Phân tích hệ thống được áp dụng trong kinh tế và kỹ thuật, sinh học và y học, lịch sử và ngữ văn học, chính trị và quân sự. Nó được sử dụng trong nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng, trong việc lựa chọn nguyên mẫu thiết bị mới và các phương án đầu tư vốn, v.v. Để trình bày tài liệu rõ ràng hơn, trước tiên chúng ta hãy xây dựng các câu hỏi liên quan đến phân tích hệ thống. Các câu hỏi được đặt ra dưới hình thức mà chúng đã nảy sinh trong quá trình làm việc thực tiễn về phân tích hệ thống.
Ai cũng biết rằng khi định nghĩa một khái niệm, chúng ta thu hẹp, giới hạn và làm nghèo nó đi. Tuy nhiên, như một công cụ làm việc, một trong những định nghĩa khả dĩ có thể được sử dụng làm định nghĩa chính, bằng cách làm nổi bật một số đặc điểm bản chất của hiện tượng giúp phân biệt nó với các hiện tượng khác.
Phân tích hệ thống là một phương pháp luận nghiên cứu các thuộc tính và mối quan hệ trong các đối tượng khó quan sát và khó hiểu, bằng cách biểu diễn các đối tượng này dưới dạng các hệ thống hướng đích và nghiên cứu các thuộc tính của những hệ thống này cũng như các mối liên hệ qua lại giữa các mục tiêu và các phương tiện để thực hiện chúng.
Nó được áp dụng khi vấn đề được đặt ra theo cách mà thông tin cần thiết để giải quyết nó không thể thu được bằng cách quan sát trực tiếp đối tượng. Khi đó đối tượng được xem như một hệ thống con của một hệ thống nào đó, như một tập hợp các hệ thống con tương tác với các hệ thống khác. Định nghĩa này, vốn nên được coi là một định nghĩa làm việc, cho phép phân biệt các phương pháp phân tích hệ thống với các phương pháp nghiên cứu khác và đặt nó vào một lĩnh vực cụ thể của tri thức khoa học.
Trong vô số phương pháp nghiên cứu và phân tích, tuyệt đại đa số đều hướng tới việc quan sát trực tiếp các đối tượng, có tính đến bản chất và đặc thù của chúng. Người ta luôn giả định rằng đối tượng được nghiên cứu có thể được tách biệt khỏi môi trường của nó, rằng nó có thể được quan sát trực tiếp hoặc bằng các thiết bị. Ngược lại, phương pháp phân tích hệ thống, dựa trên lý thuyết hệ thống, tính đến tính phức tạp căn bản của đối tượng nghiên cứu, các mối liên hệ qua lại rộng lớn và chặt chẽ của nó với thế giới xung quanh, cũng như tính không thể quan sát được của một số thuộc tính của nó.
Do đó, xuất phát từ một hiện tượng thực tế và từ các dữ liệu thực tế sẵn có về các thuộc tính và mối liên hệ của nó với thế giới xung quanh, nhà nghiên cứu chuyển chúng thành các phạm trù trừu tượng của lý thuyết hệ thống và, trên cơ sở các thuộc tính đã biết của hệ thống, xác định các thuộc tính mới và các mối liên hệ qua lại mới. Trong hầu hết các phương pháp nghiên cứu, các đối tượng được xác định một cách chính xác. Một cuộc nghiên cứu hệ thống thường bao gồm, như một trong những giai đoạn quan trọng của nó, chính việc xác định đối tượng — việc phát hiện hay xây dựng nó. Hầu như tất cả các phương pháp nghiên cứu đều xuất phát từ một vấn đề được xây dựng rõ ràng. Phân tích hệ thống giải quyết các câu hỏi về cách đặt vấn đề đúng đắn và nên sử dụng những phương pháp nghiên cứu nào.
Bản chất của phân tích hệ thống là làm thế nào để biến cái phức tạp thành cái đơn giản, làm thế nào để biến một vấn đề không chỉ khó giải quyết mà còn khó hiểu thành một chuỗi nhiệm vụ rõ ràng có phương pháp giải quyết.
Phân tích hệ thống luôn luôn cụ thể. Nó xử lý một thực thể kinh tế cụ thể (dù ban đầu được xác định mơ hồ) và một vấn đề kinh tế cụ thể (dù ban đầu được xây dựng chưa rõ ràng).
Phân tích hệ thống hoàn toàn không đối lập với các phương pháp phân tích vấn đề và ra quyết định khác. Điều mới mẻ là sự tổng hợp trong một phương pháp luận thống nhất của một tập hợp các khái niệm, phương pháp và kỹ thuật có liên quan với nhau, mà trước đây được sử dụng một cách riêng lẻ để giải quyết các vấn đề cụ thể trong khoa học và kỹ thuật. Hơn nữa, tổ hợp các khái niệm và phương pháp hệ thống này được mở rộng sang các lĩnh vực hoạt động hoàn toàn mới, nơi mà các khái niệm này trước đây chưa từng được sử dụng — đó là các lĩnh vực lập kế hoạch và quản lý.
Sức mạnh của phương pháp hệ thống trong việc phân tích các vấn đề phức tạp nằm ở chỗ nó cho phép, một mặt, phân rã một vấn đề quá phức tạp để giải quyết thành các thành phần của nó, cho đến khi hình thành các nhiệm vụ cụ thể mà đã có các phương pháp giải quyết được xác lập rõ ràng, mặt khác lại giữ các thành phần này gắn kết với nhau thành một chỉnh thể thống nhất.
Như nhà nghiên cứu Xô viết S. P. Nikanorov đã nói rất chính xác, phân tích hệ thống cho phép biểu diễn quá trình giải quyết một vấn đề như một quá trình thiết kế, chế tạo và sử dụng các hệ thống.
Điều cốt yếu trong phân tích hệ thống, điều mà sự chú ý của nó tập trung vào, đã được nhà nghiên cứu người Mỹ Quade trình bày rất chính xác: “Phân tích hệ thống là một cách nhìn nhận vấn đề. Chủ nghĩa hình thức toán học và việc sử dụng máy tính có thể cần thiết và thậm chí hữu ích, nhưng cũng có thể không. Đôi khi, chỉ cần suy xét cẩn thận về vấn đề là đủ. Nhưng trong bất kỳ phân tích nào liên quan đến việc chuẩn bị ra quyết định trong điều kiện tính bất định, bất kể mức độ phức tạp của nó, đều có sự hiện diện của một số yếu tố nhất định. Những yếu tố này — một hoặc nhiều mục tiêu, các phương án hoặc phương tiện để đạt được các mục tiêu đó, chi phí hay tất cả những gì phải bỏ ra để thực hiện mỗi phương án, một mô hình hay một mô tả về sự phụ thuộc giữa các phương án và những gì chúng đạt được cũng như chi phí, và các tiêu chí theo đó một phương án ưu tiên được lựa chọn — đều hiện diện trong bất kỳ phân tích nào có mục đích ảnh hưởng đến việc lựa chọn một hướng hành động.”
Rõ ràng là chủ nghĩa hình thức khoa học phức tạp, được xây dựng đặc biệt và khá cồng kềnh mà phân tích hệ thống thể hiện chỉ đáng được áp dụng cho những vấn đề đủ phức tạp, quy mô lớn, liên quan đến hoạt động của nhiều người và các chi phí vật chất cũng như các chi phí đáng kể khác.
Rất khó để thiết lập bất kỳ sự phân loại vấn đề nào để có thể nói chính xác ở đâu chủ nghĩa hình thức hệ thống có thể áp dụng và ở đâu thì không. Nguồn gốc của các vấn đề khác nhau về nhu cầu và cơ hội. Trường hợp thứ nhất đơn giản hơn: các nguồn lực hoặc phương pháp làm việc hiện có, hay một số hàng hóa nhất định, đã không còn thỏa mãn con người nữa, và tình trạng hiện tại cần phải được thay đổi.
Phân tích hệ thống được áp dụng khi phát sinh một vấn đề rất phức tạp. Trường hợp thứ hai về nguyên tắc phức tạp hơn: xuất hiện một cơ hội mới, chẳng hạn như du hành vũ trụ hay việc sử dụng năng lượng nhiệt hạch. Trong mỗi trường hợp, việc phát triển những cơ hội như vậy gắn liền với việc tạo ra các ngành hoàn toàn mới của nền kinh tế quốc dân. Trong trường hợp này, việc áp dụng phân tích hệ thống tỏ ra không chỉ hữu ích mà còn hoàn toàn cần thiết, vì bản thân vấn đề — vốn có tính chất phức tạp — vẫn cần phải được xây dựng, bởi vì việc hiện thực hóa các cơ hội mới ảnh hưởng đến những khía cạnh đa dạng nhất của hoạt động con người, của đời sống xã hội và nhà nước. Người ta cũng có thể lưu ý những trường hợp thậm chí còn phức tạp hơn, trong đó các cơ hội mới xuất hiện ở khắp mọi nơi và gần như hàng giờ: chẳng hạn, hóa học thực nghiệm tổng hợp tới ba trăm nghìn hợp chất mới mỗi năm với những tính chất đa dạng nhất, có thể được sử dụng trong nhiều, nếu không phải là tất cả, các ngành sản xuất.
Hoạt động của con người có thể được chia một cách quy ước thành hai lĩnh vực: lĩnh vực hoạt động thường lệ — tức là các nhiệm vụ thường xuyên, hàng ngày — và lĩnh vực giải quyết các nhiệm vụ mới, chưa từng gặp trước đây. Trong lĩnh vực thứ nhất, các phương pháp giải quyết nhiệm vụ thường đã được xác lập vững chắc, và không có căn cứ nào cho phân tích hệ thống, mặc dù bản thân sự tồn tại của tính thường lệ trong một số trường hợp lại tự nó tạo thành một vấn đề. Vì vậy, sự tồn tại của một bộ máy quản lý kinh tế với hàng triệu người tự nó tạo ra những khó khăn trong quản lý và làm nảy sinh các vấn đề; xu hướng gia tăng liên tục số lượng nhân viên quản lý tạo thành một vấn đề lớn. Nhưng trong lĩnh vực hoạt động của con người gắn với việc giải quyết các nhiệm vụ mới, chưa từng biết đến trước đây (chẳng hạn, trong lập kế hoạch dài hạn, trong khoa học, trong phát triển thiết kế), các phương pháp phân tích hệ thống có thể áp dụng gần như phổ biến, và trong một số trường hợp là không thể thiếu.
Trong phương pháp phân tích hệ thống, người ta cũng thường phân biệt các vấn đề theo mức độ cấu trúc hóa của chúng — nghĩa là theo mức độ rõ ràng và nhận thức về cách đặt ra vấn đề, theo mức độ chi tiết và cụ thể trong việc hiểu các thành phần và mối liên hệ qua lại của chúng, và cuối cùng theo tỷ lệ giữa các yếu tố định lượng và định tính được ghi nhận trong cách xây dựng vấn đề. Với ý nghĩa đó, người ta phân biệt ba loại vấn đề: các vấn đề được cấu trúc tốt, được xây dựng dưới dạng định lượng; các vấn đề cấu trúc kém, hay hỗn hợp, chứa cả các đánh giá định lượng lẫn định tính; và các vấn đề phi cấu trúc, hay định tính.
Đối với loại vấn đề thứ nhất, các phương pháp phân tích hệ thống là không cần thiết, vì đã có sẵn một chủ nghĩa hình thức phát triển tốt và mạnh mẽ của mô hình hóa toán học cùng các phương pháp giải quyết định lượng chặt chẽ. Loại vấn đề thứ hai — cấu trúc kém, với các đánh giá hỗn hợp định lượng và định tính — được xác định là lĩnh vực ứng dụng chủ yếu của các phương pháp phân tích hệ thống. Người ta cho rằng các vấn đề phi cấu trúc không được giải quyết bằng các phương pháp phân tích hệ thống; để giải quyết chúng, người ta áp dụng cái gọi là các phương pháp heuristic. Tất nhiên, thật khó để vạch ra bất kỳ ranh giới rõ ràng nào giữa ba loại vấn đề này, nhưng bản chất của vấn đề lại nằm ở chỗ khác.
Phương pháp phân tích hệ thống chính là một phương pháp cấu trúc hóa, sắp xếp trật tự các vấn đề. Phân tích hệ thống được áp dụng nhằm ít nhất cấu trúc hóa một cách yếu ớt một vấn đề ban đầu phi cấu trúc, được xác định mơ hồ, sau đó thu thập thêm thông tin bổ sung mới về nó, thiết lập các mối liên hệ qua lại giữa các thành phần của nó, đưa ra, ở bất cứ đâu có thể, các đánh giá định lượng (dù là chủ quan, dựa trên ý kiến chuyên gia), và chuyển vấn đề sang loại vấn đề có cấu trúc, mà đối với nó chủ nghĩa hình thức của mô hình hóa toán học và việc lựa chọn phương án tối ưu đã có thể được áp dụng.
Trong một số trường hợp, người ta cố gắng định nghĩa phân tích hệ thống thông qua các lĩnh vực hoạt động của con người mà trong đó nó tìm được ứng dụng chủ yếu — như một phương pháp luận để giải quyết các vấn đề nghiên cứu, quân sự, chính trị và kinh tế.
Điều kiện đầu tiên để phân tích hệ thống thành công là việc áp dụng nó ở nơi thực sự cần thiết. Bản chất của một cuộc nghiên cứu hệ thống, dành cho các câu hỏi phức tạp liên quan đến các đối tượng phức tạp, đòi hỏi một trình độ hiểu biết cao và sự tham gia, ở giai đoạn này hay giai đoạn khác của phân tích, của các chuyên gia có trình độ cao. Trong khi đó, phong trào ưa chuộng phân tích hệ thống đã thúc đẩy nhiều nhà nghiên cứu, nghiên cứu sinh, và thậm chí cả sinh viên làm luận văn tốt nghiệp bắt tay vào lĩnh vực này. Đương nhiên, trong những trường hợp như vậy, người ta thường chọn một đối tượng “dễ quản lý” và hoàn toàn có thể khảo sát được, hoặc một mô hình giả định nào đó mà trên đó có thể thực hiện bất kỳ phép toán nào, hoặc là những vấn đề cụ thể về chi phí, năng suất lao động, chất lượng sản phẩm, v.v. Một cuộc nghiên cứu hệ thống không thể thành công nếu ban lãnh đạo của tổ chức đặt hàng hoặc bản thân các nhà nghiên cứu tiếp cận nó một cách thiếu thiện chí.
Các điều kiện để phân tích hệ thống thành công được coi là sự hiện diện của ba yếu tố: (1) một nhu cầu, mục tiêu hoặc mục đích được hiểu rõ ràng; (2) một nguồn ý tưởng, thông tin tích lũy, kinh nghiệm và sự am hiểu về chủ đề; (3) nguồn lực — các chuyên gia giàu kinh nghiệm, cũng như thiết bị, vật liệu và phương tiện tài chính.
Bản thân phân tích hệ thống là một công cụ để đảm bảo sự hiện diện của cả ba yếu tố này: xác định và làm rõ các mục tiêu, thông tin và nguồn lực tương ứng, và liên kết chúng với các mục tiêu. Do đó, các chuyên gia phân tích hệ thống phải biết các điều kiện để công việc của mình thành công và chỉ tiến hành khi những điều kiện đó được đáp ứng.