人-机-环境系统工程 (MMESE)

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人-机-环境系统工程师在当代社会中的作用与地位

  

-机-环境系统工程师在当代社会中的作用与地位

   龙升照

  (北京航天医学工程研究所)

   

  一、引 言

   

  20多年来,人-机-环境系统工程这一新兴科学,正在吸引着各个领域的专家、学者和工程技术人员对其进行开拓和探索,从而也就造就了越来越多的人-机-环境系统工程专家和工程师(为了简化,以后可将他们简称为“MMESE(迈新)专家”和“MMESE(迈新)工程师”)。

  本文从人-机-环境系统工程师的基本任务、要求、作用和培育方法等方面,较全面地阐述了人-机-环境系统工程师在当代社会中的作用与地位。


  二、人-机-环境系统工程师的基本任务

   

  人-机-环境系统工程师的基本任务主要为3个方面:一是推动人类社会健康发展;二是避免人类社会发展走入误区;三是促进社会生产力蓬勃发展。

  1.推动人类社会健康发展  

  人类社会发展的历史,就是一部人、机(包括工具、机器、计算机、系统及技术)、环境三大要素相互关联、相互制约、相互促进的历史(见图1)。由于环境的影响,高级灵长目动物演变成为人类;人类的诞生导致了机的出现;机的出现又产生了新的环境;新的环境又在影响人类的生活、工作和生存,其情况如图1所示。当然,人、机、环境三大要素的相互作用并不是一个简单的循环重复,而是遵循一个螺旋式上升的发展过程,从而推动人类社会的不断发展和进步。环顾一下我们周围的一切,不但机器的使用比比皆是,而且计算机的应用也十分普遍。人们为了达到某种预定目标(如航天探索、军事对抗、发展生产……),总是针对某些特定环境,试图利用已经掌握的科学技术,组成一个既有人,又有机,还有环境的复杂系统,我们将它称之为人-机-环境系统。例如,司机驾驶汽车在地面上奔驰,飞行员驾驶飞机在空中飞行,航天员驾驶飞行器在宇宙中航行,舵手驾驶船舶在海洋中航行等,这些都是典型的人-机-环境系统;同样,工厂的工人在特定环境中操作各种机器进行工作,也是典型的人-机-环境系统……很显然,人-机-环境系统广泛存在于从民用到军事、从天上到地下、从陆地到海洋的各个领域。当然,随着科学技术的不断发展,各种工作的自动化程度会愈来愈高,人的劳动(体力劳动或脑力劳动)将会更多地被机器所取代。但是,人的高级智能活动是任何机器也无法代替的。所以,在任何情况下,也都会有人参与工作,人要完成诸如监视、控制、决策、管理等各种功能,故人-机-环境系统总是普遍存在。

  然而,它的存在只是问题的一个方面,而能不能从理论的高度来认识它、驾驭它,并使之处于最优工作状态,这才是问题的真正关键。因此,人-机-环境系统工程师的首要任务,就是运用人-机-环境系统工程理论探索人、机、环境三大要素的运行规律及其最优组合的科学方法,从而推动人类社会健康发展。

  2.避免人类社会发展走入误区

  时至今日,当人们沉浸在享受高科技带来的社会繁荣之际,却也不知不觉地闯入了两大误区:第一,在机器设计时,由于漠视了人的特点和要求,致使工作系统效率降低、事故增加,对社会发展造成严重影响;第二,在机器设计时,由于漠视了环境的特点和要求,不但影响了机器本身性能的发挥,而且带来了严重的环境恶化,对人类的生活、工作和生存造成重大威胁。今以汽车为例,它的出现,一方面极大地推动了社会的进步,另一方面却也给社会带来了灾难。据统计,全世界每年死于道路交通事故的人数约有25万。在我国,跨入21世纪的前3年(2001~2003年),每年的死亡人数都突破10万。与此同时,汽车也是造成城市环境污染的主要因素之一。其他类似的例子也很多。因此,当务之急,就是要求人-机-环境系统工程师根据人-机-环境系统工程原理,全面协调人、机、环境的健康发展,避免和阻止人类社会发展走入误区。

  3.促进社会生产力蓬勃发展

  通常,哲学上是将生产力定义为:“从事物质资料生产的人同以生产工具为主的被用于生产的劳动资料相结合,就构成社会生产力。”很显然,生产力应该是人(从事物质资料生产的人)、机(生产工具和机器)、环境(生产场所的有关劳动条件)三大要素的有机结合。因此,人-机-环境系统工程师的重要职责,就是运用人-机-环境系统工程方法,全面优化人、机、环境三者之间的关系,采取一切有效手段,实现“安全、高效、经济”三大目标,从而促进社会生产力的蓬勃发展。

   

  三、人-机-环境系统工程师的基本要求

   

  人-机-环境系统工程师一般都必须满足三个最基本的要求:

  第一,他们应该是一些知识广博的人。由于人-机-环境系统工程的研讨内容包括7个方面的内容(见图2)。为了充分运用人-机-环境系统工程理论,他们不只是单独对人、对机、对环境的相关专业具有足够的造诣,而且要对人、机、环境及其相互关系都有相当全面、深刻的理解,并掌握其发展动向。因此,他们不仅是“专家”,而且是“博家”、“杂家”。

  第二,他们应该是一些能够站在系统总体高度,高瞻远瞩、通观全局的人。钱学森曾经强调指出:“人-机-环境系统工程,把人、机器跟整个客观环境连在一起来考虑,这就跟单个考虑人、考虑环境不一样,这就是辩证法,综合了,辩证统一了”。因此,人-机-环境系统工程师不仅要把各种专业知识融入各项具体任务之中,而且要把系统的整体意识贯穿于工作的全过程,并始终朝着总体目标的提高而开展全方位的努力。

  第三,他们应该是一些具有极强创造性思维的人。美国贝尔研究所所长曾说,“系统的研制、设计是一种组织化的创造技术,它和绘画、雕刻、建筑设计等等是一脉相承的,都是创造的产物。从这个意义上看,科学和艺术正是一根藤上的两个瓜,它们的根基就是创造性思维。”对人-机-环境系统工程理论及应用而言,它所强调的人、机、环境三大要素的协调发展,正如绘画艺术中“三色原理”一样,可以构建出千姿百态、神态各异的人-机-环境系统。因此,这就要求他们必须善于发现新问题、提出新问题,并有足够的想象力和创造力来解决问题。正如一个文学家,如果他只拥有华丽的词汇,而缺乏对文学素材整体布局的能力,就不能写出好的文学作品;但是,如果他具有高度驾驭文学素材整体布局的能力,即使运用一些普通词汇,也能写出动人心弦的伟大篇章。

   

  四、人-机-环境系统工程师的作用

   

  由于人-机-环境系统工程师既具有人、机、环境各个方面的全面知识,又具有站在系统总体高度的整体协调能力,因此,他们应该成为当代科学技术的战略家和活动家。而在各种任务和工程项目中,他们往往将成为总工程师或总设计师之类的高层人才。他们的作用主要表现如下:

  1.认识世界和改造世界的生力军

  众所周知,凡是有人参与的系统,都是一个典型的人-机-环境系统。人-机-环境系统工程的诞生,使人们在设计和研制任何一个人-机-环境系统时,会产生三个方面的飞跃:第一,从经验走向科学;第二,从不自觉走向自觉;第三,从定性走向定量。尽管在目前,人-机-环境系统工程理论还不是那么完整,那么成熟,但它的应用范围已涉及到人类社会的方方面面。1993年10月23日,钱学森院士在给龙升照同志的信中强调指出:“我收到您主编的《人-机-环境系统工程研究进展(第一卷)》,翻看了之后,感到非常高兴,1985年秋提出的一个想法,现在8年之后已赫然成书,500多页的巨卷!而且研究范围已大大超出原来航天,内容涉及航空、航天、兵器、电子、能源、交通,电力、煤炭、冶金、体育、康复、管理……等领域!你们是在社会主义中国开创了这门重要现代科学技术。”钱学森院士这段饱含深情的话语,不仅为人-机-环境系统工程理论的普遍应用描绘了一幅光辉无比的宏伟蓝图,而且也为人-机-环境系统工程师奋斗目标指明了前进的方向。不论你工作在哪个行业、哪个领域,只要你认真思考你天天接触的与处理的是一个什么样的人-机-环境系统,怎样根据人-机-环境系统工程原理去处理各种问题,那么你就在人类认识世界和改造世界的历史长河中留下了你的辛勤汗水,为人类社会的进步贡献了你的一份力量,这正是人-机-环境系统工程师义不容辞的责任。

  2.协调各类专业人员朝着“安全、高效、经济”总体目标奋进的最佳人才

  过去,当人类的知识还是非常有限的时候,所有人对世界的理解都是相似的,而且也是全面的(相对总体知识而言)。知识的日益专门化使得人类的总体知识越来越丰富,而个人已不再能够掌握所有的知识。

  当前,不同专业学科的人员只有进行跨学科的合作,才能提出和解决更为全面的问题。由于知识的高度专门化,项目合作参与人员所持有的观点往往会受到某种局限性的影响。其结果将导致处理综合性任务时,有关任务和解决方法的各项具体任务往往不再与总目标保持一致。这将产生许多不必要的费用,采用一些不合理的解决办法,有时甚至会陷入无休止的争论之中。

  形势变得越来越明朗:由于对具体细节的要求越来越高,而对总体的理解却越来越不全面。问题的根源并不是在于缺乏具体的专业知识,而是缺乏面向总体目标的集中考虑。为了解决这一问题,目前必须有人能将各种知识潜力和才干更好地融入各项任务的总体意图之中,同时也必须使面向目标的协调能力得到提高,人-机-环境系统工程师正是充当这一角色的最佳人选。

   

  五、培养人-机-环境系统工程师的方法

   

  为了造就更多的MMESE专家和MMESE工程师,应该认真做好两个方面的工作:

  第一,对正在从事人-机-环境系统工程理论及应用研究的科技工作者,通过专业培训和学术交流的方式,并结合他们应用领域实践经验的积累,使他们朝着MMESE专家或MMESE工程师方向发展;

  第二,从高等院校培养一批业务骨干,使他们一进入专业课程的学习,就对人-机-环境系统工程的基本原理有所了解。当他们走上工作岗位后,能在人-机-环境系统工程领域继续进行开拓和探索,从而为人才队伍的形成奠定基础。目前,国家教委已经设立“人机与环境工程”二级学科的学士、硕士和博士点,在一些高等院校和科研单位不但能培养人-机-环境系统工程的学士、硕士人才,而且在北京理工大学、西北工业大学、北京航空航天大学、南京航空航天大学和国防科技大学等,还能培养博士研究生,从而为人-机-环境系统工程高层次人才的培养创造了十分有利的条件。 

   

  参 考 文 献

   

  1.钱学森同志关于人-机-环境系统工程的重要论述. 龙升照主编:人-机-环境系统工程研究进展(第五卷). 北京:海洋出版

  社,2001

  2.候静.钱学森关注“人机关系”——访人-机-环境系统工程专家龙升照.科技日报,2001-12-14

  3.龙升照. 人-机-环境系统工程理论及应用基础. 北京:科学出版社,2004

  4.德]U. Rieger,孙介铭译.系统工程师是整体解决问题的关键人物.工业工程与管理,(4),1998

  5.方永绥,徐永超编.系统工程基础——概念、目的和方法.上海:上海科学技术出版社,1980

  6.徐江善. 中国,车祸之痛.北京文学,2004

  7.马百胜. 我每年调查2000起空中事故——访原美国国家交通安全委员会主席吉姆·豪.北京青年报,2001-01-10

  8.李大庆. 制约我国汽车发展的三大因素——环境、能源和交通事故与拥堵. 科技日报,2001-10-11

   

  【作者简介】龙升照,男,汉。1942年11月5日生。江西吉安人。1965年上海科学技术大学自动化系毕业。航天医学工程研究所工效学研究室原主任、研究员、博士生导师,中国系统工程学会人-机-环境系统工程专业委员会主任,北京市海淀人-机-环境系统工程研究会理事长。1981年,在著名科学家钱学森的亲自指导下,与陈信研究员共同创立了人-机-环境系统工程理论。1982年,根据人的思维特点,用模糊逻辑方法,创建了人的模糊控制模型。1986年8月至1987年8月,赴美国Tufts大学进行研究和进修。1993年1月被国务院授予享受政府特殊津贴证书。1993年10月,筹备组建了中国系统工程学会人-机-环境系统工程专业委员会,并于1993,1995,1997,1999,2001和2003年分别主持召开了第一、第二、第三、第四、第五和第六届全国人-机-环境系统工程学术会议;与此同时,还于1998,2000,2002,2004年分别主持召开了第一、第二、第三和第四届全国人的可靠性和人-机-环境系统可靠性专题研讨会。

  作为项目负责人,已获国家科技进步三等奖1项、 部门科技进步一等奖1项、部门科技进步二等奖2项、部门科技进步三等奖6项。代表性著作有《人-机-环境系统工程学》、《人-机-环境系统工程理论及应用基础》, 并主编出版了《人-机-环境系统工程研究进展》第一、二、三、四、五、六卷。国内外公开发表论文60余篇。 

  (文献来源:《人-机-环境系统工程研究进展(第七卷)》,海洋出版社,2005)