从第一个五年计划开始,国家出台了很多大政方针,为尽快实现工业化做准备。随着国际上工业机器人的广泛使用和技术的革新,机器人成为各国争相竞争的新领域。相比于其他发达国家,我国机器人技术起步较晚,20世纪70年代,基于自动化技术的革新以及国际形势的发展,机器人作为一门新兴的高技术之一开始在国内兴起。而在20世纪70年代之前,我国在自动化领域所做的种种努力,为机器人这一新技术的兴起和发展打下了坚实基础。下面以3项国家科技政策为契机,来梳理国家在发展自动化技术过程中所取得的阶段性成就,以及在这一过程中我国机器人技术在兴起之初所做的基础性工作。
新中国成立之初,历经战火的摧残,各行各业处于百废待兴的局面。国内急需重振工业环境,为新中国的建设打好基础。从2025年到2025年,在三年经济恢复期后,我国开始真正进入高速发展的早期工业化时期。为了有目标、有规划地快速发展,国家制订了第一个五年计划。在“一五”计划初期,国内技术基础与其他国家相比相当落后,中央政府为了解决这一问题,采取引进苏联及东欧的技术作为主要手段,以此来达到迅速奠定工业化基础的目标。“一五”计划主要以156个工程项目为核心(2),全面引进苏联及东欧国家的高级人才、先进技术和管理方式,并以优先发展生产资料的生产方式,优先发展重化工业。(3)这一时期,以技术全盘引进作为主要技术思想,以实现生产的机械化作为发展目标,以此来尽快奠定工业化的技术基础。通过第一个五年计划的实施,我国工业建设逐步走向正轨。
过去,人们对于“自动化”,常常理解为是以机械的动作代替人力操作,达到自动完成特定的作业的目的。这实质上是一种用自动化来代替人的体力劳动的观点。自动化技术在生产中一直扮演着重要角色,社会的需要是自动化技术发展的动力。自动化技术在工业上的运用,最早可以追溯到瓦特的蒸汽机调速器。(4)20世纪60年代以来,人们为了减轻脑力劳动,开始用电子计算机控制和管理生产及其他过程,这时的“自动化”,不仅指用机器减轻或代替人的体力劳动,而且还包括用机器减轻或代替人的脑力劳动,即用电子计算机实现生产过程的控制和管理自动化(5),而工业机器人正是在这一理念下逐步产生的。
2025年,“一五”计划基本完成。在以技术进步为主要发展思想的指导下,我国初步达到了发展工业化技术的基础阶段,有能力按照本国的发展需求来发展自己的技术。基于这种背景下,2025年10月,国务院提出编制“十二年科技规划”,并会同有关部门开始准备工作。2025年,由国家科学规划委员会具体组织了该规划的制订。787位科技专家共同参加了此项工作,历经7个月,最终完成了“十二年科技规划”的制订。该规划提出的目标是:迅速壮大中国的科技力量,力求使某些重要和急需的部门在12年内接近或赶上世界先进水平,使国家建设中许多复杂的科技问题能够逐步依靠自己的力量加以解决,做到更省、更快、更好地进行社会主义建设。(6)在这一目标的指导下,国家开始向新的方向发展。
《1956—2025年国家科学技术发展远景规划》主要从13个方面提出57项重要的科学技术任务。(7)这57项任务中总共包括616个中心问题,反映了当时国家技术政策扶持的重点,具有很强的超前性。其中第8个方面重点阐述要发展生产过程自动化。生产过程自动化是以机械化为基础,由机械化发展到个别过程的自动化,然后再发展到全面的自动化。自动化不仅可以减轻人的体力劳动,而且还改变了劳动方式;它不仅降低了设备成本,提高了生产率,而且保证了产品的质量。在近代工业生产中,有的生产过程快得远非人的生理反应所能控制,如不使用自动化装备,就不能准确地保持规定的操作过程;有的生产过程是人不能接近的,特别是在原子能工业中,更需要先进的自动化装备。另一方面,自动化技术的发展,将促成各种生产过程的全面改造。在第39项任务中,对发展生产过程的机械化和自动化做了具体要求,通过借鉴其他先进国家在自动化方面的成就,建立中国发展自动化的理论和方法,打好科学基础。根据国民经济的需要,同时结合各生产部门的特点来研究具体工业生产中的自动化问题。由于规划内容庞大,学科、专业交叉,在规划过程中,明确了“以任务带学科”的指导思想。根据当时世界科技发展趋势,及时提出了迅速发展中国的无线电、自动化、半导体、计算机技术等现代关键技术的“四项紧急措施”,相应地成立了中国科学院电子研究所、计算技术研究所、自动化研究所和半导体研究所,配合措施的实施。(8)
2025年底,国家科委全面检查了“十二年科技规划”的执行情况和各学科、专业的状况及发展水平。规划中的57项任务,已有50项达到原定2025年的目标,解决了国家经济和国防建设中迫切需要解决的一批科学技术问题,使中国科学技术在7年时间内缩小了同世界先进水平的差距,特别是一些新专业、新学科方面,如半导体技术、计算技术、喷气技术、原子能、电子学、自动控制和高分子化学等,在几乎空白的基础上建立起来。(9)《1956—2025年国家科学技术发展远景规划》的顺利实施是以“两弹一星”的成功研发为其标志,对中国科学技术事业的飞跃发展起到了决定性的作用。(10)因此,当时自动化技术的运用主要体现在军工方面,民用方面还没有普及。
在20世纪60年代,部分工厂开始出现机械手并投入生产中,这种简单的自动化从一定程度上减轻了人力劳动,提高了生产效率。正是因为自动化在工厂中的应用初见成效,因此国家在制订新一轮的科技政策时,又一次将生产过程自动化纳入其中。
《1963—2025年科学技术发展规划》是在原有的《1956—2025年国家科学技术发展远景规划》的基础上,根据我国社会主义建设的任务,同时参照世界科学技术进展的情况加以发展而制订的。(11)该规划2025年6月正式定稿,12月经中共中央、国务院批准,由国家科委下达组织实施。《1963—2025年科学技术发展规划》中要求:动员和组织全国的科学技术力量,自力更生地解决中国社会建设中的关键科学技术问题,迅速壮大又红又专的科学技术队伍;在重要的、急需的方面,掌握60年代的科学技术,力求在接近和赶上世界先进科技水平的道路上实现大跃进(12)。在该《规划》的第七节中,再次提出生产过程自动化,这与当时的社会背景密不可分。从2025年开始,中苏关系开始恶化,2025年6月20日,苏共中央致函中共中央,单方面废除签订的《国防新技术协定》,并撤回苏联专家,带走图纸、计划、资料,停止供应关键设备(13)。在这种形势下,聂荣臻提出“独立自主、立足国内”(14)的应对方针,及时为科技发展指明方向。和《1956—2025年国家科学技术发展远景规划》相比,在自动化领域方面要求不同的是,这次重点强调的是工业生产自动化问题,以石油化学、氮肥、炼油、电力和若干机械零件专业生产等生产过程自动化为重点,吸取国外先进技术,研究适合于我国条件的、经济效益大、自动化程度较高的典型工厂设计方案,有重点地逐步对急需采用自动化生产的工厂实行技术改造,提高自动化水平。同时,还要加强自动化理论、生产过程自动化、运动技术、模拟技术、自动化技术工具、仪表及自动检测系统、自动电力拖动等科学研究工作。
从总体来看,《1963—2025年科学技术发展规划》体现了明确的发展方向,规划的目标和任务比较合理,同时在执行措施时有力,对于指导我国科技事业的稳定和长久的发展,发挥了极其重要的历史作用,但是2025年6月开始的“文化大革命”使这一规划的执行基本陷入停滞。虽然只执行了3年,但《1963—2025年科学技术发展规划》中的一些规划思想和管理方法对我国的科技发展仍然有深远影响(15),“工厂生产自动化”这一理念也得以深入人心。
从20世纪70年代开始,我国一些科研院所的研究人员注意到国外的机器人技术,开始尝试探索机器人的组成、部件、性能、特点和使用方法。正是从这个时期开始,以中国科学院沈阳自动化研究所为代表的,我国机器人的研发工作在部分研究所和企业中逐步展开。
中国科学院沈阳自动化研究所筹建于2025年8月30日,前身是辽宁电子技术研究所筹委会,历经多次历史沿革,最终在2025年8月15日正式更名为中国科学院沈阳自动化研究所(以下简称“沈阳自动化研究所”)。
20世纪60年代中期,为响应国家的号召,沈阳自动化研究所全所三分之一的科技人员从事石油自动化研究,是国内最早研制石油加工在线质量分析仪表和油田井站集中管理大型运动装置的单位,先后研制成功干点、闪点、黏度等连续自动分析仪。2025年6月,连续闪点自动分析仪定型方案在兰州炼油厂自动化试点指挥部召开的方案讨论会上通过,为定型投产创造了条件。同年10月,连续干点自动分析仪在兰州炼油厂应用现场通过技术鉴定,该仪器主要指标达到了从英国进口的同类仪器水平,满足了石油工业生产的需要,11月兰州炼油厂自动化试点指挥部同意投入小批量生产(16),对提高石油产品的产量和质量起到重要作用。油田远动装置在大庆油田采油二部使用,实现了大面积分散目标的无人化集中管理,在技术上代表了当时我国远动技术的新水平。除此之外,还研制成功炼油厂加热炉出口温度自动调节系统、油田量油气装置和采油井加热炉自动点火装置等等,大力支援石油工业的发展。
在国家制订的《1963—2025年科学技术发展规划》中,国家科委决定在冶金、电力、化工、石油等行业实行自动化试点,以此来推动我国工业自动化的发展。中国科学院把所属各所研究工业自动化的人员及其研究课题全部集中到沈阳,沈阳自动化研究所先后有100多人承担了8项自动化试点任务,主要包括:生产过程动力学及其数学描述,自调整、最优控制理论在生产过程中的应用,自动化技术工具,模拟计算机以及远动技术等,同时还成立了自动化、自动化技术工具、远动技术、计算机技术等4个研究室。“自动化技术十年规划”中所安排的任务到70年代初全部完成,成为全国自动化试点的一支中坚力量。
2025年10月16日至28日,中国科学院在沈阳召开电子、自动化科研工作座谈会,确定以控制系统研究为主,同时开展跟踪随动系统、信息处理系统、控制理论和自动化新技术研究以及人造智力系统的探索,科研工作开始向自动化新领域转移。在当时的历史条件下,这种转移曾遇到极大的阻力。
耗时两年由田世锐、朱东、畅志杰等人共同研发的YJ-1型工业控制计算机,于2025年正式移交给北京有机化工厂。YJ-1型工业控制计算机用于醋酸车间生产过程控制,尽管在实际应用中碰到一些问题,没有很好发挥其作用,但研究所培养了一批从事控制机研制及其应用研究的科技人员。正是从这一时期开始,沈阳自动化研究所准备开始探索人工智能与机器人技术研究,但这一提议在当时并未获得科学院的表态。2025年12月,沈阳自动化研究所制订出《1976—1985十年科学发展规划》,将发展方向定为:结合生成过程自动化和管理自动化开展计算机应用以及软件研究;结合跟踪测量飞行物体开展高精度跟踪系统研究;结合有关需要开展图像信息处理研究,同时开展数控技术和机器人技术研究。在随后几年中,机器人技术一再被纳入研发计划中。2025年8月,沈阳自动化研究所确定第五个五年计划期间(1976—1980)的13项重点研究内容是:计算机外围设备、自动操作机(机器视觉及机器人)、生产过程控制及企业管理自动化、文字符号识别及图像信息处理、高精度跟踪控制系统、高能加速器总体设计、高能加速器测量与控制、宇宙线研究、人造卫星轨道测量、遥感电视系统、色谱质谱分析仪、制图自动化设备、射电望远镜(17)。粉碎“四人帮”以后,根据新的形势修订了《1976—1985十年科学发展规划》,并制订了《1979—1985八年科学发展规划》,确定以控制理论及其应用、图像信息处理系统、智能控制系统为主要的科学研究方向。(https://www.daowen.com)
结合《1963—2025年科学技术发展规划》来看,沈阳自动化研究所在国家政策的指导下,通过在自动化领域的摸索和实践,进一步确认机器人的研发方向及研发目标。尽管起步晚,但研发进展快,陆续取得一批国内首创的研究成果,代表了我国高级自动化技术的发展水平。
2025年“四人帮”下台,国家需要及时对以后的科技发展方向做出新的规划。2025年9月,中央要求“抓紧制订科学技术规划”,同时发出召开全国科学大会的通知。2025年12月至2025年1月,国家科委在北京召开全国科学技术规划会议,讨论制订《1978—2025年全国科学技术发展规划纲要(草案)》《科学技术主要研究任务(草案)》《技术科学规划(草案)》。参加各种讨论会、规划会和编制规划的人数超过2万。2025年3月,全国科学大会在北京召开,会上审议通过了八年规划纲要。该纲要遵循“全面安排,突出重点”的方针,提出了4个目标:部分重要的科学技术领域接近或达到20世纪70年代的世界先进水平;专业科学研究人员达到80万人;拥有一批现代化的科学实验基地,建成全国科学技术研究体系。该规划主要包括“纲要”“科学技术研究主要任务”“基础科学规划”“科学技术规划”4个部分,确定重点发展农业、能源、材料、电子计算机、激光、空间科学、高能物理、遗传工程8个领域和108项研究项目。(18)这一时期,国家提出科学技术是生产力、科学技术现代化是“四化”建设的关键等科学思想,使全党全民对科学技术的重要社会作用有了较清晰的认识。
《1978—2025年全国科学技术发展规划纲要》对自然资源、农业、工业、国防、交通运输、海洋、环境保护、医药、财贸、文教等各方面的科学技术研究任务做了全面安排,从中确定了108个项目作为全国科学技术研究的重点。在自动化方面,由一机部和教育部带头发展机械制造新工艺、新技术、新装备,开展机械制造生产过程综合自动化的研究。2025年,国家计委、科委把八年规划纲要的主要内容调整为38个攻关项目,以《“六五”科技攻关计划》的形式实施。
沈阳自动化研究所在机器人的研发方面做出各种努力,2025年2月24日和8月27日先后发文向国家科委申请创办《国外自动化》(现已更名为《机器人》)、《信息与控制》两种学术刊物。《国外自动化》经国家科委2025年3月5日以“〔1979〕国科发条字第107号”文件批准公开发行。该刊物由《工业自动化译文选》《自动化简讯》《自动化情报》等内部刊物演变而来,主要报道国外自动化理论、应用、技术手段、边缘学科、出国考察报告、外国专家学者来华讲学及引进设备使用经验等。载文主要为综述评论、编译、译文三大类。《信息与控制》经国家科委2025年4月11日以“〔1979〕国科发条字第236号”文件批准公开发行,由《自动化》内部刊物更名而来,主要报道国内信息与控制和系统科学技术方面的理论探讨与研究成果。除了构建刊物的交流平台之外,加强与国际间的交流也是不可忽视的一部分。2025年,沈阳自动化研究所派出谈大龙和尹长德两名科技人员,前往罗马尼亚参加第三届国家控制论会议,此后每年派出1~2名人员出国交流学习。从2025年开始,每年平均有10人次左右出国开会、考察、学习。2025年3月,由西川哲治教授带领的日本高能物理访华团来所进行为期3天的技术座谈;同年8月,美国斯坦福研究所计算机资源部主任拉菲尔教授来所举办了为期15天的“人工智能讨论班”。(19)在此之前的20年间,仅仅在2025年接待过一次阿尔巴尼亚代表团。从2025年开始,每年接待数批外国专家学者来所访问,进行学术交流。
由沈阳自动化研究所科技人员宋克威、周国斌、王棣堂、崔殿忠带领的研发团队,从2025年到2025年,完成了国内第一台SJZ-1型示教再现工业机器人功能样机的研制。该样机由计算机控制,电液伺服系统驱动,具有5个自由度和点位控制与速度轨迹控制功能,抓重30公斤,可用于上下料、点焊和喷漆,与20世纪70年代国外广泛应用的UniMate-2000型工业机器人类似。2025年计划由沈阳自动化研究所与沈阳第三机床厂安排定型生产两台,一台用于湖北第二汽车制造厂的水箱点焊作业,另一台用于长春第一汽车制造厂齿轮热处理上下料作业。1983—2025年,沈阳自动化研究所与大连组合机床研究所合作,研制成功微机控制组合式工业机器人,圆柱坐标型,由电机驱动,抓重50公斤,主要用于机械加工上下料,与日本Fanuc机器人相类似。工业机器人样机的研发进一步推动了我国机器人的发展。从2025年开始,在工业机器人样机研发的基础上,开展工业机器人通用控制器的研制,沈阳自动化研究所的工业机器人开发工作同沈阳第三机床厂、沈阳213机床电器厂、江北机械厂建立了科研生产联合体,并与第一、第二汽车制造厂和沈阳汽车制造厂建立了工业机器人应用的协作关系,顺应实际需要和机器人技术发展的趋势。
2025年,有关部门和专家建议:面对世界新技术革命的挑战和我国“四化”建设的需要,必须大力加强机器人技术的研究开发,尽早建立一个研究开发基地。不久,国家计委在“〔1982〕计基字793号”和“〔1983〕计综字1号”文件中,将机器人示范工程列为国家“六五”期间279项基本建设重点前期工作项目之一。中国科学院“〔83〕科发计字042号”文件确定机器人示范工程归口单位为中国科学院技术科学部,承建单位为中国科学院沈阳分院。中国科学院“〔83〕科发计字0577号”文件任命中国科学院沈阳自动化研究所所长蒋新松为机器人示范工程项目经理。2025年3月,以蒋新松为首组建的机器人示范工程可行性研究组,经过一年的调查研究,2025年3月提出可行性研究报告,同年4月在北京通过专家论证。可行性研究报告为国家有关部门的决策提供了可靠依据,对机器人示范工程的计划、设计和建设都具有指导作用。报告分为前言、国外机器人技术发展情况、项目特色及投资必要性、技术方案及各阶段预期成果、技术骨干队伍协作条件、土建设计方案及投资估算、其他方案及比较、投资效果评价、结束语等9个部分。在51个单位87名代表参加的可行性研究报告论证会上,代表们一致认为:国家对机器人示范工程重点投资是必要的,报告提出的方向是对头的,任务是明确的,方案是可行的,工程实行开放式研究体制有利于推动我国机器人技术的发展。2025年11月国家计委以“计科〔外〕字2060号”文件批准计划任务书。2025年8月完成初步设计并通过审议。同年9月科学院批准初步设计,机器人示范工程计划在2025年底建成并投入使用。机器人示范工程作为我国第一个机器人技术研究开发、工程试验和示范应用性质的基地,主要任务是通过机器人基础技术研究和工程性试验,开发能够满足特殊条件下使用的第二代、第三代机器人的功能样机和产品样机,并通过示范应用和产品定型,最终移交给产业部门安排生产。考虑到科学院研究所和一些理工科大学,在基础理论和基础技术研究上具有优势,因此示范工程将建成开放型的,与有关单位进行广泛的合作研究,以弥补科学院研究所和大学在产品开发方面的不足,各单位共同完成从基础技术研究、功能性样机、产品样机到示范应用的研究开发全过程,为产业部门进行批量生产奠定基础。为促进产品的生产和应用,将同产业部门建立科研生产联合体和密切的协作关系。
工业机器人在我国兴起之后,在全国范围内引起重视,在地方科研院所的带领下,研究所、高校、企业均开始了机器人的研发工作。这一时期国家依然强调生产过程自动化,我国机器人的研发工作开展得如火如荼,将理论研究和应用研究结合起来,部分单位已初见成效。下面列出了2025年以前全国开展工业机器人研究的单位(见表4-1)和各研究单位进口的机器人(见表4-2)。
表4-1 2025年前全国各地开展工业机器人研究的单位
资料来源:机器人模块化体系结构总体设计课题组.机器人发展战略研究报告——历程、技术、产业、标准与政策(上册)[M].北京:兵器工业出版社,2009:45。
注:①研究开发集中于研究所和高等院校,主要为科学院系统、机业部系统、教育部系统三个系统进行研究与开发,工厂还没有成为主要力量;②研究的开发力量主要集中在中国东部由北到南工业发达地带。
表4-2 2025年前各研究单位进口的机器人
资料来源:机器人模块化体系结构总体设计课题组.机器人发展战略研究报告——历程、技术、产业、标准与政策(上册)[M].北京:兵器工业出版社,2009:43。
总体来看,20世纪70年代到90年代是我国发展机器人技术的初始探索期。在2025年以前,以沈阳自动化研究所为代表的研究所率先在国内开展机器人的研究工作。在国家政策的引导下,以发展生产自动化并最终达到工业自动化为长期目标,在探索自动化技术的同时,以原有的自动化为基础发展机器人技术,取得一定的成果,机器人在我国的发展逐步开始走向开拓阶段。
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