2.4 Методи теоретичних і емпіричних досліджень

У найбільш загальному розумінні метод – це шлях, спосіб досягнення поставленої мети і завдань досліджень. Він відповідає на запитання: як пізнавати?

Метод об'єктивний, так як в теорії, що розробляється, дозволяє відобразити дійсність і її взаємозв'язки. Таким чином, метод є програмою побудови і практичного застосування теорії. Одночасно метод суб'єктивний, оскільки є знаряддям мисленням дослідника і в якості такого включає в себе його суб'єктивні особливості.

До загальнонаукових методів відносяться: спостереження, порівняння, рахунок, вимірювання, експеримент, узагальнення, абстрагування, формалізація, аналіз і синтез, індукція і дедукція, аналогія, моделювання, ідеалізація, ранжування, а також аксіома­тичний, гіпотетичний, історичний і системний методи.

При дослідженні складних систем з різноманітними зв'язками, які характери­зуються як безперервністю і детермінованістю, так дискретністю і випадковістю, вико­ристовують системні методи (дослідження операцій, теорія масового обслуговування, теорія управління, теорія множин та ін.). На деякий час такі методи отримали широке розповсюдження в значній мірі у зв'язку з розвитком ЕОМ.

При вивченні складних, взаємозв'язаних одна з одною проблем, використовують сис­темний аналіз, який отримав широке застосування в різних сферах наукової діяльності людини і, зокрема, в логіці, математиці, в загальній теорії систем, в результаті чо­го сформувалися такі науки, як металогіка і метаматематика.

В основі системного аналізу лежить поняття системи, під якою розуміють множину об'єктів (компонентів), які володіють заздалегідь визначеними властивостями з фіксо­ваними між ними зв'язками. На базі цього поняття проводиться облік зв'язків, викорис­товується кількісне порівняння всіх альтернатив для того, щоб свідомо вибрати найкраще рішення, яке оцінюється якимось критерієм, наприклад ефективністю, надійністю та ін.

Системний аналіз складається з 4-х етапів:

1. постановка задачі, яка включає визначення об’єкту, мету і задачі дослідження, а також критерії для вивчення і управління об’єктом. Неправильна або неповна постановка цілей може звести нанівець результати всього наступного аналізу.

2. окреслення границь системи, яка вивчається, і визначення її структури. При цьому об’єкти і процеси, які мають відношення до поставленої мети, розбиваються на власне систему, що вивчається, і зовнішнє середовище. При цьому розрізняють замкнуті і відкриті системи. При дослідженні замкнутих систем впливом зовнішнього середовища на їх поведінку нехтують. Потім виділяють окремі складові частини системи – її елементи, встановлюють взаємодію між ними і зовнішнім середовищем.

3. Складання математичної моделі системи, яка досліджується. Спочатку проводять параметризацію системи, описують виділені елементи системи ї їх взаємодію. В залежності від особливостей процесів використовують той чи інший математичний апарат для аналізу системи в цілому.

4. Аналіз отриманої математичної моделі, визначення її екстремальних умов з метою оптимізації і формування висновків. Оптимізація заключається в знаходженні оптимуму функції, що розглядається (математичної моделі системи чи процесу, що досліджується) і, відповідно, знаходження оптимальних умов поведінки даної системи, чи протікання даного процесу. Оцінку оптимізації проводять за критеріями, які в таких випадках приймають екстремальні значення (виражають, наприклад, мінімальну вартість продукції при визначенні продуктивності, мінімальну витрату палива та ін.).