文章刊登于《中國科技產(chǎn)業(yè)》雜志

202503期“院士專論

習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)：“扎實(shí)推動(dòng)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合，助力發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。”科技與產(chǎn)業(yè)融合，主要手段就是產(chǎn)學(xué)研融合。融合的關(guān)鍵是強(qiáng)化企業(yè)科技創(chuàng)新主體地位，特別是頭部企業(yè)的主體地位。企業(yè)一頭連著需求，一頭連著供給，一手掌握自身資源，一手可協(xié)同相關(guān)單位資源，既有為中國式現(xiàn)代化貢獻(xiàn)力量的義務(wù)和責(zé)任，又有企業(yè)生存發(fā)展的壓力和動(dòng)力，創(chuàng)新是必然的選擇。因此，企業(yè)具有推動(dòng)創(chuàng)新的天然動(dòng)力。推動(dòng)企業(yè)主導(dǎo)的產(chǎn)學(xué)研融通創(chuàng)新，能夠更加精準(zhǔn)識別技術(shù)創(chuàng)新中的需求，針對需要解決的問題集中各方力量展開攻關(guān)，打通科技供給與產(chǎn)業(yè)需求之間的通道。“復(fù)興號”高速動(dòng)車組研制是以企業(yè)為主體，產(chǎn)學(xué)研融合創(chuàng)新的一個(gè)成功范例。

一、我國高速動(dòng)車組的發(fā)展需求

我國高速鐵路技術(shù)的研究始于20世紀(jì)九十年代初、九十年代末，開始建設(shè)我國第一條客運(yùn)專線——秦沈客運(yùn)專線，并自主研發(fā)了“中華之星”等動(dòng)車組，為中國高速鐵路發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2004年4月，國務(wù)院會議明確了鐵路動(dòng)車組項(xiàng)目的總體要求是“引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，聯(lián)合設(shè)計(jì)生產(chǎn)，打造中國品牌”。這是針對當(dāng)時(shí)我國動(dòng)車組技術(shù)還相對落后，而高鐵急需發(fā)展的實(shí)際制定的，指導(dǎo)性、可操作性都很強(qiáng)。從此，鐵路系統(tǒng)先后引進(jìn)了加拿大龐巴迪、日本川崎、法國阿爾斯通、德國西門子的動(dòng)車設(shè)計(jì)制造技術(shù)，分別在國內(nèi)四個(gè)工廠生產(chǎn)動(dòng)車。之后，通過消化吸收再創(chuàng)新，設(shè)計(jì)制造了系列化的動(dòng)車組產(chǎn)品，形成了4種技術(shù)平臺、15個(gè)品種（含CRH1、CRH2、CRH3、CRH5、CRH380）的和諧號動(dòng)車生產(chǎn)能力。其中，CRH380動(dòng)車2009年下線，在京滬高鐵先建段進(jìn)行試驗(yàn)，跑出了時(shí)速486.1km的世界運(yùn)營線路試驗(yàn)最高速度，使國人倍感欣慰。中國高鐵在市場換技術(shù)方面做的是成功的，但消化吸收再創(chuàng)新不可能一蹴而就，而關(guān)鍵核心技術(shù)是買不來的。到2012年時(shí)，仍有部分動(dòng)車核心技術(shù)沒有完全掌握，不能完全擺脫對別人的依賴，動(dòng)車運(yùn)營中出現(xiàn)或存在的問題也不能完全自主解決。京滬高鐵初期運(yùn)營使用的部分動(dòng)車出現(xiàn)過常用制動(dòng)故障，需外方人員診斷和處置；四種技術(shù)平臺的動(dòng)車組不能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，使配件備用量多，維修、救援難度大；因動(dòng)車組故障造成的列車晚點(diǎn)問題時(shí)有發(fā)生。這些，使鐵路技術(shù)和管理人員如鯁在喉，難以釋懷。

動(dòng)車組存在的諸多問題除與我們沒有掌握核心技術(shù)有關(guān)外，還與引進(jìn)技術(shù)不能完全適應(yīng)我國的自然環(huán)境和運(yùn)營環(huán)境有關(guān)。歐日國家高鐵未成網(wǎng)，動(dòng)車一次運(yùn)行里程短，氣候變化小，動(dòng)車運(yùn)行環(huán)境相對穩(wěn)定。我國情況與他們不同。根據(jù)2008年國務(wù)院發(fā)布的《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，我國要建設(shè)四縱四橫高鐵網(wǎng)，高鐵將覆蓋全國大部分地區(qū)。高鐵網(wǎng)建設(shè)對動(dòng)車提出了需求：長途跨線運(yùn)行，其一次運(yùn)行距離將超過2500公里；動(dòng)車一次運(yùn)行可能穿越寒冷、中溫帶、暖溫帶、亞熱帶等溫度帶，一天之內(nèi)動(dòng)車可能要經(jīng)歷40℃溫差變化；動(dòng)車一次運(yùn)行可能穿越霧霾區(qū)、大風(fēng)區(qū)、海風(fēng)腐蝕區(qū)，還可能經(jīng)歷一會兒大雪、一會兒晴天、一會兒大雨的天氣。這些，不僅對動(dòng)車的密閉性提出較高要求，還對機(jī)電設(shè)備、零配件，自動(dòng)感知、自動(dòng)控制系統(tǒng)提出了新的要求。中國運(yùn)行的動(dòng)車組應(yīng)適應(yīng)這些需求。需求就是努力的方向，因此，必須按需求研制我國自己的動(dòng)車組。

二、產(chǎn)學(xué)研融合創(chuàng)新

2012年，鐵路系統(tǒng)在國家發(fā)改委的支持下，開始啟動(dòng)復(fù)興號動(dòng)車組的研究工作。2013年，由中國鐵路總公司（現(xiàn)國鐵集團(tuán)）牽頭，聯(lián)合中國南車、中國北車等企業(yè)、西南交通大學(xué)等大學(xué)、中科院等研究機(jī)構(gòu)共幾十家單位，開展有計(jì)劃、有步驟的聯(lián)合攻關(guān)，其目標(biāo)是：研發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的動(dòng)車組，主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)領(lǐng)先、具有自主知識產(chǎn)權(quán)、動(dòng)車組旅客界面和運(yùn)用維護(hù)界面標(biāo)準(zhǔn)化、不同平臺動(dòng)車組可實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通、在一些基礎(chǔ)理論方面實(shí)現(xiàn)突破。為此，其一，鐵路總公司設(shè)立動(dòng)車組關(guān)鍵技術(shù)研究的重大課題，如轉(zhuǎn)向架、牽引控制、制動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)控制、變流器、逆變器、空氣動(dòng)力學(xué)等，分別由鐵科院、中科院、南北車等組織研究。其二，建立強(qiáng)有力的組織機(jī)構(gòu)，推進(jìn)創(chuàng)新工作，鐵路總公司牽頭成立領(lǐng)導(dǎo)小組，制定推進(jìn)計(jì)劃，明確責(zé)任分工，定期協(xié)調(diào)，不時(shí)檢查，有獎(jiǎng)有罰。其三，研發(fā)的基本思路是：以我國運(yùn)輸需求為導(dǎo)向，以科研試驗(yàn)為基礎(chǔ)，軟件和核心硬件全部自主研發(fā)、自主設(shè)計(jì)、自主制造、自主驗(yàn)證；據(jù)此制訂了時(shí)速350公里、四動(dòng)四拖等主要技術(shù)條件，明確了車輪踏面、制動(dòng)力、牽引加速度等主要技術(shù)方案。其四，精心設(shè)計(jì)制造，動(dòng)車組具體設(shè)計(jì)制造分別由南車集團(tuán)的四方廠和北車集團(tuán)的長客廠實(shí)施，采用VR技術(shù)培訓(xùn)職工，采用智能化技術(shù)設(shè)計(jì)制造，一絲不茍，精益求精，確保質(zhì)量。其五，設(shè)置試驗(yàn)驗(yàn)證平臺和現(xiàn)場試驗(yàn)線，動(dòng)車制造完成后，按規(guī)定需進(jìn)行型式試驗(yàn)和60萬公里的考核試驗(yàn)，以驗(yàn)證其功能，改進(jìn)其性能，確保投入運(yùn)營后的安全。于是，兩個(gè)制造（主機(jī)）廠完善了整車、轉(zhuǎn)向架等試驗(yàn)平臺，鐵科院安排了環(huán)形試驗(yàn)線的各種型式試驗(yàn)，鐵路總公司提前安排了現(xiàn)場試驗(yàn)。現(xiàn)場試驗(yàn)線既要滿足牽引、制動(dòng)、速度等試驗(yàn)條件，又不能影響運(yùn)營和建設(shè)，還不能增加較多的投入。為此，通過慎重考慮，選擇了大西高鐵太原-原平段作為試驗(yàn)線。此段線路比大西高鐵大同至太原區(qū)段早一年多開工建設(shè)，試驗(yàn)完成后，恰好與其他區(qū)段一起開通。此段線路設(shè)計(jì)時(shí)速250公里，全長70多公里，用于動(dòng)車試驗(yàn)進(jìn)行了部分改造，使運(yùn)行速度達(dá)到385公里/小時(shí)。為了動(dòng)車組后一步的技術(shù)發(fā)展，又在鄭州-徐州高鐵開通前，安排了更高速度的試驗(yàn)，即時(shí)速420公里的交會試驗(yàn)。

“復(fù)興號”動(dòng)車組從研制到投入運(yùn)營，環(huán)環(huán)相扣，步步緊跟，僅用了5年時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了自主化、簡統(tǒng)化和互聯(lián)互通的目標(biāo)，取得六項(xiàng)主要?jiǎng)?chuàng)新成果。

1.建立全鏈條設(shè)計(jì)制造體系。構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的高速列車譜系化設(shè)計(jì)制造一體化平臺，研制廣域條件下復(fù)興號高速列車系列產(chǎn)品，研制周期大幅縮短；攻克自主化難題，實(shí)現(xiàn)全鏈條產(chǎn)業(yè)自主可控；建立“技術(shù)+產(chǎn)業(yè)”雙元驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)模式，打造安全可控、富有韌性的高鐵產(chǎn)業(yè)鏈。

2.突破高速列車高性能動(dòng)力與控制技術(shù)。攻克動(dòng)力分散型牽引系統(tǒng)及高品質(zhì)控制技術(shù)，突破網(wǎng)絡(luò)協(xié)同控制、綜合診斷及重聯(lián)技術(shù)，創(chuàng)新適用于全天候應(yīng)用的高可靠、大熱容量制動(dòng)系統(tǒng)。

3.創(chuàng)新環(huán)境友好綠色節(jié)能技術(shù)。創(chuàng)新車-線-隧耦合整車氣動(dòng)減阻節(jié)能設(shè)計(jì)理論與技術(shù)，創(chuàng)新降噪結(jié)構(gòu)靶向設(shè)計(jì)技術(shù)和振動(dòng)模態(tài)匹配方法，攻克了350km/h持續(xù)高速運(yùn)行下大斷面車體的低阻低噪高舒適世界難題。

4.提升系統(tǒng)安全技術(shù)。提升廣域條件下高速列車系統(tǒng)安全技術(shù)，提出高速列車本構(gòu)安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，研發(fā)多源異構(gòu)自感知、自診斷、自決策的車載安全監(jiān)控系統(tǒng)，構(gòu)建高速列車全場景試驗(yàn)驗(yàn)證體系。

5.建立運(yùn)維保障體系。構(gòu)建高速列車集群全生命周期保障體系，建立全生命周期性能演變機(jī)理-數(shù)據(jù)模型，突破高速列車失效模式分析及預(yù)防、故障實(shí)時(shí)處置技術(shù)，創(chuàng)新故障預(yù)警、導(dǎo)向安全決策及部件精準(zhǔn)維修的高速列車智能運(yùn)維技術(shù)。

6.創(chuàng)立簡統(tǒng)化技術(shù)體系。對車體、轉(zhuǎn)向架、制動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)控制、高壓、輔助電氣等11大系統(tǒng)96項(xiàng)零部件開展了統(tǒng)型工作，實(shí)現(xiàn)了簡統(tǒng)化：旅客界面統(tǒng)型，統(tǒng)一定員及車內(nèi)平面布置；操作界面統(tǒng)型，統(tǒng)一司機(jī)操作臺及操作界面；零部件統(tǒng)型，對運(yùn)用維修中易損易耗的零部件進(jìn)行統(tǒng)型，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)型互換。

習(xí)總書記指出，“復(fù)興號”高速列車邁出了從追趕到領(lǐng)跑的關(guān)鍵一步。

三、科技經(jīng)濟(jì)融合發(fā)展

科技創(chuàng)新要推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，就必須與經(jīng)濟(jì)相融合，注重投入產(chǎn)出效益。創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)的脫節(jié)往往是科研與應(yīng)用沒有有機(jī)結(jié)合造成的。而產(chǎn)學(xué)研融合創(chuàng)新可有效解決脫節(jié)問題。“復(fù)興號”動(dòng)車組研制之初，就明確了用途：如果研制成功，高鐵將大量使用，誰投入誰受益，為“復(fù)興號”服務(wù)于運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

研發(fā)試驗(yàn)投入是多元的。除發(fā)改委積極支持“復(fù)興號”投入8億元資金外，其余均有企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)投入，如，中國鐵路總公司投入20.3億元，南車、北車投入10億元，鐵科院投入2.2億元，其他單位也有投入，共計(jì)投入45億元左右。2017年，“復(fù)興號”研制成功并投入運(yùn)營，有力帶動(dòng)了相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

1.促進(jìn)動(dòng)車組制造產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展。到2023年底，復(fù)興號投入運(yùn)用1194標(biāo)準(zhǔn)組，整車銷售收入2038.7億元。中車集團(tuán)（南車、北車合并而成）的投入得到豐厚的回報(bào)。不僅如此，“復(fù)興號”動(dòng)車組的全部技術(shù)，如制動(dòng)控制、轉(zhuǎn)向架技術(shù)，可以移至城市軌道動(dòng)車組和出口動(dòng)車組上，促進(jìn)了這部分動(dòng)車的銷售。動(dòng)車制造的產(chǎn)業(yè)鏈長，受益企業(yè)多，如四方廠為主機(jī)廠，其總部所在地青島市城陽區(qū)動(dòng)車組生產(chǎn)已有一百多個(gè)配套工廠，包括材料、機(jī)電、電子產(chǎn)品和零配件加工，他們?yōu)閯?dòng)車組供應(yīng)配套產(chǎn)品帶動(dòng)了自身效益的提升和當(dāng)?shù)氐木蜆I(yè)，而且，由于“復(fù)興號”動(dòng)車加工制造、材料性能要求高，因而促使配套廠不斷增強(qiáng)管理水平和技術(shù)水平，也就使其競爭力不斷提升。

2.促進(jìn)高鐵運(yùn)輸快速發(fā)展。到2023年年底，復(fù)興號運(yùn)送旅客22億人次、安全運(yùn)行23.4億公里，運(yùn)營客票收入4078.8億元。復(fù)興號開行范圍覆蓋30個(gè)省級行政區(qū)，“復(fù)興號奔馳在祖國廣袤的大地上”，并已在“一帶一路”沿線國家的相關(guān)高鐵工程中推廣應(yīng)用。“復(fù)興號”全壽命周期成本較低，使用國產(chǎn)軟硬件相對便宜，因此，每列標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組造價(jià)比以往國產(chǎn)的和諧號成本降低1500萬元左右，使國鐵集團(tuán)動(dòng)車采購成本下降約179.0億元。“復(fù)興號”實(shí)現(xiàn)簡統(tǒng)化后，維修備品大大減少，使流動(dòng)資金占用和保管費(fèi)降低。“復(fù)興號”設(shè)計(jì)制造質(zhì)量高，相同里程運(yùn)營故障率比“和諧號”明顯降低，并且維修周期延長，到2023年年底，共節(jié)省運(yùn)維成本102.7億元。京滬線“復(fù)興號”動(dòng)車以時(shí)速350公里運(yùn)行，比“和諧號”時(shí)速300公里運(yùn)行的周轉(zhuǎn)時(shí)間節(jié)省1/7左右，從而節(jié)省了部分動(dòng)車組的投入。旅行時(shí)間縮短、故障率低（正點(diǎn)率提高）意味著服務(wù)品質(zhì)提高，品質(zhì)提高后誘發(fā)了客流量增加。

3.產(chǎn)生品牌效益。復(fù)興號動(dòng)車組獲得2023年國家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)，是民用產(chǎn)品唯一一個(gè)特等獎(jiǎng)。特等獎(jiǎng)的獲得，使所有參加研究、試驗(yàn)、設(shè)計(jì)、制造的企業(yè)、大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)都獲得了極大的榮譽(yù)，形成了無形資產(chǎn)，對各個(gè)單位今后的發(fā)展具有極具價(jià)值的品牌效益，影響將是長遠(yuǎn)的，受益將是巨大的。

以上是“復(fù)興號”對企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用，就對國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的作用而言，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：1.促進(jìn)高鐵沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展。“復(fù)興號”運(yùn)行品質(zhì)高，使乘坐高鐵旅游的人數(shù)增加，異地交流的人數(shù)增加，對國內(nèi)大循環(huán)起到了推動(dòng)作用。“復(fù)興號”運(yùn)行速度快，節(jié)省旅行時(shí)間，也就為社會增加了時(shí)間價(jià)值。“復(fù)興號”已發(fā)送22億人次，按每人平均乘坐距離為400Km,比“和諧號”節(jié)省時(shí)間13分鐘，以京滬高鐵沿線的山東省時(shí)間價(jià)值40元/人·小時(shí)計(jì)算，節(jié)約時(shí)間效益為190.67億元。2.增加生態(tài)效益。“復(fù)興號”運(yùn)營后高鐵吸引的客流增加，那么飛機(jī)、汽車的客運(yùn)份額相對下降。就人均百公里耗能而言，高鐵、汽車、民航的比例為1:2.6:7.2，排放的二氧化碳的比例為1:1.3:3.4。由此可以看出，高鐵客運(yùn)占比越大，生態(tài)效益越高。不僅如此，高鐵的安全狀況較好，去年發(fā)送32億多人次，沒有發(fā)生一起旅客死亡事故，而公路事故亡人數(shù)量大。如果今后乘坐高鐵的人數(shù)大幅增加，那么，全國交通死亡人數(shù)就會減少，人民的生命安全就更有保障。

“復(fù)興號”動(dòng)車的創(chuàng)新緊貼經(jīng)濟(jì)需求，產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新成果落地快、收益豐，形成新質(zhì)生產(chǎn)力。這一條路走對了，今后仍將堅(jiān)持下去。“復(fù)興號”奔馳在祖國廣袤的大地上，為國家?guī)順s耀，為人民帶來幸福。