南车青岛四方机车车辆股份有限公司的南车四方
——引领中国动车组技流
组技术――“中国铁展的又一次革命” 动车组技术对中国铁路的影响及作用
交通运输是文明社会不可或缺的基础产业,是国民经济和社会发展的命脉,对保障国民经济持续健康发展、提高人民生活水平、促进国土开发和国防现代化建设,具有极其重要的作用。铁路作为我国中长距离、大运量、快捷、安全、低耗、环保的运输形式,是综合交通体系的重要组成部分。我国人口与资源分布不平衡、资源分布和工业布局不均衡,地区经济发展不平衡,且能源资源压力巨大,这一切决定了铁路这一绿色、环保、安全、便捷、大容量的运输方式的极端重要性。经过几十年的发展,我国铁路已建立了较为完善的体系,特别是近几年在全国上下的高度关注和铁路人顽强拼搏进取下取得了重大进展,但与国家经济社会发展形势要求相比还存在不小差距,铁路运输生产力与全社会日益增长的运输要求不相适应的矛盾仍旧比较突出。
速度是交通运输的本质要求之一。在各种运输方式竞争日趋激烈的背景下,铁路运输速度提高的重要性愈来愈凸现。20世纪90年代以来,铁路在世界范围内再度全面振兴,高速铁路的发展是最主要的标志之一。世界发达国家为修建高速铁路花费了大量投资,并广泛采用了一系列的新技术,如交直交电传动技术、新型高速受流技术、新型制动技术、高速新型转向架、高速车体等。各国的高速实践证明,高速铁路的建设和高速动车组的开行,极大提高了铁路运输的竞争力和吸引力。为此,国家在《中长期铁路网规划》中确定:到2020年将建设200km/h及以上(最高设计速度350km/h)的高速客运专线1.2万公里,其中“十一五”期间,我国将修建9800公里高速客运专线铁路,这比世界范围内近半个世纪修建的所有高速铁路的总和还多。
随着铁路客运专线、高速铁路的建设,时速200公里及以上的高速动车组以其在旅客运输方面高速、安全、环保、舒适的巨大优势,将成为客运装备市场的主导产品,市场空间巨大,发展前景十分广阔,并作为实现铁路运输装备现代化和振兴制造业的重点项目,已列入国家“十一五”规划和国家中长期科技发展规划。可以预见,到“十一五”末期,中国高速铁路网将形成规模,我国铁路旅客运输即将进入高速时代。
2006年7月,南车四方机车车辆股份有限公司制造的我国首列CRH2型时速200公里动车组成功下线,并在随后的数月中进行了数万公里的线路运行所有型式试验项目,最高试验速度达到252km/h。试验结果表明,CRH2型动车组具有足够的安全性、优良的平稳性和舒适性、较高的可靠性和良好的线路网路适应性。南车四方机车车辆股份有限公司制造的CRH2型动车组的成功下线,拉近了国内企业与国外发达国家的距离,进入了高速列车制造的先进行列,标志着时速200公里动车组技术引进消化吸收和国产化工作有了实质成果。2007年4月18日实施的中国铁路第六次大面积提速,投入运用动车组52列,其中的37列动车组是南车四方机车车辆股份有限公司制造,截至6月底累计投入运营42列,分别在京沪、京广、胶济、浙赣、陇海线等线路上运行。自投入运营以来,CRH2型动车组性能优良、平稳舒适、安全可靠,运行情况良好,获得了铁道部和广大旅客的好评,为中国铁路第六次大提速做出了突出贡献。随着铁路快速发展战略全面实施,通过时速200公里动车组技术引进和国产化项目的启动,中国铁路的装备现代化和装备制造业现代化取得了突破性进展,初步实现了铁路装备产业技术升级,一个以南车四方机车车辆股份有限公司为骨干的研发和制造产业格局逐渐形成。为贯彻落实《国家自主创新基础能力建设“十一五”规划》,强化产业关键共性技术供给,突破核心技术装备制约,提高重点产业核心竞争力,增强企业自主创新能力,国家发改委于2007年4月19日下发(发改办高技[2007]872号)《国家发展改革委办公厅关于船舶等领域自主创新基础能力建设工作的通知》”文件,决定在船舶、高速轨道交通等领域建设若干国家工程实验室。国家工程实验室是国家技术创新体系的重要组成部分,是开展行业应用基础研究、聚集和培养优秀科技人才、开展科技交流的重要基地,是发展共性关键技术、增强技术辐射能力、推动产学研相结合的重要平台。高速列车系统集成国家工程实验室的实施,其关键作用主要体现在如下几个方面:1.系统掌握高速列车研发与制造核心技术高速列车涉及机械、电子、控制、通讯、空气动力学、材料力学、环境保护等技术,是众多学科技术的集成和应用,如果没有产业及市场订单作为支撑,没有专门的实验研究机构,没有系统的研究开发计划,高速列车相关技术研究就不能实现实质性突破。通过高速列车系统集成国家工程实验室的建设实施,可以在高速列车系统集成、轻量化车体、高速转向架、制动、牵引设备等核心技术领域的研究方面进行突破,全面系统地掌握高速列车研发与制造核心技术。2.培育高速列车自主创新能力技术引进并不能为国内企业带来最先进的技术,只有通过消化吸收再创新培育起自主创新能力,建立更加适应中国国情的高速列车技术体系、标准体系,搭建起自己的技术研发与产品开发平台,才能保持技术的持续进步。因此,依托行业内优势企业,利用国家重点项目为载体,建立集基础研究、产品开发、工程设计、实验验证为一体的国家工程实验室,系统地开展高速列车核心技术的研究及产品开发,才能培育提高产业自主创新能力,实现铁路装备制造行业与国际先进水平接轨。3.短时间内突破产业发展的技术瓶颈制约国内企业要系统地掌握高速列车研发与制造成套技术,特别是掌握系统集成、车体及转向架等核心技术,有效地解决高速列车动力参数匹配、噪音控制、电磁兼容、空气动力学、车体轻量化,高速转向架动力学、列车网络控制等关键技术,开发出更加适合中国铁路运行条件的高速列车,建立具有自主知识产权的高速列车技术体系,需要通过大量的基础研究、工程实验、试验检测及验证等工作才能够完成。因此,通过建设高速列车系统集成国家工程实验室,才能有计划系统地开展高速列车系统集成、车体转向架等核心技术研究、关键零部件开发、战略性和前瞻性技术的实验研究工作,在短时间内攻克相关领域的关键技术难关,打破国际知名公司的技术壁垒,降低国内企业与用户对动车组技术输出方的技术依存度,满足中国铁路运输装备技术现代化的需要。南车四方机车车辆股份有限公司将以建成国内一流、国际知名的高速列车系统集成国家工程实验室为目标,以坚持科学发展观和科教兴国策略,走以企业为创新主体,产学研相结合的道路,以优化资源配置,加强科技基础平台建设,构建国家自主创新支撑体系为原则,为铁路装备制造业尽快掌握高速列车系统集成技术,自主开发我国高速列车打下基础。发展方向高速列车系统集成国家工程实验室将以铁路动车组技术引进和国产化项目为基础,进一步推进引进消化吸收和再创新。围绕高速列车集成及车体、转向架技术的研究,建设高速列车集成技术、车体轻量化技术、高速转向架技术、系统安全与可靠性等方面的研究实验设施,构建系统完整的技术平台,促进我国高速轨道交通装备的产业化发展。主要任务1.开展高速列车系统集成、车体和转向架等核心技术和关键技术的研究开发,满足中国铁路现代化的需要;2.开展高速列车基础理论及其应用技术的研究,构建我国高速列车自主创新的技术体系,并能不断地推出具有市场竞争力的轨道交通装备新产品;3.开展高速列车技术标准的研究制订工作,为工程化提供成套成熟的制造工艺、质量控制和运营维修的技术规范和标准;4.凝聚、培养优秀的科技人才,逐步发展成为能代表国家高速列车产业、学术、实验和管理水平的实验基地和学术活动中心,营造良好培养高层次人才的环境,同时为国际间的技术交流与合作搭建平台,推动行业可持续发展。基本框架以南车四方机车车辆股份有限公司为依托,以南车四方机车车辆股份有限公司国家认定企业技术中心与高速列车研发、设计、试验相关的资源为基础,联合铁道科学研究院、西南交通大学、北京交通大学、中南大学等高等科研院所,在南车四方机车车辆股份有限公司内组建高速列车系统集成国家工程实验室。运营机制工程实验室采取以南车四方机车车辆股份有限公司为依托单位,以高速列车产业化项目为带动,以高速列车技术研究、产品开发为载体,以研究课题为纽带,以产学研结合为主要方式的非法人、非营利、相对独立的研究实体的管理模式。由南车四方机车车辆股份有限公司与相关高等院校和科研机构签署长期合作协议,形成稳定的合作关系,各签约方作为工程实验室的理事单位,共同承担高速列车相关课题研究、产品开发以及工程实验室的建设与管理等工作。实验室实行“开放、流动、联合、竞争”的运行机制,实行理事会领导下的实验室主任负责制。经济和社会效益高速列车系统集成国家工程实验室是围绕高速列车系统集成及车体、转向架的研发而建立的综合实验室,可以大大提升我国高速列车的研发手段和试验分析能力,培养出掌握具有世界先进技术水平的高速列车技术人才,形成创新团队;可以大大提升我国高速列车产业的技术创新能力,为行业提供研发、实验基地,促进产品技术全面升级和可持续发展;可以带动相关产业技术应用,带动相关产业的发展,为社会可持续发展奠定基础;可加快国内相关企业的技术引进、消化吸收进程,充分满足我国高速铁路快速发展的需求,促进中国铁路轨道交通装备的现代化,提升整个行业及国家的竞争力、影响力。实验室的建设将具有巨大的经济效益和广泛的社会效益。南车四方机车车辆股份有限公司改制成立于2002年7月22日,其前身――四方机车车辆厂是具有一百多年历史的铁路机车车辆装备制造企业,曾创造了许多我国轨道交通运输装备研制和生产的第一,填补了我国轨道交通装备制造技术和产品的空白。管理优势为适应我国铁路高速、重载的发展需要,南车四方机车车辆股份有限公司借鉴国际先进企业的管理模式,结合成立以来运行的实践,按照公司利益最大化、市场化、财务管理为中心和资源整体利用的原则,进行了组织结构调整和业务流程优化,构建了以总部、事业部、技术中心、制造本部四大系统构成的矩阵式组织机构框架,形成了对外贴近市场、对内贴近现场的管理机制,建立了以人为本、以市场为导向、以项目为载体、以技术创新为动力的更加贴近市场的运行机制,进一步优化了资源配置,提高了公司的管理水平。技术优势完整的技术创新和开发体系南车四方技术中心是国家认定企业技术中心,被授予青岛市高速列车技术重点实验室、青岛市机械与制造技术重点实验室,设有国内一流的博士后科研工作站、技术委员会和专家委员会。南车四方机车车辆股份有限公司已构建了较完整的铁路机车车辆、城市轨道车辆产品研发技术平台,以企业为主体,形成了国家、科研院校、公司技术中心良好合作的新产品研发模式。通过重点项目实施和国际合作,进一步完善了技术创新和开发体系建设,建立了适应具有市场竞争力的创新产品研发需要的技术创新和产品开发体系。1、南车四方股份公司产品研发能力处于国内行业领先水平。南车四方机车车辆股份有限公司是我国研发与制造铁路运输装备产品种类最齐全的企业,曾创造了许多我国轨道交通车辆研制和生产的第一,填补了许多国内轨道交通车辆制造技术和产品的空白。公司一直把技术创新作为企业的核心竞争力,形成了以技术中心为核心,预研一代试制一代生产一代的产品研发格局,承担着集团公司产业升级、产品综合开发的工作,在行业内形成了明显的技术优势。公司在致力于中国轨道交通装备现代化取得的突出成绩也受到了国家有关部委的充分肯定。2006年和2007年,先后被国家发改委授予“在振兴装备制造业工作中做出重要贡献单位”和“国家城市轨道交通装备国产化先进单位”荣誉称号。1.强大的系统集成技术创新能力。南车四方机车车辆股份有限公司技术中心是国内唯一集铁路机车、客车、动车组和城轨地铁车辆为一体的研发中心,具备独立开发研制各类型铁路机车车辆及城市轨道车辆产品的能力,是全行业研发与制造产品种类最齐全的企业,开发的各类产品以其优良的集成性能获得了用户的认可。主持的青藏铁路系列高原客车(包括公务车)、广州直线电机地铁车辆、时速200公里动车组国产化等国家重点科研项目,充分体现了公司系统集成创新技术的实力。2.铁路机车车辆关键零部件转向架的研发与制造能力居行业领先水平,在国际同行业界也有较高声望。南车四方机车车辆股份有限公司一直是行业内转向架研发与制造的主导企业,始终引领国内转向架技术发展的方向。转向架设计和制造方面已经历了近六十年的技术积累,对转向架产品的安全性、舒适性、使用维护方便性等性能的把握具有相当经验,具备各种动车组、客车及城轨车辆转向架的研发实力。通过国际贸易出口国外的列车产品的良好性能,以及大量的国际交流,公司转向架技术得到了国外同行越来越高的赞誉。3.不锈钢车体、铝合金车体、碳钢车体自主研发能力,满足了各类型铁路客车、城市轨道车辆制造的需要,同时公司掌握最先进的欧洲及日本不锈钢车体设计制造技术,以及国内领先的轻量化铝合金车体技术。此外,公司在车体的材料应用、结构轻量化、焊接技术、试验验证等方面拥有独特的专门技术。4.高效的标准管理能力。公司标准化委员会已融入国家标准化管理体系,并建立了公司标准化网络信息管理系统。近年来新制定了公司基础类、产品类、工艺类、安全类等技术标准200余项,满足了公司产品、制造、检验等技术要求,同时主持和参与了20余项国家、行业重要技术标准的制定工作。5.完整的技术创新和开发体系。南车青岛四方股份公司已构建了较完整的铁路机车车辆、城市轨道交通车辆产品研发技术平台,以企业为主题,形成了国家、科研院校、公司技术中心良好合作的心颤品研发模式。通过重点项目实施和开发体系建设,建立了适应具有市场竞争力的创新产品研发需要的技术创新和产品研发体系。6.技术成果丰硕。南车四方机车车辆股份有限公司获得了青藏铁路系列客车、广州直线电机地铁车辆、时速200公里动车组等国家或省部级项目9项,共申报专利62项,其中发明专利16项,主持并参与的《客车转向架通用技术条件》、《车辆组装后的检查与试验规则》、《地铁车辆通用技术条件》等29项标准,草拟了时速200公里动车组技术标准、时速200公里动车组检修规程,为规范高速列车行业发展起到了指导作用,并作了大量的技术储备。以公司强大的技术实力为基础,“十五”期间已累计完成了近百个轨道交通新产品的设计开发工作。1997年至2006年期间,我国铁路进行了五次大面积提速,南车四方机车车辆股份有限公司作为提速客车主要开发与制造企业,先后开发了系列提速客车产品,实现了铁路客车运行速度的不断突破,满足了我国铁路旅客运输速度提高的需要,其中为第五次铁路提速研发的时速160公里的25T铁路客车、为青藏铁路研发的青藏铁路系列客车以及系列高档客车,在设计理念、结构性能,制造质量等方面都有质的跨越,产品制造技术达到国内领先和国际先进水平,是目前国内时速160公里速度等级铁路客车的主型产品。公司还是国家唯一具备公务车研发制造能力的供应商,承担了全部公务车的研发制造任务,至今已经累计生产公务车70余辆,配套车辆90余辆。2、南车四方股份公司初步具备持续创新能力2004年南车四方机车车辆股份有限公司被国家确定为六家铁路运输装备技术引进国内重点企业之一,担负着实现铁路装备现代化和装备制造业现代化重任,并相继承担了青藏铁路系列客车、直线电机地铁车辆和时速200公里动车组国产化等三项国家重大技术装备的研发任务。目前,三项国家重大技术装备项目和产品开发已取得阶段性成果,充分显示出南车四方机车车辆股份有限公司已初步具备产品持续创新能力。南车四方机车车辆股份有限公司承担的青藏铁路系列客车研制,2005年被国家发展改革委、科技部列为铁路现代化成套装备研制重点项目之一,公司成功地攻克了高原列车增氧、大轴重发电车转向架、防紫外线、零排放环保设计等五项技术难题,填补了我国高原客车相关技术的空白,目前已完成了13个品种179辆青藏铁路客车的研制与生产,生产的第一批青藏铁路客车已成功投入运用,成为“挑战极限、勇创一流”的新时期民族精神的典范。南车四方机车车辆股份有限公司承担了广州地铁300辆直线电机地铁车辆的项目,该直线电机系统的关键技术开发与设备已被列入国家重大产业技术开发中交通现代化关键技术项目之一。2005年国内第一列直线电机地铁车辆已交付使用,实现10万公里无故障运行,得到了广泛的好评。南车四方机车车辆股份有限公司是继庞巴迪、川崎之后世界上第三个掌握直线电机技术的企业。时速200公里及以上铁路动车组作为实现铁路运输装备现代化和振兴制造业的重点项目,已列入国家“十一五”规划和国家中长期科技发展规划。3、完善引进技术消化吸收再创新技术平台2007年4月18日我国铁路第六次大提速中,由南车四方机车车辆股份有限公司制造的CRH2型动车组为本次大提速的主力车型,承担了11条200公里运营线路中9条线路的运输任务。南车四方机车车辆股份有限公司是目前国内唯一同时承担时速200公里动车组和时速300公里动车组研发与制造的企业。南车四方机车车辆股份有限公司将以时速200公里动车组成功实施为基础,巩固技术引进和国产化的成果,完成动车组提升到时速300公里任务。2006年8月,南车四方机车车辆股份有限公司与铁道部及有关科研院校,签定了动车组引进技术消化吸收再创新重点攻关项目技术研发合作协议,成立了以9位院士专家组成的项目顾问组。2006年11月,为实现产业技术升级、打造中国高速列车自主品牌的目标,南车四方机车车辆股份有限公司与铁道部签订了《高速动车组技术再创新体系及应用――时速350公里高速列车研制》项目。该项目的完成将实现时速350公里动车组自主研制,建立高速动车组基础理论和应用技术、研究开发、制造工艺、试验验证等相关技术体系和标准体系,形成高速动车组的产业化能力,建立高速动车组产业基地。随着铁路快速发展战略全面实施,时速200公里动车组技术引进和国产化项目的实施,中国铁路的装备现代化和装备制造业现代化取得了阶段性进展,初步实现铁路装备产业技术升级,一个以南车四方机车车辆股份有限公司为骨干的研发和制造产业格局逐渐成形,进一步验证了南车四方机车车辆股份有限公司已初步具备持续创新能力。资源优势1、良好的产学研合作基础南车四方机车车辆股份有限公司具有沿海城市文化的特点,是一个开放型的企业,长期与国内外高等院校、科研机构、企业有着密切的合作,建立了良好的产学研合作基础。如在铰接式高速客车研究、交流传动机车、摆式客车研究、转向架开发等方面,公司与国内铁道科学研究院、株洲电力机车研究所、戚墅堰机车车辆工艺研究所、西南交通大学、北京交通大学、同济大学、中南大学、青岛理工大学、四方车辆研究所等单位,就产品开发的前期研究、试验验证、设计参数确定、设计验证计算、部件研制等方面进行广泛的合作。与日本川崎重工、三菱电机、铁道总研、德国N+P公司、法国MBD公司等就车辆的研发、制造工艺等课题进行合作,针对高速动车组,开展合作设计、技术咨询、创新人才培养、国际交流合作等项目。2、优秀的技术管理团队南车四方机车车辆股份有限公司已建立了专业门类齐全、层次结构合理的技术创新、产品开发人才队伍,公司专门从事研发的技术人员800余人,各类专业技术带头人200多名,其中国家级科技专家2名,获铁道部优秀拔尖人才荣誉称号的6名,获国家詹天佑奖的3名,获中国南车集团技术拔尖人才、中青年技术专家称号的5名,在700多名技术开发、产品设计、工艺研究人员中,其中教授级高级工程师5名、博士10名。3、拥有的相关实验设施南车四方机车车辆股份有限公司一贯注重轨道车辆技术研究、产品开发和实验检测设施的投入,以保证产品持续研发的需要,既有试验设施约2.24亿元,如具有国内企业线路最长,配置最齐全的环行试验线,可满足各种供电制式的动车组、地铁轻轨车辆、铁路机车客车等产品的试验研究、动态检测等工作;拥有交流传动试验台、转向架综合性能检测试验台等大型试验检测设备,具有专业和设备完善的计量理化检测中心。在产品开发方面,具有业内一流的产品开发手段,全部采用国际先进的设计和分析软件,如Auto-cad、PRO/E、ADAMS、SIMPACK、ANSYS和NASTRAIN,这些为高速列车系统集成国家工程实验室的建设奠定了坚实的基础。南车四方机车车辆股份有限公司作为中国南车集团的下属骨干企业,致力于轨道交通事业,承担高速动车组的研制、技术延伸和跨越,属国内高速动车组、高档客车及城市轨道车辆开发研制优势企业,在国际上具有一定的知名度,在国内同行业中具有较强的影响力,对国内轨道运输装备制造技术水平的提高具有重要的带动作用。南车四方机车车辆股份有限公司目前已基本完成时速200公里动车组的技术引进、消化吸收和国产化工作,正在开展时速300公里动车组设计制造任务,预计年底可交付用户,时速350公里动车组研发工作已经按计划启动研发工作。因此,在我国高速动车组研发制造与自主创新任务中,南车四方机车车辆股份有限公司承担着至关重要的责任,承办高速列车系统集成国家工程实验室是企业发展的必然选择。