中國高鐵的自主技術和引進技術_風聞
钛金士-2020-01-26 19:57
有人指中國高鐵只是仿製德日的技術,不但無自主核心技術且高鐵出口為零?
此文解答了技術引進和中國自主核心技術問題;
一,中國高鐵技術的引進;
中國高鐵技術引進了一些外國技術,但不是簡單的仿製,而是結合自已的技術對引進技術進行消化、吸收、再創新,最終成就中國高鐵技術全球前列的技術能力,並非因為技術引進,而是在技術引進之前就已存在,充其量是經過對引進技術的“消化、吸收”而得到成長的自主核心技術。
高速列車的引進
2004~2006年,主要從四個外國企業購買了四個車型及相應的技術轉讓,具體分為四個CRH系列:
“1型車”,即CRH-1,是原鐵道部從加拿大的龐巴迪購買的40列。這批列車由龐巴迪在中國的合資企業生產,沒有技術轉讓費。
“2型車”,即CRH-2,以新幹線E2-1000為原型車,時速200公里,由日本川崎重工業株式會社轉讓。原鐵道部訂購60列,由南車集團所屬青島四方機車車輛股份有限公司(以下簡稱四方股份或四方)受讓、國產化,支付技術轉讓費約6億元人民幣。
“5型車”,即CRH-5,時速250公里,是從法國阿爾斯通旗下的阿爾斯通交通運輸引進,轉讓給北車集團所屬長春軌道客車股份有限公司(以下簡稱長客),技術轉讓費約為9億元。
“3型車”,即CRH-3,時速300公里,是2006年第二輪招標後,原鐵道部從德國西門子公司引進,購買價值6.69億歐元的60列,技術轉讓費約8億元人民幣。
除整車外,還有配套牽引、制動等系統及部件的生產轉讓。
但“轉讓”的只是“生產能力”不是核心技術(設計能力)
所謂“轉讓技術”的內容是:
長客的一位技術管理者是這樣介紹從西門子受讓技術的:“我們拿到的全部是西門子的製造圖紙,連一張三維模型圖都沒有,只是設計的結果,沒有過程。我們拿到的是現場施工圖紙,所以只是知道工藝了,學會了怎樣把現成的零部件裝上,但怎麼設計的,不知道。”
四方的一位技術負責人則是這樣描述的:“在與川崎的合作上,我認為川崎是個好老師。四方派了一個設計團隊在日本學習了半年,其中也有前後學習了一年的人。日方不是教你設計的方法,如為什麼這麼設計,而是教你讀圖。他們不會告訴你為什麼電路要以這個邏輯關係設計出來,而是告訴你這個執行機構的作用,以及此後有哪幾個步驟要懂。日方的培訓很細緻,對於每一個圖上的細節都會告訴你是起什麼作用的,但不會告訴你為什麼。”
也就是説,中方獲得的是生產能力(對給定技術的使用方法),而不是技術能力(把這些技術開發出來的方法)。在這種情況下,如果引進是技術的唯一來源,那麼中國鐵路裝備工業後來的發展路徑就是按照外國車型設計仿製製造,並通過引進新車型來進行升級換代。但實際情況與這個邏輯前景並不相符。
中國本土技術能力是創新核心來源
以“2系車”製造商四方股份為例,事實上,中國鐵路裝備工業幾乎還在“消化、吸收”原型車技術期間,就已經開始“再創新”。有兩個事實説明了這一點:
第一,四方技術進步的速度遠遠超出所有人的預料。在引進初期,川崎重工認為四方對引進技術的消化吸收需要16年,即8年消化、8年吸收,然後才能達到可以創新的階段。
第二,四方開發的CRH380A已經通過美國的知識產權評估。在四方跟蹤美國加州高鐵市場的過程中,由四方提供自己的技術條件和設計方案,美方檢索出來所有相關技術專利900多項,再找專業人士評估是否侵權。最後美方評估的結論是四方的產品沒有侵權,説明CRH380A的技術完全是自主產權,且已經超過日本新幹線技術。
很明顯:除了技術引進,中國高鐵發展肯定還存在着另外的,而且是更重要的技術來源:中國工業“土生土長”的技術能力、產品開發能力和技術積累,就是“新的技術”的另外一個來源。
事實上,中國鐵路裝備工業的技術能力並非是因為技術引進而生成的,而是在技術引進之前就存在的,充其量是經過對引進技術的“消化、吸收”而得到成長。
CRH2C(II)為例;
使用的牽引逆變器、輔助牽引變流器、通風系統及列車信息系統已全部由株洲所(時代電氣)提供。
這個車的核心技術,牽引系統是株洲所的,制動系統是南京浦鎮海泰的,並完成了車體轉向架的驗證試驗。從內裝、轉向架包括牽引系統都做了改進,是新一代高速動車組CRH380的基礎。為了做380A,專門做了一列新頭型試驗車,頭型、轉向架、斷面、牽引制動都是新的,這時從外觀到內部都已經沒有川崎的東西。
高鐵奇蹟
中國高鐵技術在內生技術能力上的核心來源能夠發揮作用,是因為國家創新戰略。
自主創新
2006年1月召開的全國科技大會上,中央提出要建設“創新型國家”。
以CRH380A的關鍵技術分析,這個車型不是對引進技術的“消化、吸收、再創新”開發出來的。準確地説,它是在對引進技術進行了“消化、吸收、再創新”的經驗基礎上,以自己的能力和自主掌握的技術來開發的。
中國高鐵技術之所以能夠迅速進步,是因為在技術引進之前,就已經通過長期的自主開發積累起較強的技術能力,所以不僅能夠對引進技術進行消化、吸收、再創新,而且還能夠憑藉自己已經掌握的核心技術進行新一輪的自主開發。
四方在開發出自主知識產權的CRH380A(時速350公里,設計時速380公里)和試驗高速動車組(時速500公里)之後,目前又轉回頭來“向下”去開發“去日本化”的時速200~250公里動車組,其目的是替代掉每生產一列都必須向日方繳納技術使用費的“2型車”(即原鐵道部大規模引進的車型及其“再創新”出來的衍生型)。完成這些開發後,四方產品序列的內容就全部變成具有自主知識產權的產品了。
二,中國高鐵自主核心技術;
高鐵的核心技術包括:
電力牽引動力系統 ,運行控制系統,機械系統:高速列車輪子,軸承。中國已完全掌握。
具有完全自主知識產權的中國第三代高鐵標準動車組“復興號”已在京滬高鐵正式雙向首發。
“復興號”中國標準動車組目前有“CR400AF”和“CR400BF”兩種型號。
大量採用中國國家標準、行業標準、中國鐵路總公司企業標準等技術標準,是“復興號”最突出的特點。
牽引電傳動系統,宛若人的心臟,是列車的動力之源,決定高鐵列車能否高性能高舒適地運行;網絡控制系統則是“高鐵之腦”,決定和指揮着列車的一舉一動。IGBT,中文名叫絕緣柵雙極型晶體管,是所有動車的“心臟”,動車速度能夠從零公里快速提速到300多公里,靠的就是IGBT。
能否實現這三大核心技術的自主研發是衡量是否掌握核心技術的關鍵。
“復興號”整體設計以及車體、轉向架、牽引、制動、網絡等關鍵技術都是中國自主研發,具有完全自主知識產權。
【核心技術-1】牽引動力和供電-最基礎的核心技術
中國中車CRH5型動車組牽引電傳動系統(“高鐵之心”)和IGBT通過了中國鐵路總公司組織的行業專家評審。
各國牽引動力技術水平:
(1)法國-國外最高水平:574.8km/h的最高試驗速度時,弓網系統完全處於非正常接觸的拉弧受流狀態,試驗後受電弓基本燒燬。
(2)中國-領先:輕鬆飆至605公里,保持速度運行了10分鐘,並且攻克了大容量供電及高速度、雙弓受流技術難題。
(3)日本:落後於法德,50年來,1964年新幹線從210公里時速提高到現在的最高320公里時速,沒攻克什麼新技術。
【核心技術-2】運行控制系統
列控系統是確保列車行車安全的控制系統,中國採用的“中國列車運行控制系統”(CTCS)。
2014年,中國中車CRH5型動車組列車網絡控制系統(“高鐵之腦”)通過中國鐵路總公司組織的技術評審,獲准批量裝車,成為國內首個獲准批量裝車運行的動車組列車網絡控制系統
【核心技術-3高鐵車輪鋼及軸承;
1,高鐵車輪;
高速動車組車輪是車輪產品中的最高端產品,目前世界上只有少數國家能生產。
馬鋼已實現了動車組車輪關鍵技術突破,自主研發的時速350公里的中國標準動車組車輪、輪軸,各項性能全部達到相關技術要求。馬鋼生產的動車組D2動力車輪和動車組D2非動力車輪順利通過CRCC產品認證。
中國鋼研依據超純淨高均質冶煉平台研發並生產出滿足高鐵車輪用鋼標準的新型高鐵車輪用鋼(HS7)。
通過純淨化化生產技術、凝固控制技術以及均勻擴散等技術,使試驗材料的純淨度、組織均勻性等均達到國際先進水平,具有優良的淬透性、延緩開裂和磨損以及抵抗踏面剝離的特點,尤其材料的室温和低温衝擊韌性高於標準3-5倍以上,顯著高於國內外同類高速車輪材料。
2,高鐵軸承;
中國已實現載重80噸以上的重載軸承,滿足300公里時速的高鐵軸承的全國產;
洛軸,瓦軸,河北三橋軸承製造有限公司均實現高鐵軸承的突破;
洛軸經過多年努力,已能批量生產鐵路貨車、客車、機車、地鐵、輕軌等軸承。洛軸相繼研製生產出首批時速140公里、160公里、200公里、250公里、350公里等鐵路客車軸承,並通過國家權威部門的台架試驗。
日前,洛軸承擔的“863”計劃先進製造技術領域重點項目“大型專用軸承試驗枱研製”課題——“大型高速鐵路軸承試驗枱”順利通過科技部現場驗收。該試驗枱的研製成功,能夠為我國自主開發高速鐵路軸承提供試驗數據,為高鐵軸承的國產化奠定了基礎。
瓦軸新開通高鐵軸承生產線。
河北三橋軸承製造有限公司與清華大學共同研發的高鐵專用軸承,已申請了國家專利。產品是用於高速列車和貨車的重載軸承,完全可替代同類進口產品。該公司生產的樣品與國外同類產品進行對比實驗後,多項指標都高於對方。
【核心技術-4】軌道技術-中國領先優勢大
中國:一般採用全線高架橋、無砟軌道、高速道和超長無縫鋼軌等技術。
【全線高架橋、無砟軌道,超長無縫鋼軌】:讓中國高鐵成本更低低,但水平度卻極高以毫米算,而日本的新幹線傳統高鐵路基,不平度在10釐米以上,這個就是日本新幹線技術速度慢提速不起來的關鍵原因之一,這個也是中國高鐵硬幣可以立起來8分鐘,日本根本立不起來硬幣的重要原因。
【超長無縫鋼軌、現場焊接、彈性扣件、軌温鎖定技術】鋼軌温差不變型,這個很牛。
日本在台灣的一段高鐵:一下雨就密集出現故障;德國目前有近3000公里高鐵線路,高鐵網絡共有10條大動脈,但夏天常“拋錨”。
中國的這4個方面的高鐵核心技術就是為什麼中國高鐵技術標準能成為ISO世界高鐵標準,而日本德國法國還在門外的原因。
三,中國高鐵的出口成績;
曾經,日本的川崎重工多麼強大,日本在2007年世界市場份額是22%,2015年只有9%了,下降一半以上。對比之下,中國中車的世界市場份額2015年佔到70%。
日本高鐵技術在海外輸出目前為止只有台灣高鐵項目,而且連年虧損。
中國在短短7年時間裏建成2.2萬公里高鐵網,中國的高鐵建設成本大約為其他國家的三分之二,09年至2015年,中國高鐵機車出口達5000多輛,金額達1100億美元,遍佈103個國家地區;
1,09年,出口沙特,澳洲和新加坡。
2,2010年出口巴西地鐵機車,出口香港地鐵列車13.6億人民幣。
3,2011年出口魔洛哥。出口馬來亞23列動車745億人民幣。
4,2013年出口伊朗,中標越南河內地鐵大單。
5,2014年獲阿根廷60億的大單,出口土耳其“安伊”高鐵12.7億美元。
6,2015年獲印尼雅萬60億美元大單,出口美波士頓284台地鐵機車,出口歐洲的首列動車組在馬其頓成功開跑。
2015年6月1日,中國南車、北車完成合並,新成立的中國中車年銷售額超越加拿大龐巴迪、德國西門子和法國阿爾斯通等歐美行業巨頭,位居世界第一。中車,體量上的“巨無霸”和技術上的領先者,正式登上全球舞台正中央。
2011年~2014年,中車海外簽約金額分別為19.25億美元、35.88億美元、39.6億美元和67.47億美元,年均增長55.7%。2016年,中車海外定單達282億美元。
2017年4月拿下孟加拉31.4億美元大單。新籤塞爾維亞“匈塞線”28.9億大單。南非是其最大的產品出口國,也是其出口模式最豐富的市場之一,出口機車232台,20億美元大單。鐵建在非洲簽下55億元大單。
中國老撾鐵路正式奠基、俄羅斯高鐵本地化生產方式達成一致,俄國的170億大單在商談中。。。
幾年間,中國“高鐵出海”碩果累累,使兩岸民右所謂中國高鐵零出口論成為最大笑話。