2.3 形态分析法
试错法、头脑风暴法等方法无法有效地解决一些复杂的发明问题。因此，20世纪50年代末，出现了一种基于系统式查找可能解决方案的方法，即形态分析法。
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兹维基与矿物学家里哥尼合作创建的，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年第二次世界大战期间，兹维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颖技术方案的设计中，他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的制造火箭的可能设计方案。后来才知道，就连美国情报局挖空心思都没能弄到手的德国正在研制的带脉冲发动机的F-1型和F-2型巡航导弹的设计方案也包括在其中。于是，兹维基的设计受到人们的关注。1948年，兹维基发表了他的构思技巧——形态分析法。
2.3.1 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，形成若干个解决整个问题的总体方案。为了确定各个总体方案是否都可行，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。所谓因素，是指构成某种事物各种功能的特性因子；所谓形态，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。
再如，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”等技术手段就是该基本因素所对应的基本形态。
2.3.2 实施步骤
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。就是确定发明对象的主要组成即基本因素，把问题分解成若干个基本组成部分。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，一般以3～7个为宜。
步骤3：形态分析。即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，对本行业及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，从而获得尽可能多的合理方案。
步骤5：优选。即从组合方案中选优，并具体化。
例2-2 确定汽车前照灯的设计方案。
汽车前照灯是汽车的重要部件之一（见图2-3）。首先，前照灯是汽车的眼睛，是汽车漂亮时髦的外表的重要特征。其次，只有有了可靠且性能良好的照明，方能提高汽车的夜间行驶速度，同时确保汽车的安全行驶。最后，汽车前照灯的结构型式直接影响到汽车前端的外形，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、散光玻璃类型和控制方式等因素的各种形态进行分析，编制形态表（见表2-1）。
图2-3 汽车前照灯
a) JEEP指南者-卤素灯 b) 凯迪拉克XTS-氙气灯 c) 奥迪A8L-LED灯
表2-1 汽车前照灯形态表
根据表2-1，进行各种可能性组合，得到4×3×2×2=48种设计方案。然后，考虑生产成本、重量、可靠性与耐久性，以及消费者的认可度等，对这些方案分别进行分析对比，从中可选出最优的方案。
2.3.3 形态分析法的优缺点
形态分析法最大的优点是对每个总体方案都要进行可行性分析，有利于寻找到最佳的解决方案。
形态分析法的主要缺点是使用不便，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，就可以忽略不适当的组合。例如，在前述确定汽车前照灯的设计方案中，可以根据车型和消费定位，去掉某些不合适的组合。若是为微型家庭轿车设计的前照灯，应尽量降低成本，所以氙气灯（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。
形态分析法特别适用于下列几个方面的观念创新。
（1）新产品或新型服务模式。
（2）新材料应用。
（3）新的市场分割及市场用途。
（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。
但是，在仅存在唯一一种问题描述方法、开发项目规模很小，以及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。