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【高鐵國產化幻覺·下篇】技術不相信大躍進

http://magazine.caixin.com/2012-06-29/100405437_all.html

令包括劉友梅、金履忠、臧其吉在內的很多老一代鐵路專家扼腕嘆息的是,自主創新與技術引進並不矛盾,並非非此即彼,而中國也並非沒有自主研發實力,原本不必啟動一個如此龐大的計划來「市場換技術」。

  原科技部研究中心研究員金履忠舉例說,中國在20年前曾花3億美元從歐洲五十赫茲集團引進150台8K機車及全套技術,經過消化吸收再創新,中 國的「韶山」系列機車質量達到世界先進水平,中國鐵路因此在幾年內實現了五次大提速,這些國產機車及「韶山」機車的硅元件至今仍大量出口,在國際高端市場 與ABB等跨國公司競爭。

  假以時日,藍箭、中華之星等未必不能成功投入商業化運營。但劉志軍們卻相信,中國可以以更快速度創造奇蹟。

知其然不知其所以然

「技術引進只需要知道是什麼,出口需要知道為什麼」

  2007年,在高鐵技術引進三年後,張曙光公開宣佈技術引進的成果:「經過近三年消化吸收,中國已完全掌握了動車組九大關鍵技術及十項主要配套 技術。時速200公里動車組的國產化程度達到70%以上。這個級別的動車組一共採購了160列,其中整車進口只有6列,散件進口國內總裝12列,其他 142列全部由掌握了國外技術的國內企業製造。」

  在張曙光的描述中,市場換技術成就斐然:短短三年時間,國內企業就掌握了時速200公里以上動車組的工業化製造技術,比起傅志寰時代的高鐵自主研發速度,不可同日而語。奧妙何在?

  鐵道部在技術引進方式中規定,國內企業必須和國外企業合作才可拿到訂單,國產化進程則分為三個階段:原裝進口整車、從國外進口零部件進行散件組 裝、國內企業吸收技術後自主生產。至於哪些企業能與國外合作,接近張曙光的人士透露張曙光曾私下講,非核心的十大配套技術,選擇國內哪個廠家由他說了算; 但九大關鍵部件的生產,要上面定,得選擇技術能力較強的國企。「這是不能吃回扣的領域。」上述人士說。

  那麼,中國真的通過這個三步驟完全掌握了高鐵製造的關鍵技術嗎?

  阿爾斯通、西門子等多位當年參與技術轉讓的技術人員在接受財新採訪時都認為這種說法過於誇大,因為當年的技術引進合同沒有轉讓關鍵零部件的設計 技術,轉讓的只是製造工藝——即外方轉讓給中方安裝圖紙,外方派人教中方如何組裝。此外,所謂的技術轉讓合同還包含大量原裝進口配件的採購——一位在南車 集團任職的副總工程師直言不諱:「實際上是核心部件採購合同。」

  這位副總工程師說:「高鐵速度從300公里提升到350公里的過程中,我們是做了一些自主改進工作,把引進電機的設計余量利用起來,增大了牽引電機的功率,自然就能把車速提上來。但一下子把設計余量全部用掉,沒有實踐檢驗,會不會出問題沒有人知道。」

  財新記者採訪的多名技術專家證實,中國確實從技術引進中學到了不少先進的製造工藝,比如銲接精度有了很大提升,也能造出車來。但如北京大學政府管理學院教授路風所說,自主創新的關鍵在於那些看不見摸不著的緘默知識的積累和獲得。

  一位參與動車引進工作的技術工程師舉例說,我們可以按外方圖紙生產轉向架、電機、變壓器,用外方的核心零部件組裝變流器和自動控制系統,卻不知 道頭型的設計依據、原理,不知道加寬車體有沒有風險,得不到車體的原始設計計算書,得不到轉向架的關鍵參數和升級改進方法,也得不到電機和變壓器的電磁 場、熱場、力場的計算機多維協同仿真技術,更不知結構可靠性的設計方法、檢驗標準和相關材料疲勞特性數據庫,自動控制系統的軟件源代碼等,「這些看似最基 礎的東西,卻是最關鍵的,我們都沒有通過引進獲得」。

  換句話說,經過數年培育,中國確實已經擁有了動車規模化生產和製造能力,但張曙光宣稱的由中國企業自主生產的動車,關鍵零部件仍從國外進口,只 是在中國完成組裝,這才短短幾年實現幾百輛動車下線——這與汽車領域如出一轍,而汽車領域的市場換技術已被普遍認為是失敗的試驗。劉志軍時代高鐵技術跨越 式發展的秘密即在於此。

  至於很多鐵路人唸唸不忘的高鐵出口,一位發改委的權威人士在接受財新記者採訪時暗示絕無可能,原因無他,「技術引進只需要知道是什麼,出口需要知道為什麼。」中國現有能力達不到。

  從財新記者獲得的一份鐵道部與西門子2005年底簽訂的京津城際60列CRH3的採購合同可知,當時鐵道部和西門子唐車聯合體簽訂的訂單一共60列車,3列整車進口,57列組裝。

  整個合同金額120億元。其中,付給西門子的採購金額約60億元,其餘59億元付給唐車。另有1億是唐車付的部分技術轉讓費,主要是人員培訓費用和資料費用。此外,鐵道部還向西門子單獨支付了8000萬歐元技術轉讓費。

  鐵道部給西門子的60億元包括三台8編組整車及進口零部件。整車合2.5億元一列,共7.5億元人民幣。零部件合同價5.14億歐元,合人民幣50餘億元。

  西門子承諾向中方合作夥伴——北車唐車、永濟電機廠和鐵道部研究院提供技術轉讓支持。唐車將承擔其餘57列列車的生產,第一階段國產率30%, 第二階段50%,最終達到70%。全部列車使用中國品牌,即CRH3。這款車的制動系統由德國克諾爾提供,牽引系統由西門子提供,只在最後一列車上裝了 ABB大同公司的牽引變壓器。制動和牽引系統是動車中最關鍵的三大技術之一。克諾爾僅為CRH3提供製動系統和車輛門系統就賺了5億歐元——是其成立 100餘年來單筆最大訂單。

  在西門子的技術人員看來,CRH380B就是在CRH3的平台上製造出來的,除了車頭沒什麼變化。

  CRH380A國產化水分較CRH380B要少,牽引電機、牽引變壓器由南車株洲電機有限公司、永濟新時速電機電器有限責任公司提供,牽引變流 器、電氣控制、電氣通訊則由株洲南車時代和北車大同機車提供。但制動件仍主要由克諾爾在蘇州的工廠供應,也有少部分由中國鐵科院機車車輛研究所和南京浦鎮 海泰制動設備有限公司提供。劉友梅介紹,在京滬高鐵實際運行中,CRH380A的穩定性遠較CRH380B要好,初期測算的故障率只有百萬公里1.46 次。

國產化率注水

從西門子進口的佔總金額近一半的原裝進口零部件,因在國內組裝,就算在國產化率裡

  「國產化率」是中國政府部門鍾愛的指標之一,用以衡量國內技術水平。高鐵也是如此。2007年、2008年高鐵跨越式發展之際,上海鐵路局300公里以上動車組國產化率高達75%;京滬高鐵動車組國產化率高達85%等新聞隨處可見。

  國產化率被發改委用於地鐵技術引進之中,主要目的是加快技術引進進程和降低購買原型車成本。高鐵中是否也有同樣功效?

  在前述西門子合同裡,清晰規定了國產化率:「整車進口不能超過5%;進口大散件不能超過15%,技術轉讓後,國內生產和組裝的零件不能低於80%。」不過,那部分金額近一半的原裝進口零部件,因在國內組裝,算在國產化率裡。

  據財新記者瞭解,國產化指標由廠家向鐵道部自主申報,算法各異,沒什麼審查。一家國內牽引變壓器企業即以人民幣結算比例來計算國產化率。國外獨資企業只要在國內建廠生產零配件,也算國產化。國外原件進口至國內組裝再銷售,即完成一次國產化變身。

  在核心技術配套廠商選擇上,鐵道部擁有絕對話語權。很多此前沒有相關經驗的新生產企業通過關係進入高鐵領域,因此成了劉志軍時代的奇景。丁書苗控制的山西智奇即是一例,通過與意大利公司合資,從無經驗的智奇戰勝了馬鋼等傳統輪對廠商,成為高鐵輪對的獨家供應商。

  以轉向架的重要零部件枕梁為例,全世界只有一家能生產,價格昂貴。鐵道部在安排國產化引進時,選擇了此前沒有相關生產經驗的青島威奧軌道集團 (詳見本刊2012年第2期「最牛高鐵供貨商威奧浮沉記」)。「為了國產化,設置了三步走:先讓威奧組裝,第二步國外企業交給威奧鑄造技術,第三步威奧再 生產。但實際上,現在這三步都還沒進行,本來直接可以發到長客廠的組裝好的枕梁,要先發到青島威奧,讓那裡的工人看看,再發給長客。」一位曾在西門子 CRH3項目組工作的技術人員戲謔說:「國產化就像把其他地方的大閘蟹放到陽澄湖的水裡洗洗,就變成了陽澄湖大閘蟹。」

  在十大配套技術中,因為技術含量不高,投入較少,許多民營企業都想借此擠入高鐵領域。在這些領域,張曙光擁有極大話語權,「點裝」和偽國產化盛 行。一位發改委官員說,憑關係進來的民營企業不願花大力氣引進技術,真正實現技術轉讓,要支付技術轉讓費,建廠房上設備還要有足夠的科研投入,需要大量投 資。他們一般就是從國外買來零部件組裝,不需要懂技術也能賺到錢。

  在鐵路這個封閉的圈子中,一旦捆綁了利益關係,外面的企業就很難進來,因此技術能力很難在競爭中提高。比如高鐵輪對由此前並無經驗的智奇壟斷之 後,就是在從國外進口已經冶煉好的鋼,粗加工後賣給鐵道部。智奇的實際控制人是與劉志軍和張曙光均關係密切的山西女商人丁書苗。而另一家國內企業山西晉西 車軸研製出了空心車軸,有供應地鐵和出口的業績,卻進入無門。

  直到2011年的「7·23」動車事故之後,鐵道部才意識到了裝門面式的國產化並不可取,不再盲目要求主機廠和供應商強化國產化率。

控制與反控制

羅生門背後,採購金額揭示牽引等核心技術並未被中國吸收

  國產化確實帶來了成本的降低。鐵道部曾要求動車造價每年降低10%。CRH2由南車從川崎引進,原型車購買價約為1.78億元,2007年下 線。據南車公告的訂單計算,2010年10月其生產的CRH2造價約為1.21億元,降幅約為32%。但北車的造價較高,降價效果沒這麼明顯。

  從零部件看,越是關鍵部件越難降價,降價幅度較大的是內裝領域。以CRH3為例,青島羅美威奧在2006年的報價單顯示,玻璃鋼件單件價格在國產化第二階段後降幅為20%。

  在一位西門子的技術人員看來,列車核心技術只有三大部分:牽引系統、轉向架和制動系統。其中,最關鍵的是牽引系統,像「列車的心臟一樣」。這些技術外方既不打算降價,也不會轉讓。

  牽引系統中只有部分零部件如牽引電機,技術含量相對較低,國產化時引入的廠商較多,降幅較大。CRH2的牽引電機在國產化第二階段降了12.5%。

  整個牽引系統中,最核心、技術含量最高的是軟件系統,多位業內專家表示,西門子、川崎、阿爾斯通都沒有轉讓這一技術。「只有掌握了列車控制系 統,才能設置各個部件的參數,才有真正的設計能力。這是他們多年研發成果,不可能拱手讓人。」前述西門子技術人員表示。唐車一位技術人員說,現在聲稱國內 自主研發的CRH380B系列車型,一旦列車運行出現問題,還要靠西門子。「軟件的升級版要西門子做,試驗數據也需反饋給西門子總部。修改週期很長。」

  牽引系統這樣的關鍵技術佔到一列動車總價的多少呢?20%-30%。其中列車自動控制系統又佔整個牽引系統的一半以上,利潤最高。原西門子採購部人士坦言:「現在西門子採購部就是靠賣牽引系統賺錢。」阿爾斯通也是如此。

  與牽引系統一樣,被外方視為賴以生存之本的制動系統也沒有實行技術轉讓,而是由外方在中國的合資廠生產。「合資廠更不存在技術轉讓,中方連圖紙可能都看不到。」高鐵製動系統由克諾爾壟斷,核心技術沒有轉讓。

  三大系統中籤訂了技術轉讓合同的是轉向架製造,只賣安裝圖紙,不講設計原理,中方知其然不知所以然。一位參與引進人士透露,長客曾向西門子請教轉向架參數為什麼這樣設置,西門子專家就打馬虎眼。現在轉向架的構件是在長客銲接,其餘零部件在國外買。

  南車株洲一位工程師比喻說:「通過購買幾家外國公司的動車組,我們買到了四條魚,但沒有買到釣魚技術和方法,自動控制系統的關鍵零部件還得進口,控制軟件源代碼從來不在轉讓範圍。」

  在高鐵技術引進中,中方創造和讓出了龐大的市場,但真正在金字塔頂端賺取高額利潤的還是外國廠商,他們通過控制核心技術和關鍵零配件掌握主動 權。甚至在其他一些不重要的配套領域,因中方技術實力不足,大頭也被外國企業拿走。以VIP座椅為例,2009年成立的上海元通,和鐵道部簽訂了1萬個 VIP座椅的生產訂單,同時與美國公司進行技術合作。據元通的人稱:「美方要求苛刻,觸動器、控制器和私密罩等核心配件,前1000個座椅必須從美國公司 購買;其中,私密罩要求前3000個必須從美方購買。在所謂技術合作中,中方變成了總包商,賺取加工費。」

  不過,在自詡為百分百自主知識產權的CRH380上,鐵道部一直刻意淡化技術引進的色彩。2009年3月16日,在鐵道部與北車、鐵科院簽訂的 100列 CRH380 BL系列新一代高速動車組採購合同現場,西門子沒有出現。但幾天後,西門子的官方網站卻掛出「100列高速列車的合同中,西門子獲得價值7.5億歐元份 額」的消息。鐵道部隨後否認與西門子簽訂合同,西門子則堅持表示並未轉讓核心技術。西門子的訂單來自北車向其採購牽引系統。在總價392億人民幣的合同 中,西門子約佔20%。這場羅生門中,採購金額揭示了牽引等核心技術並未被中方吸收。

從完全不信任到不反對

2008年底鐵道部領導開始支持國內企業搞自主研發,株洲所翻身

  最具反諷意味的是,因堅持自主研發路線被劉志軍排擠的南車株洲所出現在了南車製造的CRH380 AL系列的供貨商名單中,且供應的是最關鍵的牽引系統。劉友梅稱,株洲所完整提供了包括網絡控制系統在內的CRH380AL牽引系統。

  雖然中華之星被塵封,技術和人才積累還在,這些遺產在技術引進階段派上了用場。南車株洲所2007年時與西門子成立合資公司STEZ做DJ4機 車,株洲所按照DJ4機車的尺寸和功能嘗試做對等開發(即在沒有外方提供圖紙的情況下模仿設計,可實現完全替換)。這種做法被西門子的技術人員貶為:「株 洲所偷偷摸摸地學我們的技術。」

  株洲所做出來的牽引系統和大功率電機最初沒有進入動車,但在地鐵上等來了機會。上海地鐵一號線的車輛原來引進的西門子,2006年使用壽命到期 後要改造,西門子要價很高。2007年他們找到株洲所,株洲所的電機和驅動系統就此裝到了上海地鐵機車上,運轉良好。從此在城市軌道交通上打開局面,近年 其牽引系統在國內地鐵市場頻頻中標。

  在動車CRH380A上,最初有一個核心部件IGBT芯片必須從國外購買。據一位發改委官員透露,這個問題後來也通過收購解決。2008年10月,株洲所下屬的企業株洲南車時代收購全球知名半導體器件獨立供應商、加拿大上市公司——Dynex Power Inc 75%的股權,獲取了IGBT的研發及製造技術。

  與此同時,鐵道部對株洲所的態度也變了。因為應用環境改變,線路、供電環境、信號環境、氣候環境和國外有很大的不同,2006年到2007年動車組組裝完投入運營之初產生了很多問題。

  掌握技術的外方在解決問題過程中並不合作。以CRH5為例,調試階段經常莫名其妙停車,後來發現自動網絡控制程序有漏洞,需要阿爾斯通的人來解 決,但阿爾斯通員工不像國內鐵路員工,鐵道部一聲令下就沒日沒夜加班,解決一個問題週期特別長。同樣的問題也出在引進的西門子的CRH3型車上。

  急於讓高鐵投入運營的鐵道部為此非常頭疼,於是把鐵科院等各大研究所都找去解決問題。鐵道部意識到只有國內企業技術能力上來後,在外國公司面前才能有真正話語權。

  一位株洲所工程師說:「後來鐵道部領導私下也都知道株洲所還在做自主研發,但會上不再提,不反對。有這樣一個轉變過程,從完全不信任國內企業到不反對國內企業搞自主研發,再到2008年底鐵道部領導開始集體支持國內企業搞自主研發。」

三個「Crazy(瘋狂)」

時速350到380,只是吃掉全部安全冗餘,一直將油門踩到底

  從2004年到2011年,中國人通過「系統性的引進和開發」獲得了時速300公里以上列車的規模生產能力。這個速度令人吃驚亦令合作者擔心。

  2004年8月的動車招標,阿爾斯通是中標廠商之一,獲得60組高速列車訂單。2004年10月10日,鐵道部和阿爾斯通正式簽訂總值6.2億 歐元的合同。阿爾斯通轉讓了7項高速列車關鍵技術,3組列車在意大利工廠組裝;另有6組以散件形式付運,由中方組裝;其餘51組通過技術轉移,由長客在國 內生產。

  當時阿爾斯通技術小組的人回憶,鐵道部要求2007年4月18日調速時,CRH5必須上線,時間相當緊迫。「這是不可違抗的政治命令,鐵道部的人甚至說只要那天上線能跑一天,以後停也可以。但一旦京哈線運營,怎麼可能停?」

  當時從阿爾斯通引進的是時速200公里的技術,但鐵道部要求運行速度必須達到每小時250公里。「實驗速度可以達到,但這不是最佳運行速度,相 當於一直將油門踩到底跑,對列車使用壽命的損害是很大的。」阿爾斯通方面的項目經理認為這是不可能完成的任務,為此辭職,在辭職郵件中,他用了三個 「Crazy(瘋狂)形容」:「這是在一個瘋狂的時代,瘋狂國度裡發生的瘋狂的事。」


  CRH5型車下線後沒有經過調試即匆匆上線,到京哈線運營。按照常規,一列車的調試時間應是生產週期的三分之一,即一列車三年生產完,要用一年 時間調試。「第一列車在線上實驗的時間最長。調試注重細節,要看車的制動距離,緊急制動的話,需要多久。」上述技術人員說。未經調試即上線運營的 CRH5,在運行幾天後,因故障停在半路,乘客怨聲載道。當時車上的一位阿爾斯通技術人員羞愧難當。而因制動系統、空調系統以及列車自動門故障,CRH5 的故障率高於CRH1和CRH2,鐵道部自此不再和阿爾斯通合作。

  加快油門跑的結果導致CRH5型車從2007年開始,轉向架就出現問題,長客要求阿爾斯通的人返修,並質問阿爾斯通使用壽命30年的車為何現在就出故障?「阿爾斯通只能陪笑臉返修。」上述阿爾斯通技術人員說道。不過,這個轉向架問題並未得到長客的確認。

  這並不是在中國高鐵技術引進過程中最瘋狂的事。在很多國外技術人員看來,研製CRH380系列列車更瘋狂。「劉志軍後來有點昏頭了。」參與 CRH380方案討論的一位技術人員回憶說,2009年380項目啟動前,長客技術人員到鐵道部開會,鐵道部領導在會上拍腦瓜要求京滬高鐵在四小時內跑 完,據此一算得到了每小時380公里這個速度——這就是CRH380的由來。

  當時日本川崎的專家曾提出,不是每個路段都可按380公里的速度跑。要設計這款車,必須拿出京滬高鐵的線路圖,根據路況研究。但政治導向之下,這些技術問題顯然只是雞毛蒜皮。

  「CRH380的技術平台還是CRH3的,速度提升在於功率加大,油門踩到底,吃掉安全冗餘。」一位之前在西門子工作的員工表示。這一判斷得到國內一家機車廠副總工程師的認同。「這樣做也許有問題,也許沒有問題,沒人知道。」

零出口

中國目前惟一算作高速動車出口的案例是今年3月與香港簽署的9列八編組時速350公里的動車組訂單,實際用於廣深鐵路

  在很多中外專家看來,中國在高鐵技術引進問題上犯的錯並不在於應該選擇自主研發還是「以市場換技術」,而在於沒有尊重科學規律。

  劉志軍為了實現盡快發展高鐵的目的,在仿製過程中沒有安排足夠經費和精力認真消化吸收,雖然搞了一輪又一輪的引進和仿製,許多關鍵技術並沒有吃透。

  中國付出如此高昂代價實現的高鐵規模化生產能力有什麼用?看上去,已建成的龐大的國內市場幾乎是惟一消化渠道——截至2011年下半年,中國投 入運營的高速鐵路達到6552營業公里。不過,這個高速奔跑的市場在很長一段時間都不能創造盈利,反而是一個巨大的債務包袱。那麼,中國有能力將高鐵技術 出口嗎?高鐵出口市場有多大?

  從CRH380問世以來,中國南車和北車集團就對出口表現出濃厚興趣。美國、俄羅斯、巴西準備興建高速鐵路的消息令中國人躍躍欲試。但專利和「7·23」動車事故暴露的中國高鐵技術問題,是中國高鐵出口海外的最大阻礙。

  2010年12月,中國南車曾與通用電氣簽署合作框架協議,兩家公司擬共同投資5000萬美元,在美國成立合資公司,競標美國佛羅里達、加利福尼亞兩州的高鐵項目,他們的競爭對手包括西門子、阿爾斯通以及龐巴迪等。

  這一舉動令川崎重工非常緊張,當即著手請律師研究專利問題。西門子中國的一位技術人員表示,當初與中國鐵道部簽訂技術轉讓協議時,合同明文規定 轉讓技術僅限於中國大陸生產的動車組,不能出口海外。鐵科院的一位老專家臧其吉稱:「中國買走的是專利,但知識產權還是外方的,一定條件允許中國生產。」 他認為,CRH380惟一肯定擁有自主知識產權的是車頭設計。

  2010年平安證券的一份行業分析報告也指出,南車出口海外應是作為總包商角色,即一些關鍵零配件全球採購,自己難以賺取高額利潤。

  此外,也很難想像在海外有一個像中國這麼大的高鐵市場出現。世行2010年的報告指出,儘管巴西、印度、俄羅斯、土耳其、英國和美國等國也開始 考慮投資高鐵,但中國經驗具有特殊性,除人口和城市間距等先天優勢外,政府集中、集合資源建設的能力,以及在幅員遼闊的土地上建設如此大規模項目需要的經 濟規模等在其他國家很難找到。像美國這樣的民主國家要取得公眾同意決定如此大規模的基礎建設更是難上加難。

  截至目前,中國時速200公里以上的動車出口為零。南車宣傳部人士證實,中國目前惟一算作高速動車出口的案例是今年3月與香港簽署的9列八編組時速350公里的動車組訂單,這9列車實際用於連接香港和廣東的廣深鐵路。

  時速在160-200公里的低速動車組出口則有今年5月交付出口馬來西亞捷運項目的列車,以及2006年青島四方出口伊朗地鐵的列車。其他出口國包括土耳其、斯里蘭卡、突尼斯等。

  據南車一位工程師介紹,南北車最近兩三年的出口以城際軌道列車和貨車為主。城軌速度一般在120公里-160公里之間。國內十年前就引進了地鐵技術,平台和後來的動車不是一回事,現在地鐵交流和制動已經實現自主研發。

  他還透露,株洲電力機車廠目前正和西門子、北車長客競標馬來西亞捷運的另一段項目,此次競標額30多億元,估計7月底會出結果。

  不過,也有些國家希望從中國獲得資金修建高鐵。俄羅斯運輸部部長在接受採訪時就曾明確表示不會從中國購買高鐵機車,但希望中國公司出錢投資其高鐵項目。


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