以人为本的智能制造发布时间:2021-12-24 信息编辑:沐天机电

当今世界正处于百年未有之大变局,特别是新一代信息技术与制造技术的持续深度融合,深刻改变着全球制造业的发展形态。面对以智能制造技术为核心的新一轮科技革命与产业变革,世界各国或地区都在积极采取行动,推动制造业转型升级,以确保本国制造业在未来工业发展中占据有利地位。


近年来,我国不断加快智能制造领域的发展步伐。《中国制造 2025》明确提出,以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线,以推进智能制造为主攻方向,按照“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”方针,实现制造业由大变强的历史跨越。


、人本智造的发展背景

制造是人运用工具将原材料转化为能够满足人们生产生活需要的产品和服务的过程。智能制造是提高这种转化效率和质量的手段,但智能制造不能为了智能而智能,而是要回归到服务和满足人们美好生活需求上来。因此,在整个制造生产活动中,人始终是最具有能动性和最具有活力的因素。


1)人是智能制造的最终服务目标。智能制造借助新的生产技术、生产方式的变革,进而实现更快、更灵活、更高效地为消费者提供各种优质产品和服务。随着新一代信息技术的快速发展,数字化网络化智能化技术,为人本智造提供了重要的技术支撑。同时,也为市场需求提供了更多的可能性。因此,面对多样化的市场需求,考虑到技术经济性和就业等因素,推进智能制造必须坚持“以人为本”的理念。


2)人在智能制造实施过程中扮演关键角色。工业机器人是智能制造的重要组成部分,而传统工业机器人存在一些不足,目前尚未充分满足新的市场需求。


3)人在未来智能制造发展过程中将继续发挥重要作用。智能制造的实际需求在不同行业或不同企业之间存在着较大差异,并不是所有行业、所有工厂都需要完全自动化或完全无人化,因而推进智能制造需考虑技术经济性的问题。制造的未来并不是追求纯粹的无人工厂,而是要以人为核心,使人在先进技术的支持下从事更有价值、更有乐趣的工作,同步为企业带来更好的经济效益。


、人本智造的内涵与技术体系

人本智造,就是将以人为本的理念贯穿于智能制造系统的全生命周期过程充分考虑人的各种因素,运用先进的数字化网络化智能化技术,充分发挥人与机器的各自优势来协作完成各种工作任务,最大限度实现提高生产效率和质量、确保人员身心安全、满足用户需求、促进社会可持续发展的目的。

人本智造体现的是一种重要的发展理念,同时代表了未来智能制造发展的一个重要方向。人本智造并不特指某个单一的制造模式或者范式,在其发展进程中还会出现大量的制造新模式、新业态,如共享制造、社会化制造、可持续制造等。


(一)智能制造中人的因素

1. 人的作用

人的作用主要体现为人在智能制造系统中的不同角色、作用及工作类型等。从智能的角度看,人的作用集中体现在知识创造和流程创造方面,正是基于人的经验、才智、知识等的持续沉淀和不断实践,制造的智能水平才得以不断优化和提升。


2. 人机关系

人机关系指人类在生产生活过程中,持续改造自然、社会和人类本身,并与劳动对象和生产工具发生联系,如人机交互、人机合作等。随着制造系统智能化的推广应用,人在整个系统中的角色将逐渐从“操作者”转向“监管者”,成为影响制造系统能动性最大的因素。


3. 人因工程 / 人类工效学

人因工程 / 人类工效学,指综合运用生理学、心理学、计算机科学、系统科学等多学科的研究方法和手段,致力于研究人、机器、工作环境之间的相互关系和影响规律,以实现提高系统性能,确保人的安全、健康和舒适等目标的学科 ;可细分为人体工效学、认知工效学和组织工效学等。


(二)人本智造的技术体系

在人本智造系统中,信息系统主要是与人一起,对物理系统进行必要的感知、认知、分析决策与控制,从而使物理系统(如机器、加工过程等)以尽可能最优的方式运;还需考虑人体工效学、认知工效学、组织工效学等内容。以人为本的设计也称“参与式设计”,在设计中注重人的思维、情感和行为,是一种创新性的解决问题的方法;始终关注最终用户的需求,并将其作为数字设计过程的中心。


、人本智造的应用实践

人本智造是一个大系统,可从产品、生产、模式、基础 4 个维度来进行认识和理解。


(一)以人为本的智能产品

智能制造的主体包括产品、制造装备,其中产品是智能制造的价值载体,制造装备是实施智能制造的前提和基础。这里的“以人为本”指智能产品和装备的服务目的在设计之初就应充分考虑人的需求和人的因素,尤其是直接面向广大消费者的智能产品。同时,在智能工业装备的设计之初需要充分考虑人工干预的可能情况,在设计上留有权限和空间。


(二)以人为本的智能生产

制造业的数字化、网络化、智能化是生产技术创新的共性使能技术,推动制造业逐步向智能化集成制造系统方向发展。以人为本的智能生产应用实践包括人机合作设计、人机协作装配、以人为本的生产管理等。


(三)以人为本的产业模式变革

以智能服务为核心的产业模式变革是人本智造的主题。随着先进技术的推广应用,制造业将从以产品为中心向以用户为中心发生转变,产业模式从大规模流水线生产向规模定制化生产转变,产业形态从生产型制造向服务型制造转变。


、思考与建议

(一)政策层面

参考欧盟、美国、日本等发达国家的研究,制定出适合我国智能制造的相关战略及布局。


(二)企业层面

从人的角度来看,智能制造企业需着重考虑并解决两个问题:如何用先进适用的技术延长员工的职业生涯,让那些体力逐渐下降而智力与经验仍处在高峰的员工,在技术的支持下继续贡献价值;如何用技术营造一种环境氛围,让年轻一代愿意从事制造业工作,并体会到智能制造工作和价值创造的乐趣。建议制造企业将“以人为本”作为发展智能制造的重要理念,重视员工的培训、教育与管理,并将此视为企业的战略性投资。通过不断的尝试、磨合与调整,找到适合企业自身的人机搭配工作方式以不断地提高生产效率和增加经营利润。


(三)研究层面

高度重视 HCPS 科学与技术体系的构建与完善,在智能制造领域推广应用 HCPS,由此大力发展人本智造。重视智能制造系统中的人体工效学、认知工效学、组织工效学等人因工程的研究,致力实现自然科学与社会科学的良性互动。1】






1节选自王柏村,薛塬,延建林,杨晓迎,周源.以人为本的智能制造:理念、技术与应用[J].中国工程科学,2020,22(4):139-146.



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