在全球制造业都面临革命性转折的时期,中国制造业的高离职率、员工老龄化以及招工荒等问题成为了急需解决的重要问题。制造生产工作枯燥的工作性质,恶劣的工作环境以及较低的薪资水平导致一线工人低下的工作动机、工作满意度是造成此问题的主要原因。数控机床操作,作为一种典型的制造生产工作,具有重复性高、体力付出大以及工作能动性低下的特点。本文针对此问题,提出了“智趣体验式工作设计”这一个创新概念,旨在利用先进的互联网信息技术为数控机床操作进行一种兼具智能和趣味体验的工作设计,从而达到既能够提升制造企业的管理效率,又能够促进操作工人的工作动机、工作满意度以及工作绩效表现的双赢目的。对数控机床操作的智趣体验式工作设计研究及其应用,不仅是一次在智能制造趋势下对信息技术与制造业管理有机结合的设计探索,同时更为制造业人力资源的可持续性发展提供了一种新的解决策略。本文取得的主要创新性成果如下:提出了“智趣体验式工作设计”这一新概念,其定义为“一种利用先进的互联网信息技术,为员工提供具有智能感和趣味感的工作体验,从而增强员工的积极工作情绪和绩效表现的创新性工作设计”。智趣体验式工作设计基于传统工作设计,结合用户体验设计的理念,强调对工作过程中的体验优化,而不必改变工作内容本身,从而实现预期的组织目标。因而具有较强的灵活性、激励性和高效性的特点。此概念的提出,为激励导向和社会技术导向的工作设计理论提供了新视角。提出了基于动机心理学理论的智趣体验式工作设计模型,作为智趣体验式工作设计的理论基础。此模型的建立,考虑了多个影响内外部工作动机生成的游戏可供性,并将其与自决理论,目标设定理论以及工作设计理论的对应部分进行了关联与推导。该模型的创新之处在于,明确并且强调了特定的游戏可供性与工作设计中心理和行为结果之间的关系,从而填补了在游戏元素、机制与心理动机对应关系的理论空白。提出了智趣体验式工作设计框架,用于更加有效的指导数控机床操作的智趣体验式工作设计过程。此框架包括准备阶段、智趣设计阶段和评估阶段。具体而言,准备阶段依照工作特征的核心工作维度对任务进行分类和目标设立;智趣设计阶段紧密结合智趣体验式工作设计模型,凝练出针对典型数控机床操作的智趣体验式工作设计策略,形成有效的设计方法。评估阶段在真实的工作环境中,通过测量参与者的心理和行为结果评估智趣体验式工作设计的有效性。该框架的优势在于,从工作特征的核心维度出发,对于不同行业不同类型的工作设计具有更广泛的通用性。同时,将信息技术集成到制造业工作设计的尝试也积极响应工业4.0对制造业转型的要求和期望。开发了一套面向数控机床操作的智趣体验式信息管理系统,包括数控机床终端、上位机、云服务器和移动客户端终端四个层次。编制了面向企业管理层和员工层的移动客户终端软件,并在数控机床终端的开发过程中,成功地攻克了与FANUC数控系统集成的技术难题,实现了生产数据、数控系统和移动终端一体化的目标。在实际工作过程中,利用该系统可以解决提升工作能动性和生产效率的问题,并有助于生产管理数据的积累。基于上述开发的信息系统,结合国内某丝杠、发动机缸盖生产企业的实际生产过程,进行了智趣体验式工作设计的验证实验。结果表明,智趣体验式工作设计和理论模型中的游戏元素,对数控机床操作者的工作动机、工作满意度和工作绩效表现均具有显著提升,其影响程度依次减弱。该系统的使用,可以有效地提升生产效率和员工积极工作情绪,对本研究理论提出和实践结果进行了有效地验证。