Морфологические методы. 
Теория систем и системный анализ

Метод морфологического анализа и синтеза был разработан в 1930;е гг. швейцарским астрономом Ф. Цвикки для поиска новых решений в конструировании астрономических приборов. Морфологический подход основан на комбинации вариантов решения задач. Его основная идея — находить наибольшее число возможных вариантов решения поставленной проблемы путем комбинирования основных (выделенных исследователем) структурных элементов системы или их признаков. Это простой и эффективный способ генерации альтернатив, их оценки и выбора наилучшей.

Обратите внимание!

Суть морфологического анализа заключается в том, что сначала выделяется несколько характерных признаков (морфологических признаков) проектируемой системы, затем, но каждому признаку составляется список возможных значений (альтернатив). Таким образом генерируются альтернативы, а затем путем перебора всех возможных сочетаний этих альтернатив оценивают каждое сочетание по определенной шкале и выбирают то, которое получает наибольшее число баллов.

Морфологический анализ часто оформляют в виде таблицы (матрицы). Такая таблица называется морфологическим ящиком (табл. 8.4).

Таблица 8.4

Пример составления морфологического ящика.

Число признаков (элементов) определяет исследователь, он выделяет характерные параметры для описания системы. Эго могут быть конкретные задачи, а варианты — это альтернативные решения. Число сочетаний таких вариантов может быть настолько большим, что вызывает сложность для реализации метода. Однако оценка каждого сочетания позволяет расширить поиск неординарных решений проблемы в целом.

Например, мы выбираем новое место работы. Для сравнения берем три компании: А, Б и В. Выбор признаков и оценка вариантов осуществляется субъективно, их может быть много (табл. 8.5).

Таблица 8.5

Пример применения морфологического метода.

Окончание табл. 8.5

Выбор падает на компанию В, так как сумма баллов у нее больше. На этом примере показан алгоритм проведения морфологического анализа, который можно разделить на следующие этапы:

• 1) выделить наиболее значимые для решения задачи (проблемы) параметры (факторы);
• 2) установить по некоторой шкале ранг для каждого параметра (такая оценка является индивидуальной);
• 3) экспертно оценить в баллах значимость каждого параметра (фактора) для решения конечной цели;
• 4) суммировать экспертные оценки по всем параметрам (но столбцам), т. е. осуществить морфологический синтез и по наибольшей сумме выбрать наилучшей вариант решения.

Мнение специалистов Морфологический анализ предполагает не просто декомпозицию целого на части, а соединение классификации с обобщением, т. е. выделение элементов по принципу функциональной значимости и роли, которую они играют в решении общей проблемы. Метод также позволяет установить прямую или опосредованную связь с внешней средой. Морфологический анализ помогает глубже понять содержание проблемы, получить большой объем информации, найти и выбрать оптимальное решение, учитывая имеющиеся средства и методы, выявить причины возникновения проблемы и последствия решений.

Важная особенность морфологического метода анализа состоит в том, что он позволяет соединить логический анализ с математическим, создать и классифицировать все имеющиеся альтернативы и оценить их ценность для решения (достижения) поставленной в анализе задачи (цели). Например, морфологический анализ вида инноваций, которые могут быть внедрены в компании, можно провести с точки зрения таких важных параметров, как объем инвестиций, уровень рисков, необходимые ресурсы, затраты, результаты и т. п.

Суть морфологического метода исследования проблем заключается в определении информационного поля поиска решений, которое называется морфологическим множеством, а процесс определения этого множества — морфологическим анализом. В результате морфологического анализа определяется множество альтернатив (решений). Поиск решения называется морфологическим синтезом. Морфологический синтез осуществляется путем сочетания (синтеза) альтернативных решений с выбором оптимального решения.

Морфологическое множество может быть представлено морфологическим деревом, графами и таблицами. Морфологическое дерево — иерархическая структура элементов (признаков) исследуемого объекта, которые имеют функциональную связь.

Морфологический метод является простым и эффективным средством решения задачи (проблемы) путем нахождения альтернатив и выбора наилучшей при сочетании всех вариантов.

В соответствии с рекомендациями Ф. Цвики анализ осуществляется по этапам:

• 1) точная формулировка проблемы. Максимально точная формулировка цели морфологического исследования, преодоление директивности в формулировках, возможное уточнение цели;
• 2) выявление и описание всех параметров, которые могли бы войти в решение проблемы. Все параметры должны быть примерно равнозначными с точки зрения поставленной цели;
• 3) создание «морфологического ящика» (или многомерной матрицы), содержащего все решения заданной проблемы. Не следует проводить никаких оценок вариантов (альтернатив) до полного оформления морфологического множества;
• 4) анализ и оценка с точки зрения целей, которые должны быть достигнуты, всех решений, содержащихся в «морфологическом ящике». Для каждой строки морфологической таблицы проверяется, является ли частный вариант параметра альтернативным или осмысленные варианты отсутствуют;
• 5) выбор и реализация наилучших решений (при наличии необходимых средств).

Морфологический анализ является одним из приемов применения системного подхода в исследовании объектов в категориях основных структурных признаков, принципов и параметров. Он обеспечивает высокую эффективность решения многих технических и технологических проблем. Является упорядоченным способом исследования, позволяющим генерировать разнообразные альтернативные идеи (решения), которые позволяют увеличивать объем информационного поля решений сформулированной проблемы.

Главным недостатком метода является упрощенный подход к анализу объекта и возможность получения слишком большого числа вариантов. Поэтому его рекомендуется применять для анализа простых объектов и там, где можно найти новую идею путем комбинации известных решений (реклама, дизайн и т. п.). В настоящее время морфологический анализ используется для исследования локальных проблем экономики. Например, для исследования факторов риска и их влияния на стабильность и управляемость бизнеса, для поиска оптимальных управленческих или креативных решений в области инноваций и многих других. Он может быть частью функционально-стоимостного анализа. Например, выбор наиболее эффективного способа проведения процедуры нормирования работ.