Para resolver problemas reales se requiere la aplicación de técnicas específicas organizadas. Se deben escoger aquellas que sean las mas efectivas para el problema específico enfrentado.
Una de las contribuciones mas importantes de la ingeniería de sistemas de hoy en día es la tendencia a cuantificar el valor de las alternativas, componentes o soluciones al problema. El uso de modelos matemáticos obliga al analista a comparar alternativas bajo un criterio de medida de valor común.
En problemas de gran escala, entre mas restricciones tengamos mas fácil será encontrar una solución óptima. En este punto la ingeniería de sistemas ha tenido éxito brillante en aplicaciones para solución de problemas complejos como de tipo urbanístico, desarrollo económico, contabilidad, reformar administraciones, funciones de hospitales, compañías o agencias gubernamentales.
El concepto de sistemas proporciona un marco de referencia para este estudio, implica una fuerte orientación hacia el criterio final de realización o salida de un conjunto total de recursos y componentes reunidos para servir un propósito específico.
La siguiente es una lista de los principales problemas para resolver por parte de esta ciencia:
- Problema de tratar la complejidad
- Problema de optimización y sub-optimización
- Dilema entre centralización y descentralización
- Problema de la cuantificación y la medición
- Problema del incrementalismo y la innovación
- Problema de la innovación y el control
- Problema del planteamiento
- Problema de integración de la racionalidad técnica, social, económica, legal y política
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