什么是创新思维的形态分析法?

2023年10月13日08:37:29什么是创新思维的形态分析法?已关闭评论

形态分析法是一种从系统论的观点看待事物的创新思维方法。 这种方法是由美国加州理工学院教授弗里茨·兹威基与矿物学家里哥尼合作创立的,它对搜索问题的解决方案所设置的限制很有用处,利用它可以对解决方案的可能前景进行系统的分析。

1943年,兹威基参加了美国火箭研制小组,他把数学中常用的排列组合原理应用于新技术方案的设计中,将火箭的各个主要部件可能具有的各种形态进行了不同的组合,得到了令人惊奇的结果:他在一周之内交出了576种不同的火箭设计方案,这些方案几乎包括了当时所有可能的制造火箭的设计方案。1948年,兹威基公开了他的构思技巧——形态分析法。

1 形态分析法的特点

形态分析法的特点是从系统论的角度看待事物。首先,把研究的对象或问题分为一些基本组成部分;然后,对每一个基本组成部分单独进行处理,分别提出解决问题的办法或方案;最后,通过不同的组合,形成若干解决整个问题的总体方案。为了确定各个总体方案是否可行,必须采用形态学方法进行分析。

因素和形态是运用形态分析法时要用到的两个非常重要的基本概念。因素是指构成某种事物各种功能的特性因子,形态是指实现事物各种功能的技术手段。例如,对于一种工业产品,可将反映该产品特定用途或特定功能的性能指标作为基本因素,而将实现该产品特定用途或特定功能的技术手段作为基本形态。又如,对于机械上使用的离合器,可将其“传递动力”这个功能作为基本因素,那么“摩擦力”“电磁结合力”等技术手段是该基本因素对应的基本形态。

2 形态分析法的步骤

形态分析法的实施步骤如下。

步骤1 :确定研究课题。这并不是提出一个准确的、具体的设想方案。

步骤2 :因素提取。确定发明对象的主要组成,即基本因素,把问题分解成若干基本组成部分。确定的基本因素在功能上应是相对独立的。因素的数目不宜太多,也不宜太少,一般3~7个为宜。

步骤3 :形态分析。按照发明对象对诸因素所要求的功能,列出各因素全部可能的形态。完成这一步需要有很好的知识基础和丰富的工作经验,对本行业和其他行业的各种技术手段了解得越多越好。

步骤4 :编制形态表,进行形态组合。按照对发明对象的总体功能要求,分别将各因素的不同形态方式进行组合,获得尽可能多的合理方案。

步骤5 :优选。从组合方案中选优,并具体化。

例2-2 确定汽车前照灯的设计方案。

前照灯是汽车的重要部件(见图2-3)。前照灯是汽车的“眼睛”,也是汽车漂亮外表的重要特征。有了可靠的照明,汽车方能提高夜间行驶速度,并确保安全。前照灯的结构形式直接影响汽车前端的外形,对构建低空气阻力的流线型车身外廓极为重要。考虑到这些功能,要求对前照灯的外形、光源类型、散光玻璃材质、控制方式等因素进行分析,编制形态表(见表2-1)。

图2-3 汽车前照灯

表2-1 汽车前照灯形态表

根据表2-1,进行各种可能的组合,得到4×3×2×2=48种设计方案。然后,考虑生产成本、重量、可靠性、耐久性、消费者的认可度等,对这些方案分别进行分析对比,从中可选出最优方案。

3 形态分析法的优缺点

形态分析法的主要优点是对每个总体方案都要进行可行性分析,这有利于寻找到最佳的解决方案。

形态分析法的主要缺点有使用不便、工作量大。如果一个系统由10个部件组成(因素),而每个部件又有10种不同的制造方法(形态),那么,组合的数目就会达到100。如果使用手工的方法来进行形态分析,则费时费力,极不方便。计算机可以完成这样数量级的组合,而人则无法分析数量如此巨大的信息。对大量的方案进行可行性分析,往往会使发明的目标变模糊。如果采用选择性形态分析,就可忽略不适当的组合。例如,在确定汽车前照灯设计方案的例子中,可以根据车型和消费定位,去掉某些不合适的组合。若为经济型家庭轿车设计前照灯,则应尽量降低成本,氙气灯(气体放电灯)和光感应的自动开关控制这些高档配置就不需要考虑了。

形态分析法特别适合下列6个方面的观念创新。

(1)新产品或新型服务模式。

(2)新材料应用。

(3)新的市场分割和市场用途。

(4)开发具有竞争优势的新方法。

(5)产品或服务的新颖推销技巧。

(6)新的发展机遇的定向确认。

在仅存在唯一一种问题描述方法、开发项目规模很小、涉及问题的概念特性只有一个方面等情况下,不宜采用形态分析法。

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