Методы поиска решений проблем: морфологический анализ

Министерство Образования  и Науки России

Федеральное Государственное  Образовательное Учреждение

Среднего Профессионального  Образования

«ПЕТРОВСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Отделение финансов экономики  и права

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

По дисциплине: «Маркетинговые исследования»

На тему: «Методы поиска решений проблем: морфологический анализ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2011

 

В современном виде морфоанализ создан швейцарским астрофизиком Ф. Цвикки. В 30-е годы ХХ века Ф. Цвикки интуитивно применил морфологический подход к решению астрофизических проблем и на этой основе предсказал существование нейтронных звезд. Только на первый взгляд может показаться странным, что метод активизации мышления создан астрофизиком, ведь астрономия одной из первых наук столкнулась с большими и сложными динамическими системами (звездами, галактиками) и первой ощутила потребность в методах, позволяющих анализировать такие системы. Большими динамическими системами по своему многообразию и сложности являются технические системы. Поэтому неслучайно в годы II мировой войны эмигрировавший из Европы Ф. Цвикки был привлечен к разработкам в области американской ракетно-космической техники.

Сущность метода морфологического анализа заключается в соединении в единую систему методов выявления, обозначения, подсчета и классификации всех выбранных вариантов какой-либо функции данной инновации. Любая инновация связана со стремлением уменьшить объем вложения капитала и снизить степень риска, которая всегда сопутствует нововведению. А эти две характеристики инновации находятся в прямой зависимости от числа требуемых изменений.

Морфологический анализ проводится по следующей схеме, состоящей из шести последовательных этапов. В их числе:

1) формулировки проблемы;

2) постановки задачи;

3) составления списка  всех характеристик обследуемого (предполагаемого) продукта или  операции;

4) составления перечня  возможных вариантов решения  по каждой характеристике (перечень  называется морфологической картой  или таблицей (если характеристик продукта – 2) или «морфологическим ящиком (гиперящиком)», если характеристик – 3 и более).

В простейшем случае при методе морфологического анализа составляется двумерная морфологическая карта: выбираются две важнейшие характеристики продукта, составляют по каждой из них список всевозможных форм воздействия или альтернатив, затем строят таблицу, осями которой являются эти списки. Клетки такой таблицы соответствуют вариантам решения исследуемой проблемы.

5 и 6  этапами морфологического  анализа являются: анализ сочетаний  и выбор наилучшего сочетания.  Выбор обычно производится путем  перебора всех вариантов, а  это очень трудоемкая работа.

При методе морфологического анализа применяются специфические  понятия:

• морфологический интервал;
• морфологическое расстояние;
• морфологическая окрестность;
• поверхность морфологической окрестности;
• скачок (или прорыв).

Морфологический интервал представляет целое множество дискретных точек (или координат), каждая из которых соответствует определенной комбинации переменных величин. Эти переменные величины есть параметры. Пространство имеет столько измерений, сколько имеется параметров.

Морфологическое расстояние между двумя точками  пространства. Оно определяется числом параметров, которые не являются общими для двух вариантов. Здесь следует иметь в виду, что два варианта, которые отличаются друг от друга только одним параметром, являются морфологически близкими вариантами. Но одновременно эти два варианта отличаются по многим (т.е. по всем остальным) параметрам и являются морфологически далекими друг от друга.

Морфологическая окрестность. Она представляет собой множество точек, каждая из которых морфологически близка к другой точке.

Поверхность морфологической окрестности – это множество вариантов, отличающихся от точек данной окрестности самое большое одним параметром. Площадь поверхности морфологической окрестности равна числу таких точек.

Скачок, или прорыв, означает, что в результате исследований была разработана такая новая система, которая произвела революцию в экономике, технике, технологии. Появление скачка в данной области равносильно освоению новой большой территории. Скачок в области инновационного продукта или операции способствует быстрому захвату рынка как своей страны, так и ряда зарубежных стран. Вероятность любого скачка в единицу времени представляет при всех прочих равных условиях убывающую функцию, аргументом которой является морфологический интервал, отделяющий его от современного уровня развития экономики, техники, технологии и т.п

 
Основная идея морфологического подхода  — систематически находить наибольшее число, а в пределе — все  возможные варианты решения поставленной проблемы или реализации системы  путем комбинирования основных (выделенных исследователем) структурных элементов  системы или их признаков. При  этом система или проблема может  разбиваться на части разными  способами и рассматриваться  в различных аспектах. 
Отправными точками морфологическою исследования Ф. Цвикки считает:

а) равный интерес ко всем объектам морфологического моделирования;

б) ликвидацию всех ограничений  и оценок до тех пор, пока не будет  получена полная структура исследуемой  области;

в) максимально точную формулировку поставленной проблемы.

Кроме этих общих положений, Цвикки предложил ряд отдельных способов (методов) морфологического моделирования: метод систематического покрытия поля (МСПП), метод отрицания и конструирования (МОК), метод морфологического ящика (ММЯ), метод экстремальных ситуаций (МЭС), метод сопоставления совершенного с дефектным (МССД), метод обобщения (МО). Наибольшую известность получили три первых метода. 
МСПП предполагает, что существует некоторое число так называемых «опорных пунктов» знания в любой исследуемой области. Этими пунктами могут быть теоретические положения, эмпирические факты, открытые законы, в соответствии с которыми протекают различные процессы, и т. д. Исходя из ограниченного числа опорных пунктов знания и достаточного числа принципов мышления, морфологическим методом покрытия поля ищут все возможные решения поставленной проблемы.

МОК основывается на соображениях, которые Ф. Цвикки сформулировал следующим образом: «На пути конструктивного прогресса стоят догмы и компромиссные или диктаторские ограничения. Следовательно, есть смысл их отрицать. Однако одного этого недостаточно. То, что получается из отрицания, необходимо конструктивно переработать». В соответствии с этим МОК разбивается на три этапа:

1) формирование ряда высказываний (положений, утверждений, аксиом  и т. п.), соответствующих современному  уровню развития исследуемой  области знаний;

2) замена одного, нескольких  или всех сформулированных высказываний  на противоположные;

3) построение всевозможных  следствий, вытекающих из такого  отрицания и проверка непротиворечивости  вновь полученных и оставшихся  неизменными высказываний. 
МОК может быть реализован в форме одного из вариантов «мозговой атаки» — метода «судов». 
Предложенные Ф. Цвикки методы нашли широкое распространение как средство активизации изобретательской деятельности, а при моделировании задач планирования — распределения заказов по плановым периодам, размещения их по производствам — удобным средством оказался ММЯ, который охарактеризуем несколько подробнее. Обратим внимание на использование остальных методов в качестве вспомогательных при формировании морфологической таблицы (морфологического ящика — МЯ). 
Идея ММЯ состоит в определении всех возможных параметров, от которых может зависеть решение проблемы, и представления их в виде матриц-строк, а затем в определении в этой морфологической матрице-ящике всех возможных сочетаний параметров по одному из каждой строки. Полученные варианты решений подвергаются оценке и анализу с целью выбора наилучшего. 
Построение и исследование МЯ по Цвикки проводится в пять этапов: 
1) точная формулировка поставленной проблемы; 
2) определение параметров (классификационных признаков), от которых зависит решение проблемы (процедура анализа может быть итеративной с уточнением или изменением набора Р, по мере уточнения представлений об исследуемом объекте или процессе принятия решения); 
3) деление параметров Р на их значения р (формирование классификаторов по выбранным признакам Р) и представление их в виде матриц-строк; 
4) оценка всех имеющихся в МЯ вариантов; 
5) выбор из МЯ оптимального варианта решения задачи. 
МЯ могут быть также не только двумерными. Трехмерные МЯ и МЯ большей размерности находят, например, применение при разработке прогнозов и при получении вариантов новой техники. Однако при формировании и анализе многомерных МЯ, особенно для анализа проблем организационного управления, возникают существенные трудности в их представлении ЛПР, интерпретации результатов. Поэтому удобнее становится, используя идею морфологического подхода, разрабатывать языки моделирования (автоматизации моделирования), которые применяются для «порождения» возможных ситуаций в системе, возможных вариантов решения и часто как вспомогательное средство формирования нижних уровней иерархических структур целей и функций ил организационных структур систем управления. В этом случае термин «морфологический подход» применяется в более широком смысле. 
В практике объемно-календарного планирования оказалось более удобным как бы перевернуть двумерный МЯ и комбинировать не элементы строк, а элементы столбцов (такие таблицы привычнее для работников плановых отделов). 
Расширению практического применения ММЯ существенно способствует автоматизация морфологического моделирования. При этом важно автоматизировать не только получение вариантов, т. е. собственно перебор, а и получение оценок этих вариантов .