人-机-环境系统工程理论及其在生产力发展中的意义

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1、人-机-环境系统工程理论及其在生产力发展中的意义龙升照（北京航天医学工程研究所）众所周知，在任何生产过程中，生产机器是进行各种生产的物质基础，是提高生产力的基本条件。但是，任何机器都必须靠人去掌握和操纵，而且人和机器又都处于各种特定环境下工作。所以，生产机器只是一种可能的生产力，它只有与人和工作环境有机结合才能成为现实的生产力。因此，为了极大提高社会生产力，就必须根据马克思主义的辩证唯物论原理，并充分运用现代科学技术的精华，把精神与物质、主观与客观、人与机器的关系从哲学高度的一般定性描述逐步过渡到定量描述，既要有科学理论的依据，也要有科

2、学记录的方法，更要有发挥人积极作用的措施。人-机-环境系统工程理论的积极应用及蓬勃发展，就能使人对生产机器有意识活动的研究，在人体科学、生理学、心理学、工效学、人的因素、工程技术和环境科学等研究的基础上，有了一个新的由定性到定量、由感性认识朝着科学实验研究发展的飞跃，为生产力的发展提供可靠的科学技术手段。本文扼要阐述人-机-环境系统工程理论的的形成和发展、研究内容和方法，并对其在生产力发展中的意义进行初步分析。一、人-机-环境系统工程理论的形成和发展严格地讲，人-机-环境系统工程作为一种理论，作为一门科学的出现，是八十年代初的事。但是，

3、人-机-环境系统工程的古老根源可以追溯到人类的早期活动。所以，人-机-环境系统工程的形成和发展是经过漫长的历史阶段。从远古时代起，人类一代一代地不断改善劳动工具，直至大规模使用机器，以提高人战胜自然、改造世界的能力。当人类最初使用简单工具进行大量和笨重的体力劳动时，客观上就提出了人-机-环境系统的最优化组合问题。十八、十九世纪的第一次工业革命及其随后的能源革命，使人类进入了机器时代，人们所从事的劳动在复杂程度和负荷量上都有了很大变化，开始形成人、机、环境的复杂关系。二十世纪初，英国的泰罗（F.w.Taylor）提出要研究人的操作方法，并

4、从管理的角度制定了相应的操作制度，人们把它称之为“泰罗制”。后来，人们开始有组织地对人、机、环境三者之间的关系进行实验研究，并积累了大量有关数据。40年代，特别是第二次世界大战期间，各种新式武器不断出现，性能也日趋复杂；50年代，电子计算机的应用迅速发展；60年代，载人航天活动取得了突破性的进展。这一切，使人、机、环境相互关系问题的研究就显得更为突出。因此，先后出现了人的因素（HumanFactors）、人体工程学（HumanEngineering）、工程心理学（EngineeringPsychology）、工效学（Ergonomics

5、）、人的因素工程（HumanFactorEngineering）、人-机系统（Man-MachineSystem）……等众多的学科名称，并从不同侧面、不同角度积累了人、机、环境的实验数据及经验，为人-机-环境系统工程理论的形成创造了条件。但是，在这个时期，研究工作的重点是让人如何适应机器、适应环境。而对于机器设计如何适应人的特点和需要，以及如何改造和控制环境等问题虽然有所认识，但是缺乏用系统的整体观点来全面解决人、机、环境的相互关系问题、虽然有了关于人、机、环境的各种数据，但如何运用这些数据，仍然是凭经验进行，因而难以取得最佳效果。19

6、80年末，美国科学院应陆、海、空三军的要求，组成一个专门委员会，着重分析和研究该领域的研究现状，并于1983年1月提出了题为《人的因素研究需求》的专门报告[2]11。该报告承认，70年代由于单纯依靠过去二十年的数据而放松基础研究，因而导致若干设计和研制的重大失误。于是，对科研部署作了一些调整。但是，由于缺乏先进的科学理论作指导，故仍未摆脱传统框框的束缚。1981年，我们根据载人航天预先研究的实践，同时也对国内外情况进行了人认真分析，在钱学森同志系统科学思想的启发和亲自指导下，概括提出了人-机-环境系统工程的科学概念，标志着这门新兴科学的

7、形成[1]。人-机-环境系统工程是运用系统科学理论和系统工程方法，正确处理人、机、环境三大要素的关系，深入研究人-机-环境系统最优组合的一门科学，其研究对象为人-机-环境系统，系统中的“人”，是指作为工作主体的人（如操作人员或决策人员）；“机”，是指人所控制的一切对象（如汽车、飞机、轮船、生产过程……等）的总称；“环境”，是指人、机共处的特定工作条件（如温度、噪声、震动、有害气体……等）。人-机-环境系统工程的最大特点是，它把人、机、环境看作是一个系统的三大要素，在深入研究三者各自性能的基础上，着重强调从全系统的总体性能出发，通过三者之

8、间的信息传递、加工和控制，形成一个相互关联的复杂巨系统，并运用系统工程的方法，使使系统具有“安全，高效、经济”等综合效能[3]。所谓“安全”，是指不出现人体的生理危害和伤害，并尽量减少事故的发生；所谓“高效