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我们今天对于中国高铁成就的讨论只不过是在见证一个新时代的开始。中国高铁的发展对于中国学术界的终极教训就是:中国正在创造历史,大量新的实践层出不穷,它们不断突破已有理论所能够解释的范围。
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“复兴号”高铁
中国高铁技术发展的最新重大事件是中国标准动车组的开发。不过,在产品和技术换代的背后,也包含着中铁总重夺高铁技术主导权的动机。
标准动车组项目由铁道部从年开始组织有关制造企业、高校和科研院所讨论概念,南车、北车都是发起方。
这一情况出现的背景是:中国高速列车技术在经历了最初阶段的发展之后,确实面临着统一标准的需要。例如,分别从4个外国企业引进的车型不但各有标准,而且也存在对中国应用场景的适应性问题;自主开发的A和B也不能重联,车上的很多技术配置(如座位的摆放)和主要的产品配套规格也不一样,带来很多运营管理上的不便。于是,在统一标准的前提下开发新一代动车组逐渐被提上日程。
但在今天中国标准动车组的成就受到广泛宣传时,需要指出一个被掩盖的问题:中国的动车组之所以曾经是不标准的,原因就在于大规模引进。
标准动车组的开发显然是一个在目标、做法和利害关系等方面发生过变化的演进过程。在-年相继完成总体技术条件制定和方案设计后,时速公里的标准动车组于年6月30日正式下线。
年6月25日,中国标准动车组被正式命名为“复兴号”,两款时速公里的车型CRAF和CRBF(分别从A和B的技术平台演进而来)于第二天在京沪线正式双向首发。
年10月,中铁总宣布正式启动时速公里的“复兴号”的研制工作。年12月,中铁总公布了“复兴号”的车型谱系,包括3个速度等级:时速公里的CR、时速公里的CR和时速公里的CR。
目前,“复兴号”已经全面上线,逐渐替代掉以前的各种动车组,系列也已经停产。在整体技术指标上,“复兴号”动车组保持着世界先进水平。
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中铁总重夺高铁技术主导权
不过,开发标准动车组也成为中铁总重夺高铁技术主导权的过程。在项目早期阶段,由于南车、北车两个集团的车型存在差异,所以在确定技术方案时存在着争论。这些争论只有铁道部/中铁总能够“裁断”,因为它是唯一的用户,也只有它能够主持新车型的运行考核。
尽管统一标准本身并不意味着系统集成者一定要主导列车技术的开发,但随着项目的进展,中铁总逐渐成为组织者和技术决策者,采取的方式是:先由中车集团下属的企业向中铁总报送关键的技术规格和参数,再由中铁总通过铁科院的评审来决定是否采纳。
因此,中铁总的作用并不限于制定接口标准以及从运营服务角度提出指标要求,而是通过“统一标准”来决定高速列车的所有技术方案。
主导高速列车技术可以收获很大的*治效果,因为列车不但是高铁系统最重要的技术领域之一,而且是公众形象最明显的技术领域。回顾历史,即使铁路装备工业早已从铁道部分离出来,铁道部还是通过4-6年的大规模引进完全主导了铁路机车车辆的技术发展路线,其动机很大程度上是为了*绩。在那个过程中,铁道部直接安排制造企业的引进、制造和销售,在决策上把南北车两个集团挤到边缘地位。
当中央决策层以8年开工的京沪高铁建设为契机,把高铁技术发展的方针定为自主创新后,铁道部的主导权被限制。特别是在年刘志*案和“7·23”事故之后,铁道部的谨小慎微反倒凸显了科技部在推动高铁技术进步上的作用和地位。
当中铁总从高铁低潮期的打击中逐渐恢复过来后,开发标准动车组就成为重夺主导权的机会。
科技部对于开发标准动车组持不同立场,认为系列已经在自主创新上达到相当的高度,本来应该在这个基础上继续进步,而回过头来做标准动车组实际上又回调了一些性能指标。这个立场同样包含着对*绩的考虑:把“复兴号”当作新一代动车组,那会不会否定科技部支持“和谐号”系列的*绩?
当然,历史是无法否定的,尤其是技术演进的历史。科技部支持开发的系列是中国高铁技术发展的转折点和里程碑,它扭转了组装外国车型的引进路线,使中国企业完成了开发高速列车的全流程并诞生了跻身世界先进行列的动车组,也使中国工业的产品开发平台得到巩固和提高。没有这些进步,标准动车组是开发不出来的。
但是,在中国的体制下,部门之间的“摩擦”和“*绩竞争”仍然是现实,标准动车组的开发确实又把科技部挤到边缘位置。
在对中国标准动车组的广泛宣传报道中,官方媒体显然根据中铁总的消息来源将其解释为“由中国铁路总公司牵头组织研制、具有完全自主知识产权、达到世界先进水平的”车型,开发的目的是“打造适合中国国情、路情的高速动车组的设计、制造平台,实现高速动车组技术全面的自主化”。于是,“复兴号”就成为中铁总以“总设计师”身份领导的新一轮自主创新,它既可以把全盘引进和科技部支持自主开发的历史“翻页”,又可以让中铁总重新主导高速列车的开发。这个主导权还有助于中铁总推行一项“总体战略”。
年11月,一家中国媒体在报道株机厂开发出口动车组(详细介绍见下文)时援引一位“中铁总人士”的话说,中国标准动车组的研制目的就是要提升中国企业在国际市场上的竞争力,以高速动车组出口为突破口,带动工务工程、牵引供电、通信信号、运营管理等成套技术走出去,为中国高铁海外战略目标提供技术支撑。
该人士说:“在高铁走出去项目上,我们不仅仅是车辆某一个项目的走出去,要做到全产业链走出去,因此必须遵循中国标准,不宜自立门户。”
于是,就技术创新而言,有关高铁体制的一个关键问题是:高铁的系统集成者与高速列车的开发者之间应该是什么关系?
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株机厂的救赎与突围
再次回顾株机厂的创新历程所提供的经验证据。在那个非常困难的阶段,因为仅靠消化吸收西门子机车无法生存,株机厂开始在铁道部的“势力范围”之外寻找市场,主要有两个方向:国内城市地铁市场和国际市场。正是在国际市场上,株机厂创造了两项可以回答我们问题的重要业绩:南非机车和出口动车组。
年10月,株机厂击败8家竞争对手,获得南非国家交通运输集团(Transnet)的95台21E型电力机车订单,价值近4亿美元。这是南非首次从中国采购机车,也是中国电力机车首次登陆非洲,同时也是当时国内企业获得的最大的电力机车海外订单。
这款机车非常难做:(1)南非铁路是“窄轨”(轨距毫米),对机车的平衡性、稳定性要求更高;(2)由于南非铁路的电网是25千伏交流电压和3千伏直流电压交错,所以要求机车采用“双流制”,在电压交错路段进行电流切换并保持运行;(3)电力机车不仅要能实现8台机车重联,还要与内燃机车重联(在某些上坡的路段需要内燃机车的助推),为此需要由电力机车向内燃机车发送无线指令(以配合增减速)。
毫无悬念,这么复杂的“双流制”电力牵引系统是由株洲所提供的——没有做过从直流到交流的全部传动系统的企业连门都摸不着。南非原来使用欧洲的蒸汽机车和内燃机车,用上中国的好车后就再也受不了旧车了。
年3月,Transnet宣布株机厂中标南非“史上最大”的机车采购招标,合同金额21亿美元,包括新购台22E型机车以及增购台21E型机车(22E比21E的马力更大)。到年年末,南非铁路上跑的机车已全部是株洲电力机车,采购总量达到台。此后,株机厂又得到一个维修保养的大单,加上此前的机车销售,株机厂在南非的销售规模已达人民币多亿元。
年12月4日,南车株机公司董事长、总经理周清和与南非Transnet负责人签署铁路装备合作协议。
株机厂最令人意外的业绩是创造了中国动车组的出口第一单。年7月,株机厂获得近40亿元人民币的38列马来西亚城际动车组(动力分散式)大单,用于吉隆坡最繁忙的南北城际线运营。这些动车组的时速是公里,却是在“米轨”上运行的,相当于标准轨(轨距毫米,中国采用)的时速公里动车组。年10月,株机厂又与马来西亚捷运公司签订安邦线20列辆轻轨车辆销售合同。年7月,株机厂的东盟制造中心在马来西亚建成投产,它是中国铁路装备的首个海外制造基地。
年4月,株机厂又从马来西亚交通部获得13列混合动力电动车组和9列现代超级动车组两个项目22列动车组订单,订单金额折合人民币13.2亿元。同年8月2日,由株机厂牵头组成的联合体与马来西亚国家基建公司签署了吉隆坡轻轨三号线42辆列车的供应合同。株机厂已成为马来西亚轨道交通装备发展最大的推动者,提供了其市场份额80%以上的产品。
年11月,株机厂向马其顿交付首列符合欧洲铁路互联互通技术规范(TSI)的动车组。该项目的6列时速公里动车组由马其顿国家铁路公司于年6月与株机厂签约订购,将在贯穿马其顿南北并途经首都斯科普里的既有线上运营。该线路全长约公里,承担马其顿国内80%的铁路运力。目前,株洲厂正在完成多个欧洲订单(包括俄罗斯、奥地利、塞尔维亚、马其顿),为此还开发了双层动车组。
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“老兵不死”
株机厂的出口动车组与铁道部引进的动车技术没有任何关系——株机厂既没有接受过动车组的技术引进,同时也被排除在中国的高铁市场之外。那么,它凭什么本事会成为第一个出口动车组的中国企业?
株机厂开发高速动车组的技术能力来自被铁道部废弃的自主开发动车组的经验——它的出口动车组(动力分散式)是基于“中原之星”的技术平台开发出来的;“复兴号”谱系中的“绿巨人”动车组(动力集中式)也是由株机厂基于“中华之星”的技术平台开发出来的。
实际上,在铁道部决定大规模引进时,“中原之星”已经投入运营,而“中华之星”的技术已经趋近于成熟,只是为了全盘引进而将其强行废止。
尽管产品被废弃,但通过自主开发积累起来的知识、经验和技能未灭,通过开发两个车型建立的技术平台还在,于是“老兵不死”——原来“中原之星”和“中华之星”都没有“死”,而是在新一代产品上获得重生。
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只要有能力创新就没有止境
只要有能力,创新就没有止境。近年来,株机厂首创多款新产品。
年8月,株机厂开发出世界首台超级电容储能式电力牵引轻轨列车。这款车利用城市轻轨规律性站停的旅客上下车时间,在站台只需要充电30秒就可以支持列车行进到下一站(超级电容的特性是能够瞬间充电,而储存时间很短)。由于线路上不需要架设电网,所以这种轻轨交通节约道路用地,可实现与公路交通的平交,并大幅度降低造价(此车已经成为西门子的模仿对象)。
年5月,株机厂在全球首创的中低速磁悬浮列车(与国防科技大学等高校联合研发)在中国首条具有完全自主知识产权的中低速磁悬浮商业运营示范线——长沙磁浮快线上开始试运营。
株洲所也加入开发新型车的竞争,它研制的全球首列智轨列车于年10月在株洲正式上路运行。
智轨列车融合了有轨电车和公共汽车的优势,采用株洲所自主研发的“虚拟轨道跟随控制”技术,能够精准控制列车行驶在既定“虚拟轨道”上;因为不依赖钢轨行驶,所以线路的建设周期短、投资小,而且也具有轻轨、地铁等轨道列车的零排放、无污染的特性,并支持多种供电方式。
中国高铁发展的激烈动荡过程留下一个历史“悬念”:如果不引进,中国能不能发展高铁?当然,谁都不可能以确切的证据来回答这个问题,因为历史已经不可逆地走过了那个阶段。
但是,如果了解两个“倔强”的株洲企业的经历,至少谁都不敢对答案“一口咬定”。
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大系统的创新
系统集成是发展大型技术系统最重要的战略职能,但这并不代表系统集成者有能力开发组成系统的各种技术,因为这些技术横跨不同的工业。
例如,尽管高铁系统要把各个子系统集成起来实现一个共同的目标,但建筑工程、供电、通信信号、高速列车都是不同的工业,而运营调度和客运服务则是差异更大的服务业。
用理论的语言讲(Richardson,),在为高铁系统提供工程、装备和服务时,这些工业的活动都是互补的,即互补于提供高速客运的服务活动;但它们彼此之间的活动却是非相似的,即各自具有不同的特定知识、技能和经验,需要在专业化方向上的长期积累。
此外,如果中国高铁装备的出口必须由中铁总“牵头”,就会面对一个根本性的矛盾:潜在购买国如果不是请中铁总新建铁路或扒掉原来的铁路再新建,那么中国的铁路装备就无法出口——马来西亚就不会向中国购买“米轨”动车组,南非也不会向中国购买“双流制”的电力机车。
年10月10日,中车株机在马来西亚本地化生产的首列ETS2米轨动车组下线。
但问题在于,任何国家改变铁路网不但要看财力,而且涉及国家主权的考虑。如果以改变潜在购买国的铁路网作为它们从中国进口装备的前提条件,那么中国的出口反而会受到严重的限制。因此,出口是“要做到全产业链走出去”还是工程、装备等分散进行,应该是灵活的,不宜由某个机构垄断。
因此,高铁系统的子系统或“模块”应该保持技术研发和市场营销的独立性。如果系统集成者在决定接口标准之后还要直接决定子系统或模块内的技术开发,反而会阻碍高铁系统的技术进步。
大系统的集成表现在集成者不断把各个相关领域的新技术集成于自己负责的系统上,甚至可以以自己对系统的定义去引导技术发展的方向,但不表现在直接控制这些领域中的技术进步,更不表现在把所有互相具有供应关系的工业都纳入自己的直接控制之下。
如果中铁总坚持主导高速列车技术,反而最终会陷入难以摆脱的“窘境”。“复兴号”不可能是中国高铁技术进步的终点,因为技术变化是不会停歇的。
根据媒体在年的报道,长客设计的时速公里(试验速度将达到时速公里)高速动车组将于年年底下线,它是科技部年立项的“时速公里及以上高速客运装备关键技术”的研究成果。该项目的目标是研制三款时速公里的列车,除了长客,四方和唐车也参与研制。也许考虑到这些新车型短时内不可能在国内使用,这三款车型据称都将面对国际市场。
据另一个报道,中车集团正在研发时速公里可变轨高速列车,“从中国到俄罗斯、到欧洲,无论是标准轨、宽轨还是窄轨,该列车都可以胜任”。
因此,高速列车的技术进步会不断挑战中铁总:技术更先进的新车是用还是不用?如果用,就又变成“别人”开发的车;如果不用,中铁总就会成为技术进步的阻碍者,情况严重了还可能遭到决策层的干预。
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“中铁总”不是阻碍者也不是引领者
事实上,对于中铁总来说,存在着远比争夺“势力范围”更大的作用空间,这就是在系统层次上的创新。
出于历史的原因,中国在大型技术系统上长期习惯于跟随和模仿。很多人没有意识到,这是影响技术自信心的一个主要障碍,因为对技术的功能和性能要求是由系统定义的。
由于中国高铁的发展最初也没有跳出在系统层次上跟随的框子,所以大规模技术引进才会被认为是必然的。
今天,中国已经在许多应用领域走到世界前沿,也越来越多地出现塑造新系统的可能,如特高压输电系统、5G通信系统、新一代互联网、新能源汽车以及被笼统地称为智能制造的各种系统,等等。因此,中国的技术突破和产业升级将越来越取决于在系统层次上的自主创新。但是,能不能在系统层次上转向自主创新,不是技术问题,而是战略、*策和体制的问题。
高铁发展的经验证明,中国可以成为大型技术系统的创新者和引领者。也正是因为中国高铁走上激进创新的道路,所以中国才被认为是世界轨道交通革命的引领者,而在既有线上使用时速公里的动车组就会被认为是创新,而不再是技不如人。
在中国铁路走上激进创新道路的过程中,铁道部/中铁总不是阻碍者,但也不是引领者,最多是个“此举正中下怀”的执行者。原因在于铁道部/中铁总的行为始终囿于“部门”思维的利害关系,没有形成从“系统”上看待铁路建设的战略思维。仅把高速列车看作自主创新的主要标志其实是一种狭隘的眼光,因为大系统的创新才是驱动包括高速列车在内的所有领域技术进步和自主创新的主动力。
大系统的创新需要系统集成者把经济、*治和社会的需求与技术变化的可能性相结合,形成关于系统的新概念,也需要为实现新概念去定义或重新定义大系统的架构。例如,即使以高铁替代传统铁路,在对铁路系统性质的定义上仍然存在弹性空间:把它看作仅是人员和货物运输的手段还是也算“互联互通”的基础设施,会对高铁在经济发展和产业升级中的作用产生不同的评价。
实际上,诸如国际地缘*治、发展不平衡地区之间的产业和技术扩散等因素都可以影响人们对高铁作用的看法。从技术方面讲,新的技术突破可能导致对系统的重新定义,而对系统的定义也会影响高铁系统对技术的选择,例如不同的定义会决定未来5G通信技术在高铁系统中的地位和使用方式。
总之,以符合中国需求和面向未来的概念不断定义和重新定义铁路系统,是使中国高铁保持领先的根本保证。
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中国铁路的“总架构师”
面对中国未来的发展,中铁总在掌握着中国铁路运营资产的同时,完全可以成为塑造中国铁路性质的“架构师”,并以此引领中国高铁技术的发展。
由于系统的架构是把握技术与应用之间关联的关键,所以没有谁能够替代系统集成者的地位和作用。如果系统集成者集中于系统层次的创新,就可以一方面以新的系统概念引领相关技术的发展方向,另一方面以相关技术的发展来重新定义系统。
在这样的“框架”下,各个技术领域的开放竞争就是理所当然的,而创新的边界就可以稳定——这是在铁路系统引入市场竞争机制的前提。
于是,铁路可以成为一个大系统级别的开放平台,既可以吸收和集成来自铁路各个子系统领域的技术成果,还可以吸收和集成来自其他领域的技术(如5G)。在中铁总已经更名为国家铁路集团有限公司之后,这样做比起“鼠肚鸡肠”地与其他工业争利,创造“*绩”的可能性大得多,利害关系也大得多。
中国高铁已有的成就是在不完美的体制下取得的,但要想使这个成就延续下去,就需要让这个体制更完美。
如果当事主体不能靠自己的力量改进,就有理由以国家的力量迫使它们改进。
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中国正在创造历史
中国高铁在短短十几年里取得的伟大成功是行动所造就,尤其是被那些符合正确原则的行动所造就。
中国高铁的建设发生于中国经济高增长的年代,铁路运输的瓶颈和国家投资能力的增强为发动高铁建设提供了条件。
这个过程虽然是从大规模引进技术开始,但在国家层次上发生的一次回归“*治正确”的变化又把高铁的技术进步重新置于中国工业的能力基础之上,使技术引进成为自主开发的补充而不是替代,而国家对铁路(系统)市场的集中控制保证了中国工业的技术学习过程;一旦高铁的发展绩效得到证明,中国就在特定的条件下和特定事件的触发下走上以高铁替代传统铁路的激进道路,随之而来的大规模建设为中国工业提供了持续技术创新的应用机会,而且是世界上独一无二的机会。
我们今天对于中国高铁成就的讨论只不过是在见证一个新时代的开始。中国高铁的发展对于中国学术界的终极教训就是:中国正在创造历史,大量新的实践层出不穷,它们不断突破已有理论所能够解释的范围。
因此,我们面对的是一个高度动态的过程——仅仅在几年之前,包括本文作者在内的所有人还都不可能意识到中国高铁的发展是一场激进创新,只是因为实践尚未至此。
本文选编自路风著:《新火》,中国人民大学出版社,年3月第1版,篇幅所限,内容有删减和调整,注释略。
END
路风教授简介
路风,北京大学*府管理学院教授、企业与*府研究所所长,美国哥伦比亚大学哲学博士。曾执教于清华大学公共管理学院,并先后在北京市委、北京市*府、国家经济委员会和国家计划委员会工作。
路风教授长期专注中国的技术进步、工业发展和工业竞争力及*策问题研究,是当今中国最重要的工业研究学者。多年来,路风教授始终坚持为自主创新张目,为本土工业执言,始终坚持立足国际主流理论体系、理解中国工业发展现实,并在二者的对话与碰撞中发展中国本土创新理论。近年来,他对汽车、大飞机、电信标准、核电、高铁、液晶显示等产业的一系列研究产生了相当大的社会影响。
除《光变》外,路风教授于5年出版的《发展我国自主知识产权汽车工业的*策选择》一书(与封凯栋合著)成为我国向自主创新战略转向的重要导火索;6年出版的《走向自主创新——寻求中国力量的源泉》一书则滋养了国内一代创新研究后学;此外,年发表在《中国社会科学》上的《“双顺差”、能力缺口与自主创新——转变经济发展方式的宏观和微观视野》(与余永定合著)荣获我国发展经济学研究最高奖、张培刚发展经济学优秀成果奖,年出版的《光变》于年获评中国企业管理领域最高学术成果奖——“蒋一苇企业改革与发展研究奖”。
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