为高速动车组安上“中国芯”

 

　　勇于开拓创新 造就高速动力之强“芯”

　　南车株洲所作为国内牵引电传动系统技术及产品的领跑者，承担了京沪高铁牵引电传动系统和网络控制系统等关键部件的研制。他们总共提供了牵引变流器528台、辅助电源装置238台(套)、列车网络控制装置58列、车地无线传输装置46台、牵引制动数据记录装置92台，是国内京沪高铁动车组最大的关键部件供应商。

　　什么是高铁的“牵引电传动系统”和“网络控制系统”?

　　南车株洲所副总经理冯江华告诉科技日报记者，如果把高速列车看作是一个人的话，“牵引电传动系统”就是这个人的“心脏”，“网络控制系统”是这个人的“大脑和神经”。

　　南车株洲所人平时更愿意把两者说成是“车芯”。要解决长期困扰中国铁路发展的“高速”与“重载”两大难题，必须“造芯”。

　　但现实是严酷的。这两大标志性技术上世纪70年代初国外已开始研究，80年代中被推广应用，但其关键技术仅为西门子、阿尔斯通、庞巴迪和三菱等少数跨国公司所掌握。有跨国公司代表私下称，其他技术可以转让，但这些“看家底的”绝对不行。

　　“主攻大功率牵引传动、列车网络控制技术以及核心功率器件的开发，打破技术垄断格局，并将成果推广应用以造福国家”遂成为中国南车株洲所不懈追求的目标。

　　新世纪以来，南车株洲所积极开放合作，消化吸收国际先进技术，搭建了动车组牵引与网络控制系统的产业化平台，掌握系统集成、产品工程化、核心控制策略等技术，主导“时速300公里以上等级动车组电传动及控制系统”等重大项目，完成了系统的开发，该项目自主开发的牵引及信息监控系统，有效保证了高速动车组的安全运营。

　　为了给京沪高铁CRH380A高速动车组提供先进的可靠“车芯”，南车株洲所组织强大的项目团队，研发电传动与网络系统。他们围绕高速动车组“变流器功率大、体积小、重量轻”等技术难题，大幅提高了变流器的功率密度，研制出当前世界单列功率最大的动车组变流器。

　　2010年12月4日，装载南车株洲所牵引系统和网络控制的CRH380A商用动车组创造了486.1公里的世界铁路运营最高时速!

　　执著于核心技术自主研发的南车株洲所，终将“中国芯”装上了国产轨道交通装备高端产品。我国由此形成符合本国国情的牵引电传动系统技术标准和技术模式，成为世界上少数几个成功掌握该核心技术的国家之一。

　　完善创新体系 追求技术引领之目标

　　形成了研发和产品的实际突破固然值得欢欣鼓舞，但在南车株洲所决策层眼里，创新体系的日渐清晰更加令人欣喜——这其实就是外化表现和内在功力的关系，练好了内功的企业，才能在激烈的市场竞争中始终处于优势地位。

　　在南车株洲所构建的创新体系——即设计、制造、产品三大技术平台和一个质量管理系统面前，所有的研发制造问题都被数字化、标准化、模块化和系列化了。

　　“研发过程可分解成很多步，而每一步都是可控的。”冯江华说，自主研发世界级的创新产品，不能说不难，但在预研的时候就已经把它们打烂揉碎分解，按照设定的流程，科研团队逐个解决。

　　在此过程中，没有哪个人是不可或缺的。即使某个研发人员或者管理人员中途退出，新接手的人只需依照规范，便能很快上手，无缝对接。

　　因此，再大的难题，在南车株洲所遭到的“待遇”都是一样——持续不断地分解和进攻，土崩瓦解只是迟早的事情。

　　以京沪高铁“车芯”为例。在研发过程中，为了研究环境因素对牵引系统可靠性指标的影响，南车株洲所利用牵引系统可靠性试验平台，根据动车组运营的现场实际情况，开展一系列恶劣环境条件下的可靠性试验，模拟极限温度湿度变化、振动、冲击、沙尘以及风道堵塞风量变化等，考核频繁启动、制动、坡道启动、受电弓跳弓、网压突变、过分相区等列车运行工况。

　　严苛的试验每天连续运行16个小时以上，持续时间将近1年。其中还穿插进行连续7天24小时满功率运行的极限考核，相当于高铁列车在不同的气候和工况条件下免维护运行150万公里——在此过程中，数据和经验迅速累积，故障点和薄弱环节一一修正改善，产品的质量和可靠性得到了验证。

　　随着我国经济的发展，当年可望而不可及的梦想逐渐有了实现的可能。南车株洲所持续投入数千万元打造三大技术平台和质量管理系统。

　　周桂法说，创新体系最大的特点就是可以不断累积过程资产，也叫知识资产。“把每个项目的设计过程，从前期分析、规划到立项，每个阶段的具体内容都编好，都建成模板，并且有样例，有大的应用方向，整个目录层次一目了然。”

　　对于南车株洲所，这就是全过程的流程再造，而其效果也非常明显。以产品为例，以往的一致性通过率可能只有50%，现在能达到90%以上;现场返修率以前可能是10‰，现在降到2‰以下。

　　创新体系更是一种产品的“全生命周期管理”。“在它的保障下，什么难题解决起来都会有水到渠成的感觉。”周桂法说。

　　以此为基底，以牵引电传动和网络控制技术为核心，他们先后为时速200公里及更高速度等级国产化动车组提供了近70%的核心部件，并将最新平台研究成果运用到我国7200千瓦六轴大功率交流传动主型货运电力机车上，使货运重载机车的国产化水平从70%提高到90%以上。

　　其自主创新的城市轨道交通产品，作为国内唯一的自主品牌，占据了28%的市场份额，成功运用于上海、北京、沈阳、广州、深圳、重庆等多个城市……

　　除此外，南车株洲所还成功的将业务拓展到电动汽车、新型材料、风力发电、智能交通、光伏发电等多个产业领域。