Структура системи визначається розміщенням і взаємозв’язками елементів системи при виконанні нею своїх функцій.

Принцип системного підходу полягає в необхідності комплексного дослідження великих і складних об’єктів, вивчення їх як єдиного цілого з узгодженням функціонування всіх елементів і частин.

Системний аналіз – це сукупність методів, які дозволяють реалізувати системний підхід при дослідженні великих і складних об’єктів. До таких методів відносяться перш всього аналіз і синтез, математичне моделювання і оптимізація з використанням ЕОМ. При цьому вимагається максимальний облік.

Для якісного аналізу функціонування системи використовуються спеціально розроблені методи такі як “мозковий штурм”, метод експертних оцінок . Суть “мозкового штурму” полягає в тому, що кожний з його учасників, не вступаючи в полеміку з колегами, пропонує свій варіант розв’язку проблеми, а справа ведучого, порівняти варіанти і відібрати кращий.

Метод експертних оцінок базується (полягає) на припущеннях про те, що на основі думки (гадки) спеціалістів, які займаються дослідженнями і розробками у визначеній області знань, можна побудувати адекватну модель досліджуваної системи і оцінити її функціонування.

Функціонально-вартісний аналіз (ФВА) – метод дослідження об’єкта (виробу, процесу, структури) за його функцією і вартістю, який застосовується при вивченні ефективності використання матеріальних і трудових ресурсів. Важливими його принципами є:

- функціональний підхід при дослідженні функцій об’єкта і його елементів з метою найбільш повного задоволення заданих вимог у виборі раціональних шляхів їх реалізації;

- народногосподарський підхід до оцінки споживчих властивостей і витрат на розробку, виробництво і використання об’єкта;

- відповідність корисності функцій витратам на їх здійснення;

- колективна творчість, яка використовує методи пошуку і формулюванню технічних розв’язків, якісної і кількісної оцінок варіантів розв’язків.

Формалізація (від лат. formula – форма, визначене правило) – метод дослідження об’єктів шляхом представлення їх елементів у вигляді спеціальної символіки.

Гіпотезичний метод (від гр. hipothetikos – обґрунтований на гіпотезі) – ґрунтується на наукових передбаченнях, які висуваються для пояснення якого-небудь явища і вимагає перевірки на досліді і теоретичного обґрунтування, щоб стати вірогідною науковою теорією.

Аксіоматичний метод – передбачає використання аксіом, які доведенні науковими знаннями. За цим методом теорія розробляється на основі дедуктивного принципу.

Створення теорії – узагальнення результатів дослідження, знаходження спільних закономірностей в поведінці об’єктів, що вивчаються, а також розповсюдження результатів дослідження на інші об’єкти і явища.

Спостереження – метод вивчення предмету шляхом його кількісного вимірювання і якісної характеристики.

Експеримент (від лат. experimentum – проба, дослід) – науково поставлений дослід у відповідності з метою дослідження для перевірки результатів теоретичних досліджень.

Конкретно-наукові (часткові) методи наукового пізнання є специфічними методами конкретних наук. Ці методи формуються в залежності від цільової функції даної науки і характеризуються взаємним проникненням в однорідні галузі наук.

Аналітичні методи дослідження

В дослідженнях часто використовують аналітичні методи дослідження, за допомогою яких можна встановити математичну залежність між параметрами предмета, що вивчається. Ці методи дозволяють глибоко і всебічно вивчити процеси, що досліджуються, встановити точні кількісні зв’язки між аргументами і функціями, глибоко проаналізувати явища, що досліджуються. При цьому широко застосовуються елементарні функції і рівняння, особливо, коли хочуть спростити модель, що досліджується і отримати наближений розв’язок поставленої задачі. Досить часто використовуються лінійні функції і рівняння, при дослідженні шарових будівельних матеріалів. Враховуючи, що напруга в шаровому матеріалі розповсюджується прямо пропорційно модулям пружності його компонентів, за допомогою елементарних лінійних рівнянь можна отримати ряд корисних відомостей.

Аналітичні методи дозволяють вивчати на основі математичних моделей, які можуть бути представлені у вигляді функцій, рівнянь, системи рівнянь, в основному диференціальних або інтегральних. Такі моделі мають велику кількість інформації. Характерною особливістю математичних моделей є те, що вони, як система рівнянь описують елементарні фізичні процеси з яких складається явище. На початку дослідження створюється груба модель, яка в процесі роботи уточнюється. Така модель дозволяє досить точно розрахувати фізичні характеристики явища. При цьому дослідник отримує нову інформацію про функціональні зв’язки і властивості моделей. Проте їм властиві суттєві недоліки. Для того, щоб із всього класу знайти часткове рішення, властиве тільки даному процесу, необхідно задати умови однозначності. В багатьох випадках відшукати аналітичний вираз з урахуванням умов однозначності досить важко.

Експериментальні методи дозволяють глибоко вивчити процеси точності технології експерименту і сконцентрувати увагу на тих параметрах процесу, які представляють найбільший інтерес. При експериментальному методі кожний конкретний процес повинен бути досліджений самостійно. Вони дозволяють встановити часткову залежність між окремими змінними в строго визначених інтервалах їх зміни. Аналіз змінних характеристик за границями цих інтервалів може привести до спотворення залежності, до грубих помилок.

Таким чином і аналітичні і експериментальні методи мають свої переваги і недоліки, які часто ускладнюють ефективний розв’язок практичних задач. Тому, дуже корисно поєднувати позитивні сторони аналітичних і експериментальних методів дослідження.

Методи експериментальних досліджень

Експериментальне дослідження – спосіб дослідження в основі якого лежить експеримент, який являє собою науково поставлений дослід або спостереження явища в точно заданих умовах, слідкувати за його ходом, керувати ним, відновлювати його кожний раз при повторюванні цих умов.

Основна мета експерименту – перевірка теоретичних положень (підтвердження робочої гіпотези), а також більш широке і глибоке вивчення теми наукового дослідження.

Експеримент повинен бути проведений в найкоротший строк з мінімальною затратою матеріальних і грошових достатків при самій високій якості отриманих результатів.

Експерименти бувають природні і штучні.

Природні експерименти характерні для соціальних явищ в умовах, наприклад виробництва, побуту, тощо.

Штучний експеримент широко застосовується в багатьох галузях і в першу чергу в технічних науках.

Пошукові експерименти дослідження проводиться при затрудненому класифікуванні факторів, які впливають на явище, що вивчається внаслідок відсутності достатніх попередніх даних. На основі попереднього експерименту будується програма досліджень по повній програмі.

Експерименти дослідження поділяються на лабораторні і виробничі.