中国南车科技创新纪实:轨道交通的芯力量
与其它企业不同的是,“科技先导”战略是株洲所的生存之本、发展之基,53年来,株洲所始终坚持自主创新的发展模式,致力于中国轨道交通“机芯”技术的研制和开发,打破国外对此核心技术的垄断,树立中华民族的自主“机芯”技术体系和模式。其科技创新的机制、创新的历程和模式、雄厚的人才实力和蔚然的创新成果,在民族产业进步中具有借鉴意义。 推动世界轨道交通发展的“芯”力量 ——中国南车株洲所科技创新纪实 龙年伊始,
与其它企业不同的是,“科技先导”战略是株洲所的生存之本、发展之基,53年来,株洲所始终坚持自主创新的发展模式,致力于中国轨道交通“机芯”技术的研制和开发,打破国外对此核心技术的垄断,树立中华民族的自主“机芯”技术体系和模式。其科技创新的机制、创新的历程和模式、雄厚的人才实力和蔚然的创新成果,在民族产业进步中具有借鉴意义。
推动世界轨道交通发展的“芯”力量
——中国南车株洲所科技创新纪实
龙年伊始,捷报频传。3月10日,装载中国南车旗下的南车株洲电力机车研究所有限公司(以下简称“中国南车株洲所”)自主研发的牵引系统的轻轨列车从伊兹密尔市一号线的BONOVA站出发,正式上线运营,向世界宣告了装载中国南车核心牵引系统、网络控制系统等关键部件的轻轨列车首次在欧洲投入运营。
株洲所大楼照片
株洲所制造中心照片
株洲所电力电子产品生产现场
无独有偶,3月15日,装载公司电气牵引系统的首批出口澳大利亚SDA1型交流传动内燃机车完成交付试验,完成了运行距离1800km、牵引重量8000t的铁矿石运输任务,强大的牵引性能、卓越的控制功能及稳定可靠的运用得到澳大利亚方面的高度赞誉。
3月21日,在美丽的“太湖明珠”无锡,公司抢抓市场机遇,依托自主产品研制实力,全力推进项目运作,一举击败庞巴迪、阿尔斯通等国外知名公司成功中标无锡地铁1号线牵引系统项目,再次见证了公司自主牵引系统强大的技术实力和运营能力。
“自主创新的全球视野,决定了我们企业的使命不是对国际标准的仰望,而是要把中国的标准变成世界的标准。否则,失去的是国际市场准入的话语权。在国内外两大市场,中国南车株洲所具备与行业内任何一个世界级竞争对手同台竞技的能力和实力”,中国工程院院院士、中国南车株洲所执行董事、总经理丁荣军如是说。
作为中国牵引电传动领域当之无愧的NO.1,50多年来,中国南车株洲所系借助国家振兴装备制造业的政策东风,高举自主创新、科技先导的伟大旗帜,以打造轨道交通及其强相关领域的第一民族品牌为目标,致力于牵引传动与列车网络控制技术的研发及产业化应经过30年的专注钻研和刻苦积累,成功建立起自主先进的牵引传动和控制技术体系和标准,其中传动控制、变流器设计和网络控制等三大核心技术水平居于国际领先行列,使我国成为世界上少数掌握该技术的国家之一,成功突破发达国家少数公司对行业核心技术的封锁和垄断,为我国轨道交通装备技术进步与产业发展以及国际地位的快速提升做出了突出贡献。
中国南车株洲所还致力于推动科技成果产业化应用,近年来主持开发的7200千瓦大功率电力机车交流传动电气系统、时速300公里以上等级动车组电传动及控制系统等核心技术成果应用到高速动车组、大功率交流传动机车等代表世界先进技术水平的机车车辆上,为我国铁路实现从普载、常速到重载、高速时代的跨越做出了杰出贡献,
同时,中国南车株洲所积极开拓战略性新兴产业,成功将牵引传动与控制系统等核心技术延伸到城市轨道交通以及工业变流、电动汽车、风力发电等产业领域,形成以“同心多元化”为模式的产业发展结构。
在推动轨道交通装备等重大核心技术进步,推动战略性产业自主崛起的同时,公司也获得了显著地经济效益,“十一五”开局之年,公司销售收入在2010年过百亿的基础上,面对国外欧美发达国家经济复苏乏力,国内铁路机车产业发展放缓以及新兴产业竞争激烈等挑战,逆势扬帆,再次突破140亿元大关,连续6年保持在40%以上的平均增长率。
经过多年的改革与发展,中国南车株洲所成功转型为一家科技先导的高科技企业集团,成功探索出了一条“以科技促产业,以产业养科技”的良性发展模式,“科技创新”也成为牵引中国南车株洲所不断发展的一股强大动力引擎。#d1cm#page#
科技先导:抢占制高点
始建于1959年的中国南车株洲所,是新中国铁路(微博)机车车辆领域最早成立的专业性研究所之一。成立伊始,曾参与设计生产中国第一代“韶山1型”电力机车,成功解决了当时困扰电力机车发展的“三大件”难题,并首次将半导体整流装置代替引燃整流装置,开启了国产电力机车电力电子时代。几十年来,“韶山”系列机车成为担负中国铁路电气化运输重任的干线机车。在此后的50多年间,中国南车株洲所逐步发展成为国内唯一一家集电力牵引系统开发和行业技术归口于一体的应用型研究所,为中国铁路机车车辆(含高速动车组)整车生产企业提供系列的技术支持,被誉为中国机车车辆自主牵引系统的“母体”。
牵引传动和网络控制是两大标志性技术,具有牵引功率大、速度高、节能环保、运营经济等优点,是现代机车车辆(含机车、动车组、城市轨道机车车辆)的“心脏”和“大脑”,被誉为“机车之芯”,是一个国家轨道交通装备水平高低的重要标志之一,也是重载和高速牵引的基础,国外上世纪八十年代中应用,仅为西门子(微博)、阿尔斯通、庞巴迪和日本等少数公司和国家所掌握,且至今不对中国转让。
为了打破少数跨国公司对铁路核心技术的垄断,中国南车株洲所以科技报国为己任,累计投入30多亿元的资金,耗费了三代科技专家的心血来,特别是以丁荣军院士领衔的第二代科技团队,在资料和开发手段匮乏的情况下潜心研究,建立适合国情的大功率牵引传动系统技术模式,创建了技术和产品平台并形成了产业。
早在70年代末,改革开放刚刚起步,中国南车株洲所一批年轻的科技专家敏锐地意识到科技的春天到来了,在狭窄的实验室里做小功率的同步电机试验,尝试着小功率的交流传动的研究,1984年,中国南车株洲所率先完成了“交直交”变流器—异步电机系统的研究试验。尽管功率只有20千瓦,但创造了国内最大的交流牵引电传动系统的最高功率。
1989年,中国南车株洲所成立了国内第一个交流传动研究室,在铁道部的支持下,中国南车株洲所主持了“电力机车三相交流传动800—1000千瓦机组地面试验”这一重大课题。该课题的成功,实现我国牵引电传动首次进入“千千瓦级”。
此后,在铁道部的支持下,中国南车株洲所和株机厂联合研制AC4000交流传动电力机车原型车,经过7年的研究,终于研制出中国第一台交流传动电力机车原型车,它的出现使我国成为世界上少数有开发交流电传动机车。
此后中国南车株洲所又相继启动了高性能交流传动控制技术、大功率GTO主变流工程、中大功率IGBT主变流器等一系列牵引电传动核心器件技术的研究,先后开发出大功率交流传动电力机车“熊猫号”和高速动车组动力车“蓝箭号”,标志着我国交流传动电力机车的工程化进入新的阶段。标志着我国铁路机车进入现代高科技领域;2001年,“奥星”号交流传动电力机车和“中原之星”交流传动城际机车双双研制成功;2002年,我国首台“中华之星”高速交流传动电力机车、“先锋号”交流传动内燃机车、“西部之光”交流传动货运内燃机车相继问世。
新千年以来,中国铁路科技发展历史揭开了新的一页。随着中国加入WTO、国内铁路市场面向外资开放。2003年,中国铁路开始大规模的铁路机车技术“引进—消化—吸收—再创新工程”,国际铁路机车车辆五大巨头相继与铁道部签订合作,并与国内企业组建合资公司。中国铁路机车制造企业面临国际机车的“重兵压境”,国内铁路机车市场竞争格局面临新一轮的洗牌。
面对外部环境发生的深刻变化,中国南车株洲所认真分析当时的国内形势,认为随着中国国民经济的快速发展,就必须发展以铁路运输为主导的轨道交通装备制造产业,这也就意味着“高速”和“重载”是解决中国铁路发展瓶颈的必然方向。因此,在铁道部等国家部委的支持下,中国南车株洲所瞄准国际一流水平,着力提升机车牵引电传动系统核心技术,力争在中国铁路从普载、常速到重载、高速时代的跨越中,抢占技术制高点。
按照国务院“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”的要求,中国南车株洲所积极参加引进消化吸收再创新工程,以“先进、成熟、经济、适用、可靠”为纲领,以高速、重载为突破口,高起点引进国际一流技术,以国产化为重点,加强创新,高标准瞄准国际品牌,开始了史无前例的大规模牵引交流电传动系统技术的研制。
中国南车株洲所将原始性创新、系统集成创新和引进消化吸收再创新三者有机结合起来,依托早期雄厚的工程化锻炼及人才基础,中国南车株洲所先是借鉴和研究国外先进技术模式,以国外某种车型为参照,结合我国铁路应用的实际情况,确立系统的技术条件和各部件参数要求,分别进行部件的研发,然后将各部件组合成系统进行试验研究和验证,再装车进行试验和验证,从局部的成功到整体,直到整个系统的成功。
仅仅用了3年的时间,中国南车株洲所的科研设计、生产制造和实验检验有了飞跃性的发展,以丁荣军为代表的中国南车株洲所科技创新团队,结合欧美、日本两种技术流派的长处,主攻电路研究,创造性的发明了以两点式和异步电机为主、兼有三点式和同步电机的全新技术模式。
从大系统到大部件、从关键材料和关键工艺、从核心硬件和核心软件上向该技术发起了全面的攻关,中国南车株洲所先后开发了18种不同型号变流器产品、11种控制模块、2种型号新型电力电子器件,通过对传统电传动技术与高端电力电子、信息化软件技术的嫁接,中国南车株洲所,这个老牌的中国电力机车牵引电传动系统集成技术与网络控制技术的佼佼者,再次确定了国内领先地位,形成了独有的技术创新体系和创新能力。
2007年4月18日,全国第六次铁道大提速。在首批开行的52列高速动车组中,有70%以上的牵引电传动系统和网络控制系统由该公司提供。在所有提速机车中,中国南车株洲所提供的动车组关键核心部件有6大类,约20个品种,与同期运行的进口高速机车争相辉映。
2008年,随着中国铁路技术的不断进步,以时速300公里为代表的高铁技术和以更高功率等级为标志的重载机车技术成为新时期我国铁路机车自主创新的新方向,中国南车株洲所决心发起向世界顶端机车牵引电传动技术发起冲刺。
2008年11月底,在国外新型交流传动大功率机车几乎独占中国市场的时候,中国南车株洲所团队经过夜以继日6个月的苦攻,具有完全自主知识产权的7200 kW大功率电力机车交流传动电气系统终于研制成功。该系统性价比较高,很快成为世界领先的主型电力机车的定型系统。
目前,装有该公司自主交流传动系统的近1000台7200kW电力机车已成为我国货运机车的主力,累计销售合同超过,40多亿元,更为重要的是,该项目技术的成功研制,迫使国外公司大幅降价,对比自主系统进入市场前后国外同类产品价格,仅此类型机车已为国家节约重大装备投资资金超过20亿元。
这期间,国家组织新一轮的自主高铁技术的研究,在九大核心技术中,中国南车株洲所主持其中时速300公里以上等级动车组电传动及控制系统等3项关键技术的研发(牵引变流器、牵引控制和列车网络控制系统技术),成功解决了困扰高速动车组“变流器功率大、体积小、重量轻”等技术难题,使变流器的功率密度大幅提高了30%,研制出当前世界单列功率最大的动车组变流器。2010年12月4日,装载自主牵引系统和网络控制的CRH380A商用动车组创造了486.1公里/小时的世界铁路运营最高时速,向世人证明了中国铁路“机芯”技术的王者地位。
随着中国高铁铁路建设进入高峰期,公司先后中标时速300公里的武广高铁、郑西、沪杭、京沪高铁项目,共计140列1600余台。特别京沪高铁项目,公司拿下半数以上关键部件订单,成为国内自主高端牵引电传动系统最大的供应商。中国南车株洲所完成了从“技术引进的先行者”到“自主创新的领导者”的蜕变,推动中国铁路技术进入世界强国之列。#d1cm#page#
在这场史无前例的“机芯”技术攻关中,IGBT应用技术的成功自主掌握,无疑是最大的亮点,它被中国南车株洲所成功突破,被业界认为抢占机车核心技术的“珠峰”制作。
IGBT,中文名称绝缘栅双极晶体管,英文全称Insulated Gate Bipolar Transistor,它在轨道交通牵引变流器中起着关键作用,如果牵引变流器被称为“机车之芯”,而作为牵引变流器的核心元件,IGBT被称为“机车之核”。牵引变流器作为机车(高速动车组、城轨、电力机车等)的“心脏”,决定了列车的启动、制动和最高运行速度等性能,具有十分关键的作用。而IGBT作为牵引变流器的核心元件,其性能及可靠性直接决定了牵引变流器的性能及可靠性。
不仅如此,IGBT几乎还涉及到关于国计民生的各个领域,是节能和低碳经济的主要支撑技术之一。对掌控国家经济命脉、推动民族产业崛起具有重要作用。
早在 2007年,中国南车株洲所启动“高压IGBT元件研制”项目,制订“收购—整合—创新”的战略,确定“先期导入封装技术,后续再整合、创新芯片技术”的实施计划,并于2008年完成了对世界著名的半导体公司丹尼克斯公司的并购。并于2010年在国内建成第一条高压IGBT封装线的建设。该IGBT封装线该是在中国南车位于英国的半导体基地的高压IGBT模块技术的基础上,通过吸收国际IGBT模块的最新技术成果、采用先进的工艺设备建设而成,是一条有竞争力、能满足轨道交通牵引应用要求的大功率IGBT模块生产线,具备大功率IGBT模块封装与测试能力。封装线设计产能为每年6万只大功率IGBT模块。所生产的模块主要用来满足中国轨道交通市场的需求,同时兼顾电动汽车、风力发电、工业传动,智能电网等领域。
2010年5月,中国南车在英国丹尼克斯公司成立功率半导体研发中心,共同研发新一代IGBT技术。内容包括了标准的用于轨道交通的焊接式IGBT模块及全新的用于智能电网的压接式IGBT模块,电压等级最高位。项目由双方500千伏,为国内目前最高。
2011年5月25日,中国南车株洲所大功率IGBT产业化基地奠基,标志着我国首条8英寸IGBT芯片生产线项目正式启动。项目设计年产8英寸芯片12万片、IGBT模块100万只,中国南车株洲所成为国内唯一掌握IGBT芯片设计—芯片制造—模块封装—系统应用完整产业链企业,填补了国内相关技术领域的空白,目前,该项目正有序推进。
仅用了4年左右的时间,中国南车株洲所“机芯”技术的科研设计、生产制造和检验实验有了飞跃性的发展,培养了一支高素质的员工队伍。实现了牵引交流传动系统从核心元件到部件系统集成的技术开发应用体系,同时也确立了中国南车株洲所在中国轨道牵引交流电传动系统集成技术领域的领军地位。
三高之策:稳占主导权
问渠那得清如许,为有源头活水来,迈向核心技术之巅,聆听世界轨道交通铿锵的脚步声,追寻中国南车株洲所科技创新历程大发展、大跨越背后的足迹,30多年来,该公司广大科技工作者用汗水和智慧向我们交出了一份精彩的答卷。
高强度投入,构筑科技发展的保障。中国南车株洲所始终坚持“以科技立企,以产业兴企”的发展方针,不断加强核心技术开发,实行科研成果产业化运作”,三十多年来,公司每年将销售收入的8%以上作为科研经费,近三年更是达到10%以上。这在比例是同行业平均标准的3到5倍。
作为中国南车轨道交通产业的承担着,南车时代电气(03898.HK)研发经费由2009年的19081万元,到2010年的32210万元,再到2011年的38074万元,平均增长18%。
另一上市公司,南车时代新材,“十一五”期间,共计投入新产品研发费用8000万元左右,同时为建设更先进完善的科技研发平台,在软硬件建设上投入资金3000万元。
不仅在科技研发上,近五年来,中国南车株洲所投入近2亿进行扩建和新试验能力建设,打造轨道交通领域同业规模最大、设备最为齐全、技术实力最为雄厚的检测检验中心;投资了约17亿元新增一大批专业化制造基地,新增建筑面积接近30万平方米。
中国南车株洲所科技之所以成就辉煌,最重要的原因就是将研发创新能力作为核心竞争力来培植,围绕核心技术开发,辅之以检测检验、专业制造等配套设施,在技术研发上,形成完善的链条,打造了行业内绝无仅有的大科研开发平台。
高素质人才,锻造持续创新能力。没有金刚钻,揽不来瓷器活。企业科技工作的发展,最根本的还是人才,人才是科技工作的出发点和归宿。
随着企业规模化、现代化和国际化发展步伐的提速,中国南车株洲所以整合资源为主要内容的核心竞争力,其涵盖的资源范围已不仅局限于自然资源和资本优势,更重要的是高科技人才、特别是尖端技术的人才。据了解,该公司在高科技人才培训、开发及应用上力度加大,效果明显。五年来,中国南车株洲所通过提高工资待遇、建立项目奖励机制以及帮助员工设计“乔”型职业发展体系管理等先进理念,集聚了业内一大批精英。公司通过内部培训、战略联盟、全球采购等方式充分利用全球的技术、人才、资本和经营管理经验,促使我们的技术和产品迅速升级换代。
“十二五”开局以来,中国南车株洲所加快了对企业科研资源整合的步伐,通过整合与完善技术研发平台,建立与完善体系化的制度与流程,构建企业战略管控中心、资源协调中心、产品与技术研发中心、产业技术孵化中心、研发管理平台的“四中心一平台”的组织结构,破除组织壁垒,打造公共平台,整合核心研发资源,形成“统筹规划、组织协同、人员调配、资源共享”的科研开发与创新体系,促进研发资源利用由分散向集约转变,科研组织管理由松散向集中转变,打造产业航母舰队的“核动力”。
针对公司最为核心的牵引电传动技术,2011年,该公司在前期工作基础上,完成了以设计、产品、制造为内容的“三大技术平台”建设,实现平台滚动发展,持续提升产品质量水平,提高项目开发效率,降低产品成本,提升企业核心竞争力,建成具有世界先进水平的技术管理软硬件。
在“十二五”的第一年,中国南车株洲所“三大技术平台”取得显著成就,策划了83个三大平台项目,优化并完善了17项工艺管理标准的各项表单并通过PLM系统进行了固化,RDP开发程序得到有序推广,完成了动车组电传动系统的仿真实验室的建设,DTECS-2、TEC4000等下一代产品平台完成了关键技术研究,开始进入平台样机研制。
同时,该公司积极吸纳凝聚外部科研资源,通过战略合作、联合办学等,与高校、科研院所建立各种合作关系,开展前瞻性的基础技术研究。2011年,先后与中国科学院微电子所、清华大学电机系、西南交通大学等国内知名院校,开展在SiC功率器件、电机控制、电气传动、电能质量、柔性输电、新能源及高压变频等技术以及人才培养的全方位合作。
截止到2012年7月底,公司拥有近100名博士、1000名硕士,形成了以1名中国工程院院士,8名首席专家、59名教授级高级工程师、16名政府津贴获得者领衔的5000余人的科研队伍。拥有两家企业博士后科研工作站和三个国家级技术平台,成为中国轨道交通名副其实的“人才洼地”和“技术硅谷”。如今,在该公司科技大舞台上活跃着由资深专家、首席专家、学识带头人、骨干科研人员、基层技术人员等不同层次的科研团队,他们为持续创新提供源源不断的动力支持。
凤凰栖吾枝,亮翅放清音,雄厚的人才队伍,带来丰硕的科研成果。据统计,“十一五”期间,中国南车株洲所则累计创造1000多项科技成果,800项发明专利。其中,最具分量的是,作为IEC/TC9国际标准中国归口单位,五年来,中国南车株洲所组织制订国家标准共44项,完成企业标注制修订209项,并获得了IEC62580—2和IEC62621等两项重要国际标准的主导起草权,这在中国轨道交通装备制造企业中更是史无前例。#d1cm#page#
高速转换,科技成果香满园
掌握关键的核心技术,创造出系列的科技成果是第一步,推动产业化运营则更为关键。
“不同的企业在不同的发展阶段对发展模式会有不同的选择。中国南车株洲所走的是一条科技产业化的道路。我们承载的使命,不仅在于把技术转化成了现实的生产力,做大一个企业,更重要的是把一个国家级的研究所带入市场,引领行业技术进步。”丁荣军说。
还是在2000年9月,中国南车株洲所正式脱离铁道部,与铁道部原有的隶属关系转变成了制造商与客户的关系,同时来自跨国企业、中国南车内部、中国北车、民营企业在技术、人才、管理等方面的不同优势,中国南车株洲所在铁路内的市场面临着严峻的挑战,传统轨道交通市场到底有多大?传统优势到底能保持多久?这些都是该公司难以回避的问题。
“市场迟早会饱和,不主动适应铁路发展的大形势,不主动求新求变,中国南车株洲所迟早会被市场无情地淘汰。”丁荣军在该公司内部经营工作会议上告诫大家。
在激烈的市场竞争环境中,中国南车株洲所意识到了自主创新的重要,意识到发挥核心技术优势寻求新的市场空白点加快产业发展的重要性。正是基于这样认识,该公司提出了“同心多元化”的产业扩张战略。
依据“同心多元化”的发展模式,本着将传统轨道产业做大做强、将核心技术引入朝阳产业,将定位扩大到全球市场的理念,中国南车株洲所已形成了以电气传动与自动化、高分子复合改性材料、新能源装备、电力电子器件为主的四大产业板块。其产品拓展到了以铁路机车电子、信息、轨道维护装备为基础,辐射延伸至工业传动、城市轨道交通,光伏发电、电动汽车、风力发电、工程机械等多元化市场。
2004年以来,中国南车株洲所借助于中国铁路大发展的历史性机遇,依托铁道部实施的六轴7200千瓦、时速200到300公里以上、六轴9600千瓦电力机车等级高速动车组等项目载体,在产业化的路子大踏步前进,走出了一条正确的民族装备制造业振兴之路。2008年年底,公司赢得了铁道部2009年240台大功率交流电力机车电气系统价值以40多亿元的大订单。先后进入京津、武广、郑西、京沪等高铁市场,几乎全部参与铁道部时速200公里到350公里高速动车组市场。
国家的政策支持,中国经济发展提供的巨大市场,增强了公司在世界轨道交通装备市场上竞争力,提高了公司应对市场变化的能力。中国南车株洲所六年时间产值翻了六倍,迅速完成了产业化布局,形成了从核心器件、到关键部件、再到系统集成的高端产业链。
不仅在传统的优势的轨道交通产业上保持领先地位,该公司新兴产业也成为公司经济快速发展的又一增长极,占据公司销售产值的半壁江山。在电动汽车产业方面,从2006年开始,公司相继完成电动汽车产业化基地建设、专业化公司组建以及产品开发、技术升级、质量体系认证等多个工作。成为国内全国唯一一家同时拥有电动汽车整车资源、关键零部件核心技术和动力系统技术平台的高科技企业。在市场方面,公司先后成功进入北京奥运会、上海世博会、广州亚运会和长株潭、昆明新能源汽车示范推广项目,是北京奥运会、上海世博会最大的电动汽车系统和部件供应商。目前,公司投放在长株潭、天津、昆明、成都的新能源汽车已经接近1800台,占国内四分之一,整车零部件超过2600多台(套),占据近70%的市场,总销售额超过8亿元。
风电产业:从2006年开始,公司相继完成了样机试验安装、产业基地建设以及产品批量生产,成功开发出国内首个具有自主产权的1.65兆瓦全功率风电变频器,成为国家兆瓦级风力发电机组变流系统高新技术产业化示范基地。在市场方面,公司先后与中国华电、中国华能、中国大唐三家电力公司签订战略合作关系,产品进入东北、内蒙、华北、西北、湖南仰天湖等市场,手中握有各类风电产品订单超过20亿元。
城轨装备产业:南车中国南车株洲所作为目前中国唯一在城轨牵引系统具有自主知识产权的国有企业,解决了电网与传动系统谐振、无电区网压突变、低恒速定位控制等关键技术,城轨产业是中国南车株洲所在新产业开拓步伐上收获的第一个硕果。公司先后在在北京、上海、广州、深圳、香港、沈阳、天津、长沙等大中城市地铁项目中的均有核心产品进入和良好表现,并打破外国公司长期垄断中国市场的局面,已为土耳其、新加坡、香港、深圳、京、津、沪、穗、渝等提供产品,累计销售过15亿;自主系统进入城轨领域后,近三年为国家节约70多亿元。
在新材料产业,中国南车株洲所雄踞高分子复合材料减振降噪这一技术高地,利用核心技术衍生出减振降噪产品、绝缘材料、桥梁产品、风电叶片、塑料制品等,在保持轨道交通业务快速发展的同时,逐步向建筑减震、汽车、水务等领域拓展。其市场涉及铁路、城轨、汽车、风电等10多个产业领域,已经出口到东南亚、中亚、欧美和大洋洲,销售额每年超过数千万美元,并以每年30%的速度在增长。
目前,中国南车株洲所高科技成果的转换率超过85%,已经成功走出了一条“以产业养科技、以科技促产业”的良性循环道路。
“同心多元化”的发展模式不仅体现在有形的产业上,在资本这个看不见的“战场”上,中国南车株洲所这种模式所取得的成绩同样引人瞩目。
2002年,中国南车株洲所旗下时代新材3500万A股成功在上海上市;2004年重组株洲电机厂,归并北京昌平厂;2006年,时代电气成功登陆香港H股,成为中国轨道交通装备制造领域第一家在海外上市的企业。2008年,在金融危机的大背景下,公司用不到1亿元的现金成功收购世界第六大半导体公司——英国丹尼克斯,成为中国轨道交通装备制造第一家实现跨国并购的企业。2009年4月与中铁宝工有限公司合资成立宝鸡南车时代工程机械有限公司,凭借此次资本运作,公司将业务延伸到了工程机械整车领域。
通过资本运营,合并重组后的中国南车株洲所,产业结构更明晰,技术实力更强大,从轨道交通、高分子材料到新能源,产业辐射领域“同心多元”,呈现出“葡萄”效应,跻身为多元化发展集团性公司。
创建体系,让创新成为习惯
形成了研发和产品的实际突破固然值得欢欣鼓舞,但在南车株洲所决策层眼里,创新体系的日渐清晰更加令人欣喜。在南车株洲所构建的创新体系——即设计、制造、产品三大技术平台和一个质量管理系统面前,所有的研发制造问题都被数字化、标准化、模块化和系列化了。
“研发过程可分解成很多步,而每一步都是可控的。”冯江华说,自主研发世界级的创新产品,虽然难度极高,但在预研的时候就已经把它们打烂揉碎分解,按照设定的流程,科研团队逐个解决。
周桂法是南车株洲所的首席专家,也是创新体系的主要推动者之一。20年前,在与跨国公司的合作中,他深有感触:当我们还在一个项目一个项目“啃”的时候,别人的一套平台就能覆盖绝大部分产品,包括了近期应用开发和整体远期规划。二者之间的鸿沟犹如“小米加步枪”与飞机大炮的区别。
随着我国经济的发展,当年可望而不可即的梦想逐渐有了实现的可能。南车株洲所持续投入数千万元打造出自己的三大技术平台和质量管理系统。
周桂法说,创新体系最大的特点就是可以不断累积过程资产,也叫知识资产。“把每个项目的设计过程,从前期分析、规划到立项,每个阶段的具体内容都编好,都建成模板,并且有样例,有大的应用方向,整个目录层次一目了然。”
对于南车株洲所,这就是全过程的“流程再造”,而其效果也非常明显。以产品为例,以往的一致性通过率可能只有50%,现在能达到90%以上;现场返修率以前可能是10‰,现在降到2‰以下。
创新体系更是一种产品的“全生命周期管理”。“在它的保障下,什么难题解决起来都会有水到渠成的感觉。”周桂法说。
以此为基底,以牵引电传动和网络控制技术为核心,他们先后为时速200公里、300公里、350公里及更高速度等级国产化动车组提供了近70%的核心部件,并将最新平台研究成果运用到我国7200千瓦六轴大功率交流传动主型货运电力机车上,使货运重载机车的国产化水平从70%提高到90%以上。
南车株洲所的创新实践,正是中国南车持续自主创新的一个缩影。
中国南车总裁郑昌泓告诉记者,2011年,中国南车全年科技经费投入占营业收入比例达到6.6%。国家高速动车组总成工程技术研究中心落户中国南车四方股份公司,南车成为我国轨道交通装备制造领域内惟一拥有高速动车组工程技术研究中心的企业。年授权专利数由2006年的109件增长到2011年的1280件,累计拥有授权专利量居国内同行业第一。
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