徐 軍 楊小鳳 劉 康 楊佳奇
(唐山軌道客車有限責任公司,063035,唐山∥第一作者,工程師)
新型現代有軌電車作為城市公共交通的一種,以其建設周期短、投資較低、敷設方式靈活、載客量大、安全舒適、快速便捷、運營維護成本低、環境適應性較強等優勢,正在悄然成為城市公共交通市場的發展趨勢;與此同時,世界范圍內對有軌電車的需求也呈不斷上升趨勢。這些必然催生新的市場需求。據悉,目前我國北京、廣州、深圳、珠海、三亞、海口、六盤水、南京、錦州等城市,已經規劃了大約54條現代有軌電車線路,需要有軌電車約1 200余列[4]。未來10至20年,開行現代有軌電車,將是國內諸多城市發展公共交通的智慧選擇[5]。
車輛是現代有軌電車系統裝備的核心,車輛國產化是現代有軌電車廣泛應用和發展的根本。我國70%低地板現代有軌電車已實現國產化和批量生產,具有更高技術含量的100%低地板現代有軌電車尚處于研制起步階段。盡管國外具有較豐富的100%低地板現代有軌電車研制技術和運營經驗,但根據國家相關政策的要求,國外車輛供貨商不能直接參與國內市場,而國內車輛制造商目前尚不具備100%低地板現代有軌電車的成熟運用業績。因此,有必要結合國內各車輛制造廠對100%低地板現代有軌電車研制情況,探討實現100%低地板現代有軌電車國產化對策,為實現現代有軌電車系統國產化奠定理論基礎。
在100%低地板現代有軌電車的設計制造過程中,為了保證車輛的質量,提高國產化率,國內各車輛制造廠紛紛尋找國外實力雄厚合作伙伴,主要通過技術引進、聯合設計以及自主研發3種方式進行研制。
技術引進,是指在引進國外車輛先進設備和技術的基礎上,消化、吸收、進行再創新,形成具有自主知識產權的新技術。技術引進是近幾年國內軌道交通行業常用的一種方式,通過與國外有實力的合作伙伴合作,能夠引進國外較為先進的技術。進行現代有軌電車技術引進的優勢是:國外技術相對成熟,風險小;引進國外先進技術,提高車輛研制水平。
由此可見,技術引進為自主創新、自主制造打下基礎,可縮小與國際先進水平的差距,并能加快實現國產化。通過技術擴散、零部件生產、技術服務、人員培訓等途徑,促進國家的技術進步、產業升級和產品結構調整。但是,由于先進技術生命周期和技術代際差異,使得國內企業不可能獲得世界一流技術和核心技術,國內企業在系統設計、功能需求、操作界面等方面缺乏主導權。這導致引進技術與國內有軌電車實際運營需求存在差異,且設計修改困難,供貨、調試周期長,相關技術標準難建立。
其次,通過技術引進的車輛,前期談判周期長,一般都簽訂有排他性協議,關鍵技術、關鍵部件必須由技術引進方提供,因此,存在初期國產化率低,周期長,用戶需求響應慢的特點。
此外,國內企業過度依賴跨國公司的技術,在大量利用國外技術資源的同時,還可能形成對本土企業技術進步的排斥和抑制,也容易忽視自主創新和消化吸收,造成技術成本的浪費,壓縮研發空間。這對有軌電車在我國的發展會起到反作用。
聯合設計,是指國內車輛制造廠在對現代有軌電車技術狀態和發展趨勢充分調研基礎上,選擇國際一流的具有城市軌道交通車輛專業的設計公司進行合作,由國內車輛制造廠主導整個設計過程。同時,在國產化過程中,國內供應商在車輛制造廠的主導下完成協同設計,從而實現現代有軌電車在研發制造前期達到高國產化率。
通過聯合設計,車輛制造廠不僅掌握具有完全自主知識產權的系統集成、關鍵配件等核心技術,形成國際一流的現代有軌電車研制能力,而且可在短時間內搭建起現代有軌電車自主研發和生產體系。為后續產品創新和系列化奠定堅實基礎。聯合設計具有以下幾方面的優勢:準確把握國內外現代有軌電車技術狀態和發展趨勢;繼承國際一流城市軌道交通車輛設計公司的先進設計理念和設計方法;車輛制造廠掌握系統集成、關鍵配件等核心技術;車輛制造廠與國內供應商協同設計,研制初期實現高國產化率;培養和造就一批100%低地板現代有軌電車技術隊伍,為后續產品技術的進一步創新奠定基礎;掌握了核心技術,擁有了專業人才隊伍后,可快速判別車輛故障,做出及時地反饋和處理,降低運營風險,提高安全保障。
2012年,唐山軌道客車有限責任公司(以下簡稱“唐車公司”)與德國專業設計公司聯合設計開發了我國首列100%低地板現代有軌電車,地板面離軌面高度350 mm,實現了我國100%低地板現代有軌電車設計和制造國產化。
唐車公司擁有100%低地板現代有軌電車技術的完全自主知識產權,同歐洲最先進有軌電車技術在同一水平上。唐車公司的樣車和西門子最先進的Avnio是在同一技術平臺上,其輪軌橫向力較其他有軌電車少一半,大大提高了車輪的壽命,降低了后期的維修成本。同時,在前期研發設計過程中,與國內部件系統的供應商協同研發設計,確保國產化率達70%以上。
唐車公司在2012年12月份成功拿到了土耳其SAMSUN市5列100%低地板現代有軌電車的訂單,這也是我國車輛制造企業第一次將100%低地板現代有軌電車出口。2013年4月,唐車公司生產的100%低地板現代有軌電車成功下線。
唐車公司100%低地板有軌電車樣車為4模塊編組,額定載客人數約為300人,車輛采用模塊化設計,可靈活編組,實現2~8模塊載客編組。該車的開發和生產將為100%低地板現代有軌電車系統在我國的應用開創一個新局面。
自主研發,是指以科技進步為支撐,由國內車輛制造廠或科研單位負責設計、裝配以及生產,擁有自主知識產權的技術研發。100%低地板現代有軌電車自主研發具有如下優勢:
(1)國內車輛制造廠或科研單位擺脫技術引進和技術模仿等對外部技術的依賴,依靠自身力量牢牢把握了研發環節的主動權,若開發成功,則掌握核心技術的所有權;
(2)國內各車輛制造企業已積累了大量的研制動車組、地鐵車輛等高端產品的經驗,因此100%低地板現代有軌電車創新空間較大;
(3)掌握了系統設計技術、控制技術與關鍵總成技術,則100%低地板現代有軌電車后續優化改進容易;
(4)通過編制車輛設計文件、組織關鍵產品技術攻關,鍛煉了科研設計隊伍,提高了科研設計人員的業務水平,利于培養一批中青年技術骨干。
自主研發能夠充分發揮國內技術水平,調動整體產業鏈資源協調發展,提升產品國產化率。但同時,自主研發是以企業自身技術實力及外部配套設施和設備為支撐的,需要很高的技術儲備,也需投入巨大人力物力,因此產品開發的風險也較大。
自主研發100%低地板現代有軌電車是最理想的模式,但也是難度最大的模式。由于國內缺乏有軌電車設計和運用的經驗,相關標準也不全,因此該模式雖然能夠很好地推動本國國產化進程,但受國內整體設計、制造技術水平的限制,自主研發的產品性能和水平相對國外先進的技術產品還存在較大差距。
100%低地板現代有軌電車國產化的實施,在技術上存在一定風險,但在經濟上,國產化替代進口產品的研制既可降低成本,又可有效壓低進口產品的價格,減少對進口產品的依賴。同時,車輛及關鍵部件國產化,可以有效提高國內制造企業產品的競爭力,提高車輛研制能力,盡快搭建國內100%低地板現代有軌電車技術平臺。因此,建議從以下兩方面著手,實現100%低地板現代有軌電車國產化。
對于國內車輛制造廠而言,聯合設計開發方式既可以引進先進的開發技術,又可掌握具有完全自主知識產權的系統集成、關鍵配件等核心技術,進而能夠主導整個供應部件的研制,實現100%低地板現代有軌電車高國產化率。故而,國內車輛制造廠可盡快聯合國外專業設計公司,整合國內科研院校和生產企業等相關資源,攻克技術難關,實現關鍵部件國產化、產業化,逐步突破國外技術壟斷的壁壘。
當前100%低地板現代有軌電車的國產化工作基礎比較薄弱,國內各生產制造廠還處于各自探索的分散狀態,使用部門和生產企業難以統一組織起來。究其原因,主要是缺乏可依托的項目和生產制造廠,根本原因是整體缺乏一個強有力的組織領導機構和政策導向機制。為此,建議可以由行業主管部門牽頭國內相關生產制造企業,從以下四方面開展工作:
(1)制定國內現代有軌電車系統標準,包括車輛標準、線路建設標準等,規范國內有軌電車系統,促進有軌電車行業健康發展;
(2)鼓勵國內車輛制造廠與國外有實力的單位聯合設計開發,在國內本地化生產制造,快速提升國內行業技術水平,推動國內現代有軌電車整體系統的進步;
(3)提高國內產品關鍵技術的競爭力,制定具體措施,規范市場,保證有效競爭;
(4)加強基礎工作,建立與現代有軌電車發展相適應的生產體系及安全認證和質量監督體系等,從而逐步形成與我國公共交通發展相適應的具有中國特色的100%低地板現代有軌電車技術裝備體系,使其在世界上具有一定的競爭力和地位。
[1]國發[2012]64號 國務院《關于城市優先發展公共交通的指導意見》[S].
[2]N.Comet,李依慶,華凌晨.現代化有軌電車系統在中國城市的發展前景[J].現代城市軌道交通,2008(6):60.
[3]薛美根,楊立峰,程杰.現代有軌電車主要特征與國內外發展研究[J].城市交通,2008,6(6):88.
[4]上海城市建設設計研究院.張江有軌電車項目一期工程可行性研究報告[R].上海:上海城市建設設計研究院,2007.
[5]饒雪平,陳祥.新型綠色環保公共交通——有軌電車[J].市政與交通:上海建設科技,2009(2):9.
[6]周翊民.加速城軌車輛裝備國產化的技術進程[J].電力機車與城軌車輛,2003.26(4):1.