軌道交通裝備關(guān)鍵零部件的 突圍與創(chuàng)新

劉忠利 唐娜 呂夢熙

中車鐵馬公司通過消化吸收再創(chuàng)新、自主創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新等多渠道研發(fā)模式，解決了我國高鐵列車發(fā)展的重大技術(shù)難題，形成了高鐵列車基礎(chǔ)制動(dòng)、車鉤緩沖等“三基”重大標(biāo)志性成果。

常州中車鐵馬科技實(shí)業(yè)有限公司（簡稱“中車鐵馬公司”）是中國中車股份有限公司二級(jí)子公司。中車鐵馬公司作為我國軌道交通裝備關(guān)鍵零部件的核心研發(fā)企業(yè)和優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商，主導(dǎo)產(chǎn)品覆蓋基礎(chǔ)制動(dòng)裝置、減振降噪裝置、車鉤緩沖裝置等三大產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。近年來，公司的研發(fā)成果提升了我國軌道交通裝備整體技術(shù)水平和自主創(chuàng)新能力，支撐了我國軌道交通等高端裝備產(chǎn)業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展。

責(zé)任

制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國之本、興國之器、強(qiáng)國之基。長期以來，我國制造業(yè)核心基礎(chǔ)零部件、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料受制于人，先進(jìn)基礎(chǔ)工藝研發(fā)能力弱、應(yīng)用緩慢，產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)薄弱等問題非常突出。工信部曾對(duì)30多家大型企業(yè)130多種關(guān)鍵基礎(chǔ)材料調(diào)研，結(jié)果顯示，32%的關(guān)鍵材料在我國仍為空白，52%依賴進(jìn)口。因此，工業(yè)基礎(chǔ)能力提升是一項(xiàng)具有長期性、戰(zhàn)略性、復(fù)雜性的系統(tǒng)工程，需要企業(yè)強(qiáng)化危機(jī)意識(shí)、擔(dān)當(dāng)意識(shí)，解放思想，提高站位，放大格局，深刻認(rèn)識(shí)到，中國企業(yè)在科技創(chuàng)新能力上、基礎(chǔ)上的不足，補(bǔ)短板工程任重道遠(yuǎn)。

企業(yè)是推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的原動(dòng)力，行業(yè)的良好發(fā)展也能為企業(yè)創(chuàng)造更好的生存環(huán)境，一榮俱榮。每一個(gè)企業(yè)有責(zé)任和義務(wù)將提升工業(yè)基礎(chǔ)能力作為一項(xiàng)行業(yè)重大工程，以行業(yè)引領(lǐng)者和急先鋒的身份帶動(dòng)輻射產(chǎn)業(yè)鏈上下游和同行業(yè)企業(yè)。

企業(yè)作為工業(yè)基礎(chǔ)能力提升的施策對(duì)象，打鐵還需自身硬，應(yīng)將國家意志體現(xiàn)在自己戰(zhàn)略布局的各個(gè)層面?，F(xiàn)階段，市場競爭愈發(fā)激烈，新產(chǎn)品、新技術(shù)層出不窮，但回頭看看，支撐這些新技術(shù)、新產(chǎn)品的基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)工藝、產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)較為薄弱，在大浪淘沙的市場洪流中，根基不穩(wěn)，就很容易被淘汰。從國家和行業(yè)層面而言，提升工業(yè)基礎(chǔ)能力是一項(xiàng)需要長遠(yuǎn)布局的宏大工程，落實(shí)到企業(yè)則是一項(xiàng)需要巨大資源投入、需要強(qiáng)大戰(zhàn)略自信的決策，但卻是持續(xù)保持市場競爭力的有效途徑，企業(yè)應(yīng)面向行業(yè)急需、行業(yè)短板，加大基礎(chǔ)研究投入，掌握核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)，長期將提升工業(yè)基礎(chǔ)能力作為自身發(fā)展的第一要義緊抓不懈。

目前，我國高鐵列車整車集成水平已處在世界前列，是中國制造的一張“黃金名片”。然而，中國高端裝備快速崛起的背后，是核心關(guān)鍵部件落后的掣肘。以高鐵列車合金鋼制動(dòng)盤為代表的少數(shù)關(guān)鍵部件的技術(shù)水平仍不能滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，完全依賴進(jìn)口，制約了我國高鐵裝備的本土化進(jìn)程和行業(yè)持續(xù)快速的發(fā)展，使得我國高鐵下一步走向世界的戰(zhàn)略面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。

中車鐵馬公司長期致力于高速動(dòng)車組制動(dòng)裝置的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作，擁有豐富的技術(shù)研發(fā)和試驗(yàn)資源，曾在高速動(dòng)車組基礎(chǔ)制動(dòng)裝置本土化過程中承擔(dān)多項(xiàng)攻關(guān)課題，體現(xiàn)了國有企業(yè)在提升工業(yè)基礎(chǔ)能力方面應(yīng)有的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。

創(chuàng)新

作為中國軌道交通關(guān)鍵零部件的研發(fā)制造企業(yè)，中車鐵馬公司具備豐富的創(chuàng)新資源，依托母公司中車戚墅堰所材料工藝研發(fā)優(yōu)勢，在材料制備、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、加工制造、材料熱處理、試驗(yàn)仿真等技術(shù)領(lǐng)域開展創(chuàng)新研發(fā)工作。先后攻克了摩擦副匹配技術(shù)、盤體材料及成型工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、失效理論、試驗(yàn)驗(yàn)證等關(guān)鍵核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了CRH380A動(dòng)車組用鍛鋼輪裝制動(dòng)盤和鑄鋼軸裝制動(dòng)盤、時(shí)速350公里中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組用鍛鋼輪裝制動(dòng)盤和鑄鋼軸裝制動(dòng)盤等四種型號(hào)產(chǎn)品的工程化開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化建設(shè)，建立了國際先進(jìn)的時(shí)速300公里以上高速動(dòng)車組合金鋼制動(dòng)盤產(chǎn)品設(shè)計(jì)平臺(tái)、制造平臺(tái)和試驗(yàn)驗(yàn)證體系，技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，形成合金鋼制動(dòng)盤批量化生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)本土化和動(dòng)車組標(biāo)準(zhǔn)化，提高中國動(dòng)車組的自主化程度，支撐高速動(dòng)車組整車技術(shù)和性能的提升，引領(lǐng)我國高速動(dòng)車組核心產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展。

項(xiàng)目建設(shè)期為2015年6月至2017年12月，項(xiàng)目期間投資達(dá)9000余萬元。依托項(xiàng)目研發(fā)成果，后續(xù)中車鐵馬公司將持續(xù)加大資金投入力度，鞏固研發(fā)基礎(chǔ)，強(qiáng)化創(chuàng)新引導(dǎo)，將合金鋼制動(dòng)盤打造成公司新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。項(xiàng)目創(chuàng)新效果主要體現(xiàn)在以下兩方面：

增強(qiáng)我國工業(yè)基礎(chǔ)能力

本項(xiàng)目解決了制約高鐵列車發(fā)展的“卡脖子”技術(shù)，補(bǔ)齊我國軌道交通行業(yè)發(fā)展的短板，建立了國際領(lǐng)先的高鐵列車合金鋼制動(dòng)盤研發(fā)設(shè)計(jì)平臺(tái)和試驗(yàn)驗(yàn)證體系，打破國外技術(shù)壁壘，推動(dòng)高鐵裝備行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的提升，有助于促進(jìn)我國制造強(qiáng)國建設(shè)，增強(qiáng)我國工業(yè)基礎(chǔ)能力。

加速我國軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)

本項(xiàng)目高鐵列車合金鋼制動(dòng)盤整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中鍛鋼制動(dòng)盤達(dá)到國際領(lǐng)先水平，全面提升了我國高鐵裝備整體技術(shù)水平和核心競爭力，支撐中國高速動(dòng)車組由“和諧號(hào)”向“復(fù)興號(hào)”的升級(jí)換代，推動(dòng)我國軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)鏈高端化、全面化、自主化發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)中國高鐵“走向世界”奠定基礎(chǔ)。

協(xié)同

近年來，中車鐵馬公司通過制定內(nèi)部協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，與產(chǎn)業(yè)鏈上下游、國內(nèi)科研院所建立創(chuàng)新合作關(guān)系，快速推進(jìn)工業(yè)強(qiáng)基項(xiàng)目的實(shí)施。

為有效組織強(qiáng)基工程推進(jìn)實(shí)施，公司成立了強(qiáng)基工程重大專項(xiàng)推進(jìn)辦公室，制定項(xiàng)目跟蹤和盤點(diǎn)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)研發(fā)、制造、工藝、試驗(yàn)協(xié)同推進(jìn)和資源的組織協(xié)調(diào)。項(xiàng)目實(shí)施過程中，與項(xiàng)目下游單位四方股份、長客股份、唐山公司建立了良好的合作關(guān)系，通過每年在青島和常州兩地輪流舉辦軌道交通裝備技術(shù)論壇的方式，溝通軌道交通基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)工藝發(fā)展趨勢，并探討未來合作需求。

項(xiàng)目充分利用科研院所研究試驗(yàn)資源，先后與中南大學(xué)粉末冶金研究院、西南交通大學(xué)牽引動(dòng)力國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、同濟(jì)大學(xué)振動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)室等高校院所在摩擦副材料配方技術(shù)、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置試驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)、制動(dòng)狀態(tài)仿真計(jì)算技術(shù)等方面開展合作，產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目達(dá)10余項(xiàng)，大大提高了公司的科技創(chuàng)新水平。

其中，同中南大學(xué)粉末冶金研究院建立了江蘇省企業(yè)院士工作站，合作開發(fā)300km/h高速列車用粉末冶金制動(dòng)閘片和合金鋼制動(dòng)盤材料配方及制備技術(shù)、高速列車用陶瓷基制動(dòng)盤等項(xiàng)目;同西南交通大學(xué)牽引動(dòng)力國家重點(diǎn)試驗(yàn)室合作開展制動(dòng)盤熱裂紋擴(kuò)展仿真分析等項(xiàng)目。

突圍

在項(xiàng)目管理方面，由于缺乏強(qiáng)基工程管理經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目實(shí)施過程中，關(guān)于過程檢查和經(jīng)費(fèi)歸集以及結(jié)題驗(yàn)收需注意的一些關(guān)鍵點(diǎn)不明確，為后期項(xiàng)目實(shí)施造成了一些不必要的麻煩。項(xiàng)目后期，省、市工信部門組織了工業(yè)強(qiáng)基工程管理高級(jí)培訓(xùn)班，對(duì)項(xiàng)目全生命周期管理有了較為系統(tǒng)的認(rèn)知，為后期項(xiàng)目管理和推進(jìn)積累了有益經(jīng)驗(yàn)。

在研制和裝車方面，產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)完成后，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了主機(jī)企業(yè)技術(shù)要求和惡劣工況要求，但是客戶仍堅(jiān)持時(shí)速350公里“復(fù)興號(hào)”中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組基礎(chǔ)制動(dòng)裝置首發(fā)裝車須采用另一企業(yè)的產(chǎn)品，主要原因還是應(yīng)用安全風(fēng)險(xiǎn)考慮，因?yàn)槠洚a(chǎn)品在設(shè)計(jì)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)等方面更為豐富。此后，中車鐵馬公司就產(chǎn)品可靠性又進(jìn)行了深入論證，在集團(tuán)公司的支持下，客戶組織專家對(duì)中車鐵馬公司產(chǎn)品進(jìn)行裝車評(píng)審。在評(píng)審中，專家同時(shí)要求中車鐵馬公司需要解決首發(fā)列車基礎(chǔ)制動(dòng)裝置遇到的現(xiàn)車問題。中車鐵馬公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)針對(duì)產(chǎn)品的各個(gè)性能指標(biāo)、各種現(xiàn)車可能遇到的問題與主機(jī)廠人員進(jìn)行反復(fù)對(duì)接，各種技術(shù)文件從0.0、1.0、2.0……不停升級(jí)。

在裝車評(píng)審會(huì)現(xiàn)場，十多位專家針對(duì)項(xiàng)目產(chǎn)品從各種角度提出各種近乎苛刻的質(zhì)詢意見，中車鐵馬公司技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)和項(xiàng)目組成員針對(duì)質(zhì)詢進(jìn)行了詳實(shí)、可靠的方案說明和驗(yàn)證支撐，最終順利通過了專家評(píng)審，同意中車鐵馬公司基礎(chǔ)制動(dòng)產(chǎn)品進(jìn)行換裝考核。至此，中車鐵馬公司基礎(chǔ)制動(dòng)裝置正式進(jìn)入“復(fù)興號(hào)”市場序列。

經(jīng)驗(yàn)

積極開展創(chuàng)新文化建設(shè)工程 充分激發(fā)公司創(chuàng)新活力

中車鐵馬公司注重創(chuàng)新文化建設(shè)，積極營造創(chuàng)新文化可視化氛圍，建立創(chuàng)新文化與項(xiàng)目推進(jìn)協(xié)同機(jī)制，邀請同濟(jì)大學(xué)、西南交通大學(xué)、中南大學(xué)等高校資深教授有針對(duì)性地就項(xiàng)目實(shí)施過程中材料制備、加工制造、試驗(yàn)仿真、工程應(yīng)用遇到的常見問題答疑解惑。充分利用公司創(chuàng)新資源，組建專家委員會(huì)，由公司資深技術(shù)專家擔(dān)任項(xiàng)目咨詢顧問，通過項(xiàng)目階段總結(jié)會(huì)、周例會(huì)形式源源不斷為項(xiàng)目提供創(chuàng)新想法、解決現(xiàn)實(shí)問題，保障強(qiáng)基工程項(xiàng)目順利推進(jìn)實(shí)施。

聚智匯能 多平臺(tái)多渠道推進(jìn)項(xiàng)目實(shí)施

中車鐵馬公司積極挖掘外部科技資源，自建研發(fā)平臺(tái)和借助已有外部研發(fā)平臺(tái)雙管齊下，為項(xiàng)目提供創(chuàng)新資源保障。項(xiàng)目實(shí)施以來，公司項(xiàng)目組推動(dòng)與江蘇省產(chǎn)業(yè)研究院建立聯(lián)合創(chuàng)新中心，依托創(chuàng)新中心研發(fā)基礎(chǔ)和團(tuán)隊(duì)資源，為項(xiàng)目成果提供孵化器。公司柔性引進(jìn)北京科技大學(xué)“雙創(chuàng)團(tuán)隊(duì)”，在高校設(shè)立項(xiàng)目子課題，充分利用高校研究、試驗(yàn)資源，同步推進(jìn)項(xiàng)目實(shí)施。通過召集行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)和科研院所召開技術(shù)合作論壇，暢通溝通渠道，聚智匯能，為項(xiàng)目推進(jìn)提供了有效的外部資源保障。

攻關(guān)

項(xiàng)目伊始，正值中國高速動(dòng)車組從無到有的關(guān)鍵時(shí)期，也是高速動(dòng)車組基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的機(jī)遇期。在此之前，從材料到結(jié)構(gòu)，從仿真到試驗(yàn)，國內(nèi)對(duì)于高速動(dòng)車組用制動(dòng)盤的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)幾乎為零，設(shè)計(jì)開發(fā)的難度之大、任務(wù)之艱不言而喻。項(xiàng)目后期，主機(jī)廠要求項(xiàng)目組給出制動(dòng)盤檢修維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)及使用壽命評(píng)估。在當(dāng)時(shí)沒有充分應(yīng)用數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)的情況下，進(jìn)行使用壽命評(píng)估可謂難上加難。

翻閱海量的文獻(xiàn)和檔案資料后，公司基礎(chǔ)制動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域的學(xué)科帶頭人杜利清帶隊(duì)趕赴西南交大牽引動(dòng)力國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室悉心請教，在試驗(yàn)室反復(fù)驗(yàn)證，開發(fā)出制動(dòng)盤裂紋擴(kuò)展及壽命評(píng)估模型和體系。在反復(fù)嘗試和溝通后，制動(dòng)盤壽命評(píng)估方法和結(jié)果得到業(yè)內(nèi)技術(shù)專家和主機(jī)廠的一致認(rèn)同。基于此，他制定了符合國內(nèi)動(dòng)車組車輛運(yùn)用工況的檢修維護(hù)技術(shù)方案。

近年來，中國高鐵市場迎來“和諧號(hào)”向“復(fù)興號(hào)”過渡的關(guān)鍵機(jī)遇期，能否趕在“復(fù)興號(hào)”中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組運(yùn)營之前，在時(shí)間有限、市場競爭、技術(shù)難度等多重壓力下，研制出符合中國運(yùn)行環(huán)境要求的基礎(chǔ)制動(dòng)裝置并實(shí)現(xiàn)裝車，成為擺在中車鐵馬公司面前的“珍瓏棋局”。中車鐵馬人開始了與時(shí)間的賽跑，夜以繼日，一次次的方案改進(jìn)，一次次的反復(fù)論證，撐起了公司對(duì)裝車產(chǎn)品的滿滿自信，也逐步贏得了客戶的充分認(rèn)可，最終在時(shí)速350公里“復(fù)興號(hào)”中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組實(shí)現(xiàn)裝車認(rèn)證，未來市場前景可期。

愿景

中車鐵馬公司將繼續(xù)圍繞高速動(dòng)車組關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)開展基礎(chǔ)性、共性技術(shù)及前瞻性技術(shù)研究，增強(qiáng)原始創(chuàng)新能力，推動(dòng)我國高鐵裝備關(guān)鍵零部件進(jìn)入國際領(lǐng)先水平，重點(diǎn)關(guān)注聯(lián)軸節(jié)、油壓減振器、軸承、IGBT芯片等高速動(dòng)車組最后四塊短板，以公司材料工藝研發(fā)優(yōu)勢為依托，以關(guān)鍵零部件性能提升帶動(dòng)整機(jī)發(fā)展，支撐我國世界領(lǐng)先軌道交通產(chǎn)業(yè)體系的建立。

同時(shí)，也建議強(qiáng)基工程項(xiàng)目指南關(guān)注高速動(dòng)車組關(guān)鍵零部件短板專項(xiàng)。目前，“復(fù)興號(hào)”高速動(dòng)車組的核心技術(shù)和關(guān)鍵零部件自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)達(dá)到84%，但仍有油壓減振器和聯(lián)軸節(jié)等部分零部件（元器件）關(guān)鍵研發(fā)和制造技術(shù)掌握在國外企業(yè)手中，成為不可繞過的技術(shù)壁壘。中國國家鐵路集團(tuán)有限公司將油壓減振器和聯(lián)軸節(jié)列為制約目前動(dòng)車組關(guān)鍵性能提升的兩大尚未實(shí)現(xiàn)自主化的核心零部件，進(jìn)行自主攻關(guān)，補(bǔ)齊技術(shù)短板。因此，在國家政策支持下，建議引導(dǎo)企業(yè)在油壓減振器和聯(lián)軸節(jié)等軌道交通短板上加大科技創(chuàng)新資源投入力度，鼓勵(lì)企業(yè)既能為中國制造業(yè)錦上添花，也能雪中送炭。