2015-05-27
1939
Рассматриваемый морфологический метод основан на комбинаторике. Суть его состоит в том, что в интересующем изделии или объекте выделяют группу основных конструктивных или других признаков. Для каждого признака выбирают альтернативные варианты, т. е. возможные варианты его исполнения или реализации. Комбинируя их между собой, можно получить множество различных решений, в том числе представляющих практический интерес. При этом составляют морфологическую таблицу, в которую заносят признаки и альтернативные варианты их использования или реализации. Из множества получаемых комбинаций вариантов выбирают наиболее подходящие и наилучшие решения. Существует несколько модификаций метода. Наиболее распространена модификация, основанная на функциональном подходе: в качестве признаков берут функции элементов объекта (изделия), в качестве альтернативных вариантов – различные способы реализации каждой функции. Решение задачи начинается с ее предварительной постановки. В дополнении к этому выбирают критерий качества, т.е. наиболее важный количественный показатель (параметр) для оценки вариантов технического решения. За критерий качества обычно принимают какой-либо критерий развития или другой наиболее важный показатель. Выбор критерия развития осуществляется с учетом принятой классификации.
Критерии развития:
I) Функциональные
1) Производительность
2) Точность
3) Надежность
4) Др.
II) Технологические
1) Трудоемкость изготовления
2) Технологические возможности
3) Использование материалов
4) Расчленение объекта на элементы
III) Экономические
1) Затраты материалов
2) Затраты энергии
3) Затраты на подготовку и получение информации
4) Габаритные размеры объекта
IV) Антропологические
1) Эргономичность
2) Эстетичность
3) Безопасность
4) Экологичность
После постановки задачи и выбора критерия качества строится конструктивная функциональная схема прототипа. Такая схема представляет собой ориентированный граф, вершины – наименования элементов объекта и объектов окружающей среды, а ребра – функции элементов. Такая схема показывает (дает) наглядное (цельное) представление о техническом объекте с функциональной точки зрения.
Морфологический метод позволяет любой элемент рассматривать как отдельный объект, это делается в тех случаях, когда на ряду с улучшением объекта в целом рассматривается задача улучшения элементов.
На основе конструитивной функциональной схемы строится морфологическая таблица, число столбцов равно числу равно числу функциональных элементов, заголовок столбцов – функции элементов. В таблице столбцы элементов рекомендуется располагать в таком порядке, чтобы наиболее конструктивно связанные элементы находились в соседних столбцах.
При построении морфологической таблицы используются обозначения:
Aik – альтернативный вариант использования (реализации) функций в столбце
i- Порядковый номер столбца (функции)
k- порядковый номер альтернативного варианта
ni- число альтернативных вариантов в столбце
Заполнение таблицы начинается с элементов прототипа, наиболее эффективные варианты реализации. Затем, на следующем этапе работы осуществляется выбор наиболее приемлемых (эффективных) комбинаций технических решений, сделать это не легко из-за большого числа комбинаций N=n1*n2*…*ni*…; 
Стает задача уменьшения N, делается это в 2 этапа:
1. Последовательное отбрасывание наименее эффективных и перспективных вариантов в каждом столбце
2. Уменьшение числа столбцов
При этом среди всех функциональных узлов выделяют основные, которые решающем образом влияют на эффективность и качество изделия
В сокращенной таблице осуществляется последовательный синтез вариантов технического решения и сравнения их между собой
Такой подход, несмотря на его простоту, весьма трудоемкий. Предлагается экономная процедура сокращения числа вариантов.
Таблица 1
| Ф1 | Ф2 | Ф3 | Ф4 | Ф5 |
| А11 | А21 | А31 | А41 | А51 |
| А12 | А22 | А32 | А52 | |
| А13 | А23 | А33 | ||
| А14 | А34 |
Таблица 2
| А51 | А52 | |
| А41 | А41 А51 | А41 А52 |
Таблица 3
| А21 | А22 | А23 | |
| А41 А51 | А41 А51 А21 | А41 А51 А22 | А41 А51 А23 |
| А41 А52 | А41 А52 А21 | А41 А52 А22 | А41 А52 А23 |
Таблица 4
| А11 | А12 | А13 | А14 | |
| А41 А51 А23 | А41 А51 А23 А11 | А41 А51 А23 А12 | А41 А51 А23 А13 | А41 А51 А23 А14 |
| А41 А52 А21 | А41 А52 А21 А11 | А41 А52 А21 А12 | А41 А52 А21 А13 | А41 А52 А21 А14 |
| А41 А52 А22 | А41 А52 А22 А11 | А41 А52 А22 А12 | А41 А52 А22 А13 | А41 А52 А22 А14 |
Рассмотрим экономную процедуру. При выполнении образуются различные альтернативные комбинации из нескольких элементов и исключают из них на каждом этапе наихудшие. К наихудшим относят: нереализуемые или не совместимые комбинации, труднореализуемые и дорогие по затратам, комбинации в наименьшей мере устраняющие недостатки прототипа или уменьшающие критерий качества. Рассмотрим конкретный абстрактный пример, основанный на таблице 1. В ней Ф1…Ф5 – функциональные элементы прототипа, а в столбце – альтернативные варианты реализации каждой из функций. В таблице 1 выбираем 2 столбца, которые имеют наименьшее число альтернативных вариантов (4 и 5). Образуем из этих элементов все возможные парные комбинации (таблица 2). Пусть обе комбинации допустимы и равноценны (ни одну из них не относим к наихудшим и не исключаем из рассмотрения). В таблице 1 выбираем следующий столбец с минимальным числом альтернатив (столбец 2), с помощью вариантов этого столбца комбинаций с таблицей 2 образуем все возможные комбинации из 3х элементов (таблица 3). Предположим, что сравнительный анализ этих комбинаций позволил три отнести к наихудшим – исключаем их из рассмотрения. Выбираем из таблицы 1 следующий столбец с минимальным числом альтернатив (столбец 1). С помощью оставшихся (допустимых) комбинаций из таблицы 3, строим комбинации из 4х элементов (таблица 4). На основе сравнения вычеркиваем наихудшие. По аналогии образуем таблицы вариантов до последнего столбца таблицы 1. (у последнего столбца будет максимальное число альтернатив).
В самой последней таблице после исключения наихудших комбинаций остается множество допустимых вариантов, если допустимых вариантов много, проводят сокращение дополнительным наиболее важным показателем (надежность, трудоемкость). После этого оставшееся множество вариантов технических решений упорядочивают от лучших к худшим. При равных (близких) значениях критерия учитывают степень устранения недостатков в прототипе. Из оставшихся вариантов после упорядочивания выбирают несколько (3-5) для дальнейшей проработки. Для выбранных дают краткое описание с приведением схем и эскизов как это принято при оформлении патентов.
