В этом уроке мы переходим к тем алгоритмам, которые направлены на создание сложных систем и поиск оптимальных решений с минимальным перебором возможных результатов. Начнём с алгоритма, который помогает как раз найти не одно пригодное решение, а максимально возможное их количество. Такие алгоритмы важны в том случае, когда нам важно видеть все варианты, чтобы не упустить наиболее подходящий. Этот алгоритм называется «морфологический анализ» или «морфологический ящик».

Цель урока: познакомиться с принципами использования морфологического анализа для решения сложных задач по комбинированию различных свойств создаваемого объекта.

Представленный алгоритм несколько похож на ранее описанный МФО или метод латерального мышления, но у него есть свои особенности и принципы применения, что в результате даёт интересные решения. Итак, давайте приступим.

Информационная часть

Метод морфологического анализа или морфологического ящика (от англ. Morphological Box) основан на подборе возможных решений для отдельных частей задачи (так называемых морфологических признаков, характеризующих объект задачи) и последующем систематизированном получении их сочетаний.

Придумал этот метод астрофизик Фриц Цвикки. В 1939 году Цвикки, анализируя белые пятна на диаграмме «Масса – светимость», сделал выдающееся открытие – теоретически доказал существование нейтронных звёзд. Три года спустя, когда Цвикки привлекли к ракетным разработкам, он перенёс метод построения многомерных диаграмм в технику, назвав его морфологическим методом. Сущность данного метода заключается в построении многомерных таблиц (морфологических ящиков), в которых в качестве осей берутся основные показатели данной совокупности объектов. Благодаря этому методу Цвикки смог за короткое время получить значительное количество оригинальных технических решений в ракетостроении.

Фриц Цвикки (1898 – 1974) – американский астрофизик швейцарского происхождения. Большую часть своей жизни он работал в Калифорнийском технологическом институте в США (с 1925 года), где сделал большой вклад в теоретическую и наблюдательную астрономию. Изучал взаимодействующие галактики, а также нейтронные звёзды (вместе с немецким астрономом Вальтером Бааде предположил, что они являются остатками взрывов сверхновых). В 1937 году предложил использовать явление гравитационной линзы для наблюдения удалённых космических объектов.

Подробнее в Википедии…

Если говорить простыми словами, метод морфологического ящика заключается в том, что исследуемый объект разделяют на составляющие, из которых выбирают те из них, которые обладают нужными характеристиками. А новый объект собирают уже только с выбранными характеристиками.

Цель метода: поиск максимального количества возможных идей решения проблемы путём факторного анализа и комбинирования всех возможных значений факторов.

В простом виде алгоритм выглядит так:

1. Формулируется задача и объект разработки.
2. Выделяются 2-3 значимых характеристики объекта разработки.
3. Перечисляются возможные значения каждой значимой характеристики.
4. Создаётся «морфологический ящик»: двумерная или трехмерная матрица.
5. Перебираются и анализируются все полученные пересечения. Выбираются оптимальные.

Рассмотрим каждый этап более подробно.

Этап 1. Формулируется задача и объект разработки. Проблема может быть разной: от «создать новое уникальное печенье» до «придумать оригинального персонажа». Задача должна быть определена в кратком и четком описании.

Пример задачи: создать новое средство передвижения.

Этап 2. Поиск значимых характеристик объекта решаемой задачи. Эта фаза определяет, что важно для решения проблемы. Проблема делится на разные измерения (морфологические признаки). Эти перспективы предоставляют потенциальные параметры, которые могут решить проблему.

Пример параметров: среда перемещения, топливо, вид двигателя, форма нахождения пассажиров внутри средства и т.д. Для упрощения дальнейшего примера выберем первые 2 характеристики.

Этап 3. Перечисляются возможные значения каждой характеристики. На этом этапе нужно найти все возможные значения так называемых морфологических признаков, характеризующих устройство, выявить и охарактеризовать все параметры возможных решений.

Пример значений параметров:

• Среда перемещения: дорога, воздух, на воде, под водой, в космосе, над землей в 1-5 метрах, в трубе.
• Топливо: бензин, электричество, водород, солнечная энергия, физическая сила водителя.

Этап 4. Создаётся «морфологический ящик» или многомерная матрица. Она содержит возможные решения заданной проблемы на пересечении значений морфологических признаков. Основная рекомендация – никаких оценок вариантов не следует проводить до полного оформления морфологического множества.

Пример матрицы:

Этап 5. Анализируются полученные комбинации. Эти комбинации располагаются в морфологическом ящике с точки зрения целей, которые должны быть достигнуты. На данном этапе происходит перебор всех вариантов решений (каждый раз берут по одному варианту для каждой оси) с проверкой комбинаций на соответствие условиям задачи, на несовместимость отдельных вариантов в предлагаемой общей их группе, на реализуемость и иные условия.

Пример: hyperloop на солнечной энергии, прозрачная труба по которой будут перемещаться кабины с солнечными панелями.

В результате этого метода мы даже в самом простом случае получаем двумерную модель, где будет 42 возможных решения. А если бы мы перечислили больше свойств и выбрали не два изменяемых параметра, а, допустим, десять, то получили бы тысячи и даже сотни тысяч потенциально возможных решений.

Давайте рассмотрим еще несколько примеров.

Примеры

Для транспортостроения метод комбинирования различных параметров применяется уже очень давно. Например, в начале 20 века считалось, что будущее автомобилестроения за электрическими двигателями – большая часть машин работала именно на электричестве. Бензиновые же машины позднее вошли в массовое производство, поэтому Генри Форд сильно рисковал, представив автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. И все же после многочисленных презентаций своего детища он заручился поддержкой трех инвесторов, которые доверили Форду 28 000 $ – небольшие деньги даже по тем временам.

Сам Цвикки показывал следующие иллюстрации своих матриц, по которым видно, что визуализировать конкретные примеры сложно. Это можно сделать только для двумерных или трехмерных таблиц:

Однако сами таблицы можно и не рисовать. Важно просто правильно строить комбинации. Например, для решения простой бытовой задачи «приготовление выпечки» элементы могут быть следующими:

• Размер: маленький, средний, большой, огромный.
• Основа: шоколадная, овсяная, банановая, ванильная.
• Наполнение: заварной крем, клубника, малина, шоколад.
• Текстура: ровная, с комками, пористая, гладкая.

Если мы хотим приготовить нечто новое, то уже на основе лишь этих параметров можем создать 256 разных комбинаций выпечки. Количество комбинаций будет равняться 4х4х4х4 = 256. Для такого количества комбинаций можно написать целую кулинарную книгу.

В бизнесе метод морфологического анализа также используется, правда, в несколько иных формах. К примеру, если вы получали экономическое образование, вы наверняка сталкивались с очень похожим инструментом, который называется «SWOT-анализ». В SWOT-анализе вам нужно выделить сильные стороны, слабые стороны, возможности и угрозы для конкретной организации, а после – пересечь эти параметры для поиска эффективных комбинаций:

В итоге пересечения (комбинации) полученных свойств дают полезную информацию для менеджера или предпринимателя:

• Поле СИВ показывает, какие сильные стороны необходимо использовать, чтобы получить отдачу от возможностей во внешней среде.
• Поле СЛВ показывает, за счет каких возможностей внешней среды организация сможет преодолеть имеющиеся слабости.
• Поле СИУ показывает, какие силы необходимо использовать для устранения угроз.
• Поле СЛУ показывает, от каких слабостей необходимо избавиться, чтобы попытаться предотвратить нависшую угрозу.

Кроме того, в экономике и менеджменте есть множество похожих инструментов: PEST-анализ, карта позиционирования и стратегическая канва и т.п., в которых вам нужно комбинировать различные свойства и элементы и на основании этих комбинаций делать выводы.

Рекомендации к применению

При помощи метода морфологического ящика различные решения сложной проблемы можно найти уже на этапе проектирования. Фриц Цвикки применял этот метод к астрономическим исследованиям и разработке реактивных двигателей и ракет. Но, как мы показали, метод морфологического ящика может использоваться не только в технике, но и в других областях, если учитывать следующие принципы:

Принцип 1. Четкая алгоритмизация. В некоторой степени метод Цвикки является альтернативой методу Уоллеса. Только в методе Уоллеса процесс комбинирования и отбора происходит в голове человека во время отхода от проблемы (сна, отдыха), а в методе морфологического анализа мы отказываемся от непредсказуемости нашего пытливого ума в пользу четкого перебора всех возможных комбинаций, которых может быть от нескольких десятков до нескольких тысяч.

Принцип 2. Легкость выделения морфологических признаков. У создаваемого объекта должны легко выделяться несколько значимых характеристик (величина, целевые аудитории, качественные характеристики и т.п.) В ином случае вы получите лишь комбинацию незначительных элементов, которые не помогут решить стоящую перед вами задачу. Метод морфологического анализа сложно применять в искусстве или некоторых гуманитарных областях, когда вам неизвестно, какие именно факторы влияют на успех решаемой задачи.

Принцип 3. Готовность к перебору множества вариантов. Когда характеристик у создаваемого продукта или услуги много, вы будете получать значительное количество решений, которые нужно будет анализировать. При условии использования таблиц в Excel или баз данных, можно создавать многомерные матрицы, где будут пересекаться значения не двух, а 3-10 параметров. Это может давать тысячи решений. Количество решений будет соответствовать произведению количеств всех значений каждого морфологического свойства.

Принцип 4. Субъективность. Итоговое решение в данном методе – это вопрос мнения. Представленный инструмент не позволяет выполнить качественный отбор решений, но в любом случае это выходит за рамки творческого процесса по методике Цвикки.

Давайте резюмируем урок

Если говорить простыми словами, метод морфологического ящика заключается в том, что исследуемый объект разделяют на составляющие, из которых выбирают те, которые обладают нужными характеристиками. А новый объект собирают уже только с выбранными характеристиками.

Цель метода: поиск максимального количества возможных идей решения проблемы путём факторного анализа и комбинирования всех возможных значений факторов.

В простом виде алгоритм выглядит так:

1. Формулируется задача и объект разработки.
2. Выделяются 2-3 значимых характеристики объекта разработки.
3. Перечисляются возможные значения каждой значимой характеристики.
4. Создаётся «морфологический ящик»: двумерная или трехмерная матрица.
5. Перебираются и анализируются все полученные пересечения. Выбираются оптимальные.

При помощи метода морфологического ящика различные решения сложной проблемы можно найти уже на этапе проектирования, если учитывать следующие принципы:

Принцип 1. Четкая алгоритмизация. В методе морфологического анализа мы отказываемся от непредсказуемости нашего пытливого ума в пользу четкого перебора всех возможных комбинаций, которых может быть от нескольких десятков до нескольких тысяч.

Принцип 2. Легкость выделения морфологических признаков. У создаваемого объекта должны легко выделяться несколько значимых характеристик. В ином случае вы получите лишь комбинацию незначительных элементов, которые не помогут решить стоящую перед вами задачу.

Принцип 3. Готовность к перебору множества вариантов. Когда характеристик у создаваемого продукта или услуги много, вы будете получать значительное количество решений, которые нужно будет анализировать.

Принцип 4. Субъективность. Итоговое решение в данном методе – это вопрос мнения. Представленный инструмент не позволяет выполнить качественный отбор решений, но в любом случае это выходит за рамки творческого процесса по методике Цвикки.

Дополнительные материалы:

• Техника квоты идей
• Метод морфологического ящика
• Комбинаторное мышление
• Анализ личности SWOT
• Анализ PEST для бизнеса

Мои заметки к уроку

> Сформулируйте задачу и объект разработки.
Задачи - понять нишу и рекламный канал по лидогенерации.

>Значимые характеристики объекта разработки.
Ниша (кому продавать Лиды)
Источник заявок (откуда получать Лиды)

>Попробуйте найти интересные пересечения этих характеристик.

Ниша 1. Юристы США.
Ниша 2. Юристы РФ.
Ниша 3. Яхты.

Источник заявок 1. Свой портал
Источник заявок 2. Таргет в соцсетях.
Источник заявок 3. Покупка у лидгенщиков

1-1. Портал по юристам США. Дорого. Долго. Непредсказуемый результат.
1-2. Да, лучший вариант генерить Лиды под клиента. Особенно если будет % от заказа или дорогая цена Лида.
1-3. Никак. Лидген сливает на партнерки.

2-1. Портал по русскоязычным юристам. Хорошая идея. Тренировка по курсам. Отработка спроса. Подготовка к выходу на США.
2-2. Вряд ли, только под конкретного клиента
2-3. Да, пробовать можно.

3-1. Портал по яхтам - хороший ход, но сама ниша и ее спрос вызывают вопросы.
3-2. Нет. Только под спецпроектв типа туры.
3-3. Точно нет.