Морфологический анализ в дизайне

Анализ – процесс применяемого в ходе решения дизайнерских задач мысленного или фиксированного в различных проектных языках расчленения объектов (изделий или явлений) на отдельные составляющие.

Морфологический анализ — пример системного подхода в области изобретательства. Метод разработан известным швейцарским астрономом Ф. Цвикки. Благодаря этому методу ему удалось за короткое время получить значительное количество оригинальных технических решений в ракетостроении.

Для проведения морфологического анализа необходима точная формулировка проблемы, причем независимо от того, что в исходной задаче речь идет только об одной конкретной системе, обобщаются изыскания на все возможные системы с аналогичной структурой и в итоге дается 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.

Точное определение класса изучаемых устройств позволяет раскрыть основные характеристики или параметры, облегчающие поиск новых решений. Применительно к транспортному средству (снегоходу) морфологическими признаками могут быть функциональные узлы снегохода: А — двигатель, Б — движитель, В — опора кабины, Г — управление, Д — обеспечение заднего хода и т. п.

Каждая характеристика (параметр) обладает определённым числом различных независимых свойств. Так, двигатели: А1 — внутреннего сгорания, А2 — газовая турбина, А3 — электродвигатель, А4 — реактивный двигатель т.д.; движители: Б1 — воздушный винт, Б2 — гусеницы, Б3 — лыжи, Б4 — снегомёт, Б5 — шнеки и т. д.; опора кабины: В1 — опора кабины на снег, В2 — на двигатель, В3 — на движитель и т. д.;

По заданной проблеме в матричном выражении (морфологическом ящике) фиксируются наиболее существенные параметры. Например, для снегохода матрица будет иметь вид:

(А1 А2 А3 А4)

(Б1 Б2 Б3 Б4 Б5)

(В1 В2 В3)

Возможные сочетания: А1, Б3, В2, или А1, Б2, В3, или А2, Б1, В2 и т. д. Общее количество сочетаний в морфологическом ящике равно произведению чисел элементов на осях. В нашем примере: 4*5*3 = 60.

Матрица — символическая форма описания решений. Она дает представление о всех возможных конструктивных схемах снегохода путем фиксирования в каждой строке матрицы одного из элементов. Набор этих элементов будет представлять возможный вариант исходной задачи. Рассматривая разные сочетания этих элементов, можно получить большое сочетание всевозможных вариантов решений, в том числе и самых неожиданных. Так, морфологическая матрица для реактивных двигателей, работающих на химическом топливе, построенная Ф. Цвикки, содержала 576 возможных вариантов решений.

Ответственный этап метода — оценка вариантов решений, вытекающих из структуры морфологической матрицы. Сравнивают варианты по одному или нескольким наиболее важным для данной технической системы показателям.

Основные аспекты структуры при морфологическом анализе:

1. Пространственная – видимые пространственные свойства формы (величина, фигура, положение, порядок)

2. Функционально-техническая – с т.з. материальной стр-ры. Для выполнения той или иной технич-ой функции (жесткость, упругость, трансформируемость, статичность. Связана с материалом реальности объекта.

Методы морфол-ого проектиров-я (или внутреструктурных информаций) Раскрыть принципиальные возможности, которыми обладает форма.

1. Перекомпоновка (ф-ции заданы, соб-т элементы объекта в цельную структуру. Эргономика, важность макетирования и в натур. величину 1:1

2. Поиск формы на основе преобразования конструктивных связей (структура объекта в целом сохраняется)

3. На основании преобразования морфологии на основе переосмысления функцион. Структуры деят-ти (система человек, объект)

4. технологического проектир-я (воплощение морфологического образа вещи в мат-ле и пром.технологии). 3 концепции:

1. как проект. Замысел формы вещи (логика формы обр.мат-ла)

2. Романтическая (придумывание матер-лы, и прим-е разные технологии на мат-л)

3. «обмануть» потребителя (характеризует, что работает в др. направлении, полностью убир-ся хар-ки технол-гии мат-ла.