第二，考察係統結構時，必須追求合理的結構。結構方法並不是停留在係統的結構上，而是一旦獲得係統的結構認識後，進一步追求其內在的合理結構，以發揮其組織效應或實現其最佳功能，也為創造新的結構打下良好的基礎。“澳大利亞進口中國屎殼郎（學名蜣螂Geotrupidae）”一事，就是追求結構合理化以實現最佳功能的典型案例。養牛是澳大利亞主要經濟產業之一，並得到迅速發展；可牛數量增加，牛糞也隨之大量增加，不僅覆蓋了大量牧草，減少了牧草量，限製了養牛業發展；而且牛糞滋生了大量的蠅類，叮咬家畜，迅速傳播各種疾病，不僅使大量牲畜死亡，對人的生命也產生威脅，嚐到經濟發展破壞生態平衡的惡果。要采用人工輔助手段扭轉這種局麵：殺牛肯定不行，用化學方法滅蠅，又會帶來新的汙染；采用機械覆蓋又成本太高。後來受到屎殼郎處理袋鼠糞便的啟發，引入中國屎殼郎，屎殼郎將糞球團推入地下，不但清潔了牧場，也增強了土質的活力；屎殼郎的加入完善了生態平衡結構，又大大地降低成本，促進經濟發展，不失為保護環境、並益雙收的典範。
2．功能方法
功能方法是和結構方法相對稱的一種係統思維方法。結構方法是以係統可以作結構分析為前提的，而功能方法不一定需要這個前提。由於功能是係統對外部環境（功能所及實用對象也視為外部環境）作用的能力，通過對係統這種“能力”的認識，可以從外部把握係統。功能方法，就是從係統表現出來的特性和能力的角度來整體把握係統的思維方法。常用的功能方法是功能模擬方法，這種方法是未清楚或不必清楚內部結構的條件下，僅以功能相似為基礎，用模型模仿原型的功能方法。下麵將對係統的功能模擬作進一步說明。
係統內部各要素相互聯係和作用的方式或秩序稱為係統的結構。相應的
·第四章.係統與係統觀思維·
係統與外部環境相互聯係和作用過程與能力稱為係統的功能。結構與功能分別說明了係統內部作用和外部作用，功能既受到環境的製約，又受到係統內部結構的製約，這表明功能對於結構具有相對獨立性和絕對依賴性兩重關係。在通常情況下，係統的結構不同，功能就不同；但有的係統結構相同，而功能也不同；也有係統結構不同，功能卻類似；結構與功能之間的上述關係為係統的功能模擬法提供了理論依據。
所謂係統功能模擬法是指以兩個物質係統的功能相似為基礎，設計或製做出一種與原型功能相似、結構簡單的功能係統來模擬結構複雜的功能係統
（原型）進行試驗、研究的方法。一般運用的模擬方法可分為兩類：一類是結構模擬，一類是功能模擬。結構模擬是以係統結構相似為基礎，又可分為物理模擬和數學相似模擬。功能相似模擬是指兩個係統在外部關係中表現出來的作用、能力的指向效果相似。功能模擬方法著重於建立與原型相似（但相對簡單）的合乎人們需要的功能，而不必考慮原型（複雜）的結構。功能模擬主要用於根據天然物質係統的優異功能，創造出具有最佳功能的人工技術係統。此種方法，也可以在不同學科、行業乃至生產與生活領域中進行效仿以進行創新。
運用功能模擬法的關鍵在於使模型的功能相似，運用功能模擬法創造功
能模擬係統的具體步驟是：第一步，深入研究原型的功能；第二步，設計或製作與原型功能相似的模型；第三步，進行模擬試驗，研究應用所模擬的功能；第四步，對原型（係統）的功能給出機理性的研究結果或效果說明。運用功能模擬法創造功能模擬係統時，模型與原型之間的功能相似，通
常可分為功能同構和功能同態兩種類型。第一種類型，功能同構，是指模型與原型之間在信息輸入，輸出及其相互關係方麵是一一對應的；第二種類型，功能同態，是指用簡化的功能模型去模擬原型的功能，模擬隻再現原型的主要功能或所需功能，如電子計算機就是人腦的一種功能同態模型，隻實現人腦的部分功能。
功能模擬方法開辟了人類向生物界尋求技術設計思想和了解複雜係統運行規律的新途徑。如進行人工智能研究創造出了有人工智能的電腦和人工智能機器人，使機器代替人腦和人體部分功能成為現實。目前尚有多個領域中尚使用手工技巧生產或半機械化生產等，都存在著很多用功能模擬法進行創造或創新的進取空間。
3．黑箱辨識方法
黑箱是指對內部構造還不清楚，由於條件的限製，隻能通過外部觀測和試驗去認識其功能和特性的物質係統。當部分了解其內部結構的物質係統則引申稱其為灰箱。如人腦、宇宙空間、地球以及任何未知的問題係統都可以被看作是黑箱。
對黑箱係統，我們隻能得到它的輸入和輸出值，而不知其內部結構、性質、和相關關係運動變化規律。也就是說，我們隻了解其行為，隻能通過係統外部觀測、試驗研究來發現、歸納、判斷係統整體結構機理及整體功能特性的一種研究方法。運用黑箱辨識方法研究複雜係統一般應遵循以下基本原則：
首先，把複雜係統作為一個有機整體，通過考察輸入——輸出方式，從整體上研究係統的功能、特性或機理。
其次，當輸入——輸出關係確定後，一般用建立模型或邏輯推理的方法，來描述黑箱係統的功能，特性和機理。其模型結構有多種形式，有數學模型、實物模型（如製作與原型相似的實體模型係統）、也有概念模型。一般研究複雜係統多采用數學模型，研究複雜的生物係統，機械係統多采用實物模型，研究社會複雜係統常采用概念模型。
最後，運用黑箱方法研究複雜係統要突出有機聯係和有機整體原則。要把係統置於環境之中，從係統內部係統與環境之間的相互聯係和相互作用中去研究它的性質和規律。
應用黑箱方法可以通過係統輸入——輸出從整體上考察研究對象；在具體的研究工作中，運用黑箱方法研究複雜係統的基本步驟是：
首先，建立觀察者和黑箱之間的耦合係統，也就是讓觀察者對黑箱施以影響，讓黑箱對它的和它的記錄儀器做出反應，在兩者之間形成一個有反饋的關係，這樣不僅黑箱是研究對象，而且觀察者和它的關係也成為研究的對象。
其次，有選擇地規定黑箱的輸入和相應地所要觀測的輸出，並且把上述規定數量化和形式化。通過對黑箱的輸入，以考察相應的輸出。再采用一個登記表，記下輸入和輸出的一係列對應狀態，得到一係列輸入輸出的矢量表
再次，用歸納法通過登記表（矢量表）尋找輸入輸出的規律（關係），發現性態重複出現的情況，從所掌握的大量數據中，選擇幾個基本量，寫出標準表達式（數學表達式）以反映係統的整體功能和特性。
複次，對數學式所用的基本量進行科學抽象、簡化和標定，並根據數學式建立模型，對模型進行試驗研究。
最後，根據對模型試驗研究所獲得的資料（含數據），建立或創造人們所
·第四章.係統與係統觀思維·
需要的人工係統或推測原型（係統）的內部結構和機理。
由於性態不能唯一的決定聯係，因此，由上述步驟所導出的聯係一般不是同構的，而是同態的。同態的模型，雖然不能嚴格等價黑箱內的實在結構關係，但它具有重要的認識價值。
黑箱方法是係統辨識的理論基礎，係統辨識要解決如何建立動態係統數學模型的問題，而它采用的主要方法是先測出輸入、輸出數據，然後通過這些數據確定係統的結構與參數，從而求得定量描述的數學模型。這是一種實驗觀測與理論分析相結合的方法。
4．灰箱方法
灰箱是指“部分可察的黑箱”。即已具備了關於係統實現輸入輸出關係的結構和功能的部分知識，但對於係統的其他機理並不十分清楚。例如汽油發動機，對於相關專業人員，一切結構功能原理等相關知識都是熟悉的，當改用酒精汽油或全部采用酒精燃料，這時大多數子係統的結構、功能仍然沒有發生改變，而對於燃油係統（包括燃燒室）在內隨著燃料的性能的變化，其燃燒規律也將發生相應的變化。因而燃油係統的機理也將有所改變，我們對它還不十分清楚，此時改用新型燃料的發動機便是一個“灰箱”。
灰箱方法的優點在於它具有廣泛的適用性。灰箱是“部分白”、“部分黑”的係統，這種係統是普遍存在的。人類認識過程實際上是一個不斷深化、逐步積累的過程。任何人都是在直接接受了前人經驗和知識的前提下，研究新的課題和新的對象，所以我們麵對的研究對象一般是灰箱而不是完全的黑箱。灰箱方法的實質是由部分推論整體，由已知推論未知，即“見微知著”。運用灰箱法要注意以下兩點：
第一，全麵了解和掌握灰箱係統的演變過程。灰箱的形成演變過程，構成了係統內部貯存的“記憶”，“記憶”又是獲取係統發展狀態的生長點，運用灰箱方法就是要抓住係統內在的“記憶”特性進而認識係統現狀的一種方法。
第二，充分運用各種方法來洞察灰箱整體的結構與功能。在科研過程中，探索之成敗、收獲之多少，不僅取決於探索者的知識儲備、決心和毅力，還取決於他是否善於綜合運用多種方法，以及是否善於從不同角度運用不同的方法。成功的運用灰箱方法既要有合理的知識結構，又要善於用多種方法解決問題。
5．曆時分析法與共時分析法
結構方法、功能方法、黑箱與灰箱方法都是對係統作靜態分析。曆時分析法和共時分析法則是對係統作動態分析，即在分析時引入時空參量，通過時空坐標係來把握係統運動變化的規律與軌跡。
（1）曆時分析法
在大係統中，任何事物都歸屬於某一係統中。隨著大係統的發展變化，任何係統不僅要適應大係統和同層次係統的發展變化，其自身也有其適應性發展變化的規律性。曆時分析法是通過考察係統的曆史和現狀，來確立其不同曆史時期的行為或功能之間的聯係，進而獲得關於係統自身總體演進的一種方法。地質的變遷、氣候變化乃至生物的進化，有其曆時性，人造自然物品和社會變革同樣也有曆時性，這些對我們研究相應係統都大有裨益。比如地球氣候係統的變化問題，就有其曆時性的諸多因素；再如日常生活中使用的洗衣機，最初受洗衣時人工揉搓、打擊啟發，製成木質洗衣機，後發展為機動波輪洗衣機，以至發展到現代超聲波等多種類型的多功能洗衣機，其結構、功能的變化都有其曆時性的發展和內在聯係，是曆時分析產生的結果。曆時分析是對係統作縱向的分析研究，特別注重把研究對象的現存形態與曆史形態進行分析比較，以便把曆史斷麵結合成一個連續的過程。也就是說以對現存的形態的考察和認識為基礎去推斷它的曆史形態演化過程。或者對過去的形態進行考察、比較，以發展規律為基礎，展望未來的發展趨勢，尋求創新的途徑。運用曆時分析法應注意以下幾點：
首先，所考察的曆史現象必須是同一係統自身的不同曆史階段或不同的曆史形態，而不能混雜其他的係統的曆史現象。在曆時分析過程中，把某一係統的曆史斷麵從混雜的現象中分離開來也是有困難的。因此，當運用曆時分析法來考察某一係統的曆史變化時，既要注意被考察某一階段其他係統對其發展變化的影響，又要注意被考察係統自身的內在聯係，以便從曆史變化中更深入地了解當前係統。
其次，分析係統時要抓住不同形態的某些特征進行比較分析。運用曆時分析法時要注意對係統中的某一特征進行分析，以此來獲得係統的變化信息。例如要分析全球的氣候變化，就要抓住不同緯度、不同環境，甚至不同國家的氣候變化帶來整體的演變。
最後，要注意考察不同形態的實質，以便揭示係統的發展規律。如對社會形態的考察，隻要抓住物質資料的生產方式這個實質，才能得出社會發展的普遍規律。曆時分析法就是試圖分析事物的具體的曆史形態來把握隱藏在其後的必然性。
（2）共時分析法分析係統時，還會運用共時分析法。共時分析法主要是考察同時態共存
·第四章.係統與係統觀思維·
條件下諸係統之間的內在聯係，以明確某一係統的變化規律。共時分析法與曆時分析法是密切相連的，可以說，共時是濃縮了的曆時，曆時是排列開來的共時。如1911年前後，赫茲伯侖和羅素各自以恒星的光度作縱坐標，溫度作橫坐標，把許多共時態的星標在一張圖上，發現了千萬棵恒星呈現有規律的排列。天文學家霍伊爾等人根據赫一羅圖和核聚變理論，運用共時分析法提出了恒星演化理論，即形形色色的恒星在時間上各處於不同的演化階段：引力收縮階段、主序星階段、脈動和暴發階段、高密階段。在此理論中，太陽處於主序階段，已經曆46億年，還要經過50億年才進入下一階段。黑洞處於高密階段，是“死亡”了的恒星，是超新星爆發後留下的中心部分收縮而成為的高密星體。
這樣運用共時分析法的同時也看到係統的曆時過程，從共時中找到曆時，這正是共時分析法要達到的一個目標。共時分析法還可以指明係統產生的時代背景，把係統放在它們所處的環境中進行考察，以便開闊視野、把握全局。
6．反饋控製方法
（1）控製論方法
控製是指在一個有組織的物質係統中，根據內部和外部條件的變化進行調整，以克服係統的不確定性，使之穩定地保持或達到某種特定的運行狀態或使係統按照某種規律或規劃變化的過程。控製論方法是指研究各種物質係統中的控製過程的規律性和實現其控製過程的一般方法。控製論方法的特點，主要表現為以下幾個方麵：
第一，可調控的物質係統的有組織性是實施控製論方法的必要條件。
第二，通過對係統實行有效的調控，可以保持係統的穩定，完成一定的程序跟蹤或捕捉一定的目標，選擇最佳功能和適應一定的環境變化，以達到控製的目的。
第三，信息量和對信息的選擇是控製的基礎。
第四，信息反饋是實現調控的重要機製。
第五，控製論方法是在動態中考察物質係統的運行機製、結構和功能。
第六，研究被調控物質係統的運行狀態時必須考察和納入係統的周圍環
境對係統及其運行狀態的影響。
（2）反饋控製方法
反饋控製方法是控製論方法中運用係統中的反饋信息去調控係統運行的研究方法。反饋是指由控製係統把信息輸送出去，作用於被控製對象係統並產生一定的結果；再把表征結果特征及規律等的相關信息返送到原信息輸入端，並根據反饋信息與原信息的比較與差距，對原輸入信息進行調整，從而對信息輸出發生影響的過程。這一信息傳輸和變化的過程，即為反饋控製過程。
在實際過程中，往往采用反饋手段對係統進行控製調節，這就是反饋控製法。該方法由控製器、執行機構、控製對象和反饋裝置等四個部分構成一個係統，並利用信息技術對之不斷調整，使之達到某種特定的狀態。反饋控製係統的周圍環境必定是隨機的。如果對所進行的外部過程完全地規定了細節，也就無須獲得情報信息，也就不存在反饋的需要了。反饋控製使係統過程具有目的的方向性，而且是通過校正最初的作用來保證隨機環境中的這種方向性，一切控製行為都可以看作采用反饋控製完成的，無論是恒溫設施、自動導航裝置、調幅定向裝置、包裝計量裝置、人—機係統，還是生命係統、人的行為。這種方法突破線性因果關係，采用雙向因果鏈的循環圈來調整機器和人的行為，使控製得以實現。
7．整體優化方法
整體優化就是從係統總體立場出發，通過自然選擇或人為技術手段，綜合地掌握係統內部之間以及係統與外界環境之間的關係，使係統達到最佳狀態並費力最小，即最優化。
整體優化是係統優化的核心。一般說來對於大而複雜的、多目標的係統，總是首先把它分解為一組相關的子係統，求得各自係統局部的最優化，然後由上層係統通過所能支配的協調變量來影響下級係統，在整體目標的指導下協調各自係統目標，達到整體的最優解。可見，整體優化方法要求根據已確定的目標，在整體效益最優的原則下，處理好局部與整體、眼前與長遠的關係。
整體優化方法的程序，包括係統的模型化、最優化分析和係統綜合評價。
在處理大係統時，由於不能直接將係統整體作為最優化的研究對象，因而要把大係統分解為幾個子係統，先對各子係統運用數學方法進行抽象化，從而構成模型，做出定量分析，求得子係統各自的最優解。然後再通過相互之間聯係加以協調和整理，保證各個子係統間不出現矛盾，在全麵規劃的基礎上力圖使整個係統實現最優化。
最優化分析是根據模型來求得係統目標最優解，通常為求極值。盡管在係統科學中已建立許多成熟理論和技術來完成優化工作，但是，由於研究對象的複雜性，最優化技術與方法仍有很大難度，計算機雖然為優化工作提供了有效工具，但現實情況和多因素影響，一般條件下尋求有條件的次優狀態，也還是可以令人滿意的。
係統的綜合評價是用價值概念（技術的、經濟的……）來評定一個係統
·第四章.係統與係統觀思維·
或不同係統之間的優劣。綜合評價問題是利用模型和各種資料，用技術經濟的觀點，比較各種可行方案，權衡方案的利弊優劣，為此要選擇一些主要目標，如性能、效率、成本、可靠性、使用性、動力性、動力消耗、壽命和重量等主要指標。為了做出有效的評價，必須建立目標的定量數值，確定有影響的參數以便進一步調整，同時還應分析每一目標在特定任務下所具有的地位，對每一目標給予的評價係數做出權衡，從而做出係統的綜合評價，再通過不同方案的比較，確定最優方案。
本節以較多的篇幅，介紹了係統性思維的特征、方式與方法，係統性思維一個最突出的特點是把思維對象作為一個整體來思考的（即整體性思維）。係統思維方法，不僅是係統性思維方式的運用，也為思維過程提供了具體的路線與方法。在具體的思維過程中對局部乃至涉及的具體問題，仍然要運用其他的思維方式方法（邏輯思維、形象思維等）以對整體思維予以資助完善和協調。在創造活動過程，每一個思維對象都可以構成不同範圍的獨立係統，係統思維的主導作用就在於通過係統性思維過程。將獨立整體對象進行層層分解、形成較小的單元，並通過單元的係統聯係為運用其他思維方式提供思路。以係統性思維為主導的各種思維方式的綜合運用將會為創造性思維活動開拓更廣闊的空間和取得更好的效果。