Морфологический анализ (метод морфологического анализа) - основан на подборе возможных решений для отдельных частей задачи (так называемых морфологических признаков, характеризующих устройство) и последующем систематизированном получении их сочетаний (комбинировании). Относится к эвристическим методам.

Цель морфологического анализа состоит том, чтобы максимально расширить область поиска решения и сформировать наиболее полное множество альтернатив, охватывающее все возможные способы решения проблемы.

Основные схемы морфологического анализа:

Метод морфологического ящика (наиболее приемлем для больших и сложных объектов). Состоит в определении всех возможных параметров решения задачи, формирования матрицы и анализ различных сочетаний до выбора наилучшего варианта сочетания.

Метод выделения опорных элементов исследуемой системы и работа с комбинациями вариантов решения;(метод букета)

Метод отрицания и конструирования. В основе этого метода морфологического анализа - замена сформулированных идей на противоположные и анализ несоответствий;

Данный метод можно реализовать посредством составления так называемых морфологических карт , которые содержат, с одной стороны, перечень необходимых параметров, отражающих предполагаемый и ожидаемый результат, а с другой – варианты решений, среди которых надо делать выбор, чтобы достичь результата.

Такими параметрами могут быть, например, своевременность исполнения, равномерность загрузки, инновационность деятельности, качество работы. Все это параметры управления. Их реализация зависит от таких факторов, как контроль исполнения, ясность распоряжений, учет загрузки, нормы загрузки, информационное обеспечение, планирование работ, распределение персонала, обучение персонала, мотивирование исполнения, критерии качества, мотивирование качества и др. Все эти факторы определяют возможные решения. Но решения могут быть ключевыми и второстепенными, промежуточными и окончательными. Выбор и обоснование решений и позволяет сделать морфологическая карта. Решение должно соединить все эти факторы, отражать комплекс действий, способных изменить положение.

Метод морфологического анализа состоит из следующих основных этапов:

1. Определение максимально полного перечня критериев выбора.

Каждый из критериев рассматривается как «простейшая» цель выбора и описывает желаемый частный результат действий. В совокупности все критерии выбора образуют цель принятия решения, достижение которой устраняет причину возникшей проблемы.

2. Определение «частичных» решений, удовлетворяющих каждому из перечисленных критериев выбора.

В результате данного этапа образуется морфологическая карта или таблица, в каждой строке которой расположены «частичные» решения, удовлетворяющие отдельным критериям выбора (табл. 4.1). В идеальном случае на карте должны быть представлены все возможные «частичные» решения. Такую запись можно осуществить, если в каждой строке таблицы предусмотреть дополнительный элемент, означающий «другие средства».

3. Разработка всех возможных вариантов решения проблемы.

Каждый вариант состоит из цепочки, содержащей ровно по одному «частичному» решению, достаточному для достижения каждой «простейшей» цели. В таблице один из таких вариантов показан в виде цепочки связанных «частичных» решений. Тогда общее число альтернатив определяется как произведение общего количества всех «частичных» решений, удовлетворяющих разным критериям выбора.

Метод морфологического анализа предполагает построение матрицы с занесением в нее различных данных.
Строится матрица в виде таблицы:

Далее на пересечении колонок А1-В1,А1-В2 и так далее заносятся причины возникновения проблемы в зависимости от внутренних факторов организации и внешних факторов среды, также в колонках могут быть перечислены методики разрешения той или иной проблемы, например применение аутсорсинга, бенчмаркинга и т.д. Методики могут повторяться, таким образом, выявляется наиболее оптимальный вариант, альтернатива для решения проблемы.

Метод морфологического анализа (иногда он называется методом морфологического ящика) представляет собой комбинацию метода классификации и метода обобщения. Его суть состоит в декомпозиции проблемы по составляющим ее элементам, поиске в этой схеме наиболее перспективного относительно всей проблемы элемента ее решения.

Однако морфологический анализ предполагает не простую декомпозицию, т.с. разложение целого на составляющие его части, но выделение элементов по принципам функциональной значимости и роли, т.е. влияния элемента или подпроблемы на общую проблему, а также прямую или опосредованную связь с внешней средой (иногда это называют надсистемой).

В качестве примера возьмем проблему распределения функций. Менеджер заметил, что в процессах управления очень часто встречаются задержки при принятии решений, подготовке документов либо реагировании на распоряжения (резолюции). Многие объясняют такое положение неудачным распределением функций и полномочий между подразделениями, неравномерной загрузкой.

Можно исправлять положение, опираясь на эти разумные объяснения, но менеджер должен понимать, что причина может быть глубже и включать в себя множество факторов эффективной деятельности персонала. Надо решать проблему комплексно, опираясь на глубокий и всесторонний анализ существующего положения дел. Для этого нужно провести морфологический анализ проблемы распределения функций.

Итак, исходной позицией морфологического анализа является постановка проблемы. Далее проводится ее декомпозиция, т.е. разделение на составляющие. В качестве примера можно назвать проблемы структуры системы управления, профессионализма персонала, мотивации деятельности, трудоемкости функции, учет загрузки и др.

Но декомпозицию проблем надо делать не только "вниз", но и "вверх". Ведь распределение функций зависит не только от внутреннего состояния системы управления, но и от внешних факторов ее функционирования: конкуренции, экономической обстановки, рынка специалистов, системы обучения, государственного регулирования и др.декомпоз по внутр и внеш факторам.

Таким образом строится морфологическая схема проблем, и на ее основе проводится анализ каждой из проблем, чтобы найти главную, связать ее с другими. При анализе проблем можно использовать и другие методы исследования, такие как мозговой штурм, синектика и др.

Пределом развития морфологической схемы вверх и вниз является возможный переход в другой класс проблем, который сделает эту схему бесконечной.

Для того чтобы морфологическая схема была построена корректно, следует использовать ряд операторов , посредством которых можно проверять принадлежность проблемы к той или иной иерархической ступени или переходить с одной ступени на другую при декомпозиции проблем. Эти операторы существуют в форме ключевых вопросов , ответ на которые дает возможность переводить проблему на новую ступень морфологической схемы.

Любую проблему можно сформулировать в виде исходного действия. Например, изменить распределение функций. Это исходная проблема (ИП).

Первый оператор морфологического анализа: зачем это нужно? Целевые установки (ЦУ): создать инновационный климат, повысить профессионализм деятельности, обеспечить ритмичность работы.

Второй оператор морфологического анализа: как это можно сделать? Механизм решения проблемы (МР): издать общее распоряжение, изменить структуру лидерства (перераспределить персонал), использовать компьютерные программы, изменить структуру системы управления, обучить персонал.

Важно включить в морфологический анализ и декомпозицию причин возникновения проблем, причем с дифференциацией причин на внешние и внутренние. Вопрос: почему возникла проблема (ВП)? В нашем примере это могут быть изменение структуры информации, целей развития, стиля управления, возникновение отрицательных традиций, нерациональное использование техники управления, снижение профессионального уровня. Внешние причины могут заключаться в социально-психологических перегрузках урбанизированной жизни, дефиците или высокой стоимости компьютерной техники, общем изменении менталитета.

Морфологический анализ помогает глубже понять содержание проблемы и не просто найти ее решение, но и выбрать наиболее удачное, учитывая средства и методы, причины и последствия.

Разновидностью морфологического анализа является другой метод исследования – метод "букета проблем". Он основан на поиске такой формулировки проблемы, которая в большей мере способствует нахождению ее решения.

Дело в том, что решение любой проблемы во многом зависит от того, как она поставлена, как сформулированы вопросы, отражающие суть этой проблемы. Корректная постановка вопроса всегда отражает знание пути его решения. На этом и построен метод "букета проблем". Технология использования этого метода включает несколько этапов (рис. 2.13):

1. Постановка проблемы так, как она представлена в реальной практике управления. Например, как использовать компьютер в деятельности менеджера?

2. Обобщение проблемы, представление ее в общем виде. Здесь может быть использовано множество формул и уровней обобщения. В нашем примере – повысить производительность управленческой деятельности, обеспечить профессионализм управления, поднять авторитет менеджера и пр. Обобщение позволяет определить класс проблемы, ее истоки, главное в выборе ее решения.

Рис. 2.13. Технология использования метода морфологического анализа (метода "букета проблем")

3. Определение проблемы-аналога. Эти действия заключаются в поиске аналогичных проблем в других областях деятельности или природных сферах. Можно по поставленной нами выше проблеме (как использовать компьютер в деятельности менеджера) сформулировать аналог следующим образом: "отрастить вторую голову", "увеличить скорость мысли", "обеспечить выживание" и т.д. Это звучит парадоксально, но в исследовании не надо бояться парадоксов. Они могут подсказать удачные решения, убедить в необходимости решения проблемы, показать важность ее, они определяют отношение к проблеме, позволяют увидеть исходную проблему в новом ракурсе.

4. Установление роли и принципов взаимодействия проблемы в комплексе других проблем. Может быть, можно решить проблему не саму но себе, а через решение другой проблемы, т.е. решение первоначальной проблемы будет следствием решения другой проблемы. Например, в нашем примере это может быть замена менеджера другим лицом, владеющим компьютером, изменение распределения функций и полномочий в системе управления так, чтобы менеджер не нуждался в индивидуальном владении компьютером, создание должности личного помощника менеджера, владеющего компьютерной техникой, разработка предельно простых компьютерных программ и т.д.

5. Формулировка обратной проблемы. Это бывает очень полезным, ибо такая проблема может подсказать решение, навести исследователя на его удачный вариант. Рассмотрим наш вариант. Компьютеризация деятельности менеджера снижает действие человеческого фактора управления, а это отрицательно сказывается на эффективности управления при любом уровне его технической вооруженности. Такое формулирование обратной проблемы позволяет увидеть опасность неудачных решений, устанавливать критерии выбора успешных решений.

Морфологические карты дают уверенность в том, что ни одно возможное решение проблемы не будет упущено. Кроме того, заполнение этих карт не требует много времени. Основными преимуществами морфологического анализа считаются:

Равноценность всех элементов анализируемого объекта;

Максимальная четкость формулировки поставленной задачи;

Снятие ограничений в анализе элементов исследуемого объекта;

Возможность получения новых или развития уже имеющихся идей.

Однако при использовании морфологического анализа приходится сталкиваться с рядом трудностей:

Во-первых, основная трудность состоит в определении набора критериев, которые должны быть существенными, независимыми друг от друга, немногочисленными, но охватывать при этом все аспекты решаемой проблемы. Эти трудности идентичны тем, которые возникают при выборе частных показателей эффективности для оценивания альтернатив.

Во-вторых, аналогичная трудность возникает при поиске «частичных» решений. Их список должен быть достаточно полным, чтобы охватить все способы решения проблемы, но и достаточно малым, чтобы ограничить количество комбинаций. Поэтому важно оставаться на уровне «широких» альтернатив, опуская незначительные различия между ними.

В-третьих, при формировании альтернатив необходимо проверять и учитывать несовместимость отдельных «частичных» решений между собой. Этот фактор требует глубокого понимания сути проблемы и высокой квалификации участников процесса принятия решений.

В-четвертых, большое значение имеет преодоление проблемы размерности, возникающей в связи с тем, что количество комбинаций очень быстро возрастает по мере увеличения количества критериев и «частичных» решений. Например, таблица 10х10 дает уже 10 млрд. комбинаций. Уменьшение размерности достигается наложением различных ограничений, которые позволяют отбросить варианты, не подлежащие рассмотрению.

Недостаток морфологического анализа состоит в том, что для разработки критериев выбора и поиска приемлемых комбинаций «частичных решений» требуется хорошее знание структуры проблемы, которую сам метод не раскрывает.

Достоинство метода заключается в том, что он помогает ЛПР глубже понять проблему и заставляет его расширить область поиска решения.

Подводя итог, следует сказать, что морфологический анализ – это метод, при котором проблема декомпозируется (разбивается) на части, далее обсуждается, и выявляются все возможные альтернативы для решения данной проблемы.

Похожая информация.

2. Лесорубы пилят бревна на метровые куски. Отпиливание одного такого куска занимает одну минуту. За сколько минут они распилят бревно длиной 5м?

3. В юношеской библиотеке полмиллиона книг и 50 тыс. читателей. Для библиотеки построено новое здание. Как переехать с наименьшими затратами?

Многим изобретателям приходила на ум заманчивая идея: а нельзя ли получить для каждой задачи список всех возможных вариантов решения? Ведь имея такой перечень, не рискуешь что-либо упустить.

В 1942 г. швейцарский астроном Ф. Цвикки предложил метод поиска решений технических задач, названный им морфологическим (типологическим) анализом (морфологический - касающийся внешнего вида или строения, т.е. формы). С помощью этого метода за короткое время ему удалось получить значительное количество оригинальных технических решений в ракетостроении, чем он очень удивил ведущих специалистов и руководителей своей фирмы.

Суть метода - выявление нескольких морфологических (типовых, видовых, отличительных) признаков (параметров), значимых для решаемой задачи, и составление всех возможных сочетаний этих признаков.

Признаки можно расположить в форме таблицы, называемой морфологическим ящиком (матрицей) . Это позволяет лучше представить себе поисковое поле решения задачи.

В результате направленного и системного анализа генерируется новая информация, которая при простом переборе вариантов ускользает от внимания.

Этапы решения задачи с помощью морфологического анализа ее параметров.

1. Выделяем все значимые для каждого из вариантов решения задачи параметры.

2. Определяем шкалу значимости для каждого параметра (фактора).

3. Экспертно оцениваем в баллах значимость каждого фактора в пределах выбранной шкалы.

4. Складываем экспертные оценки по всем параметрам и по сумме баллов определяем, какой из вариантов предпочтительнее.

Пример. Решение задачи выбора профессии (или специальности) после окончания школы методом морфологического анализа. Допустим, ученика интересуют три профессии: 1) инженер-авиаконструктор, 2) наладчик ЭВМ, 3) водитель грузовика на междугородных рейсах. Эти номера вариантов профессий запишем в морфологическую матрицу (см. с. 40). В каждой профессии есть свои достоинства и недостатки. Какую из них выбрать?

Для решения задачи выберем наиболее значимые (для данного ученика) параметры и запишем их в морфологическую матрицу. Мы выбрали пять параметров, но их число может быть намного больше.

Во второй колонке запишем шкалу значимости (балл), по которой будем оценивать параметры. Необходимо отметить, что каждый из приведенных в примере параметров имеет разную значимость для разных людей. Поэтому при самостоятельном заполнении таблицы значения параметров будут различными.

В нашем примере наиболее значимый параметр - величина зарплаты, на втором месте - престижность и на третьем - возможность заниматься творческой работой. Остальные параметры оцениваются по более низким шкалам.

В пределах выбранных шкал экспертно оцениваем все три профессии. В результате сложения суммы экспертных оценок по всем параметрам определяем, что наиболее предпочтительной является профессия инженера-авиаконструктора.

Применение. Морфологический анализ можно использовать для составления списка всех возможных вариантов решения задачи, для сравнения или выбора одного из многих возможных решений технических, организационных и прочих задач.

Недостаток метода - обилие вариантов, из которых трудно выбрать наилучший. Кроме этого, морфологический анализ не позволяет определить, все ли возможные варианты рассмотрены.

Морфологический (типологический) анализ, морфологические (типовые) признаки (параметры), морфологический ящик (матрица), экспертные оценки.

Практическая работа.

С помощью морфологического анализа составьте таблицу значимых параметров для:

• выбора подходящей профессии из 3-4 наиболее привлекательных;
• изготовления какого-либо изделия (табурет, галстук).

Метод морфологического анализа.

Термин «морфология» (учение о фор­ме, гр. morphe - форма и logos - учение) ввел в 1796 г. Гете - основоположник морфологии организмов, учения о форме и строении растений и животных. В дальнейшем появилась морфология человека, почв и т.д. Традиционно под морфологией в науке понимается изучение состава и структуры некой системы.

Морфологический анализ - это эффективный способ решения системных задач требующих оригинального решения; основан на классификации, которая позволяет систематизировать материал, сделать его наглядным и доступным. В рамках этого метода определяются все возможные элемен­ты, от которых может зависеть решение проблемы, перечисляются возможные значения этих элементов, а затем наступает процесс генерирования альтернатив путем перебора всех возможных сочетаний этих значений.Морфологический анализ можно использовать для составления списка всех возможных вариантов решения задачи, для сравнения или выбора одного из многих возможных решений технических, организационных и прочих задач.

Метод разработан в 1930-х годах швейцарским астрономом Фрицом Цвикки, работавшим в США в середине XX века. Впервые морфоло­гический анализ был использован для решения технических задач в 1942 г., ко­гда Ф. Цвикки начал разрабатывать ракетные двигатели в фирме «Аэроджемн инжиниринг корпорейшн». С помощью этого метода за короткое время ему удалось получить значительное количество оригинальных технических решений в ракетостроении. Сейчас морфологический анализ широко применяется в различных областях человеческой деятельности. Развитие метода сформировало отдельное его направление – теорию решения изобретательских задач (ТРИЗ Г.С. Альтшуллера).

Суть метода - выявление нескольких морфологических (типовых, видовых, отличительных) признаков (параметров), значимых для решаемой задачи, и составление всех возможных сочетаний этих признаков. Затем следу­ет выписать отдельно морфологические признаки и записать информацию о них (варианты осуществления) без связи с объектом (изделием), т.е. применить морфологические признаки к другим аналогичным изделиям. Анализ получен­ных вариантов выявляет такие их комбинации, которые при обычном переборе могут быть упущены. Признаки можно расположить в форме таблицы, называемой морфологическим ящиком (матрицей), который позволяет лучше представить себе поисковое поле решения задачи, быстрее и точнее ориен­тироваться в многообразии понятий и факторов. В результате направленного и системного анализа генерируется новая информация, которая при простом переборе вариантов ускользает от внимания. Модификации морфологического метода – матричные методы.

Необходимо отметить, что для проведения морфологического анализа необходима точная формулировка проблемы для рассматриваемой системы. В итоге даётся ответ на более общий вопрос посредством поиска всевозможных вариантов частных решений, независимо от того, что в исходной задаче речь шла только об одной конкретной системе.

Преимуществами морфологического анализа:

· равноценность всех элементов анализируемого объекта;

· максимальная четкость формулировки поставленной задачи;

· снятие ограничений в анализе элементов исследуемого объекта;

· возможность получения новых и/или развития уже имеющихся идей.

Недостаток метода - обилие вариантов, из которых трудно выбрать наилучший. Для объектов имеющих большое количество элементов и множество вариантов, таблица становится громоздкой и метод становится трудоемким. Кроме этого, морфологический анализ не позволяет определить, все ли возможные варианты рассмотрены.

Основные схемы морфологического анализа:

Метод выделения опорных элементов исследуемой системы и работа с комбинациями вариантов решения;

Метод отрицания и конструирования. В основе этого метода морфологического анализа - замена сформулированных идей на противоположные и анализ несоответствий;

Метод морфологического ящика (наиболее приемлем для больших и сложных объектов). Состоит в определении всех возможных параметров решения задачи, формирования матрицы и анализ различных сочетаний до выбора наилучшего варианта сочетания.

2.3. Метод синектики применяется для решения проблем и поиска новых идей посредством использования аналогий и переноса стоящих задач на готовые решения, существующие в различных сферах и областях. Синектика – это сочетание разнородных, а иногда даже не совместимых элементов в процессе постановки и решения задач.

Метод синектики появился в начале 1950-х годов как результат многолетней работы Уильяма Гордона над усовершенствованием метода мозгового штурма. Важной отличительной особенностью данного метода является то, что он применяется при решении конкретных проблем и не направлен на использование объективных закономерностей развития различных систем. А над его применением должна работать более или менее подготовленная и постоянная группа обученных специалистов (несмотря на это, обычный человек, ознакомившись с приемами синектики, сможет взять на вооружение некоторые методики для решения каких-то своих проблем и задач). В этом смысле синектика - это профессиональная деятельность, а мозговой штурм - лишь коллективная самодеятельность. Также стоит отметить, что в отличие от мозгового штурма, в синектике разрешена критика. Главной особенностью является суть метода синектики – использование сравнений и аналогий.

Чтобы доходчивее объяснить суть этого метода, можно обратиться к примеру его применения основателем синектики Уильямом Гордоном, использовавшим его при создании чипсов Принглс.

Перед компанией Kellogg (известный американский производитель сухих завтраков) стояла неразрешимая задача - как сделать и упаковать картофельные чипсы, чтобы уменьшить объем заполняемого воздуха в упаковку, при этом сделать ее компактнее и избежать крошения продукта. Для решения этой задачи и был привлечен Уильям Гордон, который в 1961 году написал свою знаменитую книгу - «Синектика: развитие творческого воображения», а чуть позже создал фирму - Synectics Inc., обучающую творческому мышлению и предоставляющую услуги разработки инновационных идей (сегодня клиентами фирмы являются такие корпорации, как «IBM», «General Electric», «Zinger» и многие другие). В качестве аналогии, для создания новых чипсов, Гордоном был выбран процесс укладки опавшей листвы в полиэтиленовый мешок. Если листья, укладываемые в пакет, сухие, возникают определенные сложности – они ломаются и разлетаются, а когда листья мокрые - они мягкие и легко принимают форму соседнего листа. Если убирать листья после дождя, пакетов для мусора потребуется немного, ведь сырые листья оставляют значительно меньше воздуха между собой и упаковываются компактнее. Эта аналогия дала начало чипсам Принглс - формовка и смачивание сухой муки из картофеля помогли решить проблему с их упаковкой.

Для генерации новых идей формируется группа синекторов из 5-7 человек, прошедших предварительную подготовку. Синектор - человек с широким кругозором, имеющий, как правило, две специ­альности, например, врач-механик, химик-музыкант и т.п. Процесс формирования группы синекторов включает в себя три фазы:

1. Отбор членов группы. Используются специальные тесты, обращается внимание на наличие разнообразных знаний, общую эрудицию, достаточный уровень образования, опыт экспериментальной деятельности и гибкость мышления. Синекторами выбирают людей разных профессий и желательно с наличием двух несовместимых специальностей, например врач-физик, экономист-инженер или музыкант-химик.

2. Обучение синекторов. В России метод синектики не прижился (собственные учебные и методические разработки отсутствуют, а существующий мировой опыт за редким случаем игнорируется), однако на западе как небольшие компании, так крупные корпорации тратят немалые деньги на обучение своих специалистов в специальных заведениях. Например, в США подготовка синектических групп длится около года и состоит из очных и заочных сессий. Первые проводятся в учебных центрах, а дальше обучаемые проходят практику в своих компаниях, решая теоретические и пактические задачи.

3. Заключительная фаза - внедрение группы в реальную среду. Фирма, отдавшая своих специалистов на обучение или заказавшая готовый коллектив (это может быть разовое или регулярное сотрудничество) получает его на определенных условиях для работы над собственными проектами.

История развития синектики показывает, что применение творческого мышления на предприятиях и использование специальных подразделений повышает вероятность успеха в области постановки задач и решения проблем, демонстрируя эффект синергии.

Что представляют собой специальные условия, создаваемые для проведения синектической процедуры:

· Обязательная первоначальная абстракция участников от проблем и задач.

· Сдержанность мнений и отказ от окончательных умозаключений.

· Естественность и непринужденность в обсуждениях, предрасположенность к обыгрыванию и моделированию ситуации.

· Проявление рациональности в суждениях. Рациональность появляется лишь на заключительном этапе синектической процедуры. До этого используются образы, метафоры и аналогии.

При подготовке синекторов учат применять в процессе поиска идей следующие четыре вида аналогий:

1. Прямая аналогия - это любая похожесть, имеющая отыскиваемые элементы в системах или объектах, которые решают сходные задачи. Прямая аналогия чаще всего – природная или техническая аналогия. Например, прямой аналогией для улучшения методов окраски предметов мебели может быть процесс окрашивания кинопленки, бумаги, либо рассмотрение на предмет окраски птиц, цветов или минеральных камней. Ярким примером метода синектики и использования прямых аналогий можно считать изобретение Изамбара Брюнеля - кессонный метод сооружения подводных строений. На это инженера натолкнуло наблюдение за червем-древоточцем, образующем при бурении древесины трубчатый канал.

2. Символическая аналогия позволяет выразить и определить суть проблемы, используя метафоры и разнообразные сравнения, и заключается в обнаружении парадоксов и конфликтов в привычных и понятных фактах. Данный вид аналогии – это ценный инструмент для обнаружения «обычного в необычном» и наоборот - «необычного в обычном». По сути, он заключается в неожиданном определении предмета (как правило, состоящего из двух слов), показывающем его с интересной и противоречивой стороны. Данная аналогия синектики хорошо зарекомендовала себя во многих областях, в том числе в кинематографе и литературе для вскрытия противоречивой сути обрисовываемых явлений или персонажей и отражения ее в названии: «Живые мертвецы», «Сухой лед», «Без вины виноватые» и т.д.

3. Субъективная или личная аналогия синектики предполагает представление себя рассматриваемым и совершенствуемым предметом (его частью или деталью). Она требует от разработчика способность перевоплотиться, ведь для того, чтобы примерить на себе функции объекта, вжиться в роль неодухотворенного предмета, необходимо обладать ярким воображением. Главная задача личной аналогии - позволить рассмотреть такие нюансы изучаемой проблемы, которые не могут быть увидены и прочувствованы при помощи простых размышлений. При этом высказываемые аналогии могут быть абсолютно нелепыми, здесь главное прочувствовать и заметить новые, не воспринимаемые до этого грани и аспекты, которые невозможно разглядеть, используя логические рассуждения.

4. Фантастическая аналогия , как и предыдущие синектические аналогии, требует от синекторов наличия развитого креативного мышления и творческой раскованности. Участники представляют себе объекты, предметы и рассматриваемые явления в отрыве от существующих физических законов и воображают их такими, какими хотели бы их видеть, невзирая на реальность. Часто для решения какой-либо задачи, определяя конечный результат, синекторы используют волшебную палочку или другой сказочный атрибут. Можно предположить, что фантасты при написании своих произведений вовсю используют метод синектики и, в частности, этот вид аналогий.

То, что существующие аналогии полностью охватывают опыт и мысли людей, станет более понятным, если эту классификацию объяснить следующим образом: прямые и фантастические – это реальные и нереальные аналогии, а субъективные и символические - телесные и абстрактные. Однако об их фундаментальности речь не идет, так как регулярная практика применения метода синектики постепенно расширяет комплекс средств и позволяет разрабатывать все новые и новые приемы углубленного изучения и разбора предметов и явлений.

Этапы проведения метода синектики, начиная с момента создания метода, постоянно совершенствовались и видоизменялись. Если же брать фазы синектического процесса такими, какими они описаны У. Гордоном, в своей книге «Синектика: развитие творческого воображения», выглядят они следующим образом:

1. Проблема как она дана. Особенность этой фазы заключается в том, что никто (кроме руководителя) из участников синект-сессии не посвящается в конкретные условия задачи и необходимый результат. Считается, что раннее определение задачи не позволит уйти от привычного хода мыслей и затруднит абстрагирование. Здесь просто представляется проблема, явление или объект.

2. Превращение незнакомого в знакомое. Открываются ранее неоткрытые элементы - проблема делится на несколько частей и из незнакомой превращается в ряд более обычных задач.

3. Проблема как она понята. Обдумывается и систематизируется проблема, как она понимается членами группы исходя из того, что получилось на предыдущем этапе.

4. Оперативные механизмы. На этом этапе идет игра с метафорами, используются аналогии родственные проблеме и проблема, как понятая, раскрывается еще больше.

5. Из знакомого сделать незнакомое. Это позволяет рассмотреть проблему уже понятую и осмысленную в новой форме, с иной точки зрения.

6. Психологическое состояние. Эта фаза подразумевает особое состояние ума к проблеме как она понята, идет размышление над ней. Используются все виды аналогий.

7. Объединения с проблемой. На этом этапе самая подходящая аналогия сравнивается с проблемой как понятой. Проблема как понятая освобождается от своей старой жесткой формы.

8. Точка зрения. На этой фазе происходит переход от аналогии к конкретному решению, идее. Идеи переносятся на проблему «как она дана».

9. Принятие окончательного решения и проведение научно-исследовательских работ. Важным элементом является критическая оценка идей экспертами и доведение ее до практики.

В настоящее время этапы метода синектики упрощены и выглядят более понятно. Хотя на самом деле этот метод очень сложен в применении. Если владелец крупного предприятия решит использовать этот метод, ему так или иначе надо будет найти опытных специалистов, обучающих персонал всем особенностям синектики. Обычный же человек для решения творческих задач может использовать аналогии, являющиеся важным инструментом метода синектики.

2.4. Метод а нализа и ерархий (МАИ) – математический инструмент системного подхода к решению проблем принятия решений. МАИ не предписывает ЛПР какого-либо «правильного» решения, а позволяет ему в интерактивном режиме найти такой вариант (альтернативу), который наилучшим образом согласуется с его пониманием сути проблемы и требованиями к ее решению. Этот метод разработан американским математиком Томасом Л. Саати в 1970 гг., который написал о нем книги, разработал программные продукты и в течение 20 лет проводит симпозиумы ISAHP (англ. International Symposium on Analytic Hierarchy Process ). Данный метод активно развивается и широко используется на практике учеными всего мира.

Анализ проблемы принятия решений в МАИ начинается с построения иерархической структуры, которая включает цель, критерии, альтернативы и другие рассматриваемые факторы, влияющие на выбор. Эта структура отражает понимание проблемы ЛПР. Каждый элемент иерархии может представлять различные аспекты решаемой задачи, причем во внимание могут быть приняты как материальные, так и нематериальные факторы, измеряемые количественные параметры и качественные характеристики, объективные данные и субъективные экспертные оценки. Иными словами, анализ ситуации выбора решения в МАИ напоминает процедуры и методы аргументации, которые используются на интуитивном уровне. Следующим этапом анализа является определение приоритетов, представляющих относительную важность или предпочтительность элементов построенной иерархической структуры, с помощью процедуры парных сравнений. Безразмерные приоритеты позволяют обоснованно сравнивать разнородные факторы, что является отличительной особенностью МАИ. На заключительном этапе анализа выполняется синтез (линейная свертка) приоритетов на иерархии, в результате которой вычисляются приоритеты альтернативных решений относительно главной цели. Лучшей считается альтернатива с максимальным значением приоритета.

Метод анализа иерархий можно применять не только для сравнения объектов, но и для решения более сложных проблем управления, прогнозирования и др.В его основе наряду с математикой заложены и психологические аспекты. МАИ позволяет понятным и рациональным образом структурировать сложную проблему принятия решений в виде иерархии, сравнить и выполнить количественную оценку альтернативных вариантов решения. Метод используется во всем мире для принятия решений в разнообразных ситуациях: от управления на межгосударственном уровне до решения отраслевых и частных проблем в бизнесе, промышленности, здравоохранении и образовании. Для компьютерной поддержки МАИ существуют программные продукты, разработанные различными компаниями.

Основным достоинством МАИ является высокая универсальность – метод может применяться для решения самых разнообразных задач: анализа возможных сценариев развития ситуации, распределения ресурсов, составления рейтинга клиентов, принятия кадровых решений и др.

Недостатком метода анализа иерархий является необходимость получения большого объема информации от экспертов. Метод в наибольшей мере подходит для тех случаев, когда основная часть данных основана на предпочтениях лица, принимающего решения, в процессе выбора наилучшего варианта решения из множества существующих альтернатив.

2.5 Методы, основанные на использовании карточек (также являются и методами активизации мышления), позво­ляют добиться анонимности участников групповой работы, поэтому их часто применяют, когда есть конфликты в группе, выдвигающей идеи. Конфликты не дают проявиться твор­ческому, созидательному характеру решений. Кроме того, вербальные описания дисциплинируют участников, предъ­являя требования к лаконичности высказывания мыслей, и позволяют визуализировать процесс генерирования идей, подключая тем самым дополнительные каналы восприятия и создавая дополнительные ассоциации.

К методам, использующим карточки, относятся следующие методы:

- Метод анкетирования Кроуфорда - это письменный вариант метода мозгового штурма.Его можно реализовать двумя путями:

а) с использованием карточек. В этом случае идеи записываются на маленьких карточках и могут циркулировать (хотя метод не предусматривает этого) среди участников так, чтобы можно было добавить сопутствующие идеи или расширить ранее высказанную идею, добавляя новые элементы;

б) с использованием стендов. В этом случае идеи записываются на досках или на стендах. Участники ходят вдоль них, как в галерее, и добавляют сопутствующие идеи или расширяют указанные ранее идеи, добавляя новые элементы.

- Метод 635 состоит в том, что каждому участнику (в идеальном случае их шестеро) вручается карточка (лист бумаги) с записанным на ней вопросом. В течение последующих пяти минут участник набрасывает три варианта решения проблемы, затем протягивает свою карточку соседу слева, а от соседа справа в свою очередь получает его карточку с тремя другими предложениями каждого из участников. В идеале он ими вдохновляется и в последующие пять минут добавляет к ним три новые идеи, затем передает карточку дальше налево. Сеанс заканчивается, когда каждый из участников сделал записи на каждом листе, - примерно через полчаса. За это время должно появиться 6 х 3 х 6 = 108 решений проблемы. Оценка проводится так же, как и при «мозговом штурме».

- Диаграмма родового сходств (или «диаграмма сродства» ) - это метод решения проблем, в котором идеи записываются на карточки, которые затем группируются, классифицируются, называются, подвергаются процедуре голосования и выбора.
Разработан в 1960-х годах в Японии профессором антропологии Кавакито Джиро и в честь его имени часто называется методом KJ. Метод стал одним из семи методов управления и планирования современного японского менеджмента качества. Цель метода - выявление взаимосвязей между отдельными идеями и решениями, которые на первый взгляд не имеют ничего общего. Это достигается путем группировки идей и решений и выявления глубинных взаимосвязей между полученными группами. Использование данного метода требует творческого подхода и широкого кругозора участников. Метод способствует эффективной совместной работе: все мысли и идеи выражаются, уточняются, обобщаются и приоритизируются на неконфронтационной основе; снижает влияние наиболее разговорчивых или доминантных участников на групповые решения.

- Техника «расчленения» применяется главным образом для улучшения осязаемых объектов. Суть его заключается в разложении изучаемого объекта на составные части и анализе основных качеств, особенностей или свойств каждой части в отдельности. При этом у каждой части изучается форма, размеры, химический состав, прочность, внешний вид и так далее с точки зрения возможной замены, отсечение или добавления. Разработал и подробно описал этот метод доктор Роберт П. Кроуфорд (США) в своей книге "Техника творческого мышления". Данный метод состоит из четырех последовательных шагов. Вначале все составные части конструкции (предмета, услуги, товара и т.д.), подлежащей совершенствованию, записывают на отдельные карточки. Затем на каждой карточке последовательно перечисляют максимальное количество характерных признаков соответствующей части. После этого необходимо оценить значение и роль каждого признака для функций данной части (должны ли они оставаться неизменными с точки зрения реализации своих функций). Затем следует подчеркнуть разными цветами те признаки анализируемой части, которые совсем нельзя менять, те, которые можно менять лишь в заданных пределах, и те, которые можно менять в любых пределах. В заключение все карточки выкладываются на стол одновременно и анализируются как общее поле приложения усилий.

Морфологический анализ разработан в 1942 г. швейцарским астрономом Ф.Цвикки, который в этот период был привлечен к участию в ранних стадиях ракетных исследований и разработок в американской фирме "Аэроджет инжиниринг корпорейшн". С помощью метода морфологического ящика, наиболее разработанного из всех методов морфологического анализа, созданных Ф.Цвикки, ученому удалось за короткое время получить значительное число оригинальных технических решений в ракетостроении, чем он очень удивил ведущих специалистов и руководителей фирмы. Многие из предложенных решений были впоследствии реализованы.

Сам морфологический анализ определил эру системных исследований и стал первым ярким примером системного подхода в области изобретательства. По мнению Ф.Цвикки, предметом метода морфологического ящика является проблема вообще (техническая, научная, социальная и другая). Он допускает, что точная формулировка проблемы автоматически раскрывает наиболее важные параметры, от которых зависит ее решение, и каждый такой параметр может быть разбит на ряд значений. Причем любое сочетание значений параметра считается принципиально возможным.

Сущность анализа заключается в следующем. В совершенствуемой технической системе выделяют несколько характерных для нее структурных или функциональных морфологических признаков. Каждый признак может характеризовать, например, какой-то конструктивный узел системы, какую-то ее функцию, какой-то режим работы системы, то есть параметры или характеристики системы, от которых зависит решение проблемы и достижение основной цели.

По каждому выделенному морфологическому признаку составляют список его различных

конкретных вариантов, альтернатив, технического выражения. Признаки с их альтернативами можно располагать в форме таблицы, называемой морфологическим ящиком (картой, матрицей), что позволяет лучше представить себе поисковое поле. Перебирая всевозможные сочетания альтернативных вариантов выделенных признаков, можно выявить новые варианты решения задачи, которые при простом переборе могли быть упущены.

План действия . Метод предусматривает выполнение работ в пять этапов :

1. Точная формулировка задачи (проблемы), подлежащей решению.

Если первоначально ставить вопрос об одной конкретной системе, метод непосредственно обобщает изыскание на все возможные системы с аналогичной структурой и в итоге дает ответ на более общий вопрос. Например, необходимо изучить морфологический характер всех видов транспортных средств и предложить новую эффективную конструкцию устройства для транспортирования по снегу - снегохода.

2. Составление списка всех морфологических признаков, то есть всех важных характеристик объекта, его параметров, от которых зависит решение проблемы и достижение основной цели.

Точная формулировка и определение класса изучаемых систем (устройств) позволяют раскрыть основные признаки или параметры, облегчающие поиск новых решений. Применительно к транспортному средству (снегоходу) морфологическими признаками могут быть: А - двигатель; Б-движитель, В - опора кабины, Г - управление, Д - обеспечение заднего хода и так далее.

3. Раскрытие возможных вариантов по каждому морфологическому признаку (характеристике) путем составления матрицы.

Каждая из n характеристик (параметров, морфологических признаков) обладает определенным числом различных вариантов, независимых свойств, форм конкретного выражения. Например, для снегохода варианты: А1 - двигатель внутреннего сгорания; А2 - газовая турбина, АЗ -электродвигатель, А4 - реактивный двигатель и так далее; Б1 - воздушный винт, Б2 - гусеницы, БЗ - лыжи, Б4 - снегомет, Б5 - шнеки и так далее; В1 - опора кабины на снег, В2 - на двигатель, ВЗ - на движитель и так далее. Сочетание одного из возможных вариантов морфологического признака с другими от каждого признака дает одно из возможных технических решений.

Структура технической системы может быть выражена морфологическими признаками (например, в приведенном примере - формулой АБ-ВГД...), но сочетание их конкретных вариантов (например, А1 Б2 В1 ГЗ Д4)- лишь одно конкретное из множества технических решений, вытекающих из закономерностей строения системы.

Совокупность всех возможных вариантов, каждого из перечисленных морфологических признаков, выраженная в виде матрицы, дает возможность определить полное число решений в этом случае

Если в приведенном выше примере ограничиться только названными морфологическими признаками, то число возможных вариантов решений будет определяться следующим образом:

N = 4х5хЗх...х...

Если построить n-мерное пространство (где n - число морфологических признаков) и на каждой из осей, принадлежащей одному из признаков, отложить все возможные его варианты, то получим "морфологический ящик" (название, удачное для трехмерного пространства, то есть для трех признаков). В каждой точке его, характеризуемой n конкретными координатами, находится одно возможное техническое решение.

Очень важно, чтобы вплоть до данного момента не ставился вопрос о практической осуществимости и ценности того или иного варианта решения. Такая преждевременная оценка всегда наносит ущерб беспристрастному применению морфологического метода. Однако сразу после получения всех возможных решений можно сопоставить их с любой системой принятых критериев.

4. Определение функциональной ценности всех полученных вариантов решений.

Это наиболее ответственный этап метода. Чтобы не запутаться в огромном числе решений и

деталей, оценка их характеристик должна проводиться на универсальной и, по возможности, простой основе, хотя это не всегда легкая задача.

Должны быть рассмотрены все N вариантов решений, вытекающих из структуры морфологической таблицы, и проведено их сравнение по одному или нескольким наиболее важным для данной технической системы показателям.

5. Выбор наиболее рациональных конкретных решений. Нахождение оптимального варианта может осуществляться по лучшему значению наиболее важного показателя технической системы.

Морфологический анализ создает основу для системного мышления в категориях основных структурных признаков, принципов и параметров, что и обеспечивает высокую эффективность его применения. Он является упорядоченным способом исследования, позволяющим добиться систематического обзора всех возможных решений данной крупномасштабной проблемы. Метод строит мышление таким образом, что генерируется новая информация, касающаяся тех комбинаций, которые при бессистемной деятельности воображения ускользают от внимания.

Хотя морфологическому образу мышления внутренне присуще убеждение, что все решения могут быть реализованы, при этом, естественно, многие из них оказываются сравнительно тривиальными. Трудность применения морфологического анализа заключается в том, что до сих пор не существует какого-либо действительно практического и универсального метода оценки эффективности того или иного варианта решения. Если бы он был найден, то можно было исходя только из теоретических соображений выбирать оптимальную комбинацию элементов для каждого проектируемого устройства. Таким образом, процесс изобретения был бы заменен непосредственным анализом альтернативных вариантов, что по силам и ЭВМ. Чаще всего, конечно, оказывается, что рабочие характеристики устройства, в основу построения которого положена неизвестная ранее комбинация элементов, являются более или менее неопределенными.

Применение. Морфологический анализ может быть использован как на первых этапах поиска технических идей и решений, так и на последней фазе поиска, когда найдена новая техническая идея, удовлетворяющая поставленным требованиям. В этом случае приемы морфологического анализа могут быть применены для расширения сферы использования найденной идеи и для нахождения различных вариантов реализации найденной идеи с целью ее развития и совершенствования.

В силу своей универсальности приемы морфологического анализа могут быть использованы, таким образом, на различных этапах поиска при решении самых разнообразных технических задач, причем не только при поиске идей, но и в других видах инженерной деятельности, например при подготовке материалов для руководства, в обучении и прочее. Поэтому внедрение этих приемов в практику работы инженеров может повысить эффективность их деятельности в целом.

Наиболее целесообразно использовать морфологический анализ при решении конструкторских задач общего плана: при проектировании машин и поиске компоновочных или схемных решений. Например, требуется предложить новый тип индивидуального транспорта в условиях города, выбрать рациональную конструкцию подводного (донного) транспорта и так далее. Метод может применяться для выполнения простых изобретений, а также при прогнозировании развития технических систем, при определении возможности патентования в том или ином абстрактном виде комбинаций основных параметров с целью "заблокировать" будущие изобретения.

Однако его использование предполагает наличие определенной исходной информации об аналогах технического объекта, подвергаемого анализу.

Применение морфологического анализа возможно на эмпирическом уровне, когда исходная информация перерабатывается по довольно формальным признакам, и на естественном уровне, предполагающем вскрытие природы всего класса объектов, к которому относится объект анализа.

Овладение приемами морфологического анализа позволяет не только увеличить поисковый потенциал инженера, но и способствует повышению эффективности всей его деятельности, связанной с разработкой и совершенствованием новой техники.

АРИЗ

Одной из научно обоснованных и хорошо зарекомендовавших себя в практике массового технического творчества является методика программного решения технических задач, созданная изобретателем Г.С.Альтшуллером. Он назвал ее алгоритмом решения изобретательских задач (АРИЗ). Методика основана на учении о противоречии. Алгоритм -это комплекс последовательно выполняемых действий (шагов, этапов), направленных на решение изобретательской задачи (понятие "алгоритм" используется здесь не в строгом математическом, а более широком смысле). Процесс решения рассматривается как последовательность операций по выявлению, уточнению и преодолению технического противоречия. Последовательность, направленность и активизация мышления достигаются при этом ориентировкой на идеальный конечный результат (ИКР), то есть идеальное решение, способ, устройство.

Совершенствуемый технический объект рассматривается как целостная система, состоящая из подсистем, взаимосвязанных элементов, и одновременно являющаяся частью надсистемы, состоящей из взаимосвязанных систем. Перед решением прямой задачи, связанной с техническим объектом, производят поиск задач в надсистеме (обходные задачи) и выбирают наиболее приемлемый путь.

При постановке задачи в АРИЗ учитывается тот факт, что источником психологической инерции служит техническая терминология и пространственно-временные представления объекта. Поэтому рекомендуют формулировать нежелательный эффект или главную трудность какой-либо ситуации, а не требования того, что надо сделать.

Действие психологической инерции уменьшают также применением оператора РВС (Размеры – Время-Стоимость), суть которого состоит в проведении серии мысленных экспериментов по изменению размеров объекта от заданной величины до 0 и затем до ∞ времени действия (скорости) объекта от заданного до 0 и затем до ∞ и стоимости объекта от заданной до 0 и до ∞. Формулировка условий задачи дается по определенной схеме в терминах, доступных неспециалисту.

Стратегия решения изобретательской задачи по АРИЗ (рис.7) состоит в следующем. Формулируют исходную задачу (ЗИ) в общем виде. Обрабатывают и уточняют ее, учитывая действие вектора психологической инерции (ВИ) и технические решения в данной и других областях.

Излагают условия задачи, состоящие из перечисления элементов технической системы и нежелательного эффекта, производимого одним из элементов. Затем формулируют по определенной схеме ИКР. Он служит ориентиром (маяком), в направлении которого идет процесс решения задачи (при формулировке ИКР не нужно задумываться над тем, как он будет достигнут).

В сравнении ИКР с реальным техническим объектом выявляется техническое противоречие, а затем его причина - физическое противоречие (на рис.16 противоречие между ИКР и 30 может быть проиллюстрировано расстоянием между ними на плоскости поискового поля).

Понятие о техническом противоречии основано на том что всякая техническая система, машина или процесс характеризуется комплексом взаимосвязанных параметров: вес, мощность и так далее. Попытка улучшить один параметр при решении задачи известными способами неизбежно приводит к ухудшению какого-либо другого параметра. Так, увеличение прочности конструкции может быть связано с недопустимым увеличением веса, увеличение производительности - с недопустимым ухудшением качества, повышение точности - с недопустимым увеличением расходов и так далее.

Смысл АРИЗ состоит в том, чтобы путем сравнения идеального и реального выявить техническое противоречие или его причину - физическое противоречие - и устранить (разрешить) их, перебрав относительно небольшое число вариантов.