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十多年前,“高铁”还是一个高新科技名词;如今,它已经成为寻常百姓的出行方式。目前,我国已成为世界上高铁系统技术体系最完整、集成能力最强、运营里程最長、运行速度最高、在建规模最大的国家。高铁技术发端于西方,始于日本,兴于欧洲,盛于中国。中国高铁从“跟跑”“并跑”到“领跑”,是如何一路跑到了西方高铁先行者前面?坚持自主创新最为关键。
起跑:一切都源自1978年
对中国高铁来说,一切都源自1978年。
1978年10月22日,邓小平第一次访问日本,从东京到京都的370公里路程中,小平同志第一次乘坐日本光号新干线。坐在全世界第一条高铁中,有人问小平同志有什么感觉,他说:“就感觉到,有催人跑的意思,所以我们现在正适合坐这样的车。”
此时的中国还在使用蒸汽线路,不到9000台火车中,有8000台是蒸汽机车,就是那种冒着烟的古董火车。最可怕的是,时速只有40公里,还不如现在一台电动摩托车的速度。
对于当时的中国人来讲,时速210公里、有着银色子弹头车头的日本新干线,简直闻所未闻。但中国铁路科研人员从来不认怂,他们暗暗把新干线当做目标,开始自己的高速试验。
上世纪80年代,日本又建了另一条新干线:200系新干线,而且跑出了276.2km/h的时速纪录。相比之下,当时的中国不仅没有高铁,就连普通铁路加起来都不到5万公里,中国高铁跟日本新干线的距离似乎越来越远。
但就在这样艰难的环境中,中国的铁路科研人员从来没有放弃过对高铁的追求。1980年到1990年间,中国科研人员发表将近3万篇学术论文,大家拼命研究外国的高铁,研究历史、研究原料,还从零开始研究技术工艺。更有一大批科技人员到国外学习,说什么都得把高铁技术学到手。
二十世纪末,中国开始一步一步打通建设高铁的可能性。第一步是改造广深铁路,在1998年第一次实现了全线电气化,告别内燃机,提速成为了准高铁。
接下来,为高铁建造做了中长期铁路网规划,设计出超过1.2万公里的四纵四横铁路网。当大规模建设正规高铁的计划终于落地时,就面对了最大的难题:技术问题。
跟跑:引进、消化、吸收、再创新的经典案例
中国高铁可谓是“引进、消化、吸收、再创新”模式的经典案例。
2004年,铁道部启动了140列时速200公里动车组的招标采购,这是当时世界上最大的一次性动车组招标。世界上最好的四家高铁制造商闻风而动,德国西门子、法国阿尔斯通、日本川崎重工、加拿大庞巴迪都对这块大蛋糕虎视眈眈。
竞标的过程充满悬念和戏剧性。尤其是与西门子的博弈更被传为佳话。西门子公司2004年提出的3.9亿欧元的技术转让费,破天荒地被降到2005年的8000万欧元,这段传奇式的谈判被誉为当代国际商业谈判的经典。
然而,当时我国第一次引进技术时,其实并不顺利。比如,原本我们想直接购买日本新干线700系,时速能达到285公里/小时。但当时日本企业说要技术保护,死活不卖。最后我们只能买了辆“老年款”最高时速250公里的“疾风号”E2 -1000,技术比700还是差一大截。
然而,最让人担忧的还是怕花费巨额技术转让费用,最后只导入了产品,却没引进技术,只有跟随复制的能力,却没有开发创新的能力。为了不吃这个亏,中国厂商在消化吸收外来技术方面,也有自己的制度创新。四方公司就设计出了一个“1∶2∶17三段论”的方法。意思是所有动车,按照1∶2∶17的比例,分三个阶段生产。
第一阶段叫“他们干我们看”:车辆完全在国外工厂生产,国内企业派出员工到国外接受培训、参与组装。第二个阶段叫“我们干他们看”:散件从国外进口,然后由国内企业培训回来的员工在中国完成组装,国外技术专家从旁进行指导。第三个阶段叫“自己干”:中国员工独立完成全部生产流程,并逐步用国产零部件替换国外进口零部件。
在这样的策略下,中国技术人员从合作外商那里学得非常快。在这一过程中,脱胎于日、德、法技术的CRH2、CRH3和CRH5系列动车先后诞生,形成了和谐号1、2、3、5系高速动车组列车。它们也共同实现了第一代中国高铁的历史使命:从引进到消化、吸收,还有零部件的国产化。但国产化不是自主化,国产化只代表在国内生产,却不代表能够自主设计,自主化的任务要靠第二代中国高铁来实现。
并跑:让中国高铁装上“中国芯”
2008年是中国高铁技术自主化的一个重要节点。这一年原铁道部与科技部联合签署了《中国高速列车自主创新联合行动计划合作协议》。此后,一个庞大的产学研团队投入到高铁自主化项目中。
“复兴号”由中国铁路总公司牵头组织研制,是具有完全自主知识产权、达到世界先进水平的新型动车组列车。复兴号列车在此前和谐号列车的技术基础上做了新的突破。复兴号设计寿命长达30年,而和谐号是20年;复兴号通过头型和车体的设计,使得列车阻力比既有和谐号降低7.5%-12.3%,列车在350公里时速下运行,人均百公里能耗下降17%左右;复兴号全车部署了2500余项监测点,比以往监测点最多的车型还多出约500个,能够对走行部状态、轴承温度、冷却系统温度、制动系统状态、客室环境进行全方位实时监测。
复兴号的诞生是中国高铁技术多年积累的成果。一个应用在复兴号中的重要部件——IGBT绝缘栅双极型晶体管的自主化进程可以折射出从2008年开始尝试,并最终在复兴号上实现的中国高铁技术自主历程。
IGBT号称高铁的“心脏”。过去,我国机车车辆用IGBT模块都要从德国、日本进口,特别是在高等级的IGBT器件上,更没有中国人的一席之地。2008年,随着高铁建设的加快,需求倍增,一个8列的动车组就需要152个芯片,成本高达200万元。每年中国需要10万只芯片,总金额高达12亿元。 2008年,中国迈出了高速动车组列车自主化的第一步,同时也迈出了IGBT自主化的第一步。當年中车时代机缘巧合收购了一家英国公司,这家公司的IGBT只是停留在实验室里的半成品,并且经营面临困难,已经无力进行后续的研发。并购了这家企业后,30名工程师赶赴异国他乡开始了研发之路。这期间他们经过了无数次可靠性试验,每一款产品投放市场前,都要经过长达两三年时间的检测实验。比如让电流开通关断上百万次,零下40度到150度极端温度试验等等。
经过6年的不懈努力,2014年6月,由我国自主研制的具有完全知识产权的8英寸IGBT芯片在中车时代成功下线,预示着高铁拥有了第一颗“中国芯”。中国实现IGBT自主化后,自产IGBT的价格不到原来进口价格的一半;且随着中国产品线的投产,整个进口IGBT的价格也随之下降,降幅接近一半。
领跑:中国高铁自主技术体系领跑世界
如今,中国高铁凭借着技术、质量、速度和安全上的竞争优势,以及近乎完美的乘车体验,在世界上获得了很高的声誉,我国高铁总体技术水平已进入世界先进行列,部分领域达到世界领先水平,中国在高铁领域的研究正不断驶入创新的“无人区”。
2017年5月31日,全部采用中国标准、中国技术和中国制造的肯尼亚蒙内铁路通车了。最令外国人感到吃惊的中国工程技术,还要属“开山架桥”这一独门秘笈!由于铁路沿线要经过复杂的地理环境,为了保护野生动物,我们在蒙内铁路全线设立了98座铁路桥,其中最高的一座离地面43米,最长的长度为215米,同时我们还在铁路和野生动物迁徙交会的地方,专门设置了100多道动物穿行的道路,像长颈鹿、大象这样的大型动物可以不低头直接从桥梁下穿行而过。很多当地居民表示,自己这辈子还没见过这么多钢筋柱子撑起架在半空中的铁轨。
不仅在非洲,中国铁路也开始在世界各地“走出去”。土耳其安伊高铁、印尼雅万高铁、俄罗斯莫斯科-喀山高铁……短短数年,中国高铁合作不断走向海外,领先的技术、过硬的品质、优质的服务惠及海外,中国创新让世界共享正变为现实。
如今,中国高铁声名在外,而高铁背后的科研工作也从未停歇。今年5月23日,中国时速600公里高速磁浮试验样车在青岛下线。这标志着我国在高速磁浮技术领域自主创新取得了重大的突破。按实际旅行时间计算,在1500公里运程范围内,高速磁浮车是最快的交通方式。“以北京至上海为例,加上旅途准备时间,乘飞机约需4.5小时,高铁约需5.5小时,而高速磁浮车仅需3.5小时左右。”高速磁浮课题负责人、中车四方股份公司副总工程师丁叁叁说。相信“时速600公里高速磁浮交通系统”项目的推进实施,将使磁浮交通运营的速度达到一个新高度,中国高铁将迈入全新时代。
(综合《人民日报海外版》《经济观察报》《新民周刊》等)
起跑:一切都源自1978年
对中国高铁来说,一切都源自1978年。
1978年10月22日,邓小平第一次访问日本,从东京到京都的370公里路程中,小平同志第一次乘坐日本光号新干线。坐在全世界第一条高铁中,有人问小平同志有什么感觉,他说:“就感觉到,有催人跑的意思,所以我们现在正适合坐这样的车。”
此时的中国还在使用蒸汽线路,不到9000台火车中,有8000台是蒸汽机车,就是那种冒着烟的古董火车。最可怕的是,时速只有40公里,还不如现在一台电动摩托车的速度。
对于当时的中国人来讲,时速210公里、有着银色子弹头车头的日本新干线,简直闻所未闻。但中国铁路科研人员从来不认怂,他们暗暗把新干线当做目标,开始自己的高速试验。
上世纪80年代,日本又建了另一条新干线:200系新干线,而且跑出了276.2km/h的时速纪录。相比之下,当时的中国不仅没有高铁,就连普通铁路加起来都不到5万公里,中国高铁跟日本新干线的距离似乎越来越远。
但就在这样艰难的环境中,中国的铁路科研人员从来没有放弃过对高铁的追求。1980年到1990年间,中国科研人员发表将近3万篇学术论文,大家拼命研究外国的高铁,研究历史、研究原料,还从零开始研究技术工艺。更有一大批科技人员到国外学习,说什么都得把高铁技术学到手。
二十世纪末,中国开始一步一步打通建设高铁的可能性。第一步是改造广深铁路,在1998年第一次实现了全线电气化,告别内燃机,提速成为了准高铁。
接下来,为高铁建造做了中长期铁路网规划,设计出超过1.2万公里的四纵四横铁路网。当大规模建设正规高铁的计划终于落地时,就面对了最大的难题:技术问题。
跟跑:引进、消化、吸收、再创新的经典案例
中国高铁可谓是“引进、消化、吸收、再创新”模式的经典案例。
2004年,铁道部启动了140列时速200公里动车组的招标采购,这是当时世界上最大的一次性动车组招标。世界上最好的四家高铁制造商闻风而动,德国西门子、法国阿尔斯通、日本川崎重工、加拿大庞巴迪都对这块大蛋糕虎视眈眈。
竞标的过程充满悬念和戏剧性。尤其是与西门子的博弈更被传为佳话。西门子公司2004年提出的3.9亿欧元的技术转让费,破天荒地被降到2005年的8000万欧元,这段传奇式的谈判被誉为当代国际商业谈判的经典。
然而,当时我国第一次引进技术时,其实并不顺利。比如,原本我们想直接购买日本新干线700系,时速能达到285公里/小时。但当时日本企业说要技术保护,死活不卖。最后我们只能买了辆“老年款”最高时速250公里的“疾风号”E2 -1000,技术比700还是差一大截。
然而,最让人担忧的还是怕花费巨额技术转让费用,最后只导入了产品,却没引进技术,只有跟随复制的能力,却没有开发创新的能力。为了不吃这个亏,中国厂商在消化吸收外来技术方面,也有自己的制度创新。四方公司就设计出了一个“1∶2∶17三段论”的方法。意思是所有动车,按照1∶2∶17的比例,分三个阶段生产。
第一阶段叫“他们干我们看”:车辆完全在国外工厂生产,国内企业派出员工到国外接受培训、参与组装。第二个阶段叫“我们干他们看”:散件从国外进口,然后由国内企业培训回来的员工在中国完成组装,国外技术专家从旁进行指导。第三个阶段叫“自己干”:中国员工独立完成全部生产流程,并逐步用国产零部件替换国外进口零部件。
在这样的策略下,中国技术人员从合作外商那里学得非常快。在这一过程中,脱胎于日、德、法技术的CRH2、CRH3和CRH5系列动车先后诞生,形成了和谐号1、2、3、5系高速动车组列车。它们也共同实现了第一代中国高铁的历史使命:从引进到消化、吸收,还有零部件的国产化。但国产化不是自主化,国产化只代表在国内生产,却不代表能够自主设计,自主化的任务要靠第二代中国高铁来实现。
并跑:让中国高铁装上“中国芯”
2008年是中国高铁技术自主化的一个重要节点。这一年原铁道部与科技部联合签署了《中国高速列车自主创新联合行动计划合作协议》。此后,一个庞大的产学研团队投入到高铁自主化项目中。
“复兴号”由中国铁路总公司牵头组织研制,是具有完全自主知识产权、达到世界先进水平的新型动车组列车。复兴号列车在此前和谐号列车的技术基础上做了新的突破。复兴号设计寿命长达30年,而和谐号是20年;复兴号通过头型和车体的设计,使得列车阻力比既有和谐号降低7.5%-12.3%,列车在350公里时速下运行,人均百公里能耗下降17%左右;复兴号全车部署了2500余项监测点,比以往监测点最多的车型还多出约500个,能够对走行部状态、轴承温度、冷却系统温度、制动系统状态、客室环境进行全方位实时监测。
复兴号的诞生是中国高铁技术多年积累的成果。一个应用在复兴号中的重要部件——IGBT绝缘栅双极型晶体管的自主化进程可以折射出从2008年开始尝试,并最终在复兴号上实现的中国高铁技术自主历程。
IGBT号称高铁的“心脏”。过去,我国机车车辆用IGBT模块都要从德国、日本进口,特别是在高等级的IGBT器件上,更没有中国人的一席之地。2008年,随着高铁建设的加快,需求倍增,一个8列的动车组就需要152个芯片,成本高达200万元。每年中国需要10万只芯片,总金额高达12亿元。 2008年,中国迈出了高速动车组列车自主化的第一步,同时也迈出了IGBT自主化的第一步。當年中车时代机缘巧合收购了一家英国公司,这家公司的IGBT只是停留在实验室里的半成品,并且经营面临困难,已经无力进行后续的研发。并购了这家企业后,30名工程师赶赴异国他乡开始了研发之路。这期间他们经过了无数次可靠性试验,每一款产品投放市场前,都要经过长达两三年时间的检测实验。比如让电流开通关断上百万次,零下40度到150度极端温度试验等等。
经过6年的不懈努力,2014年6月,由我国自主研制的具有完全知识产权的8英寸IGBT芯片在中车时代成功下线,预示着高铁拥有了第一颗“中国芯”。中国实现IGBT自主化后,自产IGBT的价格不到原来进口价格的一半;且随着中国产品线的投产,整个进口IGBT的价格也随之下降,降幅接近一半。
领跑:中国高铁自主技术体系领跑世界
如今,中国高铁凭借着技术、质量、速度和安全上的竞争优势,以及近乎完美的乘车体验,在世界上获得了很高的声誉,我国高铁总体技术水平已进入世界先进行列,部分领域达到世界领先水平,中国在高铁领域的研究正不断驶入创新的“无人区”。
2017年5月31日,全部采用中国标准、中国技术和中国制造的肯尼亚蒙内铁路通车了。最令外国人感到吃惊的中国工程技术,还要属“开山架桥”这一独门秘笈!由于铁路沿线要经过复杂的地理环境,为了保护野生动物,我们在蒙内铁路全线设立了98座铁路桥,其中最高的一座离地面43米,最长的长度为215米,同时我们还在铁路和野生动物迁徙交会的地方,专门设置了100多道动物穿行的道路,像长颈鹿、大象这样的大型动物可以不低头直接从桥梁下穿行而过。很多当地居民表示,自己这辈子还没见过这么多钢筋柱子撑起架在半空中的铁轨。
不仅在非洲,中国铁路也开始在世界各地“走出去”。土耳其安伊高铁、印尼雅万高铁、俄罗斯莫斯科-喀山高铁……短短数年,中国高铁合作不断走向海外,领先的技术、过硬的品质、优质的服务惠及海外,中国创新让世界共享正变为现实。
如今,中国高铁声名在外,而高铁背后的科研工作也从未停歇。今年5月23日,中国时速600公里高速磁浮试验样车在青岛下线。这标志着我国在高速磁浮技术领域自主创新取得了重大的突破。按实际旅行时间计算,在1500公里运程范围内,高速磁浮车是最快的交通方式。“以北京至上海为例,加上旅途准备时间,乘飞机约需4.5小时,高铁约需5.5小时,而高速磁浮车仅需3.5小时左右。”高速磁浮课题负责人、中车四方股份公司副总工程师丁叁叁说。相信“时速600公里高速磁浮交通系统”项目的推进实施,将使磁浮交通运营的速度达到一个新高度,中国高铁将迈入全新时代。
(综合《人民日报海外版》《经济观察报》《新民周刊》等)