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冲破迷雾,揭开中国高铁技术进步之源

2019-9-25 22:38| 发布者: 龙翔五洲| 查看: 21090| 评论: 0|原作者: 路风|来自: 察网

摘要: 本文采取过程性和历史性的视角,通过对这两个“转变”过程的全景式分析,揭示出在解释中国高铁的成功时被广泛忽略的因素 —— 中国铁路装备工业的技术能力基础和国家对于发动铁路激进创新的关键作用。这些分析否定了“引进、消化、吸收、再创新”是中国高铁技术进步之源的流行性说法,也指出了造就成功的战略行动背后的深层次原因。 ...

三、中国工业的技术能力基础及其与技术引进的关系

中国高铁发展令人“意外”的一个主要原因是其技术进步的速度超乎预料。例如,在引进初期,川崎重工认为四方对引进技术的消化吸收需要16年,即8年消化、8年吸收,然后才能达到可以创新的阶段。但预期的第一个8年尚未结束,四方自主开发的380A不仅已经在当时运营里程最长的京沪高铁上投入运营,而且被公认是当时世界上最先进的车型。由于中国高铁技术来自“引进消化吸收再创新”的说法完全不能解释这种“突然加速”的力量来源,所以我们必须分析中国铁路装备工业的技术能力基础及其与引进技术之间的互动。

(一)分析技术能力基础与技术引进关系的理论视角

从理论上讲,仅仅依靠技术引进是不足以实现技术进步的。例如,中国引进的高速列车“技术”具体表现为,以购买一定数量的列车为前提,从外国企业获得所购列车的产品设计和工艺设计,以及能够按照这些设计生产所购车型的技术许可。严格地讲,中国并没有因为这种引进而得到技术:第一,所有引进技术的知识产权仍然属于出售方,中国在许可的范围内可以使用这些技术进行生产,但必须按照生产产品的数量付费。第二,中方得到的产品设计只是信息,不是知识,因为定型的产品设计并不反映设计背后的因果关系。因此,如果中国企业完全或纯粹依靠技术引进,那么中国企业就只能按照引进的技术进行生产,并陷入技术依赖状态。

如果中国企业能够从引进技术获益,就必须能够理解引进的技术信息所反映的因果关系,并在这个基础上产生新的知识;而如果能够做到如此,中国企业在引进之前就必须具有技术研发活动及其经验基础——这就涉及技术能力。国际创新学界对于技术能力有一个经典定义,即“技术能力是产生和把握技术变化的能力”(Bell and Pavit,1993)。根据这个分析,技术能力的两个构成要素是产品开发能力和技术积累。产品开发能力指的是使用技术设计出产品的能力;技术积累指的是对技术的理解程度(知识的深度和广度)和使用技术解决问题的技能熟练程度。很显然,技术能力的获得离不开研究和使用技术来开发产品的经验,对技术的理解和使用技术的熟练程度也只能在研发和使用技术的过程中加深或提高。正是由于这种经验性质,技术能力只能是组织内生的,即随着工业组织的研发活动积累起来,但无法从市场上买到。

技术能力还包括吸收外部知识的能力。在国际创新文献中,吸收能力是指工业组织辨认新的外部信息、将其吸收并应用于商业目的的能力(落后者吸收先进技术的能力也落在其范畴之内)。因此,一个工业组织的吸收能力对于它的创新活动具有关键意义。在其来源上,Cohen和Levinthal (1990)的研究证明,吸收能力是企业技术研发的副产品,因为企业已有的相关知识水平决定其能够有效吸收和利用外部技术信息的能力。Dedrick和Kraemer(2015)在分析不同国家从同一项科学突破上获取商业利益的绩效差异时,大大扩展了吸收能力概念的外延。他们证明,一个国家利用新的科学知识(无论其发明是在哪里)的能力来自多个层次:在企业层次上,对研发的长期投入才能积累吸收能力;在工业层次上,随着知识越来越复杂并加快变化,企业需要依靠产业链上的供应商才能利用新知识;在国家层次上,吸收能力有赖于包括骨干企业、供应商、用户和互补技术提供者在内的工业集群。总之,任何工业组织吸收和利用外部或外来知识的能力取决于它在此之前的知识和经验积累。

上述简要的理论分析已经说明,如果技术接受方没有足够的能力基础或为能力发展付出足够的努力,技术引进就不会对引进方的技术进步起到正面作用。中国铁路装备工业之所以没有因为大规模引进而重蹈汽车工业和民用航空工业的覆辙,恰恰在于它具有强大的技术能力基础,而且自主创新方针对引进路线的扭转使这个能力基础很快就重新发挥主导作用。为理解这个能力基础,我们需要追溯这个工业的技术研发历史。

(二)中国铁路装备工业的技术能力来源

理解中国铁路装备工业的技术能力基础可以从这样一个事实出发,从1949年中华人民共和国成立直到2004年的大规模技术引进,这个工业从来没有中断过产品开发。换句话说,这个工业的技术能力是在长达50多年的自主产品开发过程中积累起来的。全面分析这个能力基础是篇幅不允许的,所以本文集中于与高速列车直接相关的电力牵引技术。按照国际惯例并结合本国技术进步的情况,中国电力机车的发展可以划分为四代。

第一代:调压开关、交—直电力牵引。

中国在1956年制订的“向科学进军”十二年科学技术发展规划提出,铁路牵引动力要从蒸汽机车转向电力机车和内燃机车。当时电力牵引的主流技术是机车从电网取交流电,经引燃管(电真空器件)整流变成直流电驱动牵引电机,并通过有级的调压开关来调压调速。

1958年,在铁道部的组织下,株洲机车车辆修理工厂(以下简称株机厂)和湘潭电机厂以苏联刚刚定型的H60型电力机车为原型车,开始试制型号为6Y1的电力机车。1959年,铁道部又依托株机厂成立株洲电力机车研究所(简称株洲所)。1960年苏联专家撤走后,中国依靠自己的力量在困难中坚持研制。

1961年12月通车的宝凤线是中国第一条电气化铁路(它是1975年全线贯通的宝成铁路从宝鸡至凤县的一段)。当时国产电力机车尚在研制中,于是中国从当时与之关系最好的西方国家法国第一次购买若干台6Y2电力机车。宝凤线通车时,剪彩用的是6Y1,但实际运营的是6Y2。

1961年,株洲所的领导在去欧洲考察时了解到已经出现半导体(硅)整流器,回国后力主发展硅整流器。当时半导体技术被西方封锁,中国不可能进口,从此株洲所走上自主研发功率半导体器件的道路。1966年,株洲所与株机厂和北京变压器厂合作,在6Y1型的4号车上成功地用硅整流器替代了引燃管整流器。这是中国电力机车第一次采用半导体器件,也是中国在掌握核心技术上迈出的一大步。

中国第一个电力机车的研制经历了漫长的岁月,但反映出从无到有地掌握技术所必需的能力积累。从1958年到1967年,中国一共生产了7台6Y1,都在宝凤线上试运行。直到1968年研制成功的第8号车被命名为韶山1,中国终于有了开始批量生产的第一个电力机车型号。1969年,厂所合作又在引进的法国6G1的基础上研制了韶山2,但只生产了1台。

第二代:级间平滑调压、交—直电力牵引。

改革开放迎来了中国电气化铁路的更大发展。1978年,铁道部决定株机厂的主营业务从蒸汽机车修理转为电力机车制造。那时,世界先进国家的电力机车走到相控阶段,即不仅使用晶闸管(可控硅)整流,而且代替调压开关来进行无级调压。但当时株洲所研制的晶闸管功率不够大,又无法引进。株机厂的工程师从外国期刊上发现关于有级和无级调压结合的原理,便采用有级和无级结合的方式解决调压问题,于1979年成功开发出韶山3。这种调压方式被称为“级间平滑调压”,从结构上看是有级的,从牵引特性上看是无级的,同时为应用自己的晶闸管提供了经验。韶山3成为中国很独特的一代电力机车,在国际上没有与此相对应的一代。它于1982年年底通过部级鉴定,1989年为替代韶山1而投入大批量生产。

第三代:相控调压、交—直电力牵引。

第三代电力机车的技术标志是相控无级调压。20世纪80年代,电力牵引的地位越来越高,中国在功率半导体技术上也进步很大。株洲所在1970年研制出第一个晶闸管后,紧跟世界发展潮流,从80年代初开始研发不对称晶闸管,从90年代初研发可关断晶闸管。

第三代电力机车从1985年研制成功的韶山4开始,经过韶山5、6、7,一直发展到准高速的韶山8和9(时速160~170公里)。这些车型及其衍生型号的总趋势是功率和速度不断提高。株机厂和株洲所仍然是研制和生产电力机车的主力,不过也有更多的企业(如大同厂、资阳厂、大连厂)加入这个行列(特别在生产上)。

20世纪80年代,中国分别从欧洲、日本、苏联购买了世界上技术最先进的直流相控电力机车,特别是通过购买150台法国8K机车从法方得到技术转让。但中国没有仿制8K车,而是把从“联合设计”中学到的关键技术运用到韶山4上。

在吸收8K车技术的基础上,株洲所从1987年开始研发电力机车微机控制系统,其间又与大学合作开发了微机诊断、事故记忆和显示功能。1991年,株洲所把韶山4型0038号机车改造成微机控制车,完成30万公里运用考核。这台机车于1992年初在宝成铁路投入运行后,虽然微机系统的用户界面、抗干扰能力仍有不足之处,但控制性能已达到设计要求。1997年,微机控制系统被批量应用于韶山8。

中国的前三代电力机车的主力机型(韶山1、韶山3、韶山4、韶山8等)都实现了大批量的生产,每一代的功率级别都比上一代有明显提高。韶山4以后的中国第三代电力机车在功率级上实现了系列化、型谱化。

第四代:交流传动、高速机车和试验动车组。

中国电力机车的高速化从1995年开始提上日程。由于直流传动限制了机车的功率,所以实现高速化就必须采用交流传动技术。

1.从直流传动向交流传动的转化:铁道部的“十年转换工程”

交流传动技术(交—直—交)从20世纪70年代初在西欧开始研发。该技术把从电网的交流电经整流变成直流电,再通过变流器(亦称逆变器)把直流电转换为三相交流电(过滤掉电网的波动电流),然后驱动三相异步牵引电动机。由于变换后的电能可使电机的额定电压随电网电压提升,所以交流传动可以大大提高电力机车的效率。随着大功率半导体器件从晶闸管到GTO(可关断晶闸管)再到IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的发展,交流传动成为划时代的电力牵引技术。

在外国的技术封锁下,株洲所自20世纪70年代就开始进行交流传动的理论研究和实验,在1989年完成当时国内最大功率(300千瓦)交流传动系统试验研究(包括整流器、变流器、异步电机和晶闸管等全部自主开发)。在铁道部组织的技术攻关中,株洲所于1995年开发出1000千瓦交流传动系统。1996年,该系统被装在株机厂和株洲所共同研制的AC4000交流传动原型车(4根轴,每轴1000千瓦)。此车是试验车,但它对中国掌握交流传动技术具有里程碑意义。受这个成功的鼓舞,1998年铁道部决定加快交流传动技术的研发,争取到2008年实现转型,被称为“十年转换工程”。

就在这个关键阶段,西门子利用中国政府鼓励引进外资的政治导向,企图通过与株机厂建立合资企业的方式“封杀”中国交流传动技术的发展,即中方不得在合资企业之外再研发和生产交流传动的机车,而且还要限制株洲所。对于不同意这个条款但又必须按照政治需要与西门子建立合资企业的中方来说,使对方让步的关键就是尽快开发出自己的交流传动机车,打破对方以为可以垄断中国技术发展的想法(赵小刚,2014)。

1998年5月,广铁集团宣布建成中国第一条高速铁路广深线(时速200公里),因外国车太贵,便主动邀请株机厂研制动车组。为了给中国尚在开发的交流传动系统提供高速列车的基础,铁道部和株机厂经过国际招标从总部设在柏林的安达公司(AdtranZ)购买10套交流传动系统,其中2套用于时速200公里的机车“九方号”,8套用于开发时速200公里的动力集中式动车组“蓝箭号”。

由于那时中国铁路还没有过时速200公里的运行经验,使用了铁道部组织改造的一台韶山8的传动比和气动布局,由长客、四方和浦镇各提供一辆拖车,于1998年6月21日在京广线许昌至小商桥段进行高速试验,试验时速达到240公里。这是中国人第一次体验到时速200公里的国产车。这次试验采集了上亿个实验数据,增强了高速列车开发者和用户的信心,“九方号”和“蓝箭号”均于2000年研制成功,在广深线投入商业运行。

到1999年,株洲所完成1000千瓦级交流传动系统及GTO变流器、IGBT变流器等部件的研究。在此基础上,株机厂于2001年研制出“奥星号”高速机车,实现了交流传动、牵引电机和微机网络控制系统的自主化。此后,株洲所的系统又装在株机厂向哈萨克斯坦出口的电力机车上。“奥星号”生产了3台,在2005年完成100万公里考核后被废弃。

2.高速动车组的研制

中国研制动车组的时间比一般人想象的要早得多。中国第一个电力动车组KDZ1是由长客厂、株洲所和铁科院于1988年研制成功的,试验时速143公里。但当时铁道部认为,动车组运输方式不适合国情,决定不鉴定、不推广,动车组最终被送返长客封存(后来成为研制“春城号”和“长白山号”的经验基础)。

“九五”期间,铁道部立项研制不同的高速概念车。株机厂于1999年牵头制成一列直流传动的动力集中式动车组“大白鲨”(与商业化的“蓝箭号”几乎同步),株洲所在该车首次实现中国动车组的微机网络重联控制。浦镇车辆厂牵头研制动力分散式动车组“先锋号”,使用了日本三菱电机的交流传动系统。该车于2001年出厂后在广深铁路进行试验性商业运营,曾在秦沈客运专线上创出当时国内最高时速292.8公里的记录。

1998年铁道部实施市场化改革,获得更大采购权的地方铁路局也出现订购动车组的热潮。除了“蓝箭号”,1999年4月交付的“春城号”动车组是由长客联合株洲所为云南省承办的昆明世界园艺博览会专门开发的,采用直流传动。1999年10月,郑州铁路局定制的“中原之星”动力分散式动车组正式立项,由株机厂、四方厂和株洲所联合开发,采用了株洲所的交流传动系统。该车于2001年9月与前述“奥星号”同时在株机厂下线,后在郑州—武昌线投入运营,时速160公里。

1999年8月,铁道部开工建设全长404公里的秦沈客运专线(2003年10月建成),同时提出为该线研制时速270公里的动力集中式动车组。该项目由国家计委立项,命名为“中华之星”,2001年开始研发。该车由株机厂负责总成,有一前一后的两个动力车,拖车由四方和长客制造,交流传动系统和控制系统由株洲所提供。2003年1月~2004年12月,“中华之星”在秦沈客运专线累计运行53万多公里,冲刺试验达到321公里的时速。

2000年,铁路装备工业脱离铁道部并重组为直属国资委的南、北车两个集团后,上述国家立项的动车组都落入南车集团,于是北车集团自投资金,由长客开发时速200公里的“长白山”号动车组,它的制动、牵引和控制网络等3个系统从国外购入。该车于2004年9月在秦沈客运专线跑出254.5公里/小时的试验速度,2007年2月正式在沈大线运营。

以上内容由图1概括。2003年铁道部决定大规模引进技术之后,上述所有的高速机车和动车组项目都被迫退出历史舞台。

(三)大规模引进与中国工业技术能力之间的互动

为分析中国铁路装备工业的能力基础与引进技术之间的互动机制,我们引入产品开发平台的概念框架(路风,2018)。这个框架的中心思想是,由于技术能力的成长离不开产品开发活动,所以分析产品开发平台的构造可以帮助理解技术能力的发展机制。产品开发平台包括三大要素:(1)产品序列。(2)专业研发团队。(3)技术支持系统,它又分为:有形的技术支持系统,包括工作设施、工具和工程试验设备等;无形的技术支持系统,即积累起来的经验知识以及使之能够发挥作用的组织程序;外部技术支持系统,如外部供应商网络以及与研究机构的合作关系。因此,产品开发平台是一个包含了其工作对象(产品序列)、工作主体(专业研发人员)和工作支持系统(设备和经验知识)的有组织的活动系统。

中国工业在大规模引进之前已经具有较强的技术能力基础,体现在能够在几十年里向铁路提供产品的开发平台上。这说明中国工业已经具有正向设计产品的能力,并非像一些学者认为的那样,这种能力是在引进之后才生成的(吕铁、江鸿,2017)。铁道部的大规模引进曾经使外国产品一度把自主开发的产品替代掉,但在引进路线很快被扭转的条件下,自主开发的新产品又使外国产品退居次要地位。这个短暂的变化如图2所示,技术引进只发生在产品开发平台的“产品序列”部分,没有或没来得及改变这个技术活动系统的其他部分。随着重新开始自主开发,“产品序列”又恢复了自主的性质,于是产品开发平台保持完整并继续发挥作用。在这种条件下,引进的“技术”只能通过与中国技术能力基础的互动才能发生作用,这是其负面作用被抑制而正面作用被发挥的关键条件。

给定上述条件,在中国大规模建设高铁的前夜,技术引进起到两个自主开发尚未起到的作用:第一,使中国工业获得了完整的产品(高速列车)经验;第二,促使中国工业建立起现代化的制造体系。

关于第一个作用。虽然购买的外来产品设计只是信息,但如果能够理解其背后的因果关系,中国企业就可以节省为自主设计出一个完整产品而必须探索所有未知因素的时间。“完整”是指由所有的技术方案组成的产品设计是基本成熟的、可靠的,而此前还在开发中的自主产品尚未成为完整的工作对象。产品开发平台被保持下来的关键作用是,中国技术团队已经具有对高速列车设计中因果关系的认知,所以当他们仅仅在复制的意义上掌握引进的产品设计之后,也必然以自己的理解产生新的知识和技能。中国企业本来就具有开发高速列车的知识和技能,只是还缺乏将其做到可以投入运营的完整开发经验。一旦重新自主开发新产品,从理解成熟产品获得的新知识和技能就被补充到它们已有的知识和经验积累之中,并以新的目标开发出不同于引进方案的新产品设计(拥有知识产权是其标志)。因此,花钱引进的实际作用是使外国企业把成熟产品的设计和制造信息向中方披露,使中方有机会去理解其中体现的完整经验。因此,中国高铁技术的飞速进步并非是技术引进所直接导致的,而是中国工业的产品开发平台迅速吸收了外国设计所体现的经验并将由此产生的新知识补充到自己原有的能力积累之中,再通过自主开发实现的。四方股份从“消化、吸收”2型车技术到开发出世界领先的380A的过程,完全印证了这个因果关系——引进的车型与新车型之间的确存在联系,但不是在技术上(因为380A的所有技术都必须自己做出来),而是在经验上。

上述分析可以解释为什么技术能力是不可能“引进”的,因为在特定开发经验中不断探索的研发团队及其成员之间的默契是组织特定的,不可能买来;以经验知识和组织特定的流程所构成的无形技术支持系统是不可引进的;没有组织特定的团队和无形技术支持系统,本来可以构成有形技术支持系统的硬件设备也不过是一堆废铜烂铁,不能成为“系统”。这也印证了国际创新文献的主流看法:只有当技术引进是自主开发的补充而不是替代物的条件下,引进技术才能起到正面作用。

关于第二个作用。技术引进对于中国高速列车制造的提升作用是业内公认的。中国企业在引进前的制造过程普遍粗放,而生产引进车型的要求促使它们对制造体系——生产流程、质量保障、物料供应、操作规程——进行了大规模重组。不过,正如长客总工所讲,并不是中国人自己想不出应该怎样建立高效的制造体系,而是传统的观念和组织习惯阻碍了技术人员的努力。因此,这场重组并不是技术本身促成的,而是伴随着引进计划而来的大规模投资和自上而下的严格要求一扫这些障碍,迫使企业从领导到工人都接受改造。

制造能力和水平的提升对设计和产品开发没有直接作用,但当中国企业重新开始自主开发后,高质量的制造体系也就成为自主产品可靠性的保证。四方的负责人曾经解释说,在引进之前,企业长期进行自力更生式的产品开发,具有较强的解决问题能力,但研发的严谨性、制造和质量管控体系与外国企业有较大差距。在引进过程中,为制造引进产品而进行的体系建设,唤醒了企业整体的体系意识,促使企业重塑包括研发在内的各个体系。在新的经验和体系的基础上,新一轮的产品自主研发使企业的能力得到空前提高。

中国高铁技术转向自主开发之后的一个巨大变化是在“外部技术支持系统”方面。在计划体制下,每个工业部门都有自己的研发体系,原来铁路装备的研发合作都是在铁路行业的科研体系之内。这种格局在实施两部联合计划时被打破,国家科技计划(863计划、973计划、支撑计划等)以几大主机厂及其数百家配套企业的产品开发为落脚点,对高铁技术的关键领域布局项目,承担这些研究项目的机构包括大学、科研院所和国家级实验室和工程研究中心。长客开发的380B就是由中科院力学所对其设计进行了风洞试验,这是长客当年在开发长白山号时没有做过也没有认识到其意义的事。

总之,大规模技术引进的确起到了正面作用,但能够如此的原因却是全盘引进路线又被中央决策层扭回到自主开发路线上。因此,无论从历史经验还是从理论逻辑上讲,把“引进、消化、吸收、再创新”说成是中国高铁技术迅速进步的唯一来源是不成立的。

(四)自主技术的重生

技术能力基础不仅在吸收引进技术上发挥了作用,而且也使自主研发的技术在度过“灾变”后再次迅速进步——株机厂和株洲所的经历充分证明了这一点。这两个中国铁路装备工业的重要企业在铁道部大规模引进时受到系统性的打压,被排斥在2003~2006年所有有关引进的会议之外,只是因为它们在那个关头不识时务地没有拥护铁道部确定的引进路线。在大规模引进中,国产电力机车韶山系列被停产,株机厂被指定消化、吸收引进的机车,与动车组无缘;而株洲所被指定消化、吸收2型车的牵引和网络控制系统,与机车无缘。于是,两个企业的市场被大幅压缩。

2004年年底,铁道部从德国西门子、法国阿尔斯通和日本东芝分别引进电力机车(同时也引进内燃机车,本文不涉及),并相应命名为“和谐号”D1、D2和D3。(1)D1是对西门子EuroSprinter原型车的重新命名,它是8轴双机重联交流传动电力机车。虽然指定株机厂负责对其“消化吸收”,但铁道部一次就进口了180台原装车,并没有给株机厂留下什么市场空间。(2)D2是由大同电力机车厂“消化吸收”法国阿尔斯通的8轴交流传动电力机车。(3)D3是由大连机车厂“消化吸收”日本东芝的电力机车。2007年,铁道部再次购买了500台西门子的6轴电力机车,被命名为D1B,由株机厂按铁道部“以我为主”的要求进行总体设计。此外,由大连机车厂“消化吸收”庞巴迪的货运机车,命名为D3B型。至此,已经谱系化的韶山系列电力机车(还有东风系列内燃机车)全部停产。

铁道部分两次购买的西门子机车全部使用原装的交流传统系统。如前所述,株洲所自主开发的交流传动系统和网络控制系统是随着在AC4000、“奥星”、“中原之星”、“中华之星”和出口哈萨克斯坦电力机车等产品上的应用而开始产业化的。当铁道部废弃这些产品后,株洲所的核心技术立刻丧失了应用机会,面临绝境(赵小刚,2014)。可见,如果铁道部原定的引进路线持续下去,中国的电力牵引核心技术将重演运10被抛弃的命运。

2008年年末,铁道部同意南车集团和株机厂提出开发6轴7200千瓦交流传动货运电力机车的建议,并允诺400台的订单(赵小刚,2014)。在项目启动会上,株机厂提出的第一技术方案是与株洲所合作并采用中国的交流传动系统。这就是D1C,它与购买西门子的D1、D1B毫无关系,实际上是韶山“血统”。但是,因为当时铁道部坚持任何产品开发必须与“引进消化吸收”国外先进技术联系在一起,所以为D1C提供了交流传动系统和网络控制系统的株洲所不得不“造假”,把三菱电机的专家拉过来做方案评审,让他们签字以认定该方案属于联合设计,结果弄得日本人还很不乐意:“不是自己设计的东西怎么去认可呢?”这是中国铁路装备工业在大规模引进之后最大的一次“技术造假”,只不过是把自己的原创技术说成源自引进。

D1C的开发创造了业内奇迹,仅用6个月就完成从设计、试验到装车的流程,于2009年6月份下线交付使用。这个机车为株机厂赢得了巨额订单,到2012年年底已经出厂约1500台,远超过所有其他型号的机车。相比之下,从西门子引进的D1和D1B,没生产多少就因卖不出去而停产(价格贵得多,事故率更高)。韶山“血统”D1C的出色市场业绩,可以说是中国50年电力机车自主开发的能力积累对“引进是唯一技术来源”迷信的一次“示威”。尤为重要的是,D1C使株洲所自主开发的交流传动系统和网络控制系统第一次实现了大批量产业化。

2012年,株机厂又开发了D1D型准高速交流传动客运电力机车;同年为神华集团研制的大秦线2万吨重载机车开始交付。此后,株机厂又开发了“深度国产化”的8轴双机重联交流传动电力机车,这款被命名为D11的重载机车目前已经成为株洲厂的主力产品。这一系列的事实证明,没有全盘技术引进,株机厂在电力机车领域也照样可以达到世界先进水平,有能力“按照客户的要求开发产品,不管是4个轮子、6个轮子还是8个轮子,也不管对车体宽度有什么要求”。

株洲所因为主要为列车提供核心系统,所以比整车制造企业更少为人所知,但它的倔强也不亚于株机厂。即使在铁道部废弃所有的中国车型和核心系统后,株洲所仍然坚持自主创新,于2006年完成1200千瓦 IGBT牵引传动系统的开发,后来又有了1600千瓦的系统。这些技术在国家转向自主创新方针后,迅速支持了高速列车的自主开发。2008年,株洲所抓住全球金融危机带来的机会,收购了英国电力半导体公司丹尼克斯的75%股权。2014年6月20日,株洲所投资16亿元在株洲建成中国第一条8英寸IGBT芯片生产线,使它的电力牵引技术达到芯片级。今天,株洲所生产和销售的电力牵引变流器超过世界上任何企业。

株洲所对列车网络控制的研究早于中国对动车组的研发,从1987年就开始研发列车微机控制系统,1992年用英特尔的486CPU搭建了列车网络平台,1997年开始研究具备网络通信、车载控制以及诊断等功能的网络技术,而且一直跟踪欧洲标准。株洲所长期自主研发的网络控制系统比从日本引进的2 型车网络平台更具有优势,网络化结构更先进。日本的网络化结构是按照20世纪70年代美国军方开发的ARCNET标准开发的,到引进时就已显落后。在为2型车开发“备胎”时,株洲所以自主技术研制了完整的替代系统。株洲所在电力机车和时速500 公里超高速试验动车组上采用的是具有完全自主知识产权并符合欧洲标准的TCN技术,与日本技术无关,同时引入了更有发展潜力的工业以太网技术,进一步加大了领先优势。今天,株洲所的网络化控制平台更加开放,其硬件和软件(包括底层驱动、中间件软件和应用软件等)全部是自主开发,可以开放给第三方应用,整车企业可以在这个平台上编写自己的应用软件。株洲所的网络控制系统已经具有世界先进水平,广泛应用到机车、城轨车辆、高速动车组和城际动车组上。中国是最新的10G 以太网协议的发起国之一(发起国包括欧洲一些国家和日本),而株洲所是中国唯一参与单位。株洲所已经成为世界交流传动和列车网络控制领域中少数几个拥有自主技术的企业。



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