现代制造系统中人因工程的作用研究

现代制造系统中人因工程的作用研究

李健芬

南宁富桂精密工业有限公司530000

摘要：该文分析在现代制造系统中，各种与人有关的因素所起的作用及相互关系，指出工业工程在现代制造系统的应用及人机一体化系统的前景。

关键词：现代制造系统；人因工程；作用研究

当今的人类社会已进人到信息化、经济全球化竞争和合作的时代，也是生态环境协调可持续发展的时代。在先进生产模式的进展和实施过程中必须重视和发挥人的作用。

1、计算机集成制造系统与智能制造系统

现代制造系统中，由于计算机技术、自动控制技术和人工智能技术的应用，人在制造系统中的劳动强度已大大减轻。计算机集成制造系统CIMS和IMS智能制造系统是当前制造领域的研究前沿。CIMS是在自动化技术、信息技术以及制造技术的基础上，通过计算机及其软件，将制造工厂全部生产活动所需的各种分散的自动化系统有机地集成起来的面向制造过程的自动化系统。CIMS不仅强调企业内部物料流的集成，更强调信息流的集成。IMS是指在制造工业的各个环节以一种高度柔性与高度集成的方式，提高计算机模拟人类专家的制造环境中人的部分脑力劳动并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承与发展的制造系统。总之，自动化和智能化容易将人引人歧途，从而忽视了人在系统的中作用。实际上不考虑人的因素的制造系统是不易取得成功的，国外最初CIMS也不是一帆风顺，系统的集成并未取得理想的效益，其主要原因就是忽略了人的作用，目前CIMS也重视人在中的影响。

2、人的因素及其作用

现代市场经济是以用户为核心运作的市场的买方市场经济，T、Q、C、S（T一缴货时间\上市时间，Q—质量，C一全部成本，S一售前售后服务已成为现代企业在生产经营中必须遵循的综合准则。CIMS等生产模式的实施，其目的就是要使企业生产更适应用户不断变化的需要。在市场机制下，企业要发挥其竞争要素的潜在能力，要有良好的产品开发、制造、供销和财务策略，不断进行产品创新和软件生产过程，并且把零部件供应商、产品代销商和用户组成一个生产—营销网络。

企业家或上层管理人员是企业兴衰的关键，他们需要有极强的管理能力和对市场、技术的敏感性。CIMS等的实施必须真正成为领导行为，既要保证企业领导的充分重视和亲自参与，又要使在领导更换时也能保证CIMS项目的继续实施。

技术人员是制造企业生存发展的关键，高素质工程技术人员能够对产品作出重大创新，对制造过程进行改进甚至重构，以充分发挥企业TQCS潜力，使企业立于竞争不败之地。生产人员是企业生产的主人，CIMS的进展及实施要求职工普遍受过良好教育和培训，并依据工作岗位变化的需求不断掌握和完善新的专业知识，交叉培训和工作轮换的机会，使职工成为多面手，职工也将拥有更多的决策权和更大的责任，以便充分发挥自身的潜能和工作积极性。

显然，人员的素质，包括技能、知识和观念，是企业能够生产高附加值、高质量产品，具有市场竞争力的关键。CIMS进展及成功实施很大程度上取决于企业对员工的强化教育和培训，即对有关高新技术基础知识的教育培训，培养企业员工的市场意识对有关机器（包括计算机）操作技能的培训对有关与人合作、协调的态度和方法的训练。

3、工业工程及精益生产系统

在先进制造系统中，技术、人员和组织三者应该是同等重要的，它们集成为一个有机整体，在内部三者相互适应，相互促进和共同发展，对外则表现出优越的系统绩效。

现代IE的定义为“综合应用工业专门知识和系统工程的原理和方法，为把人力、物料\设备、技术与信息组成更富有生产力的系统，所从事的是规划设计、评价和创新活动，同时为科学管理提供决策依据”。从定义可知的研究对象是包括人、物料、设备、技术和信息等要素构成的集成系统的研究任务是研究各生产要素的相互关系，通过对该系统及其控制方法进行设计和完善，寻求建立资源环境的优化配置和合理使用，以及生产要素间有机结合、协调运行的系统，从而获得高质量、高效率、低消耗和最优的整体效益的研究目标是以最低的成本或最少的投人，取得最佳的整体综合效益。

现代制造技术广泛引人了IE的理论与概念。在国外工业发达国家，的形成和发展是大工业发展的必由之路，是为控制和优化大规模工业活动所作的成功探索，是提高企业素质的实用技术。日本的IE应用十分注重人的因素，提出了“的最终目标是人，要把企业人格化”的哲理，注重人的因素是IE与其他工程技术的一大区别，也是IE实施取得成功的关键。世纪面临的重大课题是对脑力劳动的管理，目前体力劳动的管理已有许多标准化、程序化、制度化的管理方法，但脑力劳动的随意性和主观性较大，如何提高脑力劳动的效益是IE面临的一个大难题。

精益生产系统是由丰田汽车公司创造的丰田生产体制，后来被美国IMVP项目研究组织称之为“精益生产”。精益生产就是努力在生产的各个环节上除去一切无用的浪费的东西，做到精益求精。精益生产对每个工人及其岗位的安排原则就是每个工人都必须增值，凡是不能增值的岗位就撤除。精益生产的组织管理，根本是人的思想面貌，只有思想问题解决了，才能做到真正的精益生产。精益生产不仅要求系统的集成，更重要的是强调集成后的效果。它的基本目标是在企业内同时获得极高的生产率、极佳的产品质量和很大的生产柔性。精益生产是从系统工程角度对企业的活动及其社会影响进行全面的整体优化。

精益生产是以“人”为中心大力推行独立自主的小组工作方式，采用小组协作方式而不是严格的等级关系，采用多面手互相替补而不是严格的专业分工，充分调动和发挥人的积极性。企业一方面施加工作压力，另一方面让工人有一定的自主权，以满足工人学习各种知识和实现自我价值的愿望，从而形成独特的有竞争意识的企业文化。

可见，现代制造企业的组织管理模式已由多层次、细分工，严格从属管理的金字塔集中层次模式向分布式、平行网络、模糊分工和自主管理并协同工作的扁平结构模式过渡和发展，以综合工作小组为基础的动态网络结构将是CIMS等先进制造系统中的基本形式。

4、人机一体化系统

近40年来，由于计算机在制造领域中的作用不断扩大，使得设计制造过程中人的体力和部分智力活动得以自动化，在制造系统中人的作用正从直接参与部分技艺操作发展到为计算机提供算法和开发软件等。自动化和智能化已成为现代机械领域的重要特征，CIMS和IMS将机械科学推向了新的高峰。同时，由于人工智能的研究，一开始未能摆脱制造机器生物的思想，即机器智能化。过分追求自动化和智能化，容易将人们引入歧途。为此，人们提出了“人机一体化系统”的思想。

人机一体化的核心内容是强调人在系统中的重要性，以人为中心构成新型的机械系统。计算机系统是人机一体化系统中的重要环节，它沟通人与机械之间的联系，从而表现人机通信。人机一体化系统突破现有系统将人排除在外的旧格局，研究了新型的人与机器的关系，充分发挥人与机械的各自特长，从而获得最佳的综合效益。人机一体化系统与人机工程学是有本质区别的。人机工程学中研究的是以机器为主，人按机器的功能进行工作，或根据人的特点，使机械尽可能地服从人的习惯。研究人机工程学目的是使人能更高效地应用机器并发挥其最大效益。而在人机一体化系统中，人和机器是处于平等的地位，两者取长补短，协同工作，但人在创造性上是主动的。

国外的工业实践也证实考虑人因素的制造系统在实践中往往容易取得成功。如日本丰田汽车公司的“精益生产”模式，在要求企业技术不断进步的同时，也强调了以“人”为中心，强调企业各部门间的相互密切合作和同心同德，形成独特的和有竞争意识的企业文化。“人机一体化系统”的实质就是从科学的系统的角度出发。强调了人在系统中的重要性。这种强调与企业的技术进步并不相悖，而是相辅相成、相互促进的，没有企业的技术进步，就没有人的体力劳动的解放没有人在系统中的作用，企业就不可能取得最佳的经济效益。

参考文献：

[1]刘飞，孙华.CIMS基本哲理及发展新的阶段.兵工自动化，2016.（4）

[2]杨灿军，陈鹰等.人机一体化系统建模初探.机械工业自动化，2017.（1）