در روش نوین طراحی برای ساخت و محیط زیست (dfme)، کارایی یک محصول مستقیما به نوع مواد به کار رفته برای ساخت آن محصول وابسته است. در هنگام طراحی، قطعا هر ماده ای نمی تواند انتخاب کاملی برای عملکرد مدنظر باشد و بر همین اساس نیاز به روشی سیستماتیک برای انتخاب بهینه مواد وجود دارد. در بحث انتخاب مواد روش های زیادی ارائه شده است که روش «شاخص جنس» از بهترین این روش ها محسوب می شود. علاوه بر جنس، شکل نیز در تعیین کارایی قطعات مهندسی و بخصوص تیرها موثر است. یک ماده مشخص با مدول و استحکام و سختی مشخص، در اشکال مختلف سطح مقطع، کارایی های متفاوتی از یک تیر را ارائه می دهد. در تکمیل روش شاخص جنس، در دهه اخیر کارهای جالب توجهی انجام گرفته که به عنوان آخرین کار، شاخص شکل نیز در کنار شاخص جنس به کار گرفته شده است. ابزارهای به کار گرفته شده در پژوهش های گذشته، به نوعی همگی ابزاری برای مقایسه بین انتخاب های انگشت شمار محسوب می شوند. این ابزارها عموماً در مورد انتخاب بهینه سراسری سخنی به میان نیاورده و راهکاری جامع و البته کاربردی برای انتخاب بهترین گزینه از بین نامزدهای نامحدود جنس/شکل ارائه نداده اند؛ لذا یک «شاخص کارایی جنس/شکل» نیاز است که به طراحان قدرت لازم را برای گزینش یکپارچه بهترین ترکیب جنس/شکل در فرایند طراحی بدهد. در این پژوهش، روش جدیدی تحت نام «روش ماتریس شکل»، برای بیان ریاضی شکل مقطع معرفی شده است. با این کار، علاوه بر امکان تحلیل هر مقطع دلخواه نسبت به مقطع مرجع، یک گام اساسی عملیاتی بر تشکیل یک منطق نرم افزاری برای تحلیل سیستماتیک شکل مقطع برداشته شده است. بر این مبنا برنامه حل بهینه شکل مقطع تیر تحت هر تابع هدف دلخواه، به روش «بهینه سازی توده ذرات (pso)» نوشته شده است. در نهایت نیز توسط برنامه نوشته شده، نمودارهای کاربردی شاخص کارایی جامع انتخاب هم زمان جنس/شکل تیر تحت بار طراحی و ترسیم شده است که به عنوان یک ابزار کاربردی dfme در اختیار طراحان قرار داده خواهد شد.