“閑棋冷子”變“皇冠明珠” ——中國工業(yè)機(jī)器人在這里崛起

“機(jī)器人是什么？”

“機(jī)器人變成人了，那還了得！”

“這是搞‘花架子’。我們連機(jī)器人還沒搞明白，就要造機(jī)器人，簡直是癡人說夢！”

20世紀(jì)70年代中期，吳繼顯、蔣新松、談大龍3位在中國科學(xué)院沈陽自動化研究所（以下簡稱沈陽自動化所）從事控制系統(tǒng)研究的科研人員，聯(lián)合起草了一份提交給中國科學(xué)院的工作匯報，提出開展人工智能和機(jī)器人技術(shù)研究。這是中國科學(xué)家最早提出的有關(guān)機(jī)器人研究的建議。

然而，這個匯報卻引來諸多質(zhì)疑。3位科學(xué)家對此無奈地?fù)u頭，慨嘆當(dāng)時的中國還無暇顧及如此前沿的科研領(lǐng)域。

時間來到2022年，中國工業(yè)機(jī)器人年銷售量已超過30萬臺，占全球總銷售量的一半以上，中國連續(xù)9年成為全球工業(yè)機(jī)器人第一大應(yīng)用市場。

歷經(jīng)了半個世紀(jì)，工業(yè)機(jī)器人在中國從一枚“閑棋冷子”成為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，沈陽自動化所見證并經(jīng)歷了其發(fā)展過程中的每一次低谷和高潮。

這里是中國工業(yè)機(jī)器人的“搖籃”和“城堡”，曾誕生了國內(nèi)第一臺示教再現(xiàn)機(jī)械手樣機(jī)、第一臺高性能機(jī)器人控制器、第一臺自動導(dǎo)引車（AGV）、第一臺焊接機(jī)器人……透過沈陽自動化所諸多“第一”的歷史記憶，可以讀懂中國工業(yè)機(jī)器人究竟是如何從無到有發(fā)展起來的。

來之不易的“通行證”

1920年，捷克作家卡雷爾·恰佩克發(fā)表了一部科幻劇本《羅薩姆的萬能機(jī)器人》，講述了一個名為羅薩姆的公司把機(jī)器人作為工業(yè)品推向市場，讓它充當(dāng)勞動力、代替人類勞動的故事。

該劇一經(jīng)推出就在全球引起巨大轟動，成為robot（機(jī)器人）這個名詞的詞源。

1958年，美國發(fā)明家約瑟夫·恩格爾伯格創(chuàng)造了世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人unimate，并創(chuàng)辦了Unimation公司。unimate是一臺用于壓鑄作業(yè)的五軸液壓驅(qū)動機(jī)器人，其手臂的控制由計算機(jī)完成。它采用分離式固體數(shù)控元件，并裝有存儲信息的磁鼓，能夠代替工人，記憶并完成180個工作步驟。

1961年，unimate正式在美國通用汽車公司完成安裝，輔助汽車生產(chǎn)。

1969年，日本川崎重工業(yè)株式會社引進(jìn)Unimation公司的機(jī)器手臂，作為解決勞動力不足的一項革命性措施。

后來，美國機(jī)器人協(xié)會評價這個長得并不像“人”的機(jī)器人，“徹底改變了現(xiàn)代工業(yè)和汽車制造的流程”。

然而，要想讓機(jī)器人替代人，一個重要的前提是生產(chǎn)流程的專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化，否則機(jī)器人無法發(fā)揮作用。而越是專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化，就越離不開規(guī)模化的供應(yīng)鏈體系。

20世紀(jì)70年代，新中國成立不過20余年，被視為大國之“筋骨”的重工業(yè)——煤炭、鋼鐵、石油等，在中國剛剛積攢起一些家底。彼時的中國還不具備發(fā)展工業(yè)機(jī)器人的土壤。

但是，吳繼顯、蔣新松、談大龍從僅有的一些國外資料中看到有關(guān)“robot”的理論概述、學(xué)術(shù)文章和信息匯編，就認(rèn)定了機(jī)器人未來的價值和意義，感覺中國應(yīng)該出手。

心有不甘的3位科學(xué)家決定去北京，邊調(diào)研，邊游說。

可以想見，中國機(jī)器人事業(yè)的開局不會十分順利。

談大龍還記得，他們曾給好幾家部委單位介紹人工智能和機(jī)器人的情況?！暗玫阶疃唷⒂∠笞钌畹幕卮鹁褪恰冒?，你們搞好了我們就用’。不冷不熱的態(tài)度，讓我們很掃興?！?/p>

轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在當(dāng)時的中國科學(xué)院新技術(shù)局。時任局領(lǐng)導(dǎo)不僅認(rèn)真聽取了他們《關(guān)于人工智能與機(jī)器人》的匯報，還明確表示支持，并要求他們提交這份報告。

1977年，蔣新松作為沈陽自動化所的代表，被派往北京起草有關(guān)自動化學(xué)科的發(fā)展規(guī)劃，并為籌備和出席當(dāng)年召開的全國自然科學(xué)學(xué)科規(guī)劃會議做準(zhǔn)備。

“機(jī)器人將是21世紀(jì)具有代表性的高技術(shù)，如果我們失去了這個領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)優(yōu)勢，就可能失去一個時代?！笔Y新松的這一聲疾呼，得到屠善澄、楊嘉墀、王大珩和宋健等幾位自動化領(lǐng)域頂級科學(xué)家的支持。

研制機(jī)器人項目隨即被正式列入1978年—1985年的自動化科學(xué)發(fā)展規(guī)劃。機(jī)器人獲得了進(jìn)入中國的“通行證”。

“它打開了中國人的眼界”

然而，當(dāng)時，作為“現(xiàn)代化”代表性符號的機(jī)器人到底長什么樣，又該從哪里下手研制，國內(nèi)鮮有人知曉。

1979年8月，首屆國際人工智能研討會在日本東京召開，以蔣新松為組長的中國專家組一行4人出席會議。他們希望利用這次機(jī)會對日本的機(jī)器人發(fā)展應(yīng)用做一番深度考察。

當(dāng)時的日本，已經(jīng)依托汽車工業(yè)建立起“機(jī)器人王國”。這也成為日本經(jīng)濟(jì)崛起的一個重要因素。

可就在蔣新松提出想要購買一臺機(jī)器人時，一位日本知名企業(yè)的技術(shù)部長卻傲慢地拒絕了他：“15年內(nèi)我們不準(zhǔn)備與中國進(jìn)行任何有關(guān)機(jī)器人方面的合作。原因很簡單，即使我們把機(jī)器人賣給你們，你們也不會用！”

回國后不久，蔣新松成為沈陽自動化所所長。他立志要為中國民族工業(yè)找回尊嚴(yán)，迅速展開了工業(yè)機(jī)器人的研究與試制。

20世紀(jì)80年代初，沈陽自動化所開始了工業(yè)機(jī)器人和水下機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)及元器件的研究，并進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。1982年2月，蔣新松將課題交給宋克威、周國斌、王棣棠等幾位科研人員負(fù)責(zé)。同年6月19日，SZJ-1型示教再現(xiàn)機(jī)械手樣機(jī)初具雛形。它由計算機(jī)控制、電液伺服系統(tǒng)驅(qū)動，具備5個自由度和點位控制與速度軌跡控制功能，是我國科研人員自主研制的第一臺工業(yè)機(jī)器人樣機(jī)。

不久，經(jīng)改進(jìn)的SZJ-1型示教再現(xiàn)機(jī)械手鑒定會在沈陽自動化所舉行。來自全國29家單位的44位鑒定專家一致認(rèn)定：這臺示教再現(xiàn)機(jī)械手樣機(jī)的檢測數(shù)據(jù)指標(biāo)，與20世紀(jì)70年代國外廣泛應(yīng)用的UNIMATE-2000型工業(yè)機(jī)器人相近。

不過，宋克威明白，這臺工業(yè)機(jī)器人只是仿制國外的實驗室樣機(jī)，并且由于國內(nèi)缺乏大量專用零部件，機(jī)器人的精準(zhǔn)性、可靠性都明顯不足，不可能真正應(yīng)用于生產(chǎn)。

但是，這并不影響它的歷史地位。宋克威坦言：“它打開了中國人的眼界，第一次讓大家見識到工業(yè)機(jī)器人到底長什么樣?！笔聦嵣?，正是這臺工業(yè)機(jī)器人的誕生，為國家發(fā)展工業(yè)機(jī)器人吹響了前進(jìn)的號角。

在一次由國務(wù)院組織的“新技術(shù)革命對我國的挑戰(zhàn)及對策研究”研討會上，蔣新松提出一個重要建議：在中國建立一個面向全國、同時面向全世界的開放型機(jī)器人研究開發(fā)基地。

1982年9月，國家計委《關(guān)于編制建設(shè)前期工作計劃的通知》下達(dá)到中國科學(xué)院，其中“機(jī)器人示范工程”被列入國家“七五”計劃科學(xué)類項目。1984年9月，國家計委下發(fā)《關(guān)于機(jī)器人示范工程設(shè)計任務(wù)書的批復(fù)》文件，同意依托沈陽自動化所建設(shè)機(jī)器人示范工程。

沈陽“機(jī)器人示范工程”為國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人研發(fā)提供了必要的基礎(chǔ)設(shè)施和硬環(huán)境，總投資高達(dá)5000萬元，其中僅購置科研設(shè)備的投資就達(dá)到590萬美元的外匯額度。這在當(dāng)時堪稱天文數(shù)字，猶如今天的大科學(xué)工程。

其間，沈陽自動化所在工業(yè)機(jī)器人的核心——機(jī)器人控制器上實現(xiàn)自主研發(fā)，并將其裝配于焊接機(jī)器人；研制出具有高度自治功能的移動式機(jī)器人，能識別道路、區(qū)分障礙物、回避障礙、自動進(jìn)行路徑規(guī)劃等，從而完成了第一階段研制任務(wù)；全面開展以提高作業(yè)效率為目標(biāo)的主-從遙控手及其監(jiān)控系統(tǒng)的研究、雙臂協(xié)調(diào)的研究……

隨著1990年“機(jī)器人示范工程”正式竣工，中國機(jī)器人的“城堡”已初具規(guī)模?？蓡栴}隨之而來——可持續(xù)性的運行經(jīng)費從哪兒來？如何進(jìn)一步將工業(yè)機(jī)器人提升至國家科技發(fā)展戰(zhàn)略層面？

進(jìn)入“863”計劃是當(dāng)時唯一的出路，但蔣新松首先要解決的問題是如何應(yīng)對質(zhì)疑。

改革開放之后，大量勞動力需要上崗就業(yè)。很多人非常不理解蔣新松勾畫的未來：“現(xiàn)在中國多的是人，有必要搞機(jī)器人嗎？”

蔣新松苦口婆心地解釋——

“現(xiàn)在，發(fā)達(dá)國家都在這個領(lǐng)域花大本錢，開展競爭，并對我們進(jìn)行封鎖。中國怎樣才能加入全球的科技體系？我們再不干起來，就會被人家甩得越來越遠(yuǎn)……”

蔣新松始終認(rèn)為，中國應(yīng)該直面當(dāng)今世界高技術(shù)的發(fā)展，站在歷史的高度，作出科學(xué)的、經(jīng)得起長時間考驗的抉擇。

經(jīng)過半年的四處游說，天平最終還是倒向“大力支持”的一方。蔣新松也成為“863”計劃自動化領(lǐng)域的首席科學(xué)家。

從引進(jìn)轉(zhuǎn)為輸出

可誰想到，即便擁有這樣的身份，蔣新松想在各大汽車企業(yè)推廣國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，仍然很難打開局面。

“我們不考慮國產(chǎn)設(shè)備。”任何一位企業(yè)負(fù)責(zé)人都能用這句話把這位首席科學(xué)家的嘴堵死。

打破這一僵局的，是一次中外技術(shù)合作項目的突發(fā)事件。

1991年初，沈陽一家汽車廠決定引入美國的AGV，開發(fā)一條汽車總裝生產(chǎn)線。AGV是由計算機(jī)控制，具備移動、自動導(dǎo)航等功能的一類工業(yè)機(jī)器人。它可以在汽車總裝生產(chǎn)線上馱著發(fā)動機(jī)、后橋、油箱，跟著懸吊在流水線上的車身自動行走，進(jìn)行動態(tài)裝配。

可是，當(dāng)汽車裝配生產(chǎn)線進(jìn)行到一半時，美方突然宣布，政府限制技術(shù)出口，無法再提供AGV。這對已經(jīng)買來整條生產(chǎn)線的汽車廠是一次重創(chuàng)。

突如其來的封鎖，迫使汽車廠找到沈陽自動化所。蔣新松和當(dāng)時擔(dān)任副所長的王天然二話不說，決定把國產(chǎn)AGV研發(fā)作為“863”計劃攻關(guān)項目課題，交給趙經(jīng)綸、白小波等幾位技術(shù)骨干。

由于沈陽自動化所“七五”期間在移動機(jī)器人領(lǐng)域已經(jīng)有了技術(shù)積累，AGV研發(fā)并未難倒科研人員，真正難的是如何使AGV與生產(chǎn)線配合，解決實際應(yīng)用中的問題。

“AGV下車間的最初半年里，幾乎天天都有故障，問題層出不窮?！蓖跆烊徽f，有設(shè)計的問題，有元器件的問題，也有對生產(chǎn)不了解的問題，等等。

于是，技術(shù)人員只能一邊拉著AGV反反復(fù)復(fù)跑，一天重復(fù)成百上千次，一邊在電腦上不斷修正，逐步提高它的穩(wěn)定性和可靠性。

1993年11月30日，由9臺AGV組成的“發(fā)動機(jī)、后橋、油箱‘AGV’及副環(huán)裝配系統(tǒng)”通過專家驗收，并投入現(xiàn)場使用。這是我國汽車行業(yè)首次使用自主開發(fā)的基于AGV的汽車總裝生產(chǎn)線。

當(dāng)時，國外的AGV只能沿著地面軌道走直線，而沈陽自動化所研制的AGV采用了模式識別技術(shù)，可對周圍環(huán)境進(jìn)行識別判斷，既能直線行走，又能自動轉(zhuǎn)彎，在國際上處于領(lǐng)先地位。

這臺AGV很快便引起了韓國三星株式會社的注意。他們當(dāng)時評價，這是汽車生產(chǎn)自動化的新技術(shù)，該型AGV中某些技術(shù)性能指標(biāo)甚至超過日本同類產(chǎn)品。因此，他們提出了受讓需求。

1994年，沈陽自動化所和韓國三星株式會社簽訂技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同，以30萬美元向韓國輸出AGV技術(shù)。這是國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人第一次從引進(jìn)國外技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄驀廨敵黾夹g(shù)。

值得一提的是，由于國產(chǎn)AGV的橫空出世，進(jìn)口AGV產(chǎn)品一下從單價150萬元降至100萬元以下。

20世紀(jì)90年代中期，中國工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)有兩個標(biāo)志性產(chǎn)品，一個是AGV，另一個是焊接機(jī)器人。它們都誕生在沈陽自動化所。

在工程機(jī)械行業(yè)，首要攻關(guān)的就是焊接機(jī)器人，包括點焊和弧焊機(jī)器人，技術(shù)難度都很高。1993年，沈陽自動化所首臺SISVN-GRC高性能機(jī)器人控制器準(zhǔn)備就緒，但是協(xié)作單位研發(fā)的機(jī)器人本體遲遲過不了關(guān)。這就像一個人只有“大腦”，但“缺胳膊少腿”。

不想再等待的王天然決定從國外購買本體，再裝上自己的控制器，自行生產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人。

“一臺本體幾十萬元，買回來配上我們的控制器，萬一不能用怎么辦？”王天然心里不停地打鼓。

“要買就買一批，要干就干個驚天動地?！蹦觊L王天然一輪的蔣新松霸氣地給他撐腰。

1994年，沈陽自動化所冒著巨大的風(fēng)險，用研究所當(dāng)時僅有的全部1000余萬元自有資金，從日本購買了19臺機(jī)器人本體，并研制自己的控制器，生產(chǎn)了一批工業(yè)焊接機(jī)器人，投放市場。

“這是非常冒險的做法。如果我們賣不出去，研究所真要借錢發(fā)工資了。”但是，王天然十分自豪研究所特有的“凝心聚力干大事”的文化。“敢干大事，服從調(diào)配，否則，所長哪來那么多‘錢’？”說完，他便爽朗地笑了。

1995年底，這批焊接機(jī)器人銷售一空。不久，哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人實驗室也傳來好消息——機(jī)器人本體研制成功了。

“你們是在啟發(fā)市場”

歷史的弧線本應(yīng)一路上揚，可現(xiàn)實卻再次給工業(yè)機(jī)器人潑了一盆冷水。

20世紀(jì)最后10年，市場經(jīng)濟(jì)大潮撲面而來，但東北地區(qū)這個計劃經(jīng)濟(jì)時代的工業(yè)巨人不進(jìn)反退。尤其是以沈陽鐵西為代表的老工業(yè)區(qū)，頹勢凸顯，不少工廠倒閉，工人下崗。

此時，人與機(jī)器的矛盾再次變得尖銳起來。而這也是中國裝備制造業(yè)升級換代必須經(jīng)歷的陣痛。

工業(yè)體系的迭代根本上受內(nèi)生動力驅(qū)動，沒有市場需求就沒有驅(qū)動力。王天然回憶，當(dāng)時的沈陽自動化所破天荒地成立了市場部，這在國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)中絕無僅有。

蔣新松帶頭奔波于廠礦企業(yè)、政府機(jī)關(guān)，與決策者、企業(yè)家、工人面對面交流，圍繞產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和未來，闡述機(jī)器人的地位、價值和作用，著重探討如何幫助東北工業(yè)經(jīng)濟(jì)走出低谷、擺脫困境，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級。

事實上，自從世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人誕生以來，人與機(jī)器人的關(guān)系就充滿爭議，人們的擔(dān)憂主要來自失業(yè)。

但蔣新松希望從事實出發(fā)打消大家的顧慮。他曾算過一筆賬：號稱“機(jī)器人王國”的日本有一億多人口，有兩萬多臺機(jī)器人；英國有4000萬人口，機(jī)器人不足1000臺。日本的機(jī)器人最多，但失業(yè)率最低；英國的機(jī)器人在西方發(fā)達(dá)國家中是較少的，失業(yè)率卻最高。事實證明，機(jī)器人不會帶來失業(yè)。

然而，對于工業(yè)基礎(chǔ)本就薄弱的中國而言，想要大量推廣機(jī)器人仍有一段漫長的路要走。不過，那時的沈陽自動化所再次顯現(xiàn)出“敢為人先”的基因，他們想要為機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)造以產(chǎn)業(yè)為導(dǎo)向的發(fā)展條件，加快技術(shù)市場化和產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。

1997年3月29日，就在蔣新松、王天然等人緊鑼密鼓地謀劃組建機(jī)器人產(chǎn)業(yè)公司時，幾十年都在為中國工業(yè)機(jī)器人攻城拔寨的蔣新松，因突發(fā)急性大面積心肌梗塞而住院搶救。第二天，蔣新松病情稍加好轉(zhuǎn)，就迫不及待地與沈陽自動化所領(lǐng)導(dǎo)商談下一步“863”計劃工作?？删驮诋?dāng)天下午，蔣新松的病情突然惡化，經(jīng)搶救無效離世，享年66歲。

此后，蔣新松的遺愿成了王天然一個沉重的心結(jié)。而解開這個心結(jié)的，是中國科學(xué)院在20世紀(jì)末啟動的知識創(chuàng)新工程。這次改革要求科研院所打破傳統(tǒng)模式，不僅要做課題、出論文、出人才，更重要的是為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

2000年4月，經(jīng)過在研究所內(nèi)部近一年的試運行，以蔣新松名字命名的第一家機(jī)器人高技術(shù)企業(yè)——沈陽新松機(jī)器人自動化股份有限公司（以下簡稱新松公司）正式成立，拉開了中國機(jī)器人全面產(chǎn)業(yè)化的序幕。

當(dāng)時，第一批從研究所來到新松公司的徐方研究員回憶稱，弧焊、點焊機(jī)器人，以及AGV是新松公司成立之初的王牌產(chǎn)品，但當(dāng)時汽車行業(yè)的國內(nèi)市場被外國機(jī)器人牢牢占據(jù)，很多國內(nèi)廠商對國產(chǎn)裝備制造存在偏見，對國產(chǎn)機(jī)器人缺乏信心。

于是，新松公司以市場需求為導(dǎo)向，以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動，圍繞客戶的問題提出解決方案，再回到新松公司本部研發(fā)設(shè)計，然后為客戶集成安裝應(yīng)用，形成“兩頭在內(nèi)、中間在外”的經(jīng)營模式。

一次，我國一位知名企業(yè)家見到王天然，不無佩服地對他說：“你們是在啟發(fā)市場?！?/p>

王天然用力地點了點頭?？伤睦锵氲氖牵簢鴥?nèi)市場的覺醒何時才能到來？

2001年底，中國正式加入世界貿(mào)易組織，中國的工業(yè)市場格局由此發(fā)生翻天覆地的變化。國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人終于等到了千載難逢的歷史機(jī)遇。2009年，新松公司以“機(jī)器人”之名在深交所創(chuàng)業(yè)板上市。

2010年，中國國內(nèi)生產(chǎn)總值首次超越日本，躍居世界第二，并逐步成為世界工廠。這一速度震驚了世界。

2013年，中國正式成為工業(yè)機(jī)器人全球第一大應(yīng)用市場。工業(yè)機(jī)器人終于獲得了它應(yīng)有的地位。而這距離沈陽自動化所當(dāng)年提出那份給中國科學(xué)院的匯報，已經(jīng)過去了近40年。

那時，他們有一個夢：將來，我們中國的機(jī)器人要像美國、蘇聯(lián)那樣，上天、下海；要像日本和德國那樣，在工廠里奔跑……如今，這個夢想已經(jīng)實現(xiàn)！