A morfológiai elemzés (a morfológiai analízis módszere) egy olyan problémamegoldási módszer, amely a probléma egyes részeinek (az eszközt jellemző ún. morfológiai jellemzők) lehetséges megoldásainak kiválasztásán és ezek kombinációinak ezt követő szisztematikus megszerzésén (kombinálásán) alapul. . A heurisztikus módszerekre utal .
A módszert Fritz Zwicky svájci csillagász dolgozta ki . Ennek a módszernek köszönhetően rövid időn belül jelentős számú eredeti műszaki megoldást tudott elérni a rakétatudományban .
A morfológiai elemzés elvégzéséhez a probléma pontos megfogalmazása szükséges a vizsgált rendszerre vonatkozóan. Ennek eredményeként egy általánosabb kérdésre adunk választ azáltal, hogy minden lehetséges megoldási lehetőséget megkeresünk, függetlenül attól, hogy az eredeti probléma csak egy konkrét rendszerrel foglalkozott.
A módszer alkalmazásának főbb állomásai.
1. Tisztázzuk a feladat célját - a funkcionális diagramok , vagy működési elvek , vagy szerkezeti diagramok , illetve a fejlesztés alatt álló rendszer konstruktív változatainak keresése. Egyidejűleg több alapon is lehet tanulni.
2. Csomópontok (tengelyek, különálló feladatrészek) azonosításra kerülnek, amelyek a korábban megfogalmazott cél pozíciójából jellemzik a kialakítandó rendszert. Ezek lehetnek az alrendszerek meghatározott funkciói, működési elvei, alakja, elhelyezkedése, jellemzői és tulajdonságai (az anyag és energia állapota, a végrehajtott mozgás típusa, fizikai, kémiai, biológiai, pszichológiai, fogyasztói tulajdonságok stb.) . Célszerű előzetesen (például egy hasonló rendszer elemzéséből) megfelelő blokkdiagramot (működési, működési elv, blokkdiagram) felépíteni, amelynek elemei alkotják a csomópontokat.
A csomópontok számát általában a láthatóság és az utólag kapott lehetőségek elemzésének valóságtartalma alapján választják ki: kézi feldolgozás esetén - 4 ... 7 csomópont, számítógépen végzett munka esetén - a számítástechnika fizikai lehetőségeinek határain belül és a probléma megoldására szánt időt. Kényelmes a probléma több szakaszban történő megoldása: először a legfontosabb csomópontok korlátozott számú, majd az elemzés során azonosított és érdeklődésre számot tartó további, másodlagos vagy új csomópontok esetében.
3. Minden csomópontra megoldási javaslatokat teszünk: vagy személyes tapasztalatok alapján (tudottságtól függően), vagy referenciakönyvekből, adatbázisokból átvéve (vagyis a lehetséges megoldások fel vannak fűzve minden tengelyre, a beszámolókkal analógiával).
A lehetőségeknek le kell fedniük egy adott csomópont lehetséges megoldásainak teljes körét. De annak érdekében, hogy a feladat látható legyen, ajánlatos először kiemelni a lehetőségek nagyított-általánosított csoportjait, amelyeket szükség esetén utólag megadunk. A lehetőségek nemcsak valódiak, hanem fantasztikusak is lehetnek.
4. Végre kell hajtani az összes megoldás teljes felsorolását (minden alkalommal, amikor minden tengelyre egy opciót választanak) a kombinációk ellenőrzésével, hogy megfelelnek-e a probléma feltételeinek, az egyes opciók összeegyeztethetetlensége a javasolt általános csoportban, a megvalósíthatóság és egyéb feltételek .
Ha szükséges, a kiválasztott megoldásoknál megismételheti a morfológiai elemzést, megadva a csomópontokat (tengelyeket) és az opciókat. A morfológiai elemzés kényelmesebb és áttekinthetőbb morfológiai táblázatok (dobozok) segítségével.
Az opciók formális kombinációja az automatizmus benyomását kelti a módszer alkalmazása során. Heurisztikus jellege azonban nagyon jelentős, és a következő szubjektív tényezőktől függ:
Például új, hatékony kialakítást kell javasolni egy havon történő szállításhoz - egy motoros szánhoz .
A vizsgált rendszerek (eszközök) osztályának pontos meghatározása lehetővé teszi azon főbb jellemzők vagy paraméterek feltárását, amelyek megkönnyítik az új megoldások keresését. A motoros szán, mint jármű tekintetében morfológiai jellemzők lehetnek a motoros szán funkcionális egységei: A - motor, B - meghajtó egység, C - fülketámasz, D - vezérlés, D - hátramenet, stb.
Minden jellemzőnek (paraméternek) van bizonyos számú különböző független tulajdonsága. Tehát motorok: A 1 - belső égésű, A 2 - gázturbina, A 3 - villanymotor, A 4 - sugárhajtómű stb.;
légcsavarok: B 1 - propeller, B 2 - hernyók, B 3 - sílécek, B 4 - hómaró, B 5 - csigák stb .;
fülketámasz: B 1 - kabintámasz a hón, B 2 - a motoron, B 3 - a mozgatógépen stb .;
Egy adott probléma esetében a legjelentősebb paraméterek
egy mátrixkifejezésben ( morfológiai doboz ) vannak rögzítve.
Például egy motoros szán esetében a mátrix így fog kinézni:
(A 1 A 2 A 3 A 4 )
(B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 )
(B 1 B 2 B 3 )
Lehetséges kombinációk: A 1 , B 3 , C 2 , vagy A 1 , B 2 , C 3 , vagy A 2 , B 1 , C 2 stb. A kombinációk száma egy morfológiai dobozban megegyezik a szorzat szorzatával. elemek száma a tengelyeken. Példánkban: 4*5*3 = 60.
A mátrix egy szimbolikus forma a megoldások leírására. Képet ad a motoros szán minden lehetséges tervezési sémájáról, ha rögzíti az egyik elemet a mátrix minden sorában. Ezen elemek halmaza az eredeti probléma egy lehetséges változatát fogja képviselni. Ezen elemek különböző kombinációit figyelembe véve az összes lehetséges megoldás nagy kombinációját kaphatja, beleértve a legváratlanabbakat is. Így a kémiai üzemanyaggal működő sugárhajtóművek morfológiai mátrixa, amelyet F. Zwicky épített, 576 lehetséges megoldást tartalmazott.
A módszer kritikus szakasza a morfológiai mátrix szerkezetéből adódó megoldások értékelése. A változatokat egy vagy több mutató szerint hasonlítjuk össze , amelyek az adott műszaki rendszer szempontjából a legfontosabbak .
| jellegzetes | tulajdonságait | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| egy | 2 | 3 | négy | 5 | … | ||
| DE | motor | belső égés | gázturbina | elektromos motor | repülőgép hajtómű | 5 | … |
| B | mozgató | légcsavar | hernyók | sílécek | hómaró | csigák | … |
| NÁL NÉL | kabin támogatás | a havon | a motoron | hajtásra | négy | 5 | … |
| G | ellenőrzés | egy | 2 | 3 | négy | 5 | … |
| D | biztonsági mentés | egy | 2 | 3 | négy | 5 | … |