“機器代人”背景下的產(chǎn)業(yè)空間需求變化與規(guī)劃教育響應
——以城市規(guī)劃設(shè)計研究生課程教育為例

魏成，陳賽男，雷宇宏

（1.華南理工大學 建筑學院,廣東 廣州；2.亞熱帶建筑科學國家重點實驗室，廣東 廣州）

一 引言

全球第四次工業(yè)革命浪潮下，隨著人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、生物技術(shù)等領(lǐng)取所取得的突破性進展，以“機器代人”為重要表征的智能制造迅速崛起，即企業(yè)購置智能自動化設(shè)備以取代部分工序勞動力的現(xiàn)象成為工業(yè)發(fā)展新趨勢。國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2021年我國工業(yè)機器人產(chǎn)量達到36.6萬套，營收逾500億[1]。《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出，到2025年我國將成為全球機器人技術(shù)創(chuàng)新策源地、高端制造集聚地和集成應用新高地。麥肯錫研究預言，到2035年全球近8億勞動力將由機器人替代[2]。以中國粵港澳大灣區(qū)為代表的制造業(yè)發(fā)達地區(qū)，生產(chǎn)成本的提高使機器代人在勞動密集型行業(yè)廣泛應用，有報告指出珠江三角洲的勞動力替代率約為10%[3]。新冠疫情重大公共衛(wèi)生事件對勞動力市場造成巨大沖擊，全面加速了各類機器人的投產(chǎn)。機器代人時代大幅度提前到來，對生產(chǎn)組織、社會就業(yè)、空間功能等造成深遠影響。同時，在技術(shù)、社會、空間相互作用下，無人工廠、無人倉庫等產(chǎn)業(yè)空間新現(xiàn)象正大量涌現(xiàn)，對規(guī)劃提出了新的挑戰(zhàn)和要求。

城鄉(xiāng)規(guī)劃學以實踐為導向，高校作為規(guī)劃師培養(yǎng)的搖籃，學科教育與行業(yè)新興趨勢的緊密關(guān)聯(lián)是極為重要的議題。諸多學者對此有所研究：如孫施文等人建議在國土空間規(guī)劃時期緊抓專業(yè)內(nèi)核的基礎(chǔ)上，從寬基礎(chǔ)、聚核心、分方向和特色化等方面著力提升規(guī)劃教育[4]；楊輝等人認為在空間規(guī)劃體系變革之下，需兼顧對學科交叉培養(yǎng)和專業(yè)細分科研的教學建設(shè)[5]；史北祥等人提出應對于層出不窮的新的規(guī)劃類型，應當以研究能力和研究思維的培養(yǎng)為主線來設(shè)置循序漸進的教學體系[6]。當前，學界多從行業(yè)變革大背景切入提出規(guī)劃教育的調(diào)整建議，然而對于結(jié)合實踐項目的最新前沿話題教學研究關(guān)注較少。梳理機器代人帶來的產(chǎn)業(yè)空間新趨勢及應對規(guī)劃教育方式，有助于完善城鄉(xiāng)規(guī)劃學科教學體系，為行業(yè)培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維及創(chuàng)新能力的人才，同時對城市產(chǎn)業(yè)空間的有序規(guī)劃建設(shè)具有重要指導意義。依托于背靠粵港澳大灣區(qū)的優(yōu)勢，華南理工大學城市規(guī)劃專業(yè)的辦學能夠及時捕捉到市場最新變化和需求，并且與課程設(shè)計深度融合。因此，本文以現(xiàn)有文獻梳理為基礎(chǔ)，結(jié)合學界理論、多領(lǐng)域?qū)嵺`和訪談?wù){(diào)研，綜合分析機器代人背景下產(chǎn)業(yè)空間新需求及變化趨勢，并結(jié)合華南理工大學的課程經(jīng)驗提煉產(chǎn)業(yè)空間規(guī)劃設(shè)計的教育響應策略，以期為城市發(fā)展及城市規(guī)劃人才培養(yǎng)提供前瞻性建議。

二 機器代人背景下的產(chǎn)業(yè)空間新需求與新趨勢

機器代人通過對智能化設(shè)備應用、污染工序的剝離與再組織、新業(yè)態(tài)及新勞動力結(jié)構(gòu)等，推動新的智能載體出現(xiàn)，提升產(chǎn)業(yè)空間的生產(chǎn)與生活服務(wù)功能，進而致使城市土地利用與開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)空間布局變革，規(guī)劃需要及時捕捉產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢與企業(yè)對城市空間的訴求。

圖1 機器代人驅(qū)動產(chǎn)業(yè)空間變化機制與趨勢

（一） 無人工廠：智能制造的核心載體

人力成本的上漲、人工智能與信息技術(shù)的成熟以及生產(chǎn)柔性化需求，使無人工廠這一高度集成智能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)空間載體加快落地。通過大量工業(yè)機器人的應用，以及對產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)的分析和輔助生產(chǎn)優(yōu)化，無人工廠不但可以節(jié)省人力成本、延長生產(chǎn)時間、提高生產(chǎn)效率，還提高了產(chǎn)品的質(zhì)檢合格率。家用電器、汽車制造、電子信息、食品飲料等行業(yè)的龍頭企業(yè)因此紛紛向無人工廠進軍布局。無人智能工廠與傳統(tǒng)工廠相比，在長、寬和高度需求上具有明顯的變化，“巨型智能化工廠”正成為新時期的標配。多數(shù)企業(yè)在智能化升級改造過程，對工業(yè)廠房的長寬空間尺度具有一定要求，平均一條智能化生產(chǎn)線占地規(guī)模就可達 6萬平方米。而焊接、裝配和處理等工業(yè)機器人的應用提高了廠房層高，如此這些大體量機械手才能有足夠的作業(yè)空間。智能化新型產(chǎn)業(yè)空間的需求將面臨激增，存量時代的城市產(chǎn)業(yè)空間供給壓力陡增。

（二） 共性工廠：污染工序的集中布置

機器代人加快了對污染進行集中整治的共性工廠的應用建設(shè)。應對于全球氣候環(huán)境變化，在我國“2030年碳達標”和“2060年碳中和”目標導向下，工業(yè)作為碳排放的主要領(lǐng)域，對高能耗、高污染制造行業(yè)的清潔低碳化改造成為主要途徑，率先實現(xiàn)于中山的“共性工廠”是有力的應對手段。共性工廠指的是面向家電制造、紡織印染、造紙印刷、有色金屬等傳統(tǒng)行業(yè)，將特定高污染生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)聚集于統(tǒng)一專業(yè)工廠，如噴涂、清洗、電泳、蝕刻、打磨等，以實現(xiàn)集聚發(fā)展與污染集中整治。共性工廠本質(zhì)天然的與機器代人具有高度適配性，其建設(shè)往往伴隨著自動化、智能化、柔性化的生產(chǎn)設(shè)備的應用。工業(yè)機器人的蓬勃發(fā)展加速了智能共性工廠在以珠三角及其周邊區(qū)域的建設(shè)，為大量中小企業(yè)降低了能耗與生產(chǎn)成本[7]。在空間布局上，共性工廠的選址需與輕污染生產(chǎn)和居民生活區(qū)進行隔離且設(shè)置緩沖區(qū)。

（三） 無人倉庫：工業(yè)物流的智能空間

機器代人在工業(yè)物流的應用致使巨型無人倉庫的出現(xiàn)。隨著資源整合需要、物流需求升級及智能技術(shù)的成熟，工業(yè)物流倉儲作為生產(chǎn)組織各個環(huán)節(jié)的聯(lián)系紐帶，由于其標準化的運輸物件可實現(xiàn)整進整出，成為機器代人普遍應用的首選場景之一，高度自動化的無人倉儲等智慧物流新業(yè)態(tài)模式不斷涌現(xiàn)。從企業(yè)層面而言，智能物流的高效性可以支持及時生產(chǎn)和供貨，從而無限接近物料、半成品和成品的零庫存，進而減少工廠的生產(chǎn)與倉儲成本。由于大多數(shù)中小企業(yè)財力有限，工業(yè)物資的運輸將形成第三方物流和大企業(yè)自營物流共存的局面。無論是哪種模式，都將導向?qū)I(yè)物流向園區(qū)或區(qū)域尺度的集中化設(shè)置，對占地規(guī)模要求將遠大于傳統(tǒng)物流倉儲設(shè)施。同時智能物流倉儲所應用的大量自動化設(shè)施，包括自動輸送線、自動堆垛機、打包機械臂、AGV（Automated Guided Vehicle）搬運機器人等，本身的體量需較高的空間層高和較大的空間跨度以便于設(shè)施運作和相互接駁。如京東旗下的無人倉“亞洲一號”普遍占地超200畝，廠房層高可達24米。因此，未來的工業(yè)物流運輸中心將不斷向巨型無人倉庫轉(zhuǎn)變。

（四） 產(chǎn)業(yè)社區(qū)：生產(chǎn)生活的觸媒升級

機器代人促進業(yè)態(tài)和勞動力結(jié)構(gòu)升級，進而推動產(chǎn)業(yè)社區(qū)的興起以應對知識生產(chǎn)性企業(yè)與人才的需求。一方面，機器代人通過催生新業(yè)態(tài)與促進傳統(tǒng)業(yè)態(tài)升級，進而推動單一加工制造向高端制造與服務(wù)業(yè)融合的復合功能區(qū)轉(zhuǎn)變。工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)相較于傳統(tǒng)制造，更加重視與上游基礎(chǔ)與核心技術(shù)的研發(fā)孵化，及下游的經(jīng)銷流通、教育培訓、檢修維修等的融合布局[8]。同時工業(yè)機器人在傳統(tǒng)制造領(lǐng)域的場景應用，催生了家電、汽車、電子、食品、紡織等細分領(lǐng)域的融合型制造與服務(wù)業(yè)。新興業(yè)態(tài)的集聚將極大的提升地區(qū)原有產(chǎn)業(yè)空間的功能復合程度，空間形態(tài)隨之改變。另一方面，機器代人對優(yōu)化勞動力結(jié)構(gòu)起著重要作用，機械重復、危險性高、污染大的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)將大量被機器替代，為了滿足隨業(yè)態(tài)升級進駐的創(chuàng)新型人才與企業(yè)，具有宜居生活環(huán)境和公共服務(wù)配套設(shè)施的供給被地方政府高度重視。在機器代人驅(qū)動兩業(yè)融合、產(chǎn)城融合的雙重轉(zhuǎn)向下，強調(diào)生產(chǎn)、辦公、學習、休閑和居住等功能一體化配置的產(chǎn)業(yè)社區(qū)成為新時期產(chǎn)業(yè)單元的必然趨勢。

三 城市規(guī)劃研究生教育的回應

城市規(guī)劃設(shè)計是華南理工大學城市規(guī)劃專業(yè)的研究生最重要的必修課程之一，本文結(jié)合華南理工大學的課程經(jīng)驗，從教學框架、聯(lián)合培養(yǎng)、深度調(diào)研和方案設(shè)計等方面總結(jié)提煉出對機器代人驅(qū)動下的產(chǎn)業(yè)空間變化這一最新命題的規(guī)劃教育回應。

（一） 重視研究思維，漸進性的教學框架安排

機器代人時代需要規(guī)劃學科從無到有地構(gòu)建新的規(guī)劃知識體系，需要服務(wù)更具挑戰(zhàn)的空間規(guī)劃對象，同時需要面對前所未有的新規(guī)劃設(shè)計趨勢。因此，規(guī)劃教育更應有意識地強化學生的研究能力，讓學生具備探究城市現(xiàn)象背后因果機制的能力，以應對于持續(xù)變化的新的規(guī)劃類型和設(shè)計對象，而非僅僅側(cè)重于培養(yǎng)學生形態(tài)設(shè)計能力。無論是什么樣的規(guī)劃項目，往往都可以從“是什么”“為什么”和“怎么做”切入解析，前兩者即主要通過規(guī)劃研究的完成[9]。對于機器代人驅(qū)動下的產(chǎn)業(yè)空間變革趨勢這一命題也如此，在教學過程中需要注意帶領(lǐng)學生關(guān)注機器代人背后折射的經(jīng)濟與社會原因，關(guān)注機器代人是如何從對生產(chǎn)和生活造成顛覆性的改變進而引發(fā)城市產(chǎn)業(yè)空間的變化。

實現(xiàn)對學生系統(tǒng)性的研究思維培養(yǎng)，需要以目標為導向、漸進性的教學框架安排來配合。為了讓學生通過授課與自我學習明白機器代人驅(qū)動的產(chǎn)業(yè)空間變革需求與趨勢“是什么”和“為什么”，將一共80個學時的城市規(guī)劃設(shè)計課程分解成具有對應小目標的多階段教學安排，每周8學時，一共10周。其中，可以將1-2周劃分為前期階段，該階段主要進行授課啟迪，安排學生組建學習小組，以及引導學生進行前期資料搜集和案例學習，熟悉設(shè)計背景和設(shè)計對象特征，為接下來的調(diào)研做準備；第3~5周為中期階段，讓學生帶著問題結(jié)合實際項目去調(diào)研，在調(diào)研中驗證部分觀點以及挖掘新的趨勢，并且在整理調(diào)研成果的基礎(chǔ)上開展定位策劃、發(fā)展研判和空間設(shè)計初步等工作，中途穿插交叉學科的講座；第6-10周為后期階段，重點深化空間方案設(shè)計，完善成果表達，并且邀請多學科老師參與答辯。

（二） 打破知識藩籬，多門交叉學科聯(lián)合教學

機器代人影響下的城市空間是一個具有動態(tài)、復雜和不確定性特征的工作對象，其規(guī)劃不僅要符合現(xiàn)狀空間開發(fā)建設(shè)情況，其還要綜合考慮社會、經(jīng)濟的現(xiàn)狀限制與變化趨勢，以及適應未來發(fā)展的多種可能性[10]，復雜性超出單一學科而具有多學科性，需要掌握其他學科如地理學、社會學、經(jīng)濟學、管理學和計算機學等的理論與知識來解析。為了使機器代人時代的產(chǎn)業(yè)空間規(guī)劃能夠面向?qū)嵺`，建議多打破原有的學科藩籬，以城市規(guī)劃的學科體系建立橋梁，鼓勵統(tǒng)籌和整合被人為割裂的多學科知識體系，還原科學的整體性為規(guī)劃所用。因此，邀請多學科的聯(lián)合教學有助于啟發(fā)學生做出可操作性強的規(guī)劃研究和設(shè)計。

對于交叉學科聯(lián)合教學的具體落實，可以從教師團隊組建、專題講座安排和專家評審答辯等方面著手。在教師團隊組建上，以研究生導師或課程任職教師為日常教學活動的主導角色，盡可能邀請經(jīng)濟地理、城鄉(xiāng)規(guī)劃、環(huán)境保護、計算機、人工智能、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的教師或規(guī)劃設(shè)計機構(gòu)骨干來參與和指導部分教學活動。在專題講座方面，組織安排不同主題且涉及機器代人各個層面的學術(shù)講座，如偏向技術(shù)研究領(lǐng)域的與機器代人相關(guān)的人工智能、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用進展，經(jīng)濟領(lǐng)域的工業(yè)機器人發(fā)展現(xiàn)狀及其對發(fā)展轉(zhuǎn)型、就業(yè)結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的影響，城市規(guī)劃領(lǐng)域的服務(wù)于智能制造的空間設(shè)計實踐與要點等，啟發(fā)學生從多維視角去綜合思考和探究機器代人時期的產(chǎn)業(yè)空間變化趨勢。在評審答辯環(huán)節(jié)，邀請交叉領(lǐng)域的教師與機構(gòu)骨干對學生研究設(shè)計成果進行點評，提出優(yōu)化建議，并且要求學生梳理專家意見和完善成果。

（三） 對接產(chǎn)業(yè)需求，結(jié)合生產(chǎn)項目深度調(diào)研

城鄉(xiāng)規(guī)劃教學需改變傳統(tǒng)以知識灌輸導向的授課，轉(zhuǎn)向產(chǎn)學研結(jié)合的教學模式。事實上，機器代人驅(qū)動的空間變革作為最新空間趨勢當前有關(guān)的研究并不多見，反而是實踐走在理論前沿，通過調(diào)研訪談去總結(jié)實踐經(jīng)驗和發(fā)展規(guī)律十分有必要。此外，從就業(yè)端來看，用人單位反映許多院校培養(yǎng)出來的接受的規(guī)劃實踐培訓太少，無法快速適應規(guī)劃師的工作程序和工作要求。通過項目帶領(lǐng)學生獲得充分實踐訓練的同時，也加深了學生對項目運作與實施的理解。因而借助實際生產(chǎn)項目的機遇，充分對接企業(yè)與政府需求，從調(diào)研和訪談等一手資料與數(shù)據(jù)中去挖掘新時期的產(chǎn)業(yè)空間特征顯得尤為重要。

調(diào)研不僅僅是現(xiàn)場踏勘，需要結(jié)合深度訪談，在對研究對象具有一定了解的基礎(chǔ)上帶著興趣和疑問去現(xiàn)場求證，更需要在調(diào)研的過程中挖掘新的特征、需求和發(fā)展趨勢。而且調(diào)研成果也不是簡答的資料匯編，針對不同主體的資料需要基于對其立場理解的基礎(chǔ)上來研判與提煉觀點，否則調(diào)研無法對研究和設(shè)計起到論證與支撐作用。對于機器代人背景下的空間研究議題而言，首先需要引導學生做出具有針對性的調(diào)研計劃，提前準備調(diào)研提綱是必不可少的。其次，面對不同人群的訪談要有側(cè)重點，如對地方政府的訪談可以關(guān)注相關(guān)最新政策、項目引進情況、供地計劃和產(chǎn)業(yè)發(fā)展意向，以及地方發(fā)展歷程、經(jīng)驗、特色和困境；對企業(yè)的訪談則重點挖掘企業(yè)的智能產(chǎn)業(yè)布局領(lǐng)域、智能設(shè)施應用程度、智能工廠建設(shè)情況、員工結(jié)構(gòu)、與地方和海外產(chǎn)業(yè)組織聯(lián)系以及對未來的城鎮(zhèn)空間發(fā)展訴求等，并且訪談之后同訪談對象保持聯(lián)系，以便于后續(xù)資料獲取和關(guān)注最新動向。最后，現(xiàn)場踏勘最好能夠去到智能制造的產(chǎn)業(yè)平臺區(qū)，帶著便攜設(shè)備對最新形態(tài)的高度自動化的智能廠房、智能倉庫進行建筑層高、建筑跨度、建筑占地和地塊大小的測量。同時也可以在比較視角下與傳統(tǒng)工業(yè)區(qū)比對二者之間的差別，有助于解析產(chǎn)業(yè)空間最新形態(tài)演化的驅(qū)動原因。

（四） 多重尺度探索，創(chuàng)新用地與空間的設(shè)計

適用于機器代人的空間規(guī)劃設(shè)計可以從土地利用、產(chǎn)業(yè)單元、智能廠房等方面著手引導學生。在土地利用上可以從布局、尺度及彈性機制等方面探索[11]，如在智能制造工業(yè)區(qū)將工業(yè)和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)、居住、商業(yè)、培訓等設(shè)施用地混合布置，通過集中式的物流倉儲用地替代零散倉儲空間，且加大智能制造工業(yè)以及物流倉儲用地的街區(qū)尺度，以及適當?shù)囊?guī)劃留白用地用于遠期產(chǎn)業(yè)空間發(fā)展。在產(chǎn)業(yè)單元上，針對不同服務(wù)主體打造不同類型的產(chǎn)業(yè)社區(qū)，如生產(chǎn)智造為主的智造社區(qū)、創(chuàng)新研發(fā)主導的智創(chuàng)社區(qū)、綜合服務(wù)導向的綜合社區(qū)。根據(jù)企業(yè)生命周期理論，企業(yè)一般需經(jīng)過種子期、創(chuàng)業(yè)期、成長期、成熟期和衰退期，因而智造和智創(chuàng)社區(qū)需要提供可以服務(wù)不同成長周期與規(guī)模企業(yè)的產(chǎn)業(yè)空間，以滿足不同主體對生產(chǎn)、研發(fā)、中試等功能的需求。綜合服務(wù)社區(qū)則需要重點提供技術(shù)咨詢、法律知識服務(wù)、商務(wù)貿(mào)易、工業(yè)會展、人才公寓等各項支撐性的生產(chǎn)性與生活性服務(wù)。但產(chǎn)業(yè)單元整體均強調(diào)多元功能的混合布置。在微觀建筑載體設(shè)計上，關(guān)注無人工廠、無人倉庫和共性工廠的建設(shè)需求，帶領(lǐng)學生在對多個實際案例總結(jié)其跨度、層高、承重、平面布局等方面空間特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合調(diào)研過程中政府和企業(yè)所表達的空間開發(fā)與使用訴求，做出合乎實際又具備落地性的智能廠房、智能倉庫等可以用于發(fā)展機器代人的建筑空間設(shè)計。

四 結(jié)語

城鄉(xiāng)規(guī)劃的發(fā)源即是來自于服務(wù)實踐，城鄉(xiāng)規(guī)劃的學科教育應該充分認識到與行業(yè)趨勢緊密關(guān)聯(lián)的重要性。在機器代人越來越普及的時代，不但需要關(guān)注到機器代人對城市空間的影響，更需要通過教育的即時優(yōu)化為行業(yè)培養(yǎng)輸送具有扎實研究能力和創(chuàng)新性設(shè)計能力的人才，以保持自己的核心競爭力。此外，由于機器代人相關(guān)技術(shù)仍在快速更新迭代中，產(chǎn)業(yè)空間作為一個復雜動態(tài)系統(tǒng)，其演進趨勢仍有多種可能性。在產(chǎn)學研緊密結(jié)合的城鄉(xiāng)規(guī)劃教學導向下，本文僅是拋轉(zhuǎn)引玉，展開了一些初步思考，響應機器代人的空間研究與教育回應還需要進一步跟蹤，尤其是系統(tǒng)性的理論建立、持續(xù)性的交叉學科合作機制及針對性的空間設(shè)計等方面有待深化研究。