機器人崛起：世界首座“無人工廠”

姜森

筑波科學城中保存的“無人工廠”第一代機械臂

如今，人工智能（AI）正在諸多領(lǐng)域替代人類，包括“奪取”工作崗位。這一切的開端可回溯40年——1984年，日本建成世界上第一座“無人工廠”。正是從那時開始，機器人受到空前關(guān)注。

早在1952年，福特汽車公司就在美國俄亥俄州克利夫蘭開啟了世界上第一條制造發(fā)動機的全自動生產(chǎn)線。原材料輸入生產(chǎn)線后，42部自動化機器可以實施500項不同的加工操作，制成發(fā)動機。最后，這條生產(chǎn)線還能把不合格的產(chǎn)品檢測出來。

據(jù)《日本經(jīng)濟新聞》報道，真正的“無人工廠”是在機器人、計算機、電子技術(shù)等得到極大發(fā)展之后才出現(xiàn)的。在福特公司的自動化生產(chǎn)線問世30多年后，1984年4月，世界上第一座“無人工廠”投入運行——它位于日本筑波科學城。

筑波科學城

二戰(zhàn)結(jié)束后，日本經(jīng)濟進入“冷熱二重奏”的發(fā)展狀態(tài)：一方面，工業(yè)化浪潮使其島國經(jīng)濟實現(xiàn)前所未有的高速發(fā)展，城市進入“加速膨脹”階段；另一方面，日本在戰(zhàn)后實施從西方國家引進先進科學技術(shù)的國家戰(zhàn)略，而國內(nèi)勞動力成本上升及通貨膨脹壓力，使其發(fā)展遭遇瓶頸。

于是，日本政府開始尋找能夠進一步激活經(jīng)濟發(fā)展的方法。在由“貿(mào)易立國”向“技術(shù)立國”轉(zhuǎn)變的大背景下，日本政府首次提出建設(shè)東京衛(wèi)星城的設(shè)想，試圖尋找既能緩解東京的城市壓力，又能承接國內(nèi)科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的地區(qū)。日本第一座科學城——筑波科學城就在此時應運而生。

筑波科學城從規(guī)劃、審批到選址和籌建的全過程，都呈現(xiàn)出強烈的政府介入色彩。日本政府經(jīng)過前后5次對總體規(guī)劃綱領(lǐng)的修訂，才開始在筑波建設(shè)科技園區(qū)及開發(fā)區(qū)。

作為“天之驕子”的筑波科學城，無論在資金投入還是政策支持等方面，起點都非常高。日本政府投入數(shù)額龐大的經(jīng)費，計劃把30%的國立科研機構(gòu)搬遷到科技園區(qū)。政府主導的先天優(yōu)勢，亦使筑波科學城不斷獲得國內(nèi)立法的支持。日本政府不僅把東京教育大學（后更名為“筑波大學”）遷到筑波，還相繼在高速公路及有軌電車等交通設(shè)施方面加大投入，全方位助力筑波科學城的開發(fā)建設(shè)。

具體來說，當時的日本政府按照現(xiàn)代化標準建設(shè)筑波科學城：房地產(chǎn)公司負責開發(fā)，科技和教育機構(gòu)占地1560公頃，占全城總面積的57.7%；住宅、商業(yè)、公園等占地1145公頃，占總面積的42.3%。中心區(qū)建有供全市居民使用的各種公共設(shè)施，行政中心、文化娛樂、商業(yè)和交通設(shè)施設(shè)置在中心公園廣場周圍。城內(nèi)生活方便、環(huán)境舒適，住房標準甚至高于東京市區(qū)。

1974年，日本政府開始將所屬9個部（廳）的43個研究機構(gòu)，共計6萬余人遷往筑波科學城，形成以國家實驗研究機構(gòu)和筑波大學為核心的綜合性學術(shù)研究和高水平教育中心。

在立法方面，1984年4月，日本開始施行《高技術(shù)工業(yè)及地域開發(fā)促進法》，進一步確立了建設(shè)產(chǎn)、學、研相結(jié)合的中心城市的目標。為了擴大筑波的國際影響力，日本專門舉辦了筑波世界博覽會，有力促進了科學城的對外交流和建設(shè)。

綜上，對于外界來說橫空出世驚艷亮相的“無人工廠”，其實是筑波科學城厚積薄發(fā)的產(chǎn)物。

爭論“是否保留照明設(shè)備”

日本一直缺少人力資源，因而在工業(yè)領(lǐng)域很早就開始重視自動化生產(chǎn)。這是世界上第一座“無人工廠”在日本誕生的重要原因之一。

日本交通產(chǎn)業(yè)省工業(yè)技術(shù)院在20家企業(yè)的配合下，從1977年起在筑波科學城籌建“無人工廠”。在耗資137億日元后，1984年4月9日，世界上第一座實驗用“無人工廠”終于建成，并開始試運行。

空無一人的工廠內(nèi)，一排排零部件在生產(chǎn)線上有條不紊地傳輸；高大的機械臂靈活地分揀原料和零部件……整個工廠仿佛一個有智慧的機械生物體，所有加工和組裝工作均由機器人自動完成。

“無人工廠”的試運行證明，以往需要近百名熟練工人和電子計算機控制的機械，花兩周左右的時間才能制造出來的小型齒輪機、柴油機等，在“無人工廠”只需要4名工人監(jiān)控，花一天時間就能制造出來。

當時，《日本經(jīng)濟新聞》以《機器人崛起》為題報道了這項日本科技界的最新成果?！盁o人工廠”試運行成功，不僅進一步加快了日本制造業(yè)的自動化進程，而且使勞動者的勞動時間、勞動方式和勞動對象發(fā)生了根本變化。

20世紀80年代后期，日本出現(xiàn)了許多實驗型“無人工廠”。按照日本產(chǎn)業(yè)機器人協(xié)會常務理事米本完二的說法，“效率的提升令當時的人們難以拒絕”。正是從那個時期開始，機器人受到日本企業(yè)的空前關(guān)注。日本一躍成為“機器人王國”，機器人的產(chǎn)量和實際安裝使用數(shù)量，在國際上都躍居首位。

在筑波科學城的“無人工廠”，發(fā)生過一場有關(guān)照明設(shè)備的有趣爭論。

不管白天還是夜晚，工廠的生產(chǎn)過程都在控制中心的計算機監(jiān)控下進行。無人駕駛的運輸車運送材料、零部件，產(chǎn)品生產(chǎn)完成后被自動運送到倉庫，由倉庫中的機器人對其進行檢查和包裝——整個流程沒有一個人參與。為此，有科研人員認為，“無人工廠”不需要安裝任何照明設(shè)備，可以進一步壓縮生產(chǎn)成本。

不過，有科研人員指出，就像人的胳膊發(fā)力時間長了會疲勞一樣，機器人長時間工作后也會出現(xiàn)損耗。在“無人工廠”中，仍然需要幾名工作人員做監(jiān)控和檢測工作，在必要時修改一些指令。萬一計算機指令有誤，機器自動執(zhí)行了錯誤的指令，將造成嚴重后果。因此，需要少量工作人員留守在生產(chǎn)一線進行監(jiān)控——照明設(shè)備是不能完全省去的。主張省去照明設(shè)備的人又提出，“無人工廠”是令人放心的，況且監(jiān)控工作未來也可以由機器人來做。

最終，“無人工廠”保留了少量照明設(shè)備，監(jiān)控人員可以在有需要時開啟使用。有意思的是，因為這場爭論，“無人工廠”在日本媒體上有了“黑燈工廠”的綽號。

“無人工廠”的啟示

日本建成世界上第一座“無人工廠”，不僅是一個重要的里程碑事件，也是一個具有深遠意義的事件。它反映了科技和自動化技術(shù)在制造業(yè)的廣泛應用，也帶來了一些啟示。

首先，技術(shù)創(chuàng)新是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要驅(qū)動力。成功實現(xiàn)生產(chǎn)自動化，主要得益于不斷的技術(shù)創(chuàng)新。其次，自動化技術(shù)的應用是企業(yè)發(fā)展的重要手段?！盁o人工廠”的廣泛應用，不僅能提高生產(chǎn)效率，還能促進可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護。最后，“無人工廠”的推廣，需要政府、企業(yè)和社會各方的積極參與和合作：政府出臺有利于自動化技術(shù)和機器人發(fā)展的政策和措施，企業(yè)積極引進和推廣自動化技術(shù)，社會各界支持和參與這一進程。

“無人工廠”反映了自動化技術(shù)在制造業(yè)的廣泛應用。在該領(lǐng)域，日本一直處于世界領(lǐng)先地位。這啟示其他國家：隨著科技的發(fā)展，各行各業(yè)都將朝著自動化、智能化的方向發(fā)展。應該學習和掌握這些技術(shù)，以適應未來的發(fā)展趨勢。

“無人工廠”對工業(yè)生產(chǎn)模式、就業(yè)形態(tài)等產(chǎn)生了重大影響。同時，這也符合人類社會工業(yè)化發(fā)展的規(guī)律——每一次技術(shù)進步，都意味著機器代替人工的程度又一次加深。隨著“無人工廠”的發(fā)展，傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)模式發(fā)生了根本性變化——生產(chǎn)過程完全自動化，不再需要人工干預。這大大提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，同時減少了對勞動力的依賴以及安全事故的發(fā)生。

然而，“無人工廠”也對傳統(tǒng)的就業(yè)形態(tài)產(chǎn)生了沖擊。如果越來越多的企業(yè)采用“無人工廠”，那么勞動力需求將進一步下降，導致失業(yè)率上升。因此，日本企業(yè)在推廣“無人工廠”的同時，也注重勞動者的轉(zhuǎn)型和培訓，以確保勞動者適應新的工業(yè)生產(chǎn)模式。

鳥瞰筑波科學城

如今，“智能工廠”概念大行其道，指具有“全面感知、協(xié)同優(yōu)化、預測預警及科學決策”四項能力的現(xiàn)代化工廠。它的生產(chǎn)布局更加全面和完善，旨在利用各種現(xiàn)代化技術(shù)，實現(xiàn)工廠的辦公、管理及生產(chǎn)的自動化，以達到加強及規(guī)范企業(yè)管理、減少工作失誤、堵塞各種漏洞、提高工作效率、確保生產(chǎn)安全、提供決策參考、打通產(chǎn)供銷數(shù)據(jù)鏈等目的，實現(xiàn)了人與機器的協(xié)調(diào)合作。伴隨著人工智能、自動化技術(shù)的發(fā)展，越來越多的企業(yè)正在思考如何落實“智能工廠”模式，打造更高效、精準和可靠的生產(chǎn)流程。

從規(guī)模上來說，“無人工廠”更多地是企業(yè)的無人化生產(chǎn)車間；而“智能工廠”不只立足于生產(chǎn)車間?！盁o人工廠”的核心是計算機，而“智能工廠”的核心是物聯(lián)網(wǎng)。因此，“智能工廠”可以看作“無人工廠”的“2.0版本”。

“科學烏托邦”的改造

雖然日本工業(yè)界機器人崛起引領(lǐng)了技術(shù)發(fā)展潮流，但筑波科學城發(fā)展得并不理想。與同一時期發(fā)展起來的美國硅谷相比，筑波科學城的“成績單”要差很多。到1998年，筑波科學城的GDP僅為50億美元，而美國硅谷創(chuàng)造了超過其46倍的GDP——2340億美元。

筑波科學城在強勢投入之下未收獲理想的回報，一度被外界冠以“科學烏托邦”的戲稱。事實上，筑波科學城并不是依托周邊成熟城市發(fā)展起來的，而是依靠日本政府的巨額投資，即行政力量。日本政府為了聚集國內(nèi)頂尖教育和科研機構(gòu)，不惜花費全國40%的科研預算在科學城的籌建上。筑波科學城的建設(shè)周期很長，直到1993年才完成所有搬遷工作。那時，日本政府在筑波科學城的籌建上已經(jīng)花了超過2萬億日元。

此外，由于筑波科學城中以國有企業(yè)及所屬研究機構(gòu)為研究主體，公司機構(gòu)與下屬單位的垂直領(lǐng)導關(guān)系，直接導致科研體系存在過度垂直化的傾向。因此，科學園區(qū)缺乏創(chuàng)新體制，研究成果產(chǎn)業(yè)化與商業(yè)化程度相對較低，與市場機制嚴重脫節(jié)。

意識到上述問題的日本政府，在20世紀90年代實施“新筑波計劃”，在原有規(guī)劃的基礎(chǔ)上把筑波科學城推入“再創(chuàng)發(fā)展階段”，從制度、運行機制等多方面進行調(diào)整。筑波科學城被重新定位為“科學技術(shù)中樞城市，更廣域都市圈內(nèi)的核心城市，生態(tài)、生活模范城市”。

此后，日本政府開始積極引導筑波科學城，與國外先進科學技術(shù)研究人員和機構(gòu)進行交流，改變以往相對封閉的模式。日本政府在優(yōu)化筑波科學城的科技研究和技術(shù)創(chuàng)新成果的同時，繼續(xù)深化和完善城市功能，并注意最大限度保留當?shù)氐淖匀伙L光，使筑波逐步發(fā)展成為舒適宜居的科學城。

作為主導力量的日本政府，能夠在科技園區(qū)發(fā)展滯后的情況下適時作出相應的調(diào)整規(guī)劃，這是“自上而下”力量主導的產(chǎn)業(yè)集群獲得成功的關(guān)鍵要素之一，值得借鑒。

編輯：姚志剛? ? winter-yao@163.com