编译原理预测分析法_浅谈解决问题方法之形态分析法

世界上使社会变得伟大的人，正是那些有勇气在生活中尝试和解决人生新问题的人！——泰戈尔

形态分析法是技术预测方法之一。系统地探寻生产某种产品的新的技术方案的方法。所谓形态在技术预测中指的是产品的零部件。主要步骤为：

（1)把产品分解成若干零部件；

（2)找出每种零部件的所有可行生产技术；

（3)列出所有零部件的所有可行技术的可能组合；

（4)对可能组合进行分析和评估，从中找出可行组合。可行组合既是新技术方案出现的机会，也是开发新技术方案的机会。

其特点是把研究对象或问题，分为一些基本组成部分，然后对某一个基本组成部分单独进行处理．分别提供各种解决问题的办法或方案．最后形成解决整个问题的总方案。这时会有若干个总方案，因为是通过不同的组合关系而得到不同的总方案的。所有的总方案中的每一个是否可行，必须采用形态学方法进行分析。

瑞典的茨维基把形态分析法分为五个步骤：

(1)明确地提出问题．并加以解释;

(2)把问题分解成若干个基本组成部分，每个部分都有明确的定义。并且有其特性；

(3)建立一个包含所有基本组成部分的多维矩阵(形态模型)，在这个矩阵中应包含所有可能的总的解决方案；

(4)检查这个矩阵中所有的总方案是否可行．并加以分析和评价；

(5)对各个可行的总方案进行比较，从中选出一个最佳的总方案。

此法最大的优点是对一项"未来技术"(即形态模型中的一个总方案)的可行性分析．不足的是当组合个数过多时．即总方案的个数太多时．第四步的可行性研究就比较困难．这种方法既可用来探索新技术，亦可以估计出实现新技术的可能性，为探索未来描绘出一幅清晰的因果。

通常步骤

1.明确用此技法所要解决的问题（发明、设计）。

2.将要解决的问题，按重要功能等基本组成部分，列出有关的独立因素。

3.详细列出各独立因素所含的要素。

4.将各要素排列组合成创造性设想。

下面针对新型微扭力学检测仪器的设计开发，介绍这种形态分析技法的案例分享。

1、对微扭力学检测仪器进行因素分析，确定完成微力检测所必备的基本因素。对力学检测仪这类工业产品来说，最好是用功能来代替因素，以利于形象思考。先确定微力检测仪器的总体功能，再进行功能分解，就可得到若干分功能，这些分功能就是微力学检测仪器的基本因素。如果我们定义微力学检测仪器的总功能有“微扭力检测”，那么以此为目的去寻找其手段，便可得到“安装检测产品”，“微扭力检测”和“软件控制检测”等三项分功能。

2、对各分功能进行形态分析，即确定实现这些功能要求的各种技术手段或功能载体。为此，发明创造者要进行信息检索，广思各种技术手段或方法。对一些新方法还可能进行实验或试验，以了解其应用的适用性和可靠性。在上述三种分功能中，“微扭力检测”，是最核心的一项，确定其功能载体时，要针对“微扭力”二字广思、深思和精思，从驱动技术、采集数据技术、微力技术、干扰技术等技术领域去寻找具有此功能的技术手段。

3、经过因素与形态分析，即可建立如下的微扭力试验机形态分析表

序号 功能 技术手段

1 2 3

A 安装检测产品 手工安放 半自动安放 机械手安放

B0 微扭力检测 电机加传感器 气缸加传感器 杠杆加传感器

B 微扭力检测 脉冲信号测试 光栅尺测试 激光束测试

C 软件控制检测 PLC控制 单片机控制 集成芯片控制

利用表，可以进行各功能之间的形态要素的排列组合，从理论上说，能够得到3x3x3x3＝81种方案。

4、在对81种组合的分析中，我们可以发现组合方案A1－B01－B2－C1属于普通的微力测试方案。这种微扭力测试仪的工作原理是靠电动机驱动加减速装置，使测试产品旋转，产品旋转带动扭力传感器扭转变形，输出信号。测试的速度、行程由plc进行控制。它的缺点是运行不平稳，干扰信号较多，影响微扭力测试精度，效率不高等。这种方案可使用在精度要求不高，效率要求不高，成本要求低的厂家产品上应用。

针对不同的客户产品微扭力需求，可以对上面形态分析表中交叉的方案进行设计开发评估验证，找到客户需求的微扭力测试仪器。涉及比较多的机械原理、电气原理、光学原理及应用分析，这里不详细介绍分析。

　　 在运用形态分析过程中要注意把好技术要素分析和技术手段的确定这两道关键点。比如在对微力检测的技术要素进行分析时，应着重从其应具备的基本功能入手，对次要的辅助功能暂可忽视。在寻找实现功能要求的技术手段时，要按照先进、可行的原则进行考虑，不必将那些根本不可能采用的技术手段填入形态分析表中，以避免组合表过于庞大。 一旦形态分析法能结合电子计算机的应用，从庞大的组合表中进行最佳方案的探索。

形态分析法只是一种辅助工具，重要的还是基础理论知识及系统的科学的方法应用，敢于尝试，不怕失败，总能找到符合客户需求的技术方案的。