发挥重大项目支撑作用提升企业自主创新能力

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  重大项目在经济社会建设中具有非常重要的作用和地位,它不仅能通过集成创新增强国民经济重要领域的核心竞争力,提高科技实力甚至综合国力,也是企业加快转型升级、实现技术突破和跨越式发展、形成新产业的重要途径和有效平台。
  为适应国民经济的发展需求,2004年铁道部出台了《铁路中长期规划》,拉开了我国铁路跨越式发展的大幕,巨大的干线电力机车采购量给轨道交通装备制造企业带来了前所未有的发展契机。
  但按照国家“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”的指导思想,要求各轨道交通装备制造企业在更高起点上实现中国铁路的自主创新,与世界先进铁路装备技术水平接轨,由“中国制造”向 “中国创造”转变。为此,企业必须坚定不移地走自主创新之路,在吸收消化的基础上实现再创新和集成创新,真正具备系统自主创新能力,拥有核心技术的自主知识产权。
  自2004年起,南车株洲电力机车有限公司(下称株机公司)抓住国家振兴重大装备制造业、铁路跨越式发展等历史机遇,瞄准当今世界最先进的大功率交流传动电力机车技术,并以此项目为平台,通过高起点的引进、消化、吸收和再创新,探索出一条具有中国特色的、适合社会需求和企业发展的、以提升自主研制高性能轨道交通装备能力为核心的创新之路。
  在电力机车制造领域,国际知名企业主要集中在欧洲,其中西门子公司无论在技术实力还是市场份额上均处于领先地位。株机公司多年来虽然一直是我国电力机车制造的领头羊,但与西门子等国际巨头相比,无论在核心技术还是管理水平上较国际先进技术仍有着很大差距。
  面对现实差距,株机公司提出用尽可能短的时间走完国际顶级轨道交通装备企业几十年历程的目标,着力以技术引进为契机,积极自主创新,在联合设计、联合生产中积极消化吸收核心技术、先进的运行机制、管理制度和理念,缩小与这些顶级企业的差距,达到“国内领先,国际一流”的目标。
  株机公司把目光瞄准西门子公司并锁定其所拥有的当今世界上最先进、最成熟的大功率交流传动电力机车技术,按照国家制定的“引进先进技术,联合设计生产,打造中国品牌”的总体要求,在原铁道部的直接组织下,开始了我国铁路建设史上规模最大的引进消化吸收再创新工程。
  (一)明确消化吸收方向重点
  株机公司在高起点引进国外先进技术的过程中,虽认真拜师学习,但不盲从。注重广泛消化吸收的同时,坚持自主创新和技术集成,提高自主研发综合能力。立足于这个基点,把“引进的国外技术必须是国际上领先、成熟的轨道交通装备技术”作为引进先进技术的策略。同时将消化吸收分为两大模块:一是核心技术模块,包括大功率交传机车技术总成、总体设计等。二是主要产品及关键零部件制造能力模块,包括轨道交通装备的工艺、工装制造,通过承接世界高端先进技术和制造技术,实现株机公司规模发展,为今后大功率交传机车平移异地打下坚实基础。
  (二)整合资源流程
  2004年,为便于全面展开消化吸收国外先进技术,株机公司对研发组织结构和内部流程进行变革性调整。按项目管理需要,对各事业部专业技术人员进行资源整合,调整到株机公司技术中心,下设机车、转向架、城轨、磁悬浮、动车组、电气、制动开发部和检测试验站,在管理层实现了由职能管理向项目管理的转变,建立了集研发、项目运营为一体的技术开发体系。从消化吸收阶段开始,通过多学科、多专业并行参与,实现全面掌握国外先进技术目标,进而成立按专业设置的项目组展开工作。各项目团队共同组成一个开放、动态和柔性的机构,各专业项目组可根据项目的需要灵活地调配成员进入或脱离项目团队。
  (三)建立联合设计运行机制
  大功率交传电力机车技术引进的技术难度大、安全性能高,涉及多个科技领域。为有效挖掘和运用社会资源为企业服务,最大限度地利用外部技术资源和开发体系,缩短全面消化吸收国外先进技术的时间,株机公司与国内知名高等院校、科研机构签订专业领域内的长期合作协议,广泛开展产学研实体性的国内合作。先后与西南大学、中南大学、湖南大学等高校合作,完成了HXD1机车通风系统的DFD仿真计算和试验验证,成功地掌握了通风系统关键技术的国产化研究,实现了多个领域的重大突破;解决了轨道交通装备产品的通风散热系统、司机室、空调气候仿真、地铁车轮噪音研究、RAMS/LCC研究等方面的关键技术。
  (四)加大引进消化技术资金投入
  株机公司有过与国外先进企业技术合作的经历,对资金投入所带来的吸收消化国外先进技术效果认识比较深刻。面对此次重大契机,为确保消化吸收的效果,株机公司多渠道、多途径筹集资金。仅2006年至2008年,先后向国家、地方申报并获得国债、扶持资金、专项引导资金共计17416万元。企业自身也不断加大投入,引进费用和消化吸收的资金比例达到了1∶3.06,而我国工业企业的普遍标准为1∶0.06。大量资金的投入,带来了明显效果。
  虽然我国在轨道交通装备业方面具有诸多条件优势,比如市场潜力大、制造体系完备、市场集中度较高、设备国产化率高等,但与发达国家相比,我国仍处于发展中的初级阶段,主观条件以及优势方面存在很大的发展空间和很多亟待解决的问题,重点表现为:技术水平方面,一些关键零部件还未形成独立的生产制造能力,核心技术还基本依赖国外;专业技术人才总量少,比例低,人力资源结构单一;知识产权极为薄弱,国外竞争对手不断侵入我国轨道交通装备市场,并在技术上形成包围趋势等,都让国外的轨道交通装备巨头拥有长期垄断国际市场的机会。
  在这种新形势下,尽快解决这些问题成为我国轨道交通装备制造行业的共识。而作为我国轨道交通装备制造的两大企业之一,为全面掌握世界先进的交流传动电力机车和城轨车辆技术,打破核心技术长期靠国外引进的局面,株机公司在坚持引进吸收国外先进核心技术的前提下,立足重大项目的建设与发展,坚定不移地实施自主创新,使自己拥有国际先进的、具有自主知识产权的技术标准体系,着力突破核心技术的国际垄断局面。   (一)组建攻关研发小组,攻克核心技术难关
  大功率交传机车的总成、车体、转向架、牵引电机、变压器、网络控制系统、制动系统是引进项目的核心技术,掌握这项技术至关重要。株机公司将此作为重点级科技开发项目立项,成立了以总工程师挂帅的攻关小组,集中中国工程院院士,产品研发、工艺制造等技术精英展开工作。比如,攻关人员立足于现有技术基础,根据西门子公司转让的设计技术充分进行消化吸收。在设计材料的选型、设计参数的确定、设计工艺及装备制作、设计产品试验验证上作了大量消化吸收基础上的二次创新。借鉴2004年开始引进的西门子先进技术,在不到五年时间里,株机公司先后研发了HXD1、HXD1B、HXD1C三种类型的大功率交流传动电力机车。其中1633kW牵引电机国产化率达到92%以上,并形成了拥有自主知识产权的专利技术,达到或部分超过西门子公司的水平;HXD1C六轴7200kW交传机车完全拥有自主知识产权。
  (二)创新设计方法和手段,缩短产品研发周期
  株机公司在自主研发的平台上,一开始就站在高起点,自主设计广泛采用国际标准。在HXD1B型机车自主设计过程中,采用国际先进技术标准(如IEC、UIC、EN标准等),构建了株机公司自主的六轴、八轴交传机车设计标准体系,做到了同一轴系机车设备布置的统一化和标准化,减少了不同设计项目的研发周期和研发成本,大幅度降低了工装模具及生产费用,全面实现了标准化、模块化、系列化。
  在此基础上,创新设计方法,缩短产品研发周期。面对全面消化吸收引进技术时遇到的关键设计技术和设计方法瓶颈,株机公司建立集结构分析、干涉检查、流体分析、电磁分析、电气分析、轮轨分析于一体的电子样机仿真模型,实现了关键系统和主要部件产品的自主设计。采用仿真模型技术,使株机公司掌握国际一流的设计方法,产品研发周期、质量、效益等经济技术标准远远超过同行业水平。比如,交流传动六轴7200kW机车从研发到顺利下线只用了四个月。
  (三)深入研发相关技术,填补引进项目空缺
  针对全面掌握大功率交流机车的核心技术受到外方限制的问题,株机公司在具有自主知识产权DK-1型机车电空制动机基础上,重点对分布式动力及电子制动系统的集成技术、关键电控部件及其技术进行了深度研发。通过实施科技项目《大秦线——重载组合列车机车制动系统与同步控制系统适应研究》,成功研制出具备完善的微机模拟控制和网络通讯功能的自动式电空制动机DK-2型机车电空制动机,2008年完成装车试验,实现了对机车制动机监控和故障检测、诊断、记录及单机自动测试与制动系统的远程控制,现已替代进口产品,大幅度提高机车国产化率。此外,在转向架方面,株机公司依托技术中心和博士后工作站,建立了交流传动系统软件仿真平台,对关键技术部件进行了大量的仿真分析和试验验证,全面掌握了各种设计计算方法,同时对未转让的部件(例如车轴及其喷钼工艺等)进行了国产化研制,打破了国外企业的技术封锁。
  (四)建立工艺技术平台,研发取得新突破
  产品工艺技术的掌握是形成制造能力的关键因素,在实施引进项目的过程中,株机公司对HXD1型机车批量国产化制造工艺文件进行了细化与完善;开展了9600kW HXD1B型、7200kW HXD1C型机车,包括总成、车体、转向架、电机、变压器等工艺设计、关键、难点工艺改进与攻关、制造能力规划与提升等在内的工作;组织了HXD1B型、HXD1C型机车各类工装设计、制造、安装调试,研制工艺装备242项、改造工装14项;通过工艺优化和扩能改造,形成了月产60台六轴大功率机车的生产能力。同时大力开展自主化制造工艺攻关,通过创新工艺技术,形成了车体焊接补偿工艺、中央线槽及司机台预组装工艺、薄壁不锈钢管弯制及焊接工艺、调试工艺等交流机车制造标准工艺模块;构建了国内领先的交流机车车体制造、总成装配、调试制造工艺技术平台;开展了转向架构架焊接工艺补偿系统、构架不退火工艺等项目的研究,为形成批量制造能力打下了坚实牢固的基础。
  截至2009年,株机公司已拥有大功率交流传动电力机车和铝合金车体A型城轨车辆等国际先进轨道交通装备研制技术的自主知识产权,整体技术水平达到了同行业的领先地位,HXD1B机车、HXD1C机车以及深圳地铁1号线(续建)车辆等成为株机公司自主研制高性能轨道交通装备的代表产品。
  株机公司在实施重大项目的过程中,不仅提高了企业的自主创新能力,在消化吸收的基础上实现再创新和集成创新,使企业真正具备系统自主创新能力、拥有核心技术的自主知识产权,而且以重大项目为依托,促进了相关机制和平台的建设,实现了企业创新文化软实力的飞跃。
  (一)构建知识共享平台,完善激励机制
  株机公司围绕“创新型企业”目标,抓好专业技术、经营管理、技能操作三类人员的挖掘和培养。为了提高研发人员的整体水平,培育多层次的复合型人才,使多年积累的专业技术知识得到有效传承,公司建立了知识共享平台,将专家知识、经验知识、行业及国外相关领域内的前沿知识进行分类管理,形成共享知识库。其中部门重点建立了设计失效案例库,安排有经验的技术人员在企业网页、宣传栏和公告板等平台共享实际工作经验。
  此外,株机公司有针对性地根据员工的不同特点和需求,实施人才团队职业化培训,激励员工自主创新;加强专业技术人员和一线员工境外学习考察和培训管理;编制针对性强、特色鲜明的内部培训教材。与此同时,公司还完善了以岗位工资为主体、绩效工资为激励、辅助薪酬为补充的多元化薪酬分配体系;构建和完善了工程技术人员职业生涯发展通道,按照职业通道对工程技术人员进行分类。
  (二)营造有利于创新的文化氛围
  株机公司的文化导向就是鼓励大胆实践,勇于创新。对敢为人先、干事有成者,多加支持;对富有闯劲、偶有失误者,要多加包容;对不甘现状、遭到挫折者,多加保护。努力做到继承前人,又不因循守旧;借鉴别人,又有所独创。让创新成为企业的一种文化和品质,成为一种生产力和竞争力。
  1.积极调研中西方文化和管理的冲突与融合,提炼具有典型意义的文化案例故事,汇编成册并进行培训。
  2. 在实施全员绩效管理时,设立了“允许犯错,但不允许重复犯错”的绩效考核原则,健全各种评价、保障、激励机制,在物质和精神上鼓励暂时未能取得成功的研发人员,宽容对待他们由于知识局限和经验不足出现的设计失误。同时培养研发人员的自我反省和自我批判意识,使他们想创新、敢创新、能创新。
  3. 以“培育具有现代工业文明特征的职业化员工团队”为载体,依托建设创新型企业的目标,引导员工树立“本职工作=日常工作 改善”的学习型组织新观念,提高员工职业素养。
  如今,株机公司已成为我国最大的电力机车研制生产基地、国家城轨交通设备国产化定点企业和“国家创新型企业”。世界领先的9600kW六轴大功率交流传动电力机车(HXD
  1B型)单轴功率达1600kW,单轴功率世界最大,以及具有完全自主知识产权的7200kW六轴大功率交流传动电力机车(HXD1C型)的成功研制,实现了高性能轨道交通装备由“中国制造”向“中国创造”的转变,标志着公司自主创新能力实现了质的飞跃,也昭示着公司以重大项目为依托进行的创新型企业建设取得了重大突破。
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