世界铁路史将永远定格这一宏大的历史场景
原始创新、集成创新与引进消化吸收再创新,是科技创新的三种方式,没有高低贵贱之分。当后发展国家力求加速发展时,借用先进国家的先进技术,加以改进创新,加速成长,是为历史所证明了的成功之路。
引进、消化、吸收、再创新
在中国高速动车组项目启动之初,依据合同约定,中国各生产厂家先后向世界相关合作企业派出了数千人的技术、员工队伍。世界各合作厂商严格执行合同,派出骨干技术人员在本国和中国现场向中国技术员工传授先进的理念、技术和标准。
在阿尔斯通意大利工厂,在西门子德国车间,在庞巴迪意大利组装线上,在日本川崎重工焊接工地……从管理到技术,从设计到焊接,中国技术人员全方位地向世界先进文明学习,提升自己的技术能力与水平。世界铁路史将永远定格这一宏大的历史场景,中国铁路人与中国将永远感谢世界对中国的贡献。
5月中旬,记者穿行采访于青岛、长春、株洲的铁路机车车辆生产车间时,无数人表达了一个共同的声音:完全依靠自己研发,中国人也能掌握到先进的铁路发展技术,但那要耗费太多的时间、经费与精力;经济全球化,全球经济技术合作,则加速了我们的成长,使我们少走了太多的弯路。世界文明成果是全人类共同的,结合国情适当引进先进技术,只能缩短我们的差距,为我们赢得发展的时间和空间。“没有这次引进,没有先进技术的消化、吸收,我国铁路发展的道路会更长、更曲折。”铁道部负责人说。
以培训为起点,中国铁路人追赶世界先进水平的历史进程随之开始。故事就这样发生了:
焊接工程师的故事
崔明(四方股份焊接工程师):2005年秋天,我被派到日本川崎公司学习焊接。在与日本工人同台工作中,我发现:日本动车组的工艺要求,与我们的工艺、质量标准不同,打磨工具也比我们齐全;特别是焊缝打磨技术,日本人更讲究。焊接完成后,他们不仅用眼睛看,还要用手去触摸,打磨精度精确到毫米。而且,日本技师提倡一专多能,工作效率比我们高。这些都是我们的差距所在。
但日本技师只在口头上告诉我们操作要领和标准,没有文字参照。这给我们的学习增加了难度。在培训过程中,我们一方面认真观察日本技师的操作过程,用心体会其要领;另一方面虚心求教,严格按操作规范操作,精心实践。
日本技师对工作高度负责的态度和责任心对我们触动很大。学习回来后,我们总结制定了自己的焊接打磨等制造技术标准,建立了自己的制造技术标准体系,实现了铝合金车体、转向架等焊接标准体系的创新,使我们的焊接技术一举达到了世界先进水平,促进了相关产品的国产化。目前,铝合金车体所需的112种型材已经有101种实现了国产化。真了不得!我们自己有时都不敢相信。
质量工程师的故事
马洪光(长客股份主管质量的副总工程师):在与阿尔斯通的合作中,我们在质量管理上进行了一系列的改革创新。在项目质量管理方面,全面引进了质量管理模式,实现了管理模式与先进模式的接轨,建立了自己的质量工程师队伍;采用了国外先进的首件检验模式,不仅检测首件产品是否符合图纸设计标准,而且评定其是否满足生产的能力。
更重要的是,我们学到了先进的供应商管理模式。根据产品重要性和复杂程度,对供应商进行分类分级管理。从原先被动的最终产品管理,转变为主动对供应商的全过程跟踪监控,从设计标准、材料选择、生产制造等系统方面,实行最严格的质量控制标准,确保了产品的质量与进度。
……追梦的日子是美好的。在随后3年多时间内,他们没有节假日、没有休息天地苦干实干拼命干。他们要通过自己的努力,尽快实现中国铁路人跨世纪的夙愿,把中国铁路带入高速时代。
在寻找差异中实现创新
中国和外国,国情不同,生活习惯差异较大,对铁路车辆的需求也不一致。
西方和日本,国土面积不大,高速动车组一般为中短途运输,不开行卧铺车,而且是客运专线运行;中国人多地大,铁路线上客货车混跑,需要开行大编组和长途卧铺动车组;同样,西方目前的六轴重载高速机车,其功率与牵引性能也不能适应我国物资运输距离长的需要……中国铁路要实现现代化,满足人民日益增长的运输需求,没有这些舒适、现代化的设施,不行。
差异就是改进的方向,差异就是创新的所在。在寻找差异中发现机会,在弥补差异中获得创新的动力。
在引进先进技术的过程中,根据我国的铁路实际,专家们在动车组国产化和线路适应性等方面进行了大量技术创新,建立了更符合国情、路情的动车组技术和产品平台。
创新案例一:受电弓设计创新
动车组与供电网之间有一个悬挂物,术语叫“受电弓”。受电弓与供电网的关系是高速动车组的关键课题和技术难点。国外动车组原型车受电弓的工作高度和宽度不适应我国供电网的要求。
在技术消化吸收和对现有数据进行深入分析研究的基础上,中方技术人员逐步掌握了高速动车组受电弓选型和参数匹配的技术。通过计算分析和比选,对受电弓系统进行了重大改进和创新,对受电弓的安装高度、升弓压力又进行了优化设计,满足了动车组在既有线路运行250km/h的要求。
创新案例二:轮对设计创新车轮与钢轨之间的关系,不仅影响列车运行品质,更影响列车运行安全,也是高速列车运行必须解决的关键技术难题。引进国外动车组原型车的轮轨接触关系,不能确保动车组在我国既有线上安全运行。
在引进高速动车组轮对设计技术后,我们的技术人员对轮轨关系进行了系统的消化吸收工作,掌握了高速动车组轮轨蠕滑机理、动力学计算及轮轨参数匹配等核心技术,掌控了适合我国铁路线路的动车组轮轨匹配关系和各种技术参数。在此基础上,对高速动车组车轮改进设计。经过试验和实际运行,改进设计后的车轮,列车动力学性能优良,其安全性、平稳性和舒适性完全符合运行要求,既能满足既有线路提速要求,又能适应高速铁路的运行需求。随即,我方工程技术人员又将其上升为理论,形成了我国高速动车组轮轨接触几何关系的标准。
创新案例三:转向架设计创新
转向架是列车车身与车轮之间的连接部件,其重要性和可靠性始终处于动车组设计的关键位置,是高速动车组的核心部件。但由于我国既有提速线路的特殊性,最小曲线半径、轨道不平顺度、路基等都与外方存在较大不同,对转向架的设计提出了新的要求。
我国工程技术人员在外方专家的配合下,进行了大量技术创新工作。对轴箱轴承、轴箱定位结构、空气弹簧、构架、轴箱体等均根据我国线路状况,在经过详细分析和类比的基础上,进行了参数优化和结构改进等创新设计,使动车组安全性能更加可靠。
此外,在旅客界面、车辆操纵性能等方面,我国工程技术人员重点进行技术改进和设计创新20余项,并获得了相关知识产权,其中有些创新成果已经被外方所借鉴和采用。
在前期联合设计、研制过程中,国内相关专业的顶尖高手纷纷献智献力。中科院、工程院、清华大学、同济大学、西南交通大学、北京交通大学、铁道科学研究院等科研机构和院校派出强有力的科研力量,参与了波澜壮阔的铁路技术装备现代化建设工程。30余名院士、120余名教授及研究员、960名高级工程师、5000余名工程技术人员直接参与了中国铁路的技术创新。
铁道部副部长胡亚东说:“在项目实施过程中,我们以项目为纽带,建立了产学研一体化的技术引进、消化、吸收、再创新体系,构建了高速动车组的制造技术体系。通过第六次铁路大提速,世界前沿的铁路机车车辆设计、制造、生产技术和标准、规范化的先进管理理念融入到中国铁路人的血脉中,中国铁路的技术工艺水平和制造水平迅速提升,员工队伍得到极大锻炼,基本实现了‘搭建一个平台、构建一个体系、锤炼一支队伍’的目标。”
九大核心技术带动国产化创新
高速动车组4月18日投入运行以来,在北方地区出现过几次晚点事件。
“在高速动车组初期上线运行的情况下,出现一些不适应状况应该是正常的。飞机已经非常成熟了,但现在航班不是经常晚点吗?”长春客车股份有限公司总工程师、200公里动车组项目技术负责人牛得田说:“晚点只是暂时的现象,随着磨合熟练度的提高,技术晚点现象会逐步减少直至消失。我们可以负责任说,高速动车组安全是绝对有保证的。”
铁道部总工程师何华武也认为:“在第六次大提速准备过程中,高速动车组经过了严密、充分的试验,试验运行总里程达到4.5万公里。其工程技术是可行的、安全是可控、可靠的。”
然而,在有些人看来,这些列车晚点故障是因为我们没有掌握核心技术。网上有议论说,市场失去了,技术没有换到手。
实际上,有没有引进核心技术,有没有掌握关键能力,这是第六次大提速过程中,社会上一些关心铁路发展的人士始终存在的疑问。
从理论上说,高速动车组是当今世界高新技术的集成,应用了轮轨关系、交流传动、制动控制、列车运行控制、信息工程、空气动力学工程、人体工程、环保工程、可靠性与安全性技术等多个专业领域的研究成果,是高速铁路的标志性设备。
据铁道部副总工程师张曙光介绍,经过广泛调研,铁道部确定在全面系统的引进动车组设计和制造技术前提下,重点引进动车组总成、车体、转向架、牵引变压器、牵引变流器、牵引电机、牵引控制系统、列车网络控制系统、制动系统等九大关键技术,进而确立九大关键技术为动车组核心技术。
“我们充分利用市场优势,以转让核心技术并实现国产化为目标,始终把握谈判主动权;在组织实施的过程中,充分发挥广大科技人员的聪明才智,以九大核心技术为主线,突出强调系统集成技术和制造技术,构建国内消化、吸收、再创新平台,并以此为关键着力点,带动空调系统、自动门等10项重点配套技术及其他一般技术的全面消化、吸收和国产化。”张曙光如是说。
第六次大提速作为一个载体,载动了中国铁路现代化的脚步。我国已经成为世界上少数几个能够批量生产高速动车组的国家之一。运用这些技术生产的时速200公里及以上动车组和大功率机车国产化率达到70%以上，带动了民族工业的成长。
记者在青岛四方、长春客车、株洲电机公司现场看到：在时速200公里及以上的高速动车组项目取得重大突破，我们基本掌握了系统技术体系之后，工程科技人员征尘未洗，又马不停蹄地投身到更高速度、更大功率的新产品的创新设计之中；再创新工作已经全面启动。
动车组方面，正在全力推进大编组动车组、卧铺动车组等自主创新工作，同时在时速200公里的技术平台上，自主创新研制的时速300公里动车组即将下线，成为未来我国高速客运的主力车型。
大功率机车方面，在6轴总功率7200千瓦的技术平台上，正在组织实施牵引变流器、牵引电机、车体、转向架以及整车集成技术的自主创新，机车总功率可提高到9600千瓦，成为未来牵引货物列车的主力机型。
中国工程技术人员在消化、吸收了国际先进技术及其整套标准、理念之后，技术素质实现了大跨越。随着这些新产品的研发，以具有中国特色的高速铁路轮轨系统动力学理论创立为代表，中国高速铁路基础理论创新工作也取得了重大进展，创建具有自主知识产权的标准体系工作正在积极推进。
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