Метод морфологического анализа

Сущность метода морфологического анализа заключена в формализации процесса творческой деятельности по определенному эвристическому алгоритму.

Метод известен с 50-х годов нашего столетия, когда впервые был успешно использован швейцарским астрономом Ф. Цвики.

К настоящему времени накоплен значительный опыт применения метода морфологического анализа для решения широкого круга задач, связанных с разработкой научно-технических прогнозов.

Классическая процедура использования метода морфологического анализа состоит из следующих основных этапов:

1. Уточнение задания на прогноз.

2. Определение номенклатуры признаков, позволяющих однозначно определять состояние объекта оценки в будущем.

3. Определение возможных значений (состояний) признаков, характеризующих объект прогнозной оценки в будущем.

4. Формирование морфологической матрицы, строками которой являются признаки, а столбцами - состояния признаков объекта прогнозной оценки.

5. Формирование гипотетических вариантов прогноза.

6. Анализ и выбор предпочтительного варианта.

Уточнение задания на прогноз предполагает конкретизацию сущности задачи и объекта оценки, его состава, границ и связей с фоном. Здесь же необходимо задать экспертам горизонт прогнозирования.

Определение номенклатуры признаков - один из наиболее ответственных этапов применения метода. В задачу эксперта входит выбор признаков, характеризующих возможные изменения объекта во времени, В число признаков должны быть включены не только те, которыми обладают прототипы объектов прогнозирования в настоящее время, но и те, которыми могут обладать гипотетические объекты в будущем.

Набор признаков должен позволять идентифицировать облик объекта оценки с требуемой для прогнозного исследования степенью детализации. Число признаков не должно быть избыточным, так как введение каждого дополнительного признака существенно увеличивает размерность матриц и трудоемкость использования метода. Таким образом, принятая номенклатура признаков должна быть такой, чтобы исключение любого одного из них приводило к невозможности идентификации облика объекта прогнозной оценки, а добавление любого дополнительного признака детализировало бы облик объекта сверх требуемого уровня.

Используют следующие группы признаков объекта:

• целевые, определяющие назначение объекта;

• функциональные, определяющие способ выполнения целевых функций;

• конструктивные, определяющие общие схемные и конструктивные решения объекта оценки;

• технологические, определяющие общие способы изготовления и испытаний объекта оценки.

При определении состояний признаков эксперт должен руководствоваться некоторыми правилами:

- набор состояний признаков должен быть полным, т.е. включать все состояния, которые признак может принять в рассматриваемых временных интервалах;

- состояния каждого признака должны быть независимыми друг от друга, т.е. характеризовать изменение только одного признака объекта оценки, не учитывая возможного изменения остальных признаков;

- набор состояний признаков должен быть альтернативным в границах одного признака, т.е. в каждом конкретном случае признак может принять только одно значение;

- набор состояний признаков должен быть задан преимущественно качественными характеристиками объекта.

Морфологическая матрица включает в себя описание признаков и их сочетаний. Возможная форма задания морфологической матрицы представлена в таблице

№ п/п	Наименование признака	Обозначение признака	Состояние признаков	Наименования состояния признаков
		P₁	p₁₁…p_1m1	p₁₁ … p_1m1
		P₂	p₂₁…p_2m2	P₂₁ … p_2m2
…		…	…	…
n		P_n	p_n1…p_nmn	p_n1 … p_nmn

где

P_i – обозначение i -го признака объекта исследования;

p_ij – обозначение j -го состояния i -го признака объекта исследования;

n - число учитываемых признаков объекта исследования;

m_i - число состояний i -го признака объекта исследования,

в общем случае m_l≠m_k, kÎ[1,n], l Î[1,n], k≠1.

Формирование гипотетических вариантов прогноза с использованием морфологической матрицы заключается в построении вектор-столбцов размерности [1´n], состоящих из элементов матрицы, причем в вектор-столбец включается один элемент из каждой строки.

Формально общее число вектор-столбцов, которое можно составить из элементов морфологической матрицы,

где m_i - число элементов i -й строки морфологической матрицы.

Практически число прогнозных вариантов существенно меньше, так как в морфологической матрице, как правило, содержатся несовместимые элементы, так называемые «запрещенные сочетания состояний признаков». Все вектор-столбцы, содержащие запрещенные сочетания, должны быть исключены из дальнейшего рассмотрения.

Для выявления запрещенных сочетаний может быть использован метод парных сравнений, при котором эксперт последовательно оценивает противоречивость сочетаний каждого состояния признаков со всеми остальными. Оценку противоречивости удобно проводить с использованием треугольной матрицы