В рамках системного подхода стал разрабатываться исследовательский инструментарий системного анализа. В начале активных системных исследований была сделана попытка развести основные термины. Одни ученые считали, что методология системного анализа непременно опирается на математический аппарат и представляет свои выводы в основном в формализованном виде, в то время как системный подход базируется на более широких, необязательно математических, категориях. Иными словами, по мнению этих авторов, системный подход является общей методологией, а системный анализ — прикладной, максимально квантифицированной методикой исследования. Другие ученые придерживались противоположного мнения. Нельзя также не отметить, что некоторые специалисты, занимающиеся системным анализом, называли свои исследования «операционным анализом», «анализом "стоимость-полезность"», «анализом "затраты-эффект"» и т. п., придерживаясь той или иной терминологии в значительной степени в зависимости от того, пришли они к системным исследованиям от общей теории систем, операционных исследований или эконометрики. Некоторое время системный анализ идентифицировали с мозговыми трестами или крупными исследовательскими организациями — такими, как RAND, System Development Corporation, центр перспективных исследований TEMPO компании General Electric.
В работе Бернарда Рудвика «Системный анализ для эффективного планирования: принципы и примеры» была сделана попытка определить различия подходов к понятию «системный анализ». Эти различия автор сводит к двум основным. При первом подходе внимание акцентируется на математике системного анализа, ученые стремятся оптимизировать определенную количественно выраженную функцию системы и разработать в этих целях системы математических и логических уравнений, включающих различного рода переменные и ограничения. Задача системного анализа в данном случае состоит в том, чтобы определить на основе математических или имитационных методов количественно выраженное и оптимальное с точки зрения некоего критерия оптимальности решение. Особенностью второго подхода, как отмечает Рудвик, является то, что он исходит прежде всего из логики системного анализа. С этих позиций системный анализ рассматривается в основном как методология уяснения и упорядочения (или структуризации) проблемы, которая затем уже может решаться как с применением, так и без применения математики и ЭВМ. В этом смысле понятие «системный анализ» по существу отождествляется с понятиями «системный подход» и «системные исследования», как они интерпретируются некоторыми исследователями. Такое понимание системного анализа следует из определения, данного корпорацией RAND: «Системный анализ — это исследование, цель которого — помочь руководителю, принимающему решение, в выборе курса действий путем систематического изучения его действительных целей, количественного сравнения (там, где возможно) затрат, эффективности и риска, которые связаны с каждой из альтернатив политики или стратегии достижения целей, а также путем формулирования в случае необходимости дополнительных альтернатив».
Некоторые исследователи предпринимали попытки классифицировать различные направления системных исследований в соответствии с характеристиками проблем, которые являлись предметом анализа.
Среди них Герберт Саймон, а также Аллен Ньювелл, Стэнфорд Оптнер, Чарльз Уэст Черчмен, Рассел Линкольн Аккофф. Критерием разделения различных проблем на классы, как правило, является степень возможной глубины их познания. Исходя из этого, в наиболее общем виде все проблемы можно разделить на 3 класса: хорошо структурированные (well-structured), неструктурированные (unstructured) и слабоструктурированные (ill-structured).
К хорошо структурированным относятся проблемы, в которых существенные зависимости ясно выражены и могут быть представлены в числах или символах. Этот класс проблем называют также количественно выраженными, для решения проблем этого класса широко используется методология исследований операций.
Неструктурированными являются проблемы, которые выражены главным образом в качественных признаках и характеристиках и не поддаются количественному описанию и числовым оценкам. Исследование этих качественно выраженных проблем возможно только эвристическими методами анализа. Здесь неприменимы логически упорядоченные процедуры отыскания решений.
К классу слабоструктурированных относятся такие проблемы, которые содержат как качественные, так и количественные элементы.
Причем неопределенные, не поддающиеся количественному анализу зависимости, признаки и характеристики имеют тенденцию доминировать в этих смешанных проблемах. К этому классу проблем относится большинство наиболее сложных задач экономического, технического, политического, военно-стратегического характера. Решение проблем, имеющих слабоструктурированный характер, и является задачей системного анализа.
Формулируя свое понимание сущности системного анализа, Давид Клиланд и Уильям Кинг в книге «Системный анализ и управление проектами» (1968) писали: «Практика системного анализа не является ни догматическим применением набора правил к ситуации, которая может не поддаваться регулированию, ни уступкой прерогативы принятия решения какому-то мистическому набору математических уравнений или ЭВМ. На данной стадии практика системного анализа является в значительной степени искусством. Основы этого искусства вобрали в себя и основы науки, и законы логики, а концептуальная структура является серьезной базой для анализа, однако на практике суждение и интуиция человека играют самую важную роль в решении как таковом, в анализе, в определении критериев, которые должны быть использованы.... Детальные модели системного анализа, независимо от того, являются ли они математическими, графическими или физическими, в действительности незначительно отличаются от умозрительных моделей, которые создает каждый человек при решении любой проблемы. Основная разница состоит в том, что модели системного анализа являются ясными, и потому с ними можно гораздо легче манипулировать и конструировать их так, чтобы они были более четким и всеобъемлющим изображением реальной действительности, чем субъективные модели, которые большинство людей обычно используют для решения проблем».
В таком же духе отвечал на вопрос, что такое системный анализ, А.С. Энтховен, бывший помощник министра обороны США и один из исследователей этой системы. В статье, опубликованной в 1970 г. в National Journal, он писал: «Системный анализ — это не что иное, как просвещенный здравый смысл, на службу которому поставлены современные аналитические методы. Мы применяем системный подход к проблеме, стремясь максимально широко исследовать стоящую перед нами задачу, определить ее рациональность или своевременность с общегосударственной точки зрения, а затем снабдить того, кто отвечает за принятие решения, той информацией, которая наилучшим образом поможет ему выбрать предпочтительный путь в решении задачи. Для того чтобы сделать этот выбор, необходимо сначала выявить альтернативные способы достижения поставленной цели, а затем оценить на основе количественных данных преимущества (эффективность) и стоимость каждого из этих альтернативных способов. Те аспекты проблемы, которые трудно квантифицировать, должны быть максимально четко сформулированы...
Системный анализ может быть плодотворно применен для решения социальных проблем. Я уверен, что квалифицированный анализ может быть полезен при выработке и рассмотрении альтернативных подходов к проблемам образования, здравоохранения, городского транспорта, судопроизводства и предупреждения преступности, природных ресурсов, загрязнения окружающей среды и многих других проблем... Мы стараемся измерить то, что поддается измерению, и насколько возможно четко определить то, что нельзя измерить, оставляя на долю принимающего решение трудную задачу вынести суждение о «неизмеряемом».
В 70-е годы был разработан мощный инструментарий системного анализа для управления финансовой подсистемой предприятия — PPBS (Planning Programming Budgeting System). По мнению сторонников системы PPBS, она создавалась для того, чтобы помочь в разработке долгосрочных планов, их согласовании с решениями о капиталовложениях, которые принимало руководство фирм. Одни специалисты отмечали, что внедрение методов PPBS во внутрифирменное планирование обеспечит лучшую увязку и согласованность между организационной и программной структурами руководящих органов фирм, а также потребует принятия мер по повышению надежности и детальности информации о результатах и затратах по отдельным программам и программным элементам. Применение системы PPBS приводило к изменению организационной структуры органов управления фирмами, выражавшееся в объединении традиционно разделенных отделов функциональных подразделений по планированию, финансированию и экономическому анализу. Другие специалисты придавали особое значение применению PPBS для планирования, поиска и распределения ресурсов на научные исследования.