徐 军 杨小凤 刘 康 杨佳奇
(唐山轨道客车有限责任公司,063035,唐山∥第一作者,工程师)
新型现代有轨电车作为城市公共交通的一种,以其建设周期短、投资较低、敷设方式灵活、载客量大、安全舒适、快速便捷、运营维护成本低、环境适应性较强等优势,正在悄然成为城市公共交通市场的发展趋势;与此同时,世界范围内对有轨电车的需求也呈不断上升趋势。这些必然催生新的市场需求。据悉,目前我国北京、广州、深圳、珠海、三亚、海口、六盘水、南京、锦州等城市,已经规划了大约54条现代有轨电车线路,需要有轨电车约1 200余列[4]。未来10至20年,开行现代有轨电车,将是国内诸多城市发展公共交通的智慧选择[5]。
车辆是现代有轨电车系统装备的核心,车辆国产化是现代有轨电车广泛应用和发展的根本。我国70%低地板现代有轨电车已实现国产化和批量生产,具有更高技术含量的100%低地板现代有轨电车尚处于研制起步阶段。尽管国外具有较丰富的100%低地板现代有轨电车研制技术和运营经验,但根据国家相关政策的要求,国外车辆供货商不能直接参与国内市场,而国内车辆制造商目前尚不具备100%低地板现代有轨电车的成熟运用业绩。因此,有必要结合国内各车辆制造厂对100%低地板现代有轨电车研制情况,探讨实现100%低地板现代有轨电车国产化对策,为实现现代有轨电车系统国产化奠定理论基础。
在100%低地板现代有轨电车的设计制造过程中,为了保证车辆的质量,提高国产化率,国内各车辆制造厂纷纷寻找国外实力雄厚合作伙伴,主要通过技术引进、联合设计以及自主研发3种方式进行研制。
技术引进,是指在引进国外车辆先进设备和技术的基础上,消化、吸收、进行再创新,形成具有自主知识产权的新技术。技术引进是近几年国内轨道交通行业常用的一种方式,通过与国外有实力的合作伙伴合作,能够引进国外较为先进的技术。进行现代有轨电车技术引进的优势是:国外技术相对成熟,风险小;引进国外先进技术,提高车辆研制水平。
由此可见,技术引进为自主创新、自主制造打下基础,可缩小与国际先进水平的差距,并能加快实现国产化。通过技术扩散、零部件生产、技术服务、人员培训等途径,促进国家的技术进步、产业升级和产品结构调整。但是,由于先进技术生命周期和技术代际差异,使得国内企业不可能获得世界一流技术和核心技术,国内企业在系统设计、功能需求、操作界面等方面缺乏主导权。这导致引进技术与国内有轨电车实际运营需求存在差异,且设计修改困难,供货、调试周期长,相关技术标准难建立。
其次,通过技术引进的车辆,前期谈判周期长,一般都签订有排他性协议,关键技术、关键部件必须由技术引进方提供,因此,存在初期国产化率低,周期长,用户需求响应慢的特点。
此外,国内企业过度依赖跨国公司的技术,在大量利用国外技术资源的同时,还可能形成对本土企业技术进步的排斥和抑制,也容易忽视自主创新和消化吸收,造成技术成本的浪费,压缩研发空间。这对有轨电车在我国的发展会起到反作用。
联合设计,是指国内车辆制造厂在对现代有轨电车技术状态和发展趋势充分调研基础上,选择国际一流的具有城市轨道交通车辆专业的设计公司进行合作,由国内车辆制造厂主导整个设计过程。同时,在国产化过程中,国内供应商在车辆制造厂的主导下完成协同设计,从而实现现代有轨电车在研发制造前期达到高国产化率。
通过联合设计,车辆制造厂不仅掌握具有完全自主知识产权的系统集成、关键配件等核心技术,形成国际一流的现代有轨电车研制能力,而且可在短时间内搭建起现代有轨电车自主研发和生产体系。为后续产品创新和系列化奠定坚实基础。联合设计具有以下几方面的优势:准确把握国内外现代有轨电车技术状态和发展趋势;继承国际一流城市轨道交通车辆设计公司的先进设计理念和设计方法;车辆制造厂掌握系统集成、关键配件等核心技术;车辆制造厂与国内供应商协同设计,研制初期实现高国产化率;培养和造就一批100%低地板现代有轨电车技术队伍,为后续产品技术的进一步创新奠定基础;掌握了核心技术,拥有了专业人才队伍后,可快速判别车辆故障,做出及时地反馈和处理,降低运营风险,提高安全保障。
2012年,唐山轨道客车有限责任公司(以下简称“唐车公司”)与德国专业设计公司联合设计开发了我国首列100%低地板现代有轨电车,地板面离轨面高度350 mm,实现了我国100%低地板现代有轨电车设计和制造国产化。
唐车公司拥有100%低地板现代有轨电车技术的完全自主知识产权,同欧洲最先进有轨电车技术在同一水平上。唐车公司的样车和西门子最先进的Avnio是在同一技术平台上,其轮轨横向力较其他有轨电车少一半,大大提高了车轮的寿命,降低了后期的维修成本。同时,在前期研发设计过程中,与国内部件系统的供应商协同研发设计,确保国产化率达70%以上。
唐车公司在2012年12月份成功拿到了土耳其SAMSUN市5列100%低地板现代有轨电车的订单,这也是我国车辆制造企业第一次将100%低地板现代有轨电车出口。2013年4月,唐车公司生产的100%低地板现代有轨电车成功下线。
唐车公司100%低地板有轨电车样车为4模块编组,额定载客人数约为300人,车辆采用模块化设计,可灵活编组,实现2~8模块载客编组。该车的开发和生产将为100%低地板现代有轨电车系统在我国的应用开创一个新局面。
自主研发,是指以科技进步为支撑,由国内车辆制造厂或科研单位负责设计、装配以及生产,拥有自主知识产权的技术研发。100%低地板现代有轨电车自主研发具有如下优势:
(1)国内车辆制造厂或科研单位摆脱技术引进和技术模仿等对外部技术的依赖,依靠自身力量牢牢把握了研发环节的主动权,若开发成功,则掌握核心技术的所有权;
(2)国内各车辆制造企业已积累了大量的研制动车组、地铁车辆等高端产品的经验,因此100%低地板现代有轨电车创新空间较大;
(3)掌握了系统设计技术、控制技术与关键总成技术,则100%低地板现代有轨电车后续优化改进容易;
(4)通过编制车辆设计文件、组织关键产品技术攻关,锻炼了科研设计队伍,提高了科研设计人员的业务水平,利于培养一批中青年技术骨干。
自主研发能够充分发挥国内技术水平,调动整体产业链资源协调发展,提升产品国产化率。但同时,自主研发是以企业自身技术实力及外部配套设施和设备为支撑的,需要很高的技术储备,也需投入巨大人力物力,因此产品开发的风险也较大。
自主研发100%低地板现代有轨电车是最理想的模式,但也是难度最大的模式。由于国内缺乏有轨电车设计和运用的经验,相关标准也不全,因此该模式虽然能够很好地推动本国国产化进程,但受国内整体设计、制造技术水平的限制,自主研发的产品性能和水平相对国外先进的技术产品还存在较大差距。
100%低地板现代有轨电车国产化的实施,在技术上存在一定风险,但在经济上,国产化替代进口产品的研制既可降低成本,又可有效压低进口产品的价格,减少对进口产品的依赖。同时,车辆及关键部件国产化,可以有效提高国内制造企业产品的竞争力,提高车辆研制能力,尽快搭建国内100%低地板现代有轨电车技术平台。因此,建议从以下两方面着手,实现100%低地板现代有轨电车国产化。
对于国内车辆制造厂而言,联合设计开发方式既可以引进先进的开发技术,又可掌握具有完全自主知识产权的系统集成、关键配件等核心技术,进而能够主导整个供应部件的研制,实现100%低地板现代有轨电车高国产化率。故而,国内车辆制造厂可尽快联合国外专业设计公司,整合国内科研院校和生产企业等相关资源,攻克技术难关,实现关键部件国产化、产业化,逐步突破国外技术垄断的壁垒。
当前100%低地板现代有轨电车的国产化工作基础比较薄弱,国内各生产制造厂还处于各自探索的分散状态,使用部门和生产企业难以统一组织起来。究其原因,主要是缺乏可依托的项目和生产制造厂,根本原因是整体缺乏一个强有力的组织领导机构和政策导向机制。为此,建议可以由行业主管部门牵头国内相关生产制造企业,从以下四方面开展工作:
(1)制定国内现代有轨电车系统标准,包括车辆标准、线路建设标准等,规范国内有轨电车系统,促进有轨电车行业健康发展;
(2)鼓励国内车辆制造厂与国外有实力的单位联合设计开发,在国内本地化生产制造,快速提升国内行业技术水平,推动国内现代有轨电车整体系统的进步;
(3)提高国内产品关键技术的竞争力,制定具体措施,规范市场,保证有效竞争;
(4)加强基础工作,建立与现代有轨电车发展相适应的生产体系及安全认证和质量监督体系等,从而逐步形成与我国公共交通发展相适应的具有中国特色的100%低地板现代有轨电车技术装备体系,使其在世界上具有一定的竞争力和地位。
[1]国发[2012]64号 国务院《关于城市优先发展公共交通的指导意见》[S].
[2]N.Comet,李依庆,华凌晨.现代化有轨电车系统在中国城市的发展前景[J].现代城市轨道交通,2008(6):60.
[3]薛美根,杨立峰,程杰.现代有轨电车主要特征与国内外发展研究[J].城市交通,2008,6(6):88.
[4]上海城市建设设计研究院.张江有轨电车项目一期工程可行性研究报告[R].上海:上海城市建设设计研究院,2007.
[5]饶雪平,陈祥.新型绿色环保公共交通——有轨电车[J].市政与交通:上海建设科技,2009(2):9.
[6]周翊民.加速城轨车辆装备国产化的技术进程[J].电力机车与城轨车辆,2003.26(4):1.