Владимир Петров - Методы активизации творческого процесса

— варианты, находящиеся на стадии подготовки к производству;

— варианты на стадии разработки;

— научные исследования.

2. Стоимость:

— дешевая;

— средняя;

— дорогая.

В зависимости от целей проектирования можно ограничить число вариантов доступностью или стоимостью. Например, при проектировании изделия, которое должно быть быстро внедрено и стоило бы дешево, следует ограничиться легкодоступными и дешевыми вариантами, а при создании уникальных объектов следует выбрать элементы, которые только исследуются.

Другие варианты упрощения анализа предлагают ограничить число морфем и вариантов их исполнения или рассматривать только часть матрицы.

2.5.1. Двухмерная матрица

Первоначально рассмотрим простейший случай морфологического анализа — двухмерная матрица (таблица), т. е. существуют только две составляющие (морфемы).

Задача 2.1. Яхта

Задание: используя метод морфологического анализа, определить многообразие видов яхт.

1. Объект исследования — яхта.

2. Формулировка проблемы — определить максимально возможное количество видов яхт.

3. Выявление характеристик (морфем). У яхты имеется два основных элемента: корпуси парус.

4. Опишем все возможные (альтернативные) виды корпусов и парусов (не вдаваясь в детали).

4.1. Корпус:

— Плот (рис. 2.4);

— Один корпус (рис. 2.5);

— Два корпуса — катамаран (рис. 2.6);

— Три корпуса — тримаран (рис. 2.7);

— Четыре и более корпусов — полимаран (рис. 2.8);

— Полупогруженное судно (рис. 2.9);

— Судно на подводных крыльях (рис. 2.10);

— Судно на воздушной подушке (рис. 2.11);

— Экраноплан (рис. 2.12).

4.2. Парус:

— Обычный парус (матерчатый парус) (рис. 2.13);

— Парус в виде крыла (рис. 2.14);

— Парус в виде воздушного шара (рис. 2.15);

— Парус в виде дельтаплана;

— Воздушный винт (рис. 2.16);

— Парус, использующий эффект Магнуса 15 15 Схема эффекта Магнуса изображена на рис. 2.17. Многие этот эффект наблюдали при исполнении так называемого крученого мяча в настольном теннисе или футболе. Суть его в следующем. Цилиндр (или шар) вращается в определенную сторону. Стрелкой показано направление вращения ( ω — скорость вращения). Цилиндр находится в потоке ветра, показанного стрелкой W . Когда скорости ветра W и вращения цилиндра ω складываются (внизу на рис. 2.28), общая скорость V 2 увеличивается . При увеличении скорости, согласно закону Бернулли, давление P 2 в потоке воздуха падает (на схеме стоит знак минус "-»). С другой стороны (сверху) скорости вычитаются, общая скорость V 1 уменьшается ( V 1 < V 2 ), и давление P 1 увеличивается ( P 1 > P 2 — на схеме показан знак плюс "+»). Так образуется сила F , направленная перпендикулярно к потоку, которую можно использовать для движения судна (рис. 2.17).

5. Составим матрицу вариантов решений. Данный пример рассмотрим в упрощенном варианте. В таблице для простоты не будут рассматриваться формы корпуса, а виды корпусов и их количество будут рассматриваться в одной строке (морфеме), то же самое относится к парусу. Иначе придется рассматривать многомерную матрицу. Некоторые из вариантов яхты приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3. Виды яхт

Примечание.В таблице цифрами указан номер варианта яхты, а в скобках указано, существует ли этот вариант:

« +» — означает, что вариант уже существует,

«—» — вариант не существует,

«?» — неизвестно существование варианта или существует только предложение.

Проиллюстрируем некоторые варианты.

Рис. 2.4. Плот «Кон-Тики». Вариант 1 (табл. 2.3)

Рис. 2.5. Яхта. Вариант 7 (табл. 2.3)

Рис. 2.6. Катамаран. Вариант 13 (табл. 2.3)

Рис. 2.7. Тримаран. Вариант 19 (табл. 2.3)

Рис. 2.8. Полимаран. Вариант 25 (табл. 2.3)

Рис. 2.9. Полупогруженое судно

Рис. 2.10. Судно на подводных крыльях

Рис. 2.11. Судно на воздушной подушке

Рис. 2.12. Экраноплан

Рис. 2.13. Яхта — матерчатый парус. Вариант 7 (табл. 2.3)

Рис. 2.14. Парус — крыло. Вариант 20 (табл. 2.3)

Рис. 2.15. Парус — воздушный шар-крыло. Вариант 9 (табл. 2.3)

Рис. 2.16. Парус — винт. Вариант 15 (табл. 2.3)

Рис. 2.17. Схема эффекта Магнуса

Рис. 2.18. Судно Флетнера. Эффект Магнуса. Вариант 12 (табл. 2.3)

Мы рассмотрели самый простейший случай морфологической матрицы — таблица. Это был учебный пример. В действительности, даже для яхты нужно рассматривать многомерную матрицу.

Часто морфемы имеют иерархическую структуру. Опишем один из вариантов этой структуры для яхты.

1. Корпус. Можно рассматривать вид корпуса, количество корпусов и форму корпусов.

1.1. Вид корпуса :

1.1.1. Водоизмещающий корпус 16 16 Водоизмещающие суда — обычные суда, корпус которых погружается на некоторую глубину под воду для создания архимедовой силы. , например плот, лодка.

1.1.2. Не водоизмещающий корпус:

— Подводные крылья;

— Воздушная подушка;

— Экраноплан.

1.1.3. Смешанные корпуса (полупогруженные корпуса).

1.1.4. Подводный корпус.

1.2 . Количество корпусов :

— Один — однокорпусное судно;

— Два — катамаран;

— Три — тримаран;

— Четыре и более — полимаран.

1.3. Форма корпуса :

1.3.1. Плоскость (например, плот из досок).

1.3.2. Сечение:

— Круглое;

— Овальное;

— Треугольное;

— Квадратное;

— Прямоугольное;

— Шестиугольное;

— Многогранное.

1.3.3. Веретенообразная.

1.3.4. В виде лодки.

1.3.5. С бульбом (рис. 2.19).

1.3.6. И т. д.

2. Парус.

2.1. Вид паруса :

— Обычный парус (матерчатый парус);

— Парус в виде крыла;

— Парус в виде кольцевидного крыла;

— Парус в виде воздушного шара;

— Парус в виде дельтаплана;

— Воздушный винт;

— Парус, использующий эффект Магнуса;

— И т. д.

2.2. Количество парусов и мачт :

2.2.1. Количество мачт:

— Одна;

— Две;

— Три;

— И т. д.

2.2.2. Количество парусов:

— Один;

— Два;

— Три;

— Четыре;

— Более.

Рис. 2.19. Судно с носовым бульбом 17 17 Бульб , или носовой бульб (от фр. Bulbe — луковица ) — выступающая чуть ниже ватерлинии часть носа судна, имеющая выпуклую эллипсоидную форму. Бульб изменяет направление потока воды по всему корпусу, уменьшая сопротивление, и, следовательно, способствует увеличению скорости, дальности плавания и экономии топлива. Носовой бульб на больших судах даёт выигрыш, как правило, от 12 до 15 процентов топливной эффективности по сравнению с аналогичными судами без них. — Материал из Википедии.

Имеются более сложные, чем описанные ранее, сочетания, например, однокорпусная яхта с подводными крыльями (рис. 2.20), двухкорпусная яхта — катамаран с подводными крыльями (рис. 2.21), трехкорпусная яхта — тримаран с подводными крыльями (рис. 2.22).