中国高铁如何短短几年就冲到世界第一

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2017-10-05 20:25:15

深受教育的青岛四方,为此在全厂轰轰烈烈开展了一场长达半年的“向不良习惯说不”的运动,厂报记者每天抓拍中方工人随意、粗放的行为表现,登报示众,进行点评。工人们说,平时没感觉,登报一对比,“真是惊出一身冷汗”!

在长期的合作中,中国工人和外国专家结下深厚的友谊,过年过节,德国专家被请到家里一起包饺子,法国人、加拿大人被请到联欢派对上跳舞唱歌。在青岛四方工作的日本专家归国后,有些人借休假之机,还自费到青岛来看望他们的中国“师兄弟”。看到中国工人夜以继日地奋战,德国专家布拉赫激动地跑进唐车领导人办公室,强烈要求安排工人休息。看到中国工人那么辛苦,一些德国工人不计报酬,和中国工人一起加班……

5、追踪中国高铁技术核心来源

关于引进动车组技术,这部分铁道部确实干的不错。不过相对于这些年铁路整个产业链的进步只是很小的一部分。因为要引进消化的技术远不止动车组这一点。简单来说,引进技术就等于抄数学作业,虽然有解题步骤,但你并不知道他如何想到的,不知其思维过程,题目一变,就又抓瞎了,无法实现独立自主。如果自己对此类问题有长期自主思考和经验积累,引进技术才有顿悟的感觉,才会融会贯通,变成自己的东东并更上一层楼。

举个例子:轿车工业走上合资道路时,多数中国企业并没有建立起来“产品开发平台”,仅有的红旗和上海牌也被淡化或扔掉,技术能力削弱。

其一,为什么大规模引进没有破坏中国铁路装备工业的技术能力基础?

其二,为什么还对中国高铁技术的迅速进步起到了正面作用?

快刀洪七:中国高铁如何短短几年就冲到世界第一?

首先,中国铁路装备工业在大规模引进之前已经具有较强的技术能力基础,体现在能够几十年向铁路提供产品的产品开发平台上。相比之下,当年运10尚在开发过程之中,其产品开发平台处于尚未能够按照经济合理性提供产品的阶段;而轿车工业则干脆缺乏产品开发平台。

其次,中国铁路装备工业的产品开发平台,或可称为研发系统或技术能力基础没有被全盘引进所破坏。引进的技术就只能在中国产品开发平台的框架内起作用,而不会发生对中国技术能力的替代。

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大规模技术引进的作用:一者,帮助中国工业建立起现代化的制造体系;二者,使中国工业获得了完整的产品(高速列车)经验。

引进前,中国工业的制造过程普遍粗放。引进中外方按照生产引进车型的要求,帮助中国企业对制造体系,包括生产流程、质量保障、物料供应、操作规程,进行大规模重组,以保证生产效率和产品可靠性。正如某位中国技术人员所讲,“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往往会阻碍技术人员的努力。但大规模引进一扫这些障碍,迫使企业从领导到工人都接受改造。” 从引进中得到管理进步和精益生产的理念和方法,包括物料管理、现场生产工艺管理、规划分类、对供应商的管理、质量控制能力等等,既能生产方便,又能保密。通过引进,建立起质量能保证、技术能受控的整个制造体系。

中国定点生产高速列车的企业都进行了大规模固定资产投资,建设了在世界发达国家也罕见的巨大厂房和生产线。高质量的制造体系也就成为自主产品可靠性的保证。 成熟的产品设计是关于产品技术完整经验的信息载体,大规模引进的作用是花钱让外国企业把成熟产品设计和制造的完整信息向中方披露,使中方提高了制造能力。

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今天,中国高速列车制造企业及其产业链的技术能力都比2004~2006年大规模技术引进之前有了非常大的提高。

这种为了消化吸收引进技术特别是为了自主创新而有目的发展的能力,长客在开发CRH380B的时候,就是由中科院力学所主持对其设计进行了风洞试验,这是长客当年在做长白山号时不知道怎么解决的,甚至当时也没认识到这种试验的意义。

四方在引进初期所用的铝合金板材全部进口,但今天已经全部国产。把铁路装备工业的高铁技术研发置于国家创新系统之中,某种意义上可称为高铁技术研发的“举国体制”。通过参与国家科技计划的研究项目,使企业通过项目直接与科研机构、大学和其他行业的企业进行合作。这种工业研发新模式不仅对于中国铁路装备工业,而且在中国工业发展史上都是首创。

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中国铁路装备工业的主要企业并没有与外国企业合资,唯一的例外是与庞巴迪的合资企业。而且,中国的铁路市场也不允许外国企业直接销售外国品牌的产品。即使是2004~2006年的大规模全面引进,也不属于“以市场换技术”模式,而是纯粹的“以金钱换技术”,不过是一般技术贸易而已。

6、大规模高铁建设推动高铁技术的发展

在近十年中,中国的高铁建设的规模和速度是全球领先的,已经拥有超过

9300公里

的高铁线路,京沪高铁 (1318公里)、哈大高铁 (921公里)和京广高铁 (2300公里)的长度都超过世界上其他高铁线路。相比之下,欧洲和日本加起来也就五六千公里,而美国则尚未建过高铁。大规模高铁建设为中国高铁技术的发展提供了世界上独一无二的应用机会,而高铁建设的速度也决定了中国高铁技术进步的速度。

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应用对于技术进步的影响有二:

一者,应用是技术研发和创新获得经济回报的唯一途径,得不到应用的技术研发不可持续。大规模高铁建设所带来的确定需求给企业的产品开发和新技术采用提供了动力和财力,使装备制造企业产生了不断创新的势头。

二者,应用为技术改进和创新提供了“问题”的来源和解决“问题”的压力。对大量实验和应用积累了创新的经验和基础。

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按照中国的需要来建设高铁,是高速列车技术创新的压力和动力。中国高铁的目的和功能与国外不一样,是用来解决大面积运力不足问题的。国外的高铁线路短,再加上需求有限,列车运行时间短,如日本的高速列车每天只跑2小时。相比之下,CRH380A按350公里的时速在京沪高铁线上跑一趟就要4个小时。

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长时间连续运行和短时间运行对列车的技术要求是不一样的,长时间跑就要求列车具有长时间工作的可靠性,就会对列车各个关键环节(尤其是转向架和牵引系统)提出更苛刻的技术要求,对材料和结构提出不同要求,这也是“迫使”中国技术超过外国技术的动力。

日本列车更接近中国的条件,也仍然需要接受大量的适应性改造,而西门子的车就被改得更多了。中国企业对引进车型进行的适应性改造,都接近于从头开发产品所要求的技术过程。如在跑线路之前要对牵引系统做模拟、组合试验,还要模拟运行中各种可能出现的恶劣状况,要做包括疲劳可靠性等各种试验。此外,改造不可能一次性成功,需要不断地通过试验进行改造。

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这个过程使中国企业获得了原来不掌握的整车试验数据,成为中国企业后来进行整车自主开发的经验基础。因此,在中国高铁发展中,对引进技术的“消化、吸收、再创新”是必须的,这可能是中国工业的技术能力基础没有被大规模引进所破坏的原因之一。

7、一个看似偶然的事故,激发出一项中国创新

引进消化时速200公里动车组技术——自主研发时速350公里动车组——创新研制时速380公里动车组。6年时间,中国高铁完成了惊人的“三级跳”。

高铁是当代新技术、新材料、新工艺集大成的产物,除了没有翅膀(却多了两条信息化、现代化的轨道),其复杂程度几乎与航空航天技术不相上下。让中国高铁冲到世界第一的速度,没有强大的自主创新能力是不可能办到的。

CRH380B是从西门子的车型平台上发展起来的,但西门子并没有多少开发高寒车的经验,因为德国没有高寒线路。中国企业在以前的普通机车车辆上就有对付高寒的技术积累,自然就把原来做高寒车的许多技术用于高速列车。

CRH380B高寒车在哈大线上跑起来之后,西门子很着急,很想知道长客在高寒车上做了什么。西门子的焦虑是可以理解的,因为大量的新技术就是来自解决现有技术在应用中出现的问题。

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2007年冬,京哈线上的一列动车组在行驶中因突然断电而停车。赵明花立即带领一批专家赶往现场了解情况。这位身体单薄、性情文静的朝鲜族女性与同事们一起登上车顶,查找故障原因,测试各种数据,最后认定:速度飞快的动车组从北京到哈尔滨,经历了急剧变化的温差,造成车顶出现冷凝水,导致电路短路。赵明花和同事们意识到,“这肯定不是偶然的事情,如果不从内部结构上加以防范,在高寒地区有可能经常发生!”由赵明花主持的一个设计团队迅速组成,几个月之后,一项动车组电器内部构造的创新设计完成了,从根本上杜绝了冷凝水断电故障。一个看似偶然的事故,激发出一项中国创新!

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2009年圣诞节前夕,穿越英吉利海峡海底隧道的“欧洲之星”高速列车遭遇大雪天气,进入隧道后因冷凝水浸漫导致断电,5列车被堵在隧道里动弹不得,“欧洲之星”被迫停运3天——赵明花看到这则新闻,感慨地对同事们说:“幸好我们早有发现、早做预防了!”

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这样,出现故障问题就变成好事。以前解决故障问题的结果已使长客申报了数项发明专利,而上述故障也将带给长客新的专利。不仅如此,迅速技术进步的情境也在改变着干部职工的观念和习惯。长客某副总赶到现场的第一句话就是:“赶快送实验室!”只是说到这里时,赵明花才开心大笑,还有什么能比一个企业上上下下都产生实验室“依赖症”更让技术负责人高兴的呢?

8、搞出新型水泥,

你连这点雄心壮志都没有吗?

2005年7月,京津城际铁路开工建设,中铁六局丰桥公司承担了14910块无砟轨道板的预制任务。轨道板是无砟轨道结构体系中最基本的支撑物,是高铁轨道核心技术之一。按德国工艺要求,轨道板必须用超细水泥制作,而国内尚无厂家能够生产,如果全部进口,不仅价格昂贵,工期也很难保证。

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一个受制于人的大难题横在高铁人面前。赵秀丽跑遍华北各大水泥厂,动员游说厂方进行试制。一次次试验的失败,令多家水泥厂先后告退,只有一家还在犹豫不决。厂长是个膀大腰圆的汉子,赵秀丽对他说:“你一个大男人,还不如我坚强吗?”几个月后,符合国际标准的高规格水泥终于试制成功,实现了原材料国产化的重大突破,仅此一项,为丰桥公司节约资金1500多万元。

超细水泥不仅成本过高,而且耐久性差。能不能用改进的国产普通水泥替代呢?她和同事们废寝忘食,反复研究试验,寻找最佳配比和路径。京沪高铁开工以后,赵秀丽找到山东一家水泥厂,厂长一听她对水泥成分的新要求,吓了一跳,连连摇头说:“我们的产品已经达标,不愁市场。你的要求我们做不到,算了。”赵秀丽向他介绍了中国高铁的宏伟计划,说:“高铁市场这么大,要是把新型国产水泥搞出来,将带来源源不断的效益,你连这点雄心壮志都没有吗?”

这位山东大汉热血沸腾了。经过数百次反复试验,又一项创新成果——国产新型“绿色高性能水泥”问世,世界一流的无砟轨道板诞生了,为企业节省投资7000万元,更为今后中国高铁大发展提供了充足可靠的材料保障!

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中国幅员辽阔,地形、地质之复杂是国外同行不曾遇到的。郑州至西安路段,是全世界唯一铺设在黄土地带的高铁,何华武说:“黄土缺少支撑力,遇雨就沉降变形,像水浸过的面包一样。”高铁路基架在这样的土质上,如果固化不好,轨道就变成“面条”了。十几位院士和一批专家汇集到黄土高坡上“集体会诊”。就凭着这样的集体智慧和创新勇气,郑西线的湿陷性黄土地基,武广线的岩溶地基,广深港和甬台温的淤泥地基,合宁的膨胀地基,哈大线的高寒软土地基等等,都被中国铁路人一一攻克,并实现了“零”沉降!

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9、武广线牵引导线的平直度平均达到0.05毫米,比头发丝还细

2009年12月9日,在武广线试运行过程中,中国动车组以“双弓重联”的方式,创造了时速394.2公里的速度,这是又一项世界级的新纪录!

所谓“双弓重联”,就是将两列动车组、共16节车厢联挂运行,上部同时升起两个受电弓,从空中的接触网导线获取动力。这种大编组联挂,无疑会大大提高运输效率。但这绝不是“1+1=2”的简单等式,因为列车前弓高速冲击接触网后,会引起接触网的振动,使后弓与导线的“密贴跟随性”(专业术语称之为“弓网耦合”)大为降低,剧烈的振动有可能造成后弓离线、撞线,产生大量火花,严重的时候可能会出现烧线、刮弓,酿成重大事故。此前,仅有西门子在西班牙高速铁路上做过“双弓重联”试验,尚未在正式运营中应用。

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中铁电气化局年轻的副总工程师董安平率领他的团队,承担了攻克“双弓重联”这一世界性难题。回忆这段艰辛的历程,董安平感慨良多,他说,中铁电气化局是个老企业,搞了几十年电气化铁路建设,过去把导线一挂,平直度差个一两厘米无所谓,只要不出现波浪弯和扭面,跑起来不打火就算完事大吉。武广高铁建设按欧洲标准,导线在1米长的范围内平直度不得超过0.1毫米。中国这些架线老手必须从零开始,在上千公里的线路上,那些粗糙的大手仿佛在一针一线地“绣花”。经检测,武广线牵引导线的平直度平均达到0.05毫米,比头发丝还细。这不仅是工程质量、技术水平的质的飞跃,更是中国工人在素质、理念、作风上的跨越性进步!

高铁系统对导线性能的要求是极高的:一是要有足够的硬度,受电弓几十万次与它高强度、高频率的摩擦,硬度不够,耐磨性低是不行的;二是必须有很高的导电率。但在金属材料学中,强度和导电率恰恰是一对矛盾:强度越高,导电性越差;导电性越高,强度越差。比如铜比铁软,导电性却比铁高。

那么,能不能找到一种新的合金材料,两种性能都能得到足够的保证呢?董安平知道,日本研制出一种性能良好的PSC导线,希望引进这个技术。但日方专家以“我们的技术还不成熟”为由,拒绝了中方要求。董安平和同事们开始探寻自主创新之路。一个偶然的机会,他们与浙江大学金属材料研究所所长、博士生导师孟亮教授遇上了。孟教授说,中国航天器上用过一种新材料,他进行过专题研究,还发表过论文。

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(浙江大学金属材料研究所所长、博士生导师孟亮教授)

董安平大喜过望,电化设计院总工程师王立天迅速飞往浙江,在孟教授的实验室看到一小块样品,那一刻,他激动得眼泪都涌出来了!

试验过程中,年近六旬的孟教授有胃病,天天靠冷水吞药片顶在第一线;董安平瘦了十几斤,笑称“攻关就是最好的减肥运动”;终于,“中国导线”在千里武广线上横空飞架,牵引着“和谐号”高歌猛进。

10、我们做出了世界上最好最快的动车

在迅猛前进的高铁事业中,还行进着一个默默无闻的庞大群体——中国新一代知识化、专业化的产业工人。他们全是“80后”甚至“90后”,个个朝气蓬勃,英姿勃发。就是这些被父辈视为“掌上明珠”的独生子女一代,构成中国新一代“铁军”。

列动车组有几万个接线头,接线工必须成年累月以跪蹲方式进行工作,那大概是世界上最枯燥的劳动,一天忙下来眼花缭乱,夜里做梦,满脑子仍然飞舞着五颜六色的线头。唐车接线工高向丽,文静柔弱,走路和说话都是轻轻的。因为长时间跪蹲工作,第一次怀孕不幸流产。但就是她,以惊人的定力创造了两万根接线无差错的纪录。唐车所有接线工都保持着极高的无差错纪录,德国专家说,你们已经超过西门子的水平。

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(唐车接线工高向丽)

身材高挑、容貌秀丽的孙斌斌,是唐车选送到德国培训的首批青年焊工之一,家里三代都是唐车人。孙斌斌在德国顺利通过“国际焊接教师”的资格考试——成为全球第一位获得此项资格的女性。她受邀走上讲台,为西门子培训德国学员——她又成为“中国第一人”。在唐车动车组奋战的第一代优秀青年焊工,都是孙斌斌一手“克隆”出来的。

快刀洪七:中国高铁如何短短几年就冲到世界第一?

女工吕开香,地震中两个姐姐不幸遇难,她成了父亲唯一的“掌上明珠”。唐车决定送她去德国培训时,父亲老泪纵横,不愿意女儿跑到那么远的异国他乡去。从她离家那天起,女儿每天夜里都抱着妈妈的枕头睡觉,而且不允许任何人碰那个枕头,因为枕头上有“妈妈的味道”。

世界上的女人是水做的,中国高铁女工们是汗水和泪水做的。但她们无比骄傲和自豪,她们说:“我们做出了世界上最好最快的动车!”

无论多么绚丽的梦想,无论多么伟大的设计,当最后一道工序完成时,站在旁边默默擦汗的一定是一群工人。

尾声:没时间解释了,快上车

高铁的诞生改变了人们的对铁路的判断。为什么?就在于它的节能与安全。先说节能,以京沪高铁为例百公里人均能耗3.64度电,是飞机的十二分之一。

就安全而言,高速铁路诞生50多年来,只发生过三次重大事故,分别是1999年的德国ICE,死亡100人;2014年的西班牙高铁事故死亡,79人;2011年的中国甬温线动车事故,死亡41人。

这远远少于包括航空、道路交通以及普通铁路旅客运输在内的任何一种交通工具,无论是从事故率来衡量还是从死亡率来衡量,高铁都是人类历史上最安全的交通工具,没有之一。(2013年高铁旅客运输5.3亿人次,航空国内是3.27亿人次,接近2倍;2014年则接近3倍。)

这么多年以来,国人对高铁由不理解甚至恐惧,到现在的接受以致拥护,主要原因是坐高铁的人多了。当年很多非议高铁的都是没有坐过高铁的人,而今天拥护高铁的人,都是坐过高铁,是中国高铁发展的受益人。

比如2011年7月26日,企业界大佬、万科集团董事长王石发微博称:“为何我们的高铁事故频繁?显然中国铁老大的一味提速吃掉了安全系数。如果没有安全保障,高铁只能是高速运行的活棺材!该刹刹车了。”

三年后,2014年8月22日,王石又发微博说:“南京—上海动车;上海—杭州动车;杭州—宁波动车……快捷、方便、效率……我喜欢乘咱们的中国高铁。”

当年王石骂高铁的时候,他就没有坐过高铁,现在他为中国高铁唱赞歌,恰恰是因为他享受到了高铁带来的便利。

“火车一响,黄金万两”,这是国人对轨道交通价值意义最通俗也最精到的概括。

结合中国的地理来看,铁路确实是性价比最为合适的交通方式。在诸多交通方式中,铁路无疑有着无法忽视,也不可取代的分量。铁路的滞后,一直也是经济发展的瓶颈。所以铁路之前的大提速,其实已是势在必行,只是早晚而已。时速100公里和时速300公里所带动的社会效益,差别不能以道里计。我们应该发展高速铁路。

现在大部分人民的想法是:没时间解释了,快上车。

随着国内高铁网络的铺设,中国高铁“走出去”的步伐也在加快。实现“零突破”的是安卡拉—伊斯坦布尔高速铁路线二期工程,全长158公里,业主为土耳其国家铁路总局,承包商是中国机械进出口(集团)有限公司、中铁建公司与两家土耳其公司组成的联合体,项目总金额12.7亿美元。

(土耳其 安卡拉—伊斯坦布尔高速铁路线二期工程)

2015年10月16日,印尼雅万高铁项目花落中国。这是中国高速铁路全方位整体走出去的“第一单”,曾与日本同台激烈争夺。

目前,中国与40多个国家和地区展开合作,技术装备遍布100多个国家和地区。印尼雅万高铁、中老铁路已开工建设,中泰铁路、匈塞铁路项目合作已启动,俄罗斯莫斯科-喀山高铁、坦赞铁路等项目也取得了不同程度的进展。中国铁路装备“走出去”正在逐步从初期的设备供货向设计引领、技术带动、施工建设、运营维护的全产业链输出转变。

数据显示,2016年中国中车海外轨交装备订单合计282亿元,其中来自“一带一路”相关国家的订单量达170.5亿元,占比61%。随着“一带一路”的持续推进,预计未来轨道交通海外市场空间将更加广阔。

就如两弹的试验成功一样,当不久的将来,当世界大部分国家,都运行着中国高铁,当全世界都在跑中国的动车组的时候,所有不理解的人,所有喷子们,不懂也得懂。

因为那个时候,全世界都懂!

中国高铁“走出去”大事记

●2009年,中国正式提出高铁“走出去”战略,初步设定三大战略方向:欧亚高铁、中亚线、泛亚铁路网。

●2013年11月,中国、匈牙利与塞尔维亚三国宣布将合作建设匈塞铁路,这是中国铁路进入欧盟的第一个项目。

●2014年7月,中国在海外承建的首条高铁土耳其“伊安高铁”全线建成通车。

●2015年4月,中国与巴基斯坦签署了两国关于开展1号铁路干线(ML1)升级联合可行性研究的框架协议。

●2015年4月,中英成立铁路联合工作组,英方积极鼓励两国企业和金融机构深化参与英国高铁2号项目(HS2)。

●2015年6月,中俄正式签署莫斯科-喀山高铁勘测设计合同,中俄高铁合作项目向前迈出了实质性一步。

●2015年12月,中泰铁路合作项目启动仪式在泰国大城府举行。中泰铁路的如期开工,标志着泛亚铁路正式走向建设阶段。

●2015年12月,匈牙利至塞尔维亚铁路项目塞尔维亚段举行启动仪式,中匈塞铁路合作进入实施阶段。

●2016年1月,印度尼西亚雅加达至万隆高速铁路举行开工仪式,标志着中印尼铁路合作取得重大进展。

●2016年2月,由中国融资承建的德黑兰至马什哈德高铁电气化改造项目开工。

●2017年6月,“复兴号”在京沪高铁线正式双向首发,助力中国标准动车组“走出去”,向世界推荐具有完全自主知识产权的中国高铁。

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