XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

Метод морфологического ящика – это специальный метод решения задач, основанный на подборе возможных решений для отдельных частей задачи (так называемых признаков) и последующим получением их комбинаций. Метод морфологического анализа относится к эвристическим методам [2]. Метод морфологического анализа был придуман американским астрофизиком Фрицем Цвикки в середине 30-х годов XX века.

В 30-е годы XX века Цвикки приминал морфологический анализ к решению астрофизических проблем и с помощью него смог предсказать существование нейтронных звёзд [3].

В годы Второй мировой войны, Цвикки участвовал в разработке американских ракет, и для этого тоже использовал метод морфологического ящика.

Изначально метод был предназначен для не поддающихся решению проблем, где причинное моделирование и симуляция не давали никакого результата. Сейчас же метод морфологического ящика используется в разных областях, например [4]:

1. В промышленном дизайне – позволяет разрабатывать новые продукты путём комбинации уже использованных ранее параметров.

2. В медицинских исследованиях – помогает создавать новые методики лечения, основываясь на ранее использованных.

3. В бизнесе – помогает проводить анализ различных аспектов: финансовые, социальные, психологические, технологические и другие. Например, при создании своего бизнеса, рассматривают разные факторы и составляют из них наиболее выгодную стратегию работы.

4. В творчестве – позволяет по-разному экспериментировать с разными стилями комбинируя их и создавая что-то новое.

5. Метод морфологического ящика позволяет разложить сложную проблему на элементы и с помощью комбинаций исследовать возможные решения [5].

Рассмотрим пример морфологического ящика для выбора корпуса персонального компьютера.

1. Для начала выберем параметры для анализа:

• Типкорпуса: Full Tower, Mid Tower, Mini Tower.

• Материал: Сталь, Алюминий, Пластик.

• Форм-фактор материнской платы: ATX, Micro ATX, Mini ITX.

• Количество отсеков для дисков: 2.5 HDD/SSD, 3.5 HDD, дисковод.

• Система охлаждения: Вентиляторы, Радиаторы (для водяного или пассивного охлаждения), RGB вентиляторы.

• Портативность: Легкий, Средний и Тяжелый.

• Цена: Бюджетный, Средний, Премиум

• Эстетика: Обычный дизайн, Игровой стиль, Минимализм.

2. Создаём морфологическую таблицу (табл.1) со всеми параметрами:

Таблица 1 – Признаки и рассматриваемые альтернативные варианты

По приведенной таблице можно увидеть все параметры, которые следует использовать для создания комбинаций.

Всего для такой таблицы можно составить N = 3 * 3 * 3 * 3 * 3 * 3 * 3 = 2187 комбинаций.

3. Проанализируем комбинации.

Например, если нужно собрать игровой компьютер, тогда выбираем корпус с игровым дизайном и который будет наиболее долговечным.

Если нужен компьютер в офис, тогда уже не нужен игровой дизайн, и выбираем любой бюджетный корпус с обычным дизайном.

4. Оценка комбинаций.

Поскольку принято решение выбрать корпус с игровым дизайном, важными в этом случае оказываются только 5 параметров построим новую таблицу 2 с необходимыми признаками

Таблица2 – Необходимые признаки

Начинаем проводить морфологический анализ. Во-первых, делаем выбор по двум параметрам. Для этого построим таблицу «Оценка по двум признакам». Если собираем игровой ПК и нужен не тяжёлый, но долговечный корпус (табл.3).

Таблица 3 – Оценка по двум признакам

Анализируя далее, построим таблицу 4 «Оценка системы охлаждения». Отмечаем, что для маленьких корпусов типа Mini ITX и Micro ATX нужна хорошая система охлаждения, то есть система жидкостного охлаждения, поскольку. корпус маленький и вентиляторы могут не справляться.

Таблица 4 – Оценка системы охлаждения

Далее построим таблицу 5 «Выбор необходимого ценового сегмента» для оценки подходящего бюджета.

Таблица 5 – Выбор необходимого ценового сегмента

В случае важности портативности ПК подойдёт корпус с лёгкой или средней портативностью. Для определения необходимой портативности построим таблицу 6 «Оценка портативности»

Таблица 6 – Оценка портативности

Далее рассмотрим какие варианты получились в таблице 7 «Подходящие варианты».

Таблица 7 – Подходящие варианты

5. На основе проделанного анализа комбинаций выбираем нужный.

В результате морфологического анализа решено выбрать 2 варианта корпусов:

Так как корпус из стали будет более долговечный, компактный Mini ITX и с хорошей системой жидкостного охлаждения, чем не может похвастаться корпус из пластика или алюминия [6].

На приведенном примере видно, что при помощи метода морфологического анализа из множества параметров были выбраны сначала 8 комбинаций, а затем вообще сошлись на выборе двух. В этом и заключается суть морфологического анализа, когда можно в большой сложной проблеме найти несколько вариантов решения.

Список использованной литературы:

1. Цвики, Ф. (1969). Открытие, изобретение, исследование через морфологический подход. Нью-Йорк: McGraw-Hill.

2. Глобин, А. Н. В постоянном поиске новых методов инженерного творчества: методы морфологического анализа и фокальных объектов / А. Н. Глобин, М. Н. Крылова // ADVANCED SCIENCE: сборник статей II Международной научно-практической конференции: в 2 ч., Пенза, 17 января 2018 года. Том Часть 1. – Пенза: "Наука и Просвещение" (ИП Гуляев Г.Ю.), 2018. – С. 171-174. – EDN YQJMBX.

3. Сивобородько, С. Ю. Модифицированный метод морфологического анализа при решении задач технологического предусмотрения / С. Ю. Сивобородько // Актуальные научные исследования в современном мире. – 2018. – № 7-1(39). – С. 130-137. – EDN XVPUEH.

4. Одрин В. М., Картавов С. С. Морфологический анализ систем. Построение морфологических таблиц. – Киев.: 1977–138с.

5. Лахин А.М., Лебеденко Ю.А. – Морфологический анализ, как метод поиска новых технических решений. // Студенческий научно-технический журнал ИНЖЕНЕР (№ 1(25)–2(26)'2018)–2018 / Материалы студентов, аспирантов. – Донецьк, ДонНТУ – 2018, Том 1, с. 123–125.

6. Чамберс, М. Л. (2018). Собери свой ПК: Самостоятельное руководство для "чайников". Москва: Издательство "Вильямс".