机器人崛起：世界首座“无人工厂”

姜森

筑波科学城中保存的“无人工厂”第一代机械臂

如今，人工智能（AI）正在诸多领域替代人类，包括“夺取”工作岗位。这一切的开端可回溯40年——1984年，日本建成世界上第一座“无人工厂”。正是从那时开始，机器人受到空前关注。

早在1952年，福特汽车公司就在美国俄亥俄州克利夫兰开启了世界上第一条制造发动机的全自动生产线。原材料输入生产线后，42部自动化机器可以实施500项不同的加工操作，制成发动机。最后，这条生产线还能把不合格的产品检测出来。

据《日本经济新闻》报道，真正的“无人工厂”是在机器人、计算机、电子技术等得到极大发展之后才出现的。在福特公司的自动化生产线问世30多年后，1984年4月，世界上第一座“无人工厂”投入运行——它位于日本筑波科学城。

筑波科学城

二战结束后，日本经济进入“冷热二重奏”的发展状态：一方面，工业化浪潮使其岛国经济实现前所未有的高速发展，城市进入“加速膨胀”阶段；另一方面，日本在战后实施从西方国家引进先进科学技术的国家战略，而国内劳动力成本上升及通货膨胀压力，使其发展遭遇瓶颈。

于是，日本政府开始寻找能够进一步激活经济发展的方法。在由“贸易立国”向“技术立国”转变的大背景下，日本政府首次提出建设东京卫星城的设想，试图寻找既能缓解东京的城市压力，又能承接国内科技产业发展的地区。日本第一座科学城——筑波科学城就在此时应运而生。

筑波科学城从规划、审批到选址和筹建的全过程，都呈现出强烈的政府介入色彩。日本政府经过前后5次对总体规划纲领的修订，才开始在筑波建设科技园区及开发区。

作为“天之骄子”的筑波科学城，无论在资金投入还是政策支持等方面，起点都非常高。日本政府投入数额庞大的经费，计划把30%的国立科研机构搬迁到科技园区。政府主导的先天优势，亦使筑波科学城不断获得国内立法的支持。日本政府不仅把东京教育大学（后更名为“筑波大学”）迁到筑波，还相继在高速公路及有轨电车等交通设施方面加大投入，全方位助力筑波科学城的开发建设。

具体来说，当时的日本政府按照现代化标准建设筑波科学城：房地产公司负责开发，科技和教育机构占地1560公顷，占全城总面积的57.7%；住宅、商业、公园等占地1145公顷，占总面积的42.3%。中心区建有供全市居民使用的各种公共设施，行政中心、文化娱乐、商业和交通设施设置在中心公园广场周围。城内生活方便、环境舒适，住房标准甚至高于东京市区。

1974年，日本政府开始将所属9个部（厅）的43个研究机构，共计6万余人迁往筑波科学城，形成以国家实验研究机构和筑波大学为核心的综合性学术研究和高水平教育中心。

在立法方面，1984年4月，日本开始施行《高技术工业及地域开发促进法》，进一步确立了建设产、学、研相结合的中心城市的目标。为了扩大筑波的国际影响力，日本专门举办了筑波世界博览会，有力促进了科学城的对外交流和建设。

综上，对于外界来说横空出世惊艳亮相的“无人工厂”，其实是筑波科学城厚积薄发的产物。

争论“是否保留照明设备”

日本一直缺少人力资源，因而在工业领域很早就开始重视自动化生产。这是世界上第一座“无人工厂”在日本诞生的重要原因之一。

日本交通产业省工业技术院在20家企业的配合下，从1977年起在筑波科学城筹建“无人工厂”。在耗资137亿日元后，1984年4月9日，世界上第一座实验用“无人工厂”终于建成，并开始试运行。

空无一人的工厂内，一排排零部件在生产线上有条不紊地传输；高大的机械臂灵活地分拣原料和零部件……整个工厂仿佛一个有智慧的机械生物体，所有加工和组装工作均由机器人自动完成。

“无人工厂”的试运行证明，以往需要近百名熟练工人和电子计算机控制的机械，花两周左右的时间才能制造出来的小型齿轮机、柴油机等，在“无人工厂”只需要4名工人监控，花一天时间就能制造出来。

当时，《日本经济新闻》以《机器人崛起》为题报道了这项日本科技界的最新成果。“无人工厂”试运行成功，不仅进一步加快了日本制造业的自动化进程，而且使劳动者的劳动时间、劳动方式和劳动对象发生了根本变化。

20世纪80年代后期，日本出现了许多实验型“无人工厂”。按照日本产业机器人协会常务理事米本完二的说法，“效率的提升令当时的人们难以拒绝”。正是从那个时期开始，机器人受到日本企业的空前关注。日本一跃成为“机器人王国”，机器人的产量和实际安装使用数量，在国际上都跃居首位。

在筑波科学城的“无人工厂”，发生过一场有关照明设备的有趣争论。

不管白天还是夜晚，工厂的生产过程都在控制中心的计算机监控下进行。无人驾驶的运输车运送材料、零部件，产品生产完成后被自动运送到仓库，由仓库中的机器人对其进行检查和包装——整个流程没有一个人参与。为此，有科研人员认为，“无人工厂”不需要安装任何照明设备，可以進一步压缩生产成本。

不过，有科研人员指出，就像人的胳膊发力时间长了会疲劳一样，机器人长时间工作后也会出现损耗。在“无人工厂”中，仍然需要几名工作人员做监控和检测工作，在必要时修改一些指令。万一计算机指令有误，机器自动执行了错误的指令，将造成严重后果。因此，需要少量工作人员留守在生产一线进行监控——照明设备是不能完全省去的。主张省去照明设备的人又提出，“无人工厂”是令人放心的，况且监控工作未来也可以由机器人来做。

最终，“无人工厂”保留了少量照明设备，监控人员可以在有需要时开启使用。有意思的是，因为这场争论，“无人工厂”在日本媒体上有了“黑灯工厂”的绰号。

“无人工厂”的启示

日本建成世界上第一座“无人工厂”，不仅是一个重要的里程碑事件，也是一个具有深远意义的事件。它反映了科技和自动化技术在制造业的广泛应用，也带来了一些启示。

首先，技术创新是产业发展的重要驱动力。成功实现生产自动化，主要得益于不断的技术创新。其次，自动化技术的应用是企业发展的重要手段。“无人工厂”的广泛应用，不仅能提高生产效率，还能促进可持续发展和环境保护。最后，“无人工厂”的推广，需要政府、企业和社会各方的积极参与和合作：政府出台有利于自动化技术和机器人发展的政策和措施，企业积极引进和推广自动化技术，社会各界支持和参与这一进程。

“无人工厂”反映了自动化技术在制造业的广泛应用。在该领域，日本一直处于世界领先地位。这启示其他国家：随着科技的发展，各行各业都将朝着自动化、智能化的方向发展。应该学习和掌握这些技术，以适应未来的发展趋势。

“无人工厂”对工业生产模式、就业形态等产生了重大影响。同时，这也符合人类社会工业化发展的规律——每一次技术进步，都意味着机器代替人工的程度又一次加深。随着“無人工厂”的发展，传统的工业生产模式发生了根本性变化——生产过程完全自动化，不再需要人工干预。这大大提高了生产效率和产品质量，降低了生产成本，同时减少了对劳动力的依赖以及安全事故的发生。

然而，“无人工厂”也对传统的就业形态产生了冲击。如果越来越多的企业采用“无人工厂”，那么劳动力需求将进一步下降，导致失业率上升。因此，日本企业在推广“无人工厂”的同时，也注重劳动者的转型和培训，以确保劳动者适应新的工业生产模式。

鸟瞰筑波科学城

如今，“智能工厂”概念大行其道，指具有“全面感知、协同优化、预测预警及科学决策”四项能力的现代化工厂。它的生产布局更加全面和完善，旨在利用各种现代化技术，实现工厂的办公、管理及生产的自动化，以达到加强及规范企业管理、减少工作失误、堵塞各种漏洞、提高工作效率、确保生产安全、提供决策参考、打通产供销数据链等目的，实现了人与机器的协调合作。伴随着人工智能、自动化技术的发展，越来越多的企业正在思考如何落实“智能工厂”模式，打造更高效、精准和可靠的生产流程。

从规模上来说，“无人工厂”更多地是企业的无人化生产车间；而“智能工厂”不只立足于生产车间。“无人工厂”的核心是计算机，而“智能工厂”的核心是物联网。因此，“智能工厂”可以看作“无人工厂”的“2.0版本”。

“科学乌托邦”的改造

虽然日本工业界机器人崛起引领了技术发展潮流，但筑波科学城发展得并不理想。与同一时期发展起来的美国硅谷相比，筑波科学城的“成绩单”要差很多。到1998年，筑波科学城的GDP仅为50亿美元，而美国硅谷创造了超过其46倍的GDP——2340亿美元。

筑波科学城在强势投入之下未收获理想的回报，一度被外界冠以“科学乌托邦”的戏称。事实上，筑波科学城并不是依托周边成熟城市发展起来的，而是依靠日本政府的巨额投资，即行政力量。日本政府为了聚集国内顶尖教育和科研机构，不惜花费全国40%的科研预算在科学城的筹建上。筑波科学城的建设周期很长，直到1993年才完成所有搬迁工作。那时，日本政府在筑波科学城的筹建上已经花了超过2万亿日元。

此外，由于筑波科学城中以国有企业及所属研究机构为研究主体，公司机构与下属单位的垂直领导关系，直接导致科研体系存在过度垂直化的倾向。因此，科学园区缺乏创新体制，研究成果产业化与商业化程度相对较低，与市场机制严重脱节。

意识到上述问题的日本政府，在20世纪90年代实施“新筑波计划”，在原有规划的基础上把筑波科学城推入“再创发展阶段”，从制度、运行机制等多方面进行调整。筑波科学城被重新定位为“科学技术中枢城市，更广域都市圈内的核心城市，生态、生活模范城市”。

此后，日本政府开始积极引导筑波科学城，与国外先进科学技术研究人员和机构进行交流，改变以往相对封闭的模式。日本政府在优化筑波科学城的科技研究和技术创新成果的同时，继续深化和完善城市功能，并注意最大限度保留当地的自然风光，使筑波逐步发展成为舒适宜居的科学城。

作为主导力量的日本政府，能够在科技园区发展滞后的情况下适时作出相应的调整规划，这是“自上而下”力量主导的产业集群获得成功的关键要素之一，值得借鉴。

编辑：姚志刚    winter-yao@163.com