MMESE 學(xué)科簡(jiǎn)介

      1981年，在著名科學(xué)家錢學(xué)森院士的親自指導(dǎo)下，一門綜合性邊緣技術(shù)科學(xué)——人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程（Man-Machine-Environment System Engineering，簡(jiǎn)稱MMESE）在中國(guó)誕生。錢錢學(xué)森院士對(duì)這門新興科學(xué)給予了極高評(píng)價(jià)。他于1993年10月22日致函學(xué)科創(chuàng)始人龍升照教授指出，“你們是在社會(huì)主義中國(guó)開(kāi)創(chuàng)了這門重要現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)”。

　　人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程是運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)理論和系統(tǒng)工程方法，正確處理人、機(jī)、環(huán)境三大要素的關(guān)系，深入研究人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)最優(yōu)組合的一門科學(xué)，其研究對(duì)象為人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)。系統(tǒng)中的“人”，是指作為工作主體的人（如操作人員或決策人員）；“機(jī)”是指人所控制的一切對(duì)象（如工具、機(jī)器、計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)和技術(shù)）的總稱；“環(huán)境”，是指人、機(jī)共處的特定工作條件（如溫度、噪聲、振動(dòng)……）。系統(tǒng)最優(yōu)組合的基本目標(biāo)是“安全、高效、經(jīng)濟(jì)”。所謂“安全”，是指不出現(xiàn)人體的生理危害或傷害，并避免各種事故的發(fā)生；所謂“高效”，是指全系統(tǒng)具有最好的工作性能或最高的工作效率；所謂“經(jīng)濟(jì)”，就是在滿足系統(tǒng)技術(shù)要求的前提下，系統(tǒng)的建立要投資最省。

　　1．MMESE的產(chǎn)生背景

　　2．MMESE的顯著特點(diǎn)

　　3．MMESE的重要作用

　　4．MMESE的研究?jī)?nèi)容

　　5．MMESE的實(shí)施方法

　　6．MMESE的應(yīng)用領(lǐng)域

　　1．MMESE的產(chǎn)生背景

　　人類社會(huì)發(fā)展的歷史，就是一部人、機(jī)（包括工具、機(jī)器、計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)和技術(shù)）、環(huán)境三大要素相互關(guān)聯(lián)、相互制約、相互促進(jìn)的歷史，其情況如圖1所示。由于環(huán)境的影響，高級(jí)靈長(zhǎng)目動(dòng)物演變成為人類；人類的誕生導(dǎo)致了機(jī)的出現(xiàn)；機(jī)的出現(xiàn)又產(chǎn)生了新的環(huán)境；新的環(huán)境又在影響人類的生活、工作和生存。

　　時(shí)至今日，當(dāng)人們沉浸在享受高科技帶來(lái)的社會(huì)繁榮之際，卻也不知不覺(jué)地闖入了兩大誤區(qū)：①在機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí)，由于漠視了人的特點(diǎn)和要求，致使工作系統(tǒng)效率降低、事故增加，對(duì)社會(huì)發(fā)展造成嚴(yán)重影響；②在機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí)，由于漠視了環(huán)境的特點(diǎn)和要求，不但影響了機(jī)器本身性能的發(fā)揮，而且?guī)��?lái)了嚴(yán)重的環(huán)境惡化，對(duì)人類的生活、工作和生存造成重大威脅。今以汽車為例，它的出現(xiàn)，一方面是極大地推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步，另一方面卻也給社會(huì)帶來(lái)了災(zāi)難，每年死于道路交通事故的人數(shù)全世界約有25萬(wàn)人，同時(shí)，它也是造成城市污染的主要因素之一。其他的類似例子也很多。因此，當(dāng)務(wù)之急，就是要研究和探索一套研究人、機(jī)、環(huán)境三大要素的運(yùn)行規(guī)律及其最優(yōu)組合的科學(xué)方法。人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程正是針對(duì)這種現(xiàn)實(shí)而登上科學(xué)技術(shù)的歷史午臺(tái)！

　　2．MMESE的顯著特點(diǎn)

　　人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程的顯著特點(diǎn)主要有3個(gè)：

　　第一、人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程特別強(qiáng)調(diào)機(jī)(包括工具、機(jī)器、計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)和技術(shù))的設(shè)計(jì)要苻合人的特點(diǎn)和要求。以往，人們有一種誤解，認(rèn)為只要機(jī)設(shè)計(jì)出來(lái)了，通過(guò)選拔和訓(xùn)練操作人員就可以發(fā)揮系統(tǒng)性能。其實(shí)，如果機(jī)的設(shè)計(jì)不苻合人的生理、心理特點(diǎn)，單純通過(guò)選拔、訓(xùn)練來(lái)使人適應(yīng)機(jī)的特性，不但不能確保系統(tǒng)性能的發(fā)揮，而且還會(huì)導(dǎo)致事故的發(fā)生。因此，人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程首先是強(qiáng)調(diào)機(jī)的設(shè)計(jì)要苻合人的特點(diǎn)，然后再?gòu)?qiáng)調(diào)通過(guò)選拔和訓(xùn)練，讓人去適應(yīng)機(jī)的特點(diǎn)，使人、機(jī)協(xié)調(diào)達(dá)到最優(yōu)化；

　　第二、人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程與以往一些相鄰學(xué)科（如人的因素，工效學(xué)、人-機(jī)系統(tǒng)……）的根本區(qū)別之一，就是環(huán)境因素不再作為一種被動(dòng)的干擾因素排斥在系統(tǒng)之外，而是作為一種積極的主動(dòng)因素納入系統(tǒng)之中，并成為系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。很顯然，環(huán)境既影響人的生存和工作能力，又影響機(jī)的性能和可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。反之，人和機(jī)也影響環(huán)境的狀態(tài)。所以，環(huán)境與人、環(huán)境與機(jī)、環(huán)境與系統(tǒng)之間，既存在信息流通、信息加工問(wèn)題，也存在信息控制問(wèn)題，這就更加突出了環(huán)境在系統(tǒng)中的重要作用。實(shí)踐證明，只有把環(huán)境作為系統(tǒng)的一個(gè)環(huán)節(jié)，才能從系統(tǒng)的總體高度對(duì)環(huán)境進(jìn)行全面的規(guī)劃與控制，有的可以消除，有的可以防護(hù)，有的可減至允許限度，有的可獲取最桂值，從而使全系統(tǒng)處于最優(yōu)工作狀態(tài)，這就從根本上杜絕了那種先出產(chǎn)品后治環(huán)境，或在管理工作中頭痛治頭、腳疼醫(yī)腳的被動(dòng)局面，使人們的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)始終沿著科學(xué)的道路前進(jìn)；

　　第三、人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程以科學(xué)的方法論一一唯物辨證法作指導(dǎo)，特別強(qiáng)調(diào)自上而下、由總而細(xì)的系統(tǒng)思考方法，遵循系統(tǒng)一一還原一一再系統(tǒng)一一再還原、乃至不斷循環(huán)上升的思維程序，把系統(tǒng)觀與還原觀有機(jī)結(jié)合，不斷推動(dòng)人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程研究往縱深發(fā)展。恩格斯曾強(qiáng)調(diào)指出：“舊的研究方法和思維方法、黑格爾稱之為‘形而上學(xué)’的方法，主要是把事物當(dāng)作一成不變的東西去研究。……必須先研究一個(gè)事物是什么，而后才研究過(guò)程。必須先知道一個(gè)事物是什么，而后才能覺(jué)察這個(gè)事物中所發(fā)生的變化。自然科學(xué)中的情形正是這樣。……而當(dāng)這種研究已經(jīng)進(jìn)展到可以向前邁出決定性的一步，即可過(guò)渡到系統(tǒng)地研究這些事物在自然界本身中所發(fā)生的變化的時(shí)候，在哲學(xué)領(lǐng)域內(nèi)也就響起了舊形而上學(xué)的喪鐘。”人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程正是拋棄以往那種只著眼于只要單個(gè)要素優(yōu)良，其整體性能就必然優(yōu)良的形而上學(xué)觀點(diǎn)。而是根據(jù)唯物辨證法思想，從系統(tǒng)的總體高度，研究人、機(jī)、環(huán)境三大要素的相互關(guān)系和整體變化規(guī)律，從而推動(dòng)科學(xué)技術(shù)向前發(fā)展。

　　3．MMESE的重要作用

　　科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不僅包括從深度和廣度上發(fā)展已經(jīng)建立的各門學(xué)科，而且還有賴于新興科學(xué)的出現(xiàn)。通常，新興科學(xué)的誕生和發(fā)展主要受兩種因素的影響：一是專門性、二是普遍性。

　　科學(xué)技術(shù)的專門性理論，是由于發(fā)現(xiàn)了新的研究對(duì)象，或出現(xiàn)了特別的科學(xué)趨勢(shì)，促使人們?nèi)パ芯恳活惐容^狹窄的對(duì)象，如細(xì)胞生物學(xué)、高分子化學(xué)等科學(xué)理論就是這種例子。這些學(xué)科的特點(diǎn)是用專門手段提出問(wèn)題，并解決問(wèn)題，它只涉及比較狹窄的研究領(lǐng)域�？茖W(xué)技術(shù)的普遍性科學(xué)理論，一般都是為了研究非常廣泛的一類對(duì)象中出現(xiàn)的自然現(xiàn)象而創(chuàng)立，如控制論、系統(tǒng)科學(xué)等科學(xué)理論就屬此例。與那些專門科學(xué)理論相反，普遍性科學(xué)理論往往都是邊緣科學(xué)。正因如此，為了溝通各個(gè)專門性科學(xué)之間的渠道，這些普遍性邊緣科學(xué)往往更趨向于理論化，而且更加依賴于描述它們所用的語(yǔ)言，如數(shù)學(xué)語(yǔ)言或其它語(yǔ)言。所以，普遍性邊緣科學(xué)具有兩個(gè)重要特征：第一是縱向整體化，使基礎(chǔ)科學(xué)與工程技術(shù)相互滲透，甚至融為一體；第二是橫向整體化，大力推行橫跨學(xué)科的交叉研究。邊緣科學(xué)的這兩個(gè)特點(diǎn)，打破了各個(gè)學(xué)科、各個(gè)部門之間的森嚴(yán)壁壘，反過(guò)來(lái)又極大地促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展。

　　人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程作為一門綜合性邊緣技術(shù)科學(xué)，其整體化特征表現(xiàn)最為突出。在縱向整體化方面，人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程是一門技術(shù)科學(xué)，相對(duì)其基礎(chǔ)科學(xué)（如生理學(xué)、心理學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)……）而言，它是注重于實(shí)際應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性；它相對(duì)其工程技術(shù)（如航天人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程，航空人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程、坦克人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程、汽車人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程、防空兵人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程……）而言，又為實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)。所以，人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程使理論與應(yīng)用相互交融、密不可分。

　　在橫向整體化方面，人一機(jī)一環(huán)境系統(tǒng)工程的研究范圍從系統(tǒng)構(gòu)思開(kāi)始，歷經(jīng)系統(tǒng)建立、系統(tǒng)運(yùn)行和系統(tǒng)維護(hù)，直至系統(tǒng)消亡為終，沒(méi)有多種學(xué)科知識(shí)和多種方法論指導(dǎo)，就無(wú)法取得最佳效果，故其學(xué)科交叉非常明顯。因此，目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者在論述該研究領(lǐng)域時(shí)，總是眾說(shuō)紛壇，各執(zhí)一詞，諸如人的因素，人體工程學(xué)、工程心理學(xué)、工效學(xué)、人的因素工程、人一機(jī)系統(tǒng)、環(huán)境醫(yī)學(xué)等等。實(shí)際上它們都是從不同側(cè)面、不同角度來(lái)探索人、機(jī)、環(huán)境三者之間的關(guān)系。因此，用人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程這門新興科學(xué)，能把這些大致相近或相輔相成的學(xué)科納入一個(gè)統(tǒng)一的科學(xué)框架，這不僅能避免概念和術(shù)語(yǔ)的混亂，也使人們的認(rèn)識(shí)水平大大向前推進(jìn)一步。

　　第一，它為人類社會(huì)的健康和可持續(xù)發(fā)展提供了科學(xué)方法。

　　如前所述，人類社會(huì)發(fā)展的歷史，就是一部人、機(jī)（包括工具、機(jī)器、計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)和技術(shù)）、環(huán)境三大要素相互關(guān)聯(lián)、相互制約、相互促進(jìn)的歷史。

　　人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程的誕生，使人們?cè)谠O(shè)計(jì)和研制任何一個(gè)人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)時(shí)，將產(chǎn)生三個(gè)方面的飛躍：①?gòu)慕?jīng)驗(yàn)走向科學(xué)；②從不自覺(jué)走向自覺(jué)；③從定性走向定量。其結(jié)果，不僅可以避免經(jīng)濟(jì)上的巨大損失，而且可以加速人類社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程。

　　第二，人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程也為社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展提供了技術(shù)手段。

　　通常，哲學(xué)上是將生產(chǎn)力定義為：“從事物質(zhì)資料生產(chǎn)的人同以生產(chǎn)工具為主的被用于生產(chǎn)的勞動(dòng)資料相結(jié)合，就構(gòu)成社會(huì)生產(chǎn)力。”很顯然，生產(chǎn)力應(yīng)該是人（從事物質(zhì)資料生產(chǎn)的人）、機(jī)（生產(chǎn)工具和機(jī)器）、環(huán)境（生產(chǎn)場(chǎng)所的有關(guān)勞動(dòng)條件）三大要素的有機(jī)結(jié)合。因此，采用人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程方法，就能全面優(yōu)化人、機(jī)、環(huán)境三者之間的關(guān)系，推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力全面發(fā)展。

　　4．MMESE的研究?jī)?nèi)容

　　人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程的研究?jī)?nèi)容主要包括七個(gè)方面（見(jiàn)圖2）：①人的特性的研究；②機(jī)的特性的研究；③環(huán)境特性的研究；④人-機(jī)關(guān)系的研究；⑤人-環(huán)關(guān)系的研究；⑥機(jī)-環(huán)關(guān)系的研究；⑦人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)總體性能的研究。

　　（1）人的特性的研究——人的工作能力研究；人的基本素質(zhì)的測(cè)試與評(píng)價(jià)；人的體力負(fù)荷、腦力負(fù)荷和心理負(fù)荷研究；人的可靠性研究；人的數(shù)學(xué)模型（控制模型和決策模型）研究；人體測(cè)量技術(shù)研究；人員的選拔和訓(xùn)練研究等。

　　（2）機(jī)的特性的研究——被控對(duì)象動(dòng)力學(xué)的建模技術(shù)；機(jī)的可操作性研究；機(jī)的可維護(hù)性研究；機(jī)的本質(zhì)安全性（防錯(cuò)設(shè)計(jì)）研究等。

　　（3）環(huán)境特性的研究——環(huán)境檢測(cè)技術(shù)的研究；環(huán)境控制技術(shù)的研究；環(huán)境建模技術(shù)的研究等。

　　（4）人-機(jī)關(guān)系的研究——靜態(tài)人-機(jī)關(guān)系研究（作業(yè)域的布局與設(shè)計(jì)）；動(dòng)態(tài)人-機(jī)關(guān)系研究（人-機(jī)界面研究；顯示和控制技術(shù)研究；人-機(jī)界面設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)技術(shù)研究；人、機(jī)功能分配研究；人、機(jī)功能比較研究；人、機(jī)功能分配方法研究；人工智能研究）；多媒體技術(shù)在人-機(jī)關(guān)系研究中的應(yīng)用；數(shù)字人體在人-機(jī)關(guān)系研究中的應(yīng)用等。

　　（5）人-環(huán)關(guān)系的研究——環(huán)境對(duì)人影響的研究；人對(duì)環(huán)境影響的研究；個(gè)體防護(hù)措施的研究等。

　　（6）機(jī)-環(huán)關(guān)系的研究——環(huán)境對(duì)機(jī)器性能影響的研究；機(jī)器對(duì)環(huán)境影響的研究等。

　　（7）人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)總體性能的研究——人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)總體數(shù)學(xué)模型的研究；人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)模擬（數(shù)學(xué)模擬、半物理模擬和全物理模擬）技術(shù)的研究；人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)總體性能（安全、高效、經(jīng)濟(jì)）的分析和評(píng)價(jià)研究；虛擬技術(shù)（Virtual Reality）在系統(tǒng)總體性能研究中的應(yīng)用等。

　　5. MMESE的實(shí)施方法

　　人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程的實(shí)施方法可以概括為四句話、24個(gè)字，也即：基于三個(gè)理論（控制論、模型論、優(yōu)化論）、分析三個(gè)要素（人、機(jī)、環(huán)境）、歷經(jīng)三個(gè)步驟（方案決策、研制生產(chǎn)、實(shí)際使用）、實(shí)現(xiàn)三個(gè)目標(biāo)（安全、高效、經(jīng)濟(jì)）。

　　(1) 基于三個(gè)理論  人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程是一門綜合性邊緣技術(shù)科學(xué)，為了形成其理論體系，它從一系列基礎(chǔ)學(xué)科中吸取了豐富營(yíng)養(yǎng)，并奠定了自身的基礎(chǔ)理論。人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論可以概括為控制論、模型論和優(yōu)化論

　　① 控制論  控制論的根本貢獻(xiàn)在于，它用系統(tǒng)、信息、反饋等一般概念和術(shù)語(yǔ)，打破了有生命與無(wú)生命的界限，使人們能用統(tǒng)一的觀點(diǎn)和尺度來(lái)研究人、機(jī)、環(huán)境這三個(gè)物質(zhì)屬性本是截然不同、互不相關(guān)的對(duì)象，并使其成為一個(gè)密不可分的有機(jī)整體。

　　② 模型論  模型論能為人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程研究提供一套完整的數(shù)學(xué)分析工具。很顯然，人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程不僅要求定性，而且要求定量地刻劃全系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律。為此，就必須針對(duì)不同客觀對(duì)象，引入適當(dāng)數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)建模、參數(shù)辨識(shí)、模擬和檢驗(yàn)等步驟，用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)闡明真實(shí)世界的客觀規(guī)律。

　　③ 優(yōu)化論  優(yōu)化論的基本出發(fā)點(diǎn)是，在人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)的最優(yōu)組合中，一般總有多種互不相同的方法和途徑，而其中必有一種或幾種最好或較好的，這樣一種尋求最優(yōu)途徑的觀點(diǎn)和思路，正是人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程的精髓。優(yōu)化論正是體現(xiàn)這一精髓的數(shù)學(xué)手段。

　　（2）分析三個(gè)要素  我們對(duì)人、機(jī)、環(huán)境三個(gè)要素進(jìn)行分析，主要是研究如何運(yùn)用這三個(gè)要素來(lái)構(gòu)成我們所需的、具有特性功能的人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)。通常，根據(jù)各種系統(tǒng)的性能特點(diǎn)及復(fù)雜程度，我們將人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)分為三種類型：

　　① 簡(jiǎn)單（或單人、單機(jī)）人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)  在這種系統(tǒng)中，一名操作人員只使用一臺(tái)機(jī)器在特定環(huán)境中工作。現(xiàn)行的汽車、火車、飛機(jī)……等都屬于這類系統(tǒng)。

　　② 復(fù)雜（或多人、多機(jī)）人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)  這類系統(tǒng)的特點(diǎn)是，一名操作人員可以操作兩臺(tái)以上的機(jī)器，或者是一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)器同時(shí)可以被幾名操作人員使用。目前許多工業(yè)生產(chǎn)機(jī)器的操作，都類似于此。

　　③ 廣義（或大規(guī)模）人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)  這類系統(tǒng)廣泛存在于各種生產(chǎn)部門。各生產(chǎn)部門的最高決策者通過(guò)一套指揮/控制系統(tǒng)，對(duì)下屬各基層單位的生產(chǎn)狀況實(shí)施統(tǒng)一的管理和調(diào)度，這是一種典型的廣義人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)。

　　很顯然，無(wú)論是簡(jiǎn)單的、復(fù)雜的，還是廣義的人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)，都是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)。這是因?yàn)�，人體本身是一個(gè)巨系統(tǒng)，機(jī)器（或計(jì)算機(jī)）也是巨系統(tǒng)，再加上各種環(huán)境因素的作用和影響，因而形成人-機(jī)-環(huán)境這個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng)。實(shí)踐證明，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，更重要的是取決于各要素的關(guān)聯(lián)形式，也即信息的傳遞、加工和控制方式。因此，要實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、環(huán)境的最優(yōu)組合，其難度是相當(dāng)大。而且，人們對(duì)人-機(jī)-環(huán)境這三個(gè)要素的研究，原先都是隸屬于不同的學(xué)科領(lǐng)域，其研究方法和研究思想也大不相同�，F(xiàn)在，為了將它們組合成一個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng)，首先就必須有一個(gè)能夠統(tǒng)一描述人、機(jī)、環(huán)境各自能力及相互關(guān)系的理論，沒(méi)有這樣一個(gè)理論作指導(dǎo)，就根本談不上對(duì)整個(gè)系統(tǒng)作深入研究，也就更談不上實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的最優(yōu)化組合設(shè)計(jì)。所以，人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程正是針對(duì)這種現(xiàn)實(shí)應(yīng)運(yùn)而生。

　　（3）歷經(jīng)三個(gè)步驟  為了將人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程理論應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，一般都應(yīng)經(jīng)歷方案決策、研制生產(chǎn)和實(shí)際使用三個(gè)階段。

　　① 方案決策階段  方案決策是屬于理論分析范疇，也是最關(guān)鍵步驟。在這個(gè)階段，人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程能為人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)提供一套完整的決策理論，其中最主要的任務(wù)是建立人、機(jī)、環(huán)境的各自數(shù)學(xué)模型和系統(tǒng)的總體模型，并借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行全系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模擬和優(yōu)化計(jì)算，以確定人、機(jī)、環(huán)境的最優(yōu)參數(shù)和系統(tǒng)的最優(yōu)組合方案。

　　② 研制生產(chǎn)階段  在研制生產(chǎn)階段，人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程的任務(wù)是確定實(shí)現(xiàn)最優(yōu)方案的最佳途徑。在這個(gè)階段，始終強(qiáng)調(diào)把作為工作主體的人參與到系統(tǒng)中去，并通過(guò)半物理模擬或全物理模擬，不斷分析和檢驗(yàn)人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)的整體性能和局部性能，并協(xié)調(diào)各分系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)，使總體性能達(dá)最佳狀態(tài)。

　　③ 實(shí)際使用階段  在實(shí)際使用階段，人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程的任務(wù)是通過(guò)實(shí)際使用的驗(yàn)證，提出充分發(fā)揮現(xiàn)存系統(tǒng)性能的意見(jiàn)（如選拔操作人員的標(biāo)準(zhǔn)和訓(xùn)練操作人員的方案和計(jì)劃），全面做到物盡其用，人盡其才，并為進(jìn)一步改善和提高系統(tǒng)性能提出新的建議。

　　（4）實(shí)現(xiàn)三個(gè)目標(biāo)  一般而論，要同時(shí)滿足安全、高效、經(jīng)濟(jì)這三個(gè)指標(biāo)是困難的，而且有時(shí)是矛盾的。因此，為了用系統(tǒng)工程方法來(lái)使我們所建造的人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全、高效、經(jīng)濟(jì)這三個(gè)目標(biāo)，首先我們必需假設(shè)幾種設(shè)計(jì)方案，然后針對(duì)每種方案用全數(shù)學(xué)模擬、半物理模擬或全物理模擬方法，獲得安全、高效、經(jīng)濟(jì)這三個(gè)效能指標(biāo)的關(guān)系曲線。根據(jù)關(guān)系曲線就能預(yù)測(cè)人、機(jī)、環(huán)境的最有參數(shù)�；�于這些參數(shù)，就可確定最優(yōu)方案。在進(jìn)行系統(tǒng)方案可行性（或可實(shí)現(xiàn)性）研究之后，最后可對(duì)最優(yōu)方案進(jìn)行決策。據(jù)此選擇的方案，就是比較理想的方案。

　　總之，運(yùn)用人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程的實(shí)施方法，能為人們?cè)谠O(shè)計(jì)和建立任何人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)時(shí)，從定性走向定量、從不精確走向精確、從經(jīng)驗(yàn)走向科學(xué)。這不僅可以實(shí)現(xiàn)人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)的最優(yōu)組合，而且可以避免工程技術(shù)的大量返工和經(jīng)濟(jì)上的巨大損失，并可加速人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)的研制進(jìn)程。

　　6. MMESE的應(yīng)用領(lǐng)域

　　人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程認(rèn)為，凡是有人參與的工作系統(tǒng)，都可以定義為一個(gè)人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)。而且，根據(jù)各種系統(tǒng)的性能特點(diǎn)及復(fù)雜程度，又可將人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)分為三種類型：簡(jiǎn)單（或單人、單機(jī)）人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)、復(fù)雜（或多人、多機(jī)）人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)和廣義（或大規(guī)模）人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)。因此，人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程雖然是一門新興的邊緣技術(shù)科學(xué)，但它的蹤跡卻已深入到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各條戰(zhàn)線。表1列出了它的應(yīng)用領(lǐng)域及人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)的特性。在各個(gè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用對(duì)象的各自特點(diǎn)，明確界定人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)的具體功能與內(nèi)涵，以便取得最佳應(yīng)用效果。

表1  人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程應(yīng)用領(lǐng)域一覽表