人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程的過(guò)去、現(xiàn)在與未來(lái)(編輯修改稿)
2025-07-14 00:03 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 展和被控對(duì)象的不斷復(fù)雜化，必然會(huì)把計(jì)算機(jī)引入到人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中來(lái)。因此，人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)工程(學(xué))應(yīng)發(fā)展為人計(jì)算機(jī)機(jī)環(huán)境系統(tǒng)工程(學(xué))這樣一個(gè)新的含義，它也可寫(xiě)作人機(jī)（或計(jì)算機(jī)）環(huán)境系統(tǒng)工程(學(xué))。綜上所述，從天上到地下，從陸地到海洋，從軍事到民用，在這些相當(dāng)廣泛的不同領(lǐng)域里，都提出了一個(gè)人們共同關(guān)心的問(wèn)題：在各種特殊環(huán)境下，如何用科學(xué)的辦法來(lái)使人和機(jī)器（或計(jì)算機(jī)）進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，以發(fā)揮其最大效能？人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)工程(學(xué))正是適應(yīng)這方面的需要而登上科學(xué)技術(shù)舞臺(tái)的。人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)工程(學(xué))，它從總體觀念出發(fā)，將人、機(jī)器（或計(jì)算機(jī)）、環(huán)境看作是一個(gè)相互作用、相互依賴的超巨系統(tǒng)（圖1），并運(yùn)用系統(tǒng)工程的方法，合理地安排系統(tǒng)中每一個(gè)布局，以獲得系統(tǒng)的整體最優(yōu)化。圖1 人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)示意圖二、人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)工程(學(xué))的研究范疇人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)工程(學(xué))的研究對(duì)象是人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)。這里所稱的“人”，是指作為主體工作的人；所稱的“機(jī)”，是指人所控制的一切對(duì)象的總稱，它大至一個(gè)飛船或一架飛機(jī)，小至微小環(huán)境、個(gè)人裝備等；所稱的“環(huán)境”，是指人、機(jī)器（或計(jì)算機(jī)）共處的特殊條件，它既包括物理因素的效應(yīng)，也包括社會(huì)因素的影響。人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)工程(學(xué))把“人”、“機(jī)”、“環(huán)境”看作是系統(tǒng)的三大要素。并通過(guò)這三大要素之間的信息傳遞、信息加工和信息控制等作用，組成一個(gè)非常復(fù)雜的超巨系統(tǒng)（圖1）。很顯然，對(duì)任何一個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的總體性能不僅取決于各組成要素的單獨(dú)性能，而且更重要的是取決于系統(tǒng)中各要素的關(guān)聯(lián)形式，也即信息的傳遞、加工和控制的方式。例如，金剛石和石墨的化學(xué)成分都是碳元素，但由于兩者的原子排列、結(jié)構(gòu)組合不同，卻導(dǎo)致了截然不同的物理性能，這些淺顯的道理，當(dāng)然已為人們所共知。同樣，在人、機(jī)、環(huán)境的總體結(jié)合上，情況更是如此。人體本身是一個(gè)巨系統(tǒng)，機(jī)器（或計(jì)算機(jī)）也是一個(gè)巨系統(tǒng)，再加之各種惡劣環(huán)境的影響，因而便構(gòu)成了人機(jī)環(huán)境這個(gè)超巨系統(tǒng)。面對(duì)這樣龐大的系統(tǒng)，如何實(shí)現(xiàn)它們之間的最優(yōu)組合呢？人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)工程(學(xué))，正是從“系統(tǒng)”的總體高度出發(fā)，一方面既注意研究人、機(jī)、環(huán)境各要素本身的性能，另一方面卻更重視研究這三大要素之間的相互關(guān)系、相互作用、相互影響，以及它們的協(xié)調(diào)方式，并借助系統(tǒng)工程的科學(xué)成就，引導(dǎo)人們有條不紊地找到最優(yōu)組合方案，使人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的總體性能達(dá)到最佳狀態(tài)。這種最佳狀態(tài)一般都應(yīng)滿足安全、高效、經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)。舉例來(lái)說(shuō)，飛船的座艙壓力，究竟多大合適？是二分之一個(gè)大氣壓力好呢，還是三分之一個(gè)大氣壓力好？人們對(duì)此也曾進(jìn)行過(guò)分析。但這種分析，由于沒(méi)有采用一套科學(xué)方法，今天看來(lái)，就顯得比較粗糙。為什么呢？我們知道，如果與通常采用的一個(gè)大氣壓力相比，飛船座艙采用二分之一個(gè)大氣壓力，對(duì)航天員來(lái)說(shuō)，不會(huì)造成缺氧；而且，由于與外界的壓力差小
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