Морфологические карты

1. Определить функции, которые приемлемый вариант изделия должен быть способен выполнять.

2. Перечислить на карте широкий спектр частичных решений, т.е. альтернативных средств осуществления каждой функции.

3. Выбрать по одному приемлемому частичному решению для каждой функции.

Морфологические карты предназначены для стимулирования дивергентного мышления и гарантирования того, что ни одно новое возможное решение проектной проблемы не будет упущено.

Преимущество морфологических карт состоит в том, что для заполнения матрицы требуется очень мало времени. Основная трудность заключается в определении набора функций, которые были бы:

а) существенными для любого решения;

б) независимыми друг от друга;

в) охватывающими все аспекты проблемы;

г) достаточно немногочисленными, чтобы можно было составить матрицу, допускающую быстрое изучение.

В приведенном примере A3, А4, Б5 и Д1 указывают на некоторое перекрывание функций. Это происходит несмотря на то, что данный частный ряд функций определен на основании научных исследований, а не на основе зыбкой интуиции конструктора. При решении новых проблем, когда для выбора функций нельзя опереться ни на данные исследований, ни на практический опыт, перед проектировщиком стоит сложная задача уловить какую-то внутреннюю структуру в том, что существует пока только в его воображении. Способность сформулировать функции в новых проектных ситуациях зависит, по-видимому, от способности предвидеть целый ряд возможных решений и в то же время мысленно расклассифицировать их. Есть основания полагать, что составить морфологическую карту может лишь тот, кто уже обладает достаточными знаниями или достаточным воображением, чтобы предсказать, что будет выявлено с помощью карты.

Аналогичная трудность возникает и при выборе частичных решений. Для того чтобы общее число комбинаций было достаточно малым для поиска, важно оставаться на уровне широких альтернатив, опуская незначительные вариации. Количество комбинаций очень быстро возрастает по мере увеличения количества функций и частичных решений; например, матрица 10X10 уже дает 10 млрд. комбинаций.

Недостаток этого метода состоит в том, что как для выявления функций, так и для поиска приемлемых комбинаций частичных решений требуется знание структуры проблемы, которую сам метод не раскрывает. Его преимущество в том, что он заставляет проектировщика расширить область поиска.

Этот метод достаточно успешно применялся для поиска решений ряда новых инженерных проблем самого различного характера — от транспортировки нефти без танкеров до конструкции быстро убираемого навеса от дождя над площадкой для игры в крикет. Наилучшие результаты он, по-видимому, может дать при исследовании ограниченных областей поиска, а не при изучении плохо определенных и нечетко сформулированных проблем.

Студенты-выпускники проектных специальностей, работавшие по этому методу, испытывали значительные трудности при формулировании функций. Опытные проектировщики в области машиностроения и строительной техники быстро научились пользоваться этим методом, успешно и охотно применяя его в областях, где структура проблемы им более или менее знакома и они имеют представление о практической осуществимости тех или иных решений.

На выявление функций и составление матрицы требуется всего несколько часов. Исчерпывающий поиск для нахождения всех наборов частичных решений требует более длительного времени. Дальнейший поиск обычно прекращается, как только выявляется несколько практически полезных комбинаций.

Найти новые системы отопления жилищ.

Важно, чтобы выбранные функции были в разумной степени независимыми и чтобы ни одна существенная функция не была упущена.

Существенными функциями для обеспечения комфорта человека в отапливаемой комнате считаются (таблица 10.1):

A. Приемлемая температура воздуха (зависит от акклиматизации человека к центральному отоплению).

Б. Приемлемая радиационная температура (чтобы избежать ощущения холода, подобного тому, которое испытывается у холодной стены или окна).

B. Приемлемое движение воздуха (чтобы обеспечить необходимую вентиляцию без возникновения сквозняков).

Г. Приемлемая влажность (чтобы избежать ощущения сухости в носоглотке).

Д. Регулирование вертикального градиента температуры (чтобы избежать ощущения духоты, возникающего в случаях, когда ногам холодно, а голове жарко).

В этом примере функции определены по результатам научных исследований, позволившим успешно охарактеризовать наиболее важные переменные. Обычно специалисту по составлению морфологических карт приходится определять функции чисто интуитивно.

В идеальном случае на карте должны быть представлены все возможные частичные решения. Такую всеобъемлющую запись легче осуществить, если в каждом горизонтальном ряду будет записано дополнительное частичное решение, обозначенное как «другие средства».

Ломаными линиями на карте указаны две традиционные системы отопления. Включение в карту существующих систем служит некоторым подтверждением того, что функции выбраны правильно.

В данном случае, если взять из каждого ряда одно частичное решение, число новых возможных решений составит 4X5X4X2X1X1=160.

Эта морфологическая карта — одна из нескольких, которые использовались фирмой «Норрис Бразерс Лтд» (инженеры-консультанты фирмы «Хэйуордс Хит», Англия) при работе над новыми отопительными системами жилых зданий для фирмы «БП Трейдинг Лтд»; воспроизводится с разрешения обеих фирм.