для решения астро-
физических и военно-технических задач. В частности, с помощью этого метода Цвикки предсказал существование нейтронных звезд.
Известен пример использования метода для сравнительного анали-
за языческих богов разных народов (славян, германцев, иранцев,
индусов, греков, кельтов и др.), позволяющий прогнозировать и восстанавливать утраченные некогда сведения о них. Современное
развитие метод получил в работах А.И. Половинкина и А.В. Анд- рейчикова [2; 9; 82].
В общем случае метод используется для поиска новых реше-
ний на основе разделения рассматриваемой системы на подсистемы и элементы (характеристики), формирования подмножества раз-
личных вариантов реализации каждой подсистемы (альтернатив),
комбинирования альтернатив и выбора наилучших вариантов.
В простейшем случае морфологический метод предусматри-
вает построение «морфологической таблицы»: выбираются две важнейшие характеристики системы или объекта, по каждой из которых составляются списки возможных реализаций-альтернатив,
затем строится таблица, в клетках которой записываются попарные комбинации элементов списков. В случае трех характеристик по-
лучается так называемый «морфологический ящик».
В общем случае морфологической таблицей называется дву-
мерная таблица, включающая все варианты характеристик и их реа-
лизаций. Такая таблица определяет все пространство решений, хотя в явном виде и не содержит варианты комбинирования (табл. 8.1).
|
|
|
|
Таблица 8.1 |
|
Общий вид морфологической таблицы |
|||
|
|
|
|
|
|
|
Варианты реализации |
|
|
|
Характеристика |
|
|
Число вариантов |
№ |
объекта (системы) |
характеристики |
|
|
1 |
(альтернативы) |
реализации |
||
C1 |
V11 V12 |
… V1K1 |
K1 |
|
L |
|
|
|
… |
CL |
VL1 VL2 |
… VLKL |
KL |
Генерируемый вариант решения представляет собой выборку
альтернатив по одной из каждой строки морфологической таблицы
Sn={V1i, V2j, …, VLK}.
272
Общее число всевозможных вариантов решений определяет-
ся произведением:
N= ∏Ki .
i=1L
Примеры морфологических таблиц для проектирования трех видов изделий приведены в таблицах 8.2–8.4.
Таблица 8.2
Пример морфологической таблицы для проектирования новой модели чайника
№ |
Характеристики |
|
Варианты реализации |
K |
||
1 |
Материал |
Латунь |
|
Медь |
Оцинк. железо |
3 |
2 |
Форма |
|
|
|
Восьми- |
3 |
основания |
Круг |
|
Эллипс |
угольник |
||
|
|
|
|
|
||
3 |
Объем |
1,5 л |
|
2,5 л |
5 л |
3 |
4 |
Вид ручки |
Деревянная |
|
Оплетенная |
|
2 |
5 |
Способ нагрева |
|
|
Электронагрев |
На прямом огне |
2 |
Таблица 8.3
Пример морфологической таблицы
1
для проектирования новой модели печи для дачного домика
Характеристики |
|
Варианты реализации |
|
||||
Материал |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сталь |
|
Чугун |
|
Кирпич |
|
корпуса |
|
|
|
|
|
|
|
Материал ды- |
Сталь |
|
Асбоцемент |
|
Кирпич |
|
|
мовой трубы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вид топлива |
Дрова |
|
Солома |
|
Хворост |
Уголь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Форма топлив- |
Вертикальный |
|
Горизонтальный |
|
|
||
ника |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средства акку- |
|
|
Засыпка пес- |
|
|
Камера |
|
мулирования |
Водяной бачок |
|
|
Обкладка |
c кам- |
||
|
|
|
|
ком |
|
кирпичом |
|
тепла |
|
|
|
|
|
нем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вывод трубы |
Через окно |
|
Через потолок |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Средства по- |
|
|
|
|
|
|
|
жарной безо- |
Металлический |
|
Асбестовая |
|
|
|
|
поддон |
|
подкладка |
|
Ножки |
|
||
пасности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Устройства для |
|
|
|
|
|
|
|
приготовления |
Одна конфорка |
|
Две конфорки |
|
Нет |
|
|
пищи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример В.В. Титова. |
|
|
|
|
|
273
Таблица 8.4
Пример морфологической таблицы для проектирования новой упаковки для соков [100]
№ |
Характе- |
|
Варианты реализации |
|
K |
|||
ристики |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Материал |
Стекло |
Пленка |
Пластик |
Картон |
Фольга |
5 |
|
2 |
Форма |
Цилиндр |
Конус |
Куб |
Бесфор- |
Параллеле- |
5 |
|
|
|
|
|
|
менный |
пипед |
|
|
3 |
Укупорка |
Пробка разовая |
Пробка |
многоразо- |
Без пробки |
3 |
||
вая |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Время |
|
|
|
|
|
|
2 |
использо- |
Многоразовая |
|
|
Одноразовая |
||||
|
вания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Утилиза- |
Пункт приема |
|
|
Утилизация |
2 |
||
ция |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Этапы метода морфологического анализа и синтеза (приме-
нительно к разработке нового объекта):
1.Выбор разрабатываемого или модифицируемого объекта.
2.Выбор основных характеристик объекта (подсистемы,
функции, элементы).
3. Подбор возможных вариантов реализации выбранных ха-
рактеристик.
4.Составление морфологической таблицы (комбинирование предложенных вариантов).
5.Оценка и предварительный отбор интересных и перспек-
тивных комбинаций.
6. Анализ и интерпретация выбранных комбинаций приме-
нительно к разрабатываемому объекту и формулировка идеи.
7.Фиксация сгенерированных идей.
8.Оценка идей на основе заранее задаваемых критериев с помощью более или менее формализованных методов, например,
оценочной таблицы или метода анализа иерархий. 9. Окончательный выбор решения.
Приведем пример использования этого метода по этапам1.
1. В качестве объекта разработки выбирается визитка – достаточно стандартный и привычный объект.
1 На основе материалов И.Л. Викентьева [25].
274
2. В качестве основных характеристик объекта выбираются
«форма» и «покрытие». (Можно выбрать другие характеристики,
например, «цвет», «вес», «орган чувств, которым будет восприни-
маться проектируемая визитка» и др.).
3. В качестве вариантов реализации формы выбираются точ-
ка, линия, прямоугольник, шестигранник, шар, растительные фор-
мы. В качестве вариантов реализации покрытия – асфальт, щетина,
побелка, пятно от бульона, лак для ногтей, пляжный песок, диэлек-
трик.
4. В результате комбинирования получено несколько десят-
ков вариантов.
5. На основе предварительной оценки вариантов в качестве наиболее перспективных выбраны следующие комбинации: прямо-
угольник + лак для ногтей, прямоугольник + пятно от бульона, по-
верхность + щетина, прямоугольник + пляжный песок, раститель-
ные формы + диэлектрик.
6–7. Результат интерпретации выбранных комбинаций при-
менительно к разрабатываемому объекту и формулировка идеи.
• Визитка, на которой указаны номера телефонов, E-mail и
другая информация, покрыты сверху соскабливаемым и непрозрач-
ным составом (как при проведении некоторых лотерей). Соскабли-
вание этого слоя будет способствовать лучшему запоминанию са-
мой визитки, информации, представленной на ней, и ее владельца.
• Визитка, плавно изменяющая свои очертания, например, на визитке или рекламном сувенире питательным раствором нанесено невидимое изображение. На эту поверхность «поселяются» без-
вредные микроорганизмы, которые начинают размножаться, тем самым постепенно окрашивая и заполняя картинку.
•«Многослойная» визитка. На каждом слое размещается различная информация.
•Визитка с полоской абразива. С помощью такой визитки
можно поправить грифель карандаша, прочистить свечу зажигания и т.д.
• Визитка с электростатическим покрытием, которое изменя-
ется под действием небольшого заряда.
Этот метод можно использовать также для подбора комби-
наций, удовлетворяющих определенному критерию (или несколь-
ким критериям). В этом случае каждой альтернативе приписывает-
ся некоторый критерий или набор критериев, выраженный числен-
275
но. Например, городская администрация в условиях ограниченного бюджета рассматривает несколько вариантов развития города
(табл. 8.5). Прогнозируемая стоимость затрат по осуществлению каждого мероприятия известна. Должны осуществляться меро-
приятия по всем четырем направлениям, но основной критерий – суммарная стоимость затрат не должна выходить за бюджетный лимит.
Таблица 8.5
Мероприятия, планируемые городской администрацией
Направления |
|
Варианты |
|
||
Реконструкция |
|
реч. порт |
|
|
|
объектов |
вокзал |
театр |
парк |
||
|
|
|
|
||
Строительство |
мост |
телебашня |
жил. ком- |
аквакомплекс |
|
|
|
|
плекс |
|
|
Совместные |
пр-во упа- |
с/х техни- |
перераб. |
|
|
предприятия с |
пр-во обуви |
||||
|
|
|
|
||
привлечением |
ковки |
ка |
овощей |
(Турция) |
|
иностранных |
(Германия) |
(Ю. Корея) |
(Италия) |
||
|
|||||
инвестиций |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Развитие транс- |
расшир. |
маршр. |
новые |
|
|
портной систе- |
тролл. |
линии |
метротрамвай |
||
такси |
|||||
мы |
маршрутов |
|
трамвая |
|
|
|
|
|
|
|
Для сложных объектов, имеющих большое число элементов,
морфологическая таблица становится слишком громоздкой, что значительно затрудняет использование метода и делает его мало-
эффективным. Появляется необходимость рассмотрения огромного числа вариантов, большая часть которых оказывается лишенной практического смысла. Для уменьшения количества «бесполезных» комбинаций предложен ряд подходов к морфологическому синтезу,
которые позволяют улучшить качество поиска и существенно уменьшить количество операций перебора по сравнению с полным перебором вариантов, содержащихся в морфологической таблице.
Такие подходы основаны на многократной «фильтрации» морфологического множества путем пошагового комбинирования и оценки получаемых вариантов на каждом шаге. В частности, ис-
пользуются такие варианты морфологического синтеза, как древо-
видный синтез и лабиринтный синтез. При древовидном синтезе лучший элемент 1-й строки морфологической таблицы (V1i) комби-
276
нируется с лучшим элементом 2-й строки (V2j), полученное сочета-
ние {V1i, V2j} комбинируется с лучшим элементом 3-й строки (V3k)
и т.д. При лабиринтном синтезе возможен возврат на предыдущий шаг (или несколько шагов) и замена элемента в сочетании, если на данном шаге полученная комбинация не представляется перспек-
тивной.
Метод легко реализуется с помощью компьютерных средств.
Существует ряд программных продуктов, в которых можно уста-
навливать и гибко менять правила синтеза (см. главу 10). С помо-
щью таких программ можно генерировать, например, стихи (по заранее установленным правилам стихосложения), рассказы (по задаваемым правилам комбинирования главных и второстепенных персонажей, сюжетных ходов, мест, ситуаций, событий и т.п.), му-
зыкальные «произведения» (по правилам комбинирования аккор-
дов) и т.д.
Перспективным направлением исследований является авто-
матический выбор наиболее оригинальных элементов на основе технологий кластеризации, определении меры сходств и различий комбинационных вариантов [9].
В заключение остановимся на некоторых особенностях при-
менения метода морфологического анализа и синтеза и приведем ряд рекомендаций по его использованию.
Стадия анализа решаемой проблемы или проектируемого объекта должна проводиться очень тщательно, так как она опреде-
ляет успешность всех последующих этапов. У разрабатываемого объекта должны быть выделены все составляющие его элементы,
функции, свойства, которые будут выступать в качестве характери-
стик морфологической таблицы. Если с помощью этого метода ре-
шается некоторая проблема, формулировка проблемы должна быть четкой и конкретной, позволяющей выделение подсистем и эле-
ментом, выбор качественных или количественных характеристик.
При морфологическом анализе основная трудность связана с выбором и построением основных осей. Выбор и формулировка характеристик в основном и определяет качество решений. Для выделения характеристик можно воспользоваться принципом иерархий (вначале выделяются наиболее крупные подсистемы,
которые затем также разделяются на элементы и т.д.).
При составлении вариантов реализации характеристик объ-
екта их можно выбирать из различных справочников, а также исхо-
277
дя из собственного опыта или случайным образом (например, ис-
пользуя генератор случайных слов). Желательно подбирать кон-
кретные, хорошо представимые, оригинальные, яркие, провоци-
рующие варианты. На этом этапе не следует оценивать возможный вариант, так как в сочетании с версией реализации другой характе-
ристики он может приобрести совсем иное значение.
В качестве характеристик, которые подходят для проектиро-
вания большинства объектов и систем, можно использовать сле-
дующие варианты: состав, структура, состояние, направление раз-
вития, сфера распространения, основные функции, условия экс-
плуатации, назначение, способ изменения, энергообеспечение, раз-
меры, форма, материал, связи с другими объектами и т.п.
Универсальными реализациями, например, характеристики
«изменение» могут выступать: уменьшить, увеличить, объединить,
разъединить, заменить данное свойство антисвойством, ускорить,
замедлить, сместить во времени назад, сместить во времени вперед,
сделать свойство меняющимся во времени или, наоборот, постоян-
ным и др.
При автоматизации (компьютерной реализации) метода его можно дополнить различными базами данных, включающих уни-
версальные классификации и характеристики различных систем, а
также возможные варианты их реализации.
Использование метода более эффективно при его повторении с выбором различных характеристик.
При размерности морфологического пространства больше 3
снижается доля воспринимаемых полезных сочетаний. Если харак-
теристик много, лучше комбинировать элементы в сочетаниях по
2–3 характеристикам, а затем полученные сочетания вновь комби-
нировать друг с другом или использовать различные варианты син-
теза, сокращающие размерность.
Увеличение числа вариантов альтернативных реализаций по каждой характеристике повышает вероятность найти более полез-
ные решения. Но с увеличением числа элементов морфологическая таблица теряет компактность, резко снижается доля полезных сочетаний.
Нужно помнить, что новая идея не появляется автоматиче-
ски. Перебирая и оценивая морфологические комбинации, нужно стараться интерпретировать и развивать их. Для этого нужно ис-
пользовать возникающие ассоциации и стремиться довести их до
278
варианта решения проблемы. Но если какое-то сочетание не приво-
дит к результативной идее, не стоит долго на нем останавливаться,
нужно переходить к следующему.
Морфологический анализ позволяет развивать уже имею-
щиеся идеи. Например, можно построить 2-мерную морфологиче-
скую таблицу, осями которой являются различные идеи по реше-
нию проблемы, и рассмотреть всевозможные сочетания этих идей.
Полученные идеи могут использоваться для генерации ори-
гинальных идей в других областях деятельности, при разработке других объектов, в том числе в других сферах. Например, многие идеи, полученные при разработке визитки, могут быть использова-
ны при создании аттракционов, витрин, стендов и различных зре-
лищных мероприятий.
Применение метода полезно для разработки сравнительно простых объектов, а также там, где возможно найти новую идею за счет комбинации известных решений (реклама, дизайн и т. п.).
Морфологический анализ увеличивает вероятность получе-
ния творческого решения, но не гарантирует его. Морфологический метод, как и любой другой метод генерации новых идей, не может заменить творчество человека. Он представляет собой всего лишь инструмент для творчества, стимулирует и расширяет креативные возможности человека.
8.2.Списки контрольных вопросов
Кметодам системного перебора вариантов можно отнести и использование так называемых списков контрольных вопросов1.
Они представляют собой набор вопросов, помогающих, во-первых,
лучше понять проблему, а во-вторых, систематично перебрать не-
которые варианты решения.
Суть метода заключается в том, чтобы с помощью наводя-
щих вопросов подвести к решению задачи. Списки контрольных вопросов разрабатываются с 1920-х гг. Существует несколько раз-
личных списков, но все они, несмотря на их отличия, преследуют одну цель – посредством вопросов и ответов на них направить ход мысли к возможным решениям. Специально подобранные вопро-
сы требуют таких ответов, которые позволяют лучше уяснить
1
Хотя часто этот метод относят и к группе методов психологической активизации творчества.
279
проблему и условия ее решения, «подсказывают» возможные пути решения.
Контрольные вопросы составляются на основе опыта реше-
ния схожих задач. Они могут использоваться при совершенствова-
нии производства продукции, организационных структур, для по-
иска новых бизнес-идей, выявления ошибок при поиске решений различных проблем. Некоторые вопросы требуют применения во-
ображения, другие – глубоких специальных знаний.
При решении задачи необходимо подумать над ответами на вопросы, содержащиеся в списке, в контексте решаемой задачи.
Метод является усовершенствованием метода проб и ошибок за счет придания ему некоторой системности и упорядоченности.
Каждый вопрос можно рассматривать как «пробу» (попытку) найти решение. В списки вопросов включены достаточно универсальные и «типовые» вопросы, часто встречающиеся в научно-исследо-
вательской, изобретательской и бизнес-практике. Поэтому такой подход эффективнее «традиционного» метода проб и ошибок.
Приведем пример списка контрольных вопросов [87].
Какова основная функция объекта (процесса)?
Что представляет собой идеальный объект (процесс)?
Что будет, если убрать данный объект (не выполнять про-
цесс)?
Какие функции выполняет данный объект (процесс), нельзя ли часть из них сократить?
Как иначе можно выполнить основную функцию объекта
(процесса)?
В какой другой области наилучшим образом выполняется данная функция и нельзя ли позаимствовать решение?
Можно ли разделить объект (процесс) на части? Можно ли от-
делить слабое звено? Можно ли объединить несколько элементов?
Можно ли неподвижные объекты сделать подвижными и на-
оборот?
Нельзя ли поменять последовательность операций или ис-
ключить предварительные, подготовительные операции?
Нельзя ли использовать вредные факторы и функции?
Какие дополнительные функции может выполнять данный объект?
Где в объекте (процессе) заложены излишние запасы? Как их сократить?
280