陈欢勤

[摘    要]智能制造领域对人因工程的应用，将“以人为本”作为了基本理念，本文以人、信息技术以及物理系统为基础，对三者之间的关系进行了研究和解决，为系统运行提供了安全、高效的保证。根据人在智能制造系统中所发挥的作用，对智能制造技术中的人因工程的作用进行了系统的梳理。针对目前智能制造在我国人因工程方面遇到的问题进行了阐述，并提出了学科建设、科学研究以及社会关注等策略，来促进智能制造的进一步发展，其主要涉及到了对顶层战略设计的加强、定量定性研究的加强等内容，以供参考。

[关键词]智能制造;人因工程;研究与发展

[中图分类号]TH16 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）12–00–03

[Abstract]In the application of human factors engineering in the field of intelligent manufacturing， "people-oriented" is regarded as the basic concept. Based on human， information technology and physical system， this paper studies and solves the relationship among them， which provides a safe and efficient guarantee for the operation of the system. According to the role of human in intelligent manufacturing system， the role of human factor engineering in intelligent manufacturing technology is systematically analyzed. This paper expounds the problems of Intelligent Manufacturing in human factors engineering， and puts forward the strategies of discipline construction， scientific research and social attention to promote the further development of intelligent manufacturing， which mainly involves the strengthening of top-level strategic design， quantitative and qualitative research， for reference.

[Keywords]intelligent manufacturing; human factors engineering; research and development

智能制造系統的提出是在20世纪，通过对其的长期探索和发展，先后诞生了各种新兴的制造范式、模式以及概念等。从总体上来说，智能制造的发展越来越趋向于数字化以及网络化，目前，智能制造的发展获得了全新的方向。智能制造系统在经过不断的发展后，学术界以及工业界对人在系统中所发挥的作用、人带来的影响以及人机之间的关系等进行了探讨和研究。

1 面向智能制造的人因工程

中国工程院在研究报告中对智能制造课题做出了强调：“智能制造是一个概念上的大系统，这一大系统正在不断的演进，深入的融合了信息与制造这两种新兴的先进技术，需要在产品的整个生命周期内贯穿于各个环节中，并对系统进行相应的优化集成，以此来为企业提供更高质量的产品、更高的效益以及高水平的服务，以此来促进企业的不断创新。”该报告通过与HCPS范式的结合，对智能制造的演变过程进行了分析，对人的核心作用进行了凸显。国家标准体系中对智能制造的建设提出了指导：在架构智能制造系统的过程中，对相关活动、装备以及特征等智能制造内容的描述，需要从三个维度展开，也就是生命周期、系统层级以及智能特征。其中涉及的就是与企业各项约束条件，以及所需要使用的技术的结合，来对研发活动的过程进行构造、仿真以及验证等;生产指的是物品实体由供应地流动到接收地的过程;销售指的是企业通过经营活动，将产品或商品等向客户手上进行转移;服务指的是提供者在接触客户的过程中，对一系列活动的产生过程及产生结果，例如回收等[1]。

人的因素涉及到了较多内容，到目前为止其在学术界依然没有得到命名或定义。站在广义的角度上来说，主要涉及到了人的作用、人因工程等人的因素。其中各个系统中人所扮演的角色、发挥的作用以及工作类型等，是“人的作用”研究的主要内容。在生产生活的过程中，人类对自然界、社会以及自身做出了不断的改造，因此，劳动对象必然会与生产工具有所联系，此类联系就是所谓的“人机关系”，其主要涉及到了人机交互、人机合作等内容。人因工程也能够称为人类工效学，是工程技术学科中最为重要的一门学科，对其的研究需要对生理、心理以及生物力等多个学科的方法和手段进行综合运用。目的是研究人、机器及其工作环境三者之间存在着怎样的关系，有着怎样的影响规律，并对其进行合理的结合，以此来根据人的身心等特点对程序以及产品等进行设计，最终实现对工作效率的提升，为产品和人们提供质量、安全、健康等保障。

在智能制造系统中通过对人这一因素的分析，可以对智能制造中的人因工程作出初步定义：以人、机器、技术以及环境为基础，对这四点进行了深入的研究，得知了人在行为、工作以及作业等方面的特点，并对其进行了利用，在智能制造系统中合理的设计了相关工具以及人员的安排等，为工程技术领域的智能制造，提供了更加高效、安全、舒适以及有效的系统。图1所给出的智能制造所研究的人因工程内容示意图，在系统的整个生命周期内应用了智能制造技术。当然，也可以根据不同的层级和智能特征，提出智能制造系统的分析框架，对此不做过多的讨论。图1中对人的作用、影响以及人际关系等内容进行了研究，在智能制造系统的各个生命周期内进行了分布，也就是说智能制造系统需要在各个环节，从各个方面对人因工程加以考虑。例如，在设计智能产品的过程中对用户个人偏好的融入，在智能生产阶段临时对设计人员介入权限的设置等。同时，智能制造技术在各个人因工程子领域中的应用，并不会相互排斥，其作用范围不断的扩大，可能会对原有领域做出全新的解读，也可能对应用做出创新[2]。

2 人因工程所面临的挑战

2.1 学科层面

人因工程在智能制造系统中主要包含的学科有：脑科学、认知科学以及哲学等，并且所结合的理论和方法有互联网技术、机器人技术以及大数据技术等，从总体上来说，涉及到了各个学科的知识和技术，边缘化是其存在的主要风险。例如，针对人因工程来说，由于学科发展起步较晚，因此，人因工程被作为了人机环境、工业等工程学科的一个方向，还没有对其重要性和内涵引起重视;针对智能制造系统来说，这一概念受到的关注越来越大，不断有企业在机器人技术以及人工智能技术等方面投入了重金，却没有对人这一重要因素引起关注。

2.2 研究层面

社会各界目前对智能制造存在着部分不正确的理解，在对智能制造进行具体发展的过程中，也面临着许多问题，例如，采用智能技术的机器人是否能够实现对人的完全替代，怎样才能对工人的就业以及智能化技术的应用进行良好的协调等等。所以，数字技术、网络技术以及智能技术在制造领域的应用，所产生的伦理道德问题、工作就业问题等，是人因工程在智能制造系统中需要面临的全新挑战[3]。

3 人因工程的进一步发展

3.1 与国家顶层战略的对接

需要在国家的制造强国战略、人工智能战略以及质量强国战略和体系中加入人因工程，以此来扭转当前被动的“重硬轻软”局面。从设计和行业宣贯方面对顶层战略进行加强，将人因工程作为一种理念和方法，深入落实到智能制造系统中进行实践。智能制造领域需要将人因工程这一理念和方法加入到相关政策、制度以及标准中，以此来促进各个智能制造领域中对人因工程的应用。并且需要将人因工程试点工作应用到更多相关行业和领域中，以此来加强宣传推广，使人因工程能够给智能制造带来更大的提升作用。

3.2 对HCPS学科体系的完善

信息技术在经过不断的发展后，人、物理技术以及信息技术已经是不可或缺的三大智能制造系统组成部分，以往系统所采用的“人、机、环境”理论需要向着“人、信息、物理系统”的方向升级。以“人”为关键，对HCPS理论体系和学科体系进行完善地构建，以此来使智能制造系统能够通过研究和发展人因工程，而获得强有力的支撑，具体涉及到了理论与系统构架、最佳应用实践等HCPS内容。

3.3 对定量研究与评测的加强

在应用和研究人因工程评价的过程中，存在的问题主要是定性指标相比定量指标更多，主观评价相比可观评价更少等。因此，需要根据相关定量客观建立完善的技术和指标，以此来进行测试和评价工作。因此，智能制造领域需要建立系统中心来对人因工程进行测评，以此来为各类系统产品提供规范、高效以及可靠的人因测评。同时，智能制造领域中需要根据相关定量、实证以及案例，加强对人因工程的研究，以此来使定量与定性这两种研究方式能够得以融合，并不断为研究提供更多的手段和方法[4]。

3.4 对新型技术的创新应用

对技术和装备应用的创新主要涉及到了以下两点：首先是如何高效、快速地将人的经验和知识更好的向信息系统转移，并由智能制造系统进行集成，进而使系统具备更强的复杂问题处理能力，主要涉及到了深度学习、迁移学习等技术;其次是制造系统在高度自动化或智能化实现之前，怎样通过对新技术和新方法的使用，使人与人、人与机器能够进行更强的互动和控制，怎样才能通过对不同技术的使用来使人能够更加高效地进行工作、管理，并为工作人员提供身心健康的保证。主要技术有智能装备、虚拟现实技术等。总的来说，需要对人和机器进行综合的考虑，并通过对各种新兴技术的创新应用，来为智能制造构建全新的系统。

3.5 对日后的工人和工作的研究

随着不断发展的人工智能技术以及机器人技术等，大部分人产生了不安的感觉。因此，通过人因工程在智能制造系统中的应用和研究，能够使不确定性得到进一步的排除，能够预测和控制系统的运行;通过对人际关系的和谐构建，能够使人和机器的相处更加和谐;通过对新技术的利用，能够使员工在工作阶段感到更加舒適、幸福。因此，需要从投入产出比、日后工作分工等方面加强对智能技术的研究[5]。

4 结束语

从总体上来说，智能制造的发展越来越趋向于数字化以及网络化，目前，智能制造的发展获得了全新的方向。人因工程在智能制造系统中的应用，需要通过与国家顶层战略的对接、对HCPS学科体系的完善、对定量研究与评测的加强、对新型技术的创新应用以及对日后的工人和工作的研究，来促进人因工程在智能制造中发挥更大作用。

参考文献

[1] 丁一，操雅琴，费志敏.智能制造背景下人因工程实验教学改革探索[J].中国教育技术装备，2018（4）：123-125.

[2] 刘捷.现代制造系统中人因工程的应用研究[J].企业导报，2013（18）：40-41.

[3] 张亮，张胜文，方喜峰.面向现代机械工程的知识工程技术研究现状及发展[J].新技术新工艺，2006（8）：37-40.

[4] 蔡国华.面向现代机械工程的知识工程技术研究现状及发展[J].区域治理，2018（36）：247.

[5] 夏国洪，李伯虎，唐晓青，等.复杂系统（产品）集成制造工程的技术研究与应用[J].中国工程科学，2005，7（9）：49-55.