王 軍

(中國(guó)中車股份有限公司， 北京 100039)

技術(shù)與產(chǎn)業(yè)是高速列車發(fā)展方法論聚焦的兩大核心要素?！凹夹g(shù)”作為解決高速列車面臨的各型挑戰(zhàn)問(wèn)題的核心手段，主要通過(guò)創(chuàng)新與工程實(shí)踐形成新的高速列車產(chǎn)品。“產(chǎn)業(yè)”作為經(jīng)濟(jì)學(xué)核心概念，具有豐富的內(nèi)涵與外延，涉及高速列車的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)中的全鏈條要素。

高速列車作為移動(dòng)裝備，是高速鐵路系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分。在我國(guó)高速列車國(guó)產(chǎn)化、自主化創(chuàng)新歷程中，突破了來(lái)自產(chǎn)品、性能、功能、標(biāo)準(zhǔn)各維度的全面創(chuàng)新挑戰(zhàn)，高速列車技術(shù)快速發(fā)展，技術(shù)水平躍居世界先進(jìn)行列，產(chǎn)業(yè)能力與規(guī)模居世界首位，成為中國(guó)高端裝備制造自主創(chuàng)新的典范和亮麗的國(guó)家名片。2019 年 9 月 19 日，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》[1]，系統(tǒng)總結(jié)了前期鐵路發(fā)展的實(shí)施情況，詳細(xì)規(guī)劃了下一階段中國(guó)鐵路裝備的發(fā)展方向。

高速列車是復(fù)雜的大系統(tǒng)工程，涉及市場(chǎng)、資金、技術(shù)、人員、供應(yīng)鏈等多重要素，技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化的水平與效率很大程度上取決于系統(tǒng)管理的水平與效率。特別是在原高速列車產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱、協(xié)同開發(fā)能力不強(qiáng)、制造精益化不足情況下，我國(guó)鐵路機(jī)車車輛工業(yè)如何依托已有條件，在短時(shí)間內(nèi)圍繞技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、人才等多元要素，打造更完善的高速列車前沿技術(shù)集聚中心與產(chǎn)業(yè)化集群并快速形成產(chǎn)業(yè)能力?如何實(shí)施持續(xù)自主創(chuàng)新?開展相關(guān)創(chuàng)新機(jī)制與理論方法研究意義重大。

過(guò)去10余年來(lái)，中國(guó)高速鐵路在長(zhǎng)期探索、實(shí)踐、積累基礎(chǔ)上走出了一條自主發(fā)展的創(chuàng)新之路。在此過(guò)程中，新的管理理論與創(chuàng)新方法不斷涌出，形成了面向工程建設(shè)管理[2-3]、一體化實(shí)施理念[4]、趕超型自主創(chuàng)新模式[5]、機(jī)車車輛創(chuàng)新戰(zhàn)略[6]、創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)布局[7]等系列理論性成果。然而，面向高速列車技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化的系統(tǒng)級(jí)管理思路、經(jīng)驗(yàn)方法卻鮮見報(bào)導(dǎo)。

基于此，本文運(yùn)用系統(tǒng)工程管理理論[8]，從高速列車技術(shù)與產(chǎn)業(yè)特征分析入手，解析兩者相互影響關(guān)系與內(nèi)聚要素，探討實(shí)施路徑，構(gòu)建以高速列車為載體的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新管理機(jī)制，為我國(guó)高端裝備制造業(yè)升級(jí)發(fā)展提供思路參考。

1 我國(guó)高速列車技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求

自從新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)鐵路機(jī)車車輛產(chǎn)業(yè)一直堅(jiān)持自主發(fā)展。在持續(xù)探索準(zhǔn)高速/高速技術(shù)基礎(chǔ)上，2004年4月國(guó)務(wù)院確定“引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，聯(lián)合設(shè)計(jì)生產(chǎn)，打造中國(guó)品牌”的十八字總體要求和“先進(jìn)、成熟、經(jīng)濟(jì)、適用、可靠”的十字基本方針。在此指導(dǎo)下，高速列車開啟了引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新的進(jìn)程，已成為了我國(guó)高端裝備制造業(yè)的“黃金名片”，取得了舉世矚目的成就。

2004年以后，我國(guó)高速列車的發(fā)展歷程可大致分為：引進(jìn)—消化—吸收階段、自主提升創(chuàng)新階段、全面創(chuàng)新階段和持續(xù)自主創(chuàng)新階段。在引進(jìn)—消化—吸收階段，主要目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)時(shí)速200 km等級(jí)高速列車的批量國(guó)產(chǎn)化，由于工業(yè)基礎(chǔ)相對(duì)較為薄弱，需重點(diǎn)解決產(chǎn)業(yè)配套問(wèn)題，形成批量制造和質(zhì)量控制能力。在自主提升創(chuàng)新階段，列車速度提升至?xí)r速300 km等級(jí)，需重點(diǎn)解決設(shè)計(jì)-制造一體化的產(chǎn)能快速提升問(wèn)題，初步搭建創(chuàng)新體系。在全面創(chuàng)新階段，列車速度進(jìn)一步提升，產(chǎn)業(yè)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，面臨來(lái)自按需化定制的快速設(shè)計(jì)制造問(wèn)題，需構(gòu)建整車及子系統(tǒng)全面創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)體系；而在持續(xù)自主創(chuàng)新階段，面對(duì)來(lái)自復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性下的高速列車完全自主化、體系化管理難題，需全面搭建高速列車技術(shù)創(chuàng)新與管理體系。我國(guó)高速列車發(fā)展主要?dú)v程及需求見圖1。由圖1可知，高速列車技術(shù)與產(chǎn)業(yè)是兩個(gè)密切關(guān)聯(lián)的維度，科學(xué)認(rèn)知兩者的內(nèi)在特征與影響關(guān)系是推進(jìn)高速列車持續(xù)自主創(chuàng)新發(fā)展的前提。

另一方面，在部分線路條件下，我國(guó)高速列車設(shè)計(jì)還需滿足跨線運(yùn)行、客貨混跑的現(xiàn)實(shí)需求。受既有線條件限制，實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)營(yíng)需突破不同軌線、軌型等幾何結(jié)構(gòu)以及小線間距、小斷面隧道引發(fā)的運(yùn)行穩(wěn)定性、舒適性和安全性這一特有難題。

2 我國(guó)高速列車技術(shù)與產(chǎn)業(yè)特征分析

我國(guó)高速列車技術(shù)與產(chǎn)業(yè)是在契合國(guó)情的情況下逐漸發(fā)展的，不是簡(jiǎn)單地通過(guò)技術(shù)提升來(lái)改變傳統(tǒng)制造模式形成的后發(fā)產(chǎn)業(yè)，而是不斷更迭、催生出的新產(chǎn)業(yè)模式，兩者具有鮮明的特征。

2.1 高速列車技術(shù)特征分析

高速列車技術(shù)依托科學(xué)理論與基礎(chǔ)方法，表現(xiàn)出系統(tǒng)性、前沿性和演進(jìn)性三方面典型特征。

(1) 系統(tǒng)性

從空間維度上看：高速列車是復(fù)雜的大系統(tǒng)，可分為車體、轉(zhuǎn)向架、牽引電機(jī)、牽引變壓器、變流器、制動(dòng)、牽引控制系統(tǒng)、列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和系統(tǒng)集成9大關(guān)鍵技術(shù)[9]，以及空調(diào)系統(tǒng)、集便裝置、車門、車窗、風(fēng)擋、鉤緩裝置、受流裝置、輔助供電系統(tǒng)、車內(nèi)裝飾材料和座椅等10大配套技術(shù)，見圖2。要進(jìn)一步提升高速列車的綜合性能，不僅需逐一攻克此9大關(guān)鍵技術(shù)、10大配套技術(shù)，還需處理好系統(tǒng)級(jí)耦合關(guān)系，如輪軌耦合、流固耦合、弓網(wǎng)耦合關(guān)系。除此之外，還需解決復(fù)雜環(huán)境下的行車安全監(jiān)測(cè)等技術(shù)難題[10]。

從時(shí)間維度上看：高速列車是面向全生命周期的系統(tǒng)工程，自設(shè)計(jì)概念萌生、方案確定、圖紙繪制、生產(chǎn)制造、商業(yè)運(yùn)營(yíng)、維修維護(hù)，直到報(bào)廢的整個(gè)過(guò)程均需全面、系統(tǒng)地考慮。隨服役時(shí)間的變化，高速列車關(guān)鍵結(jié)構(gòu)也會(huì)出現(xiàn)性能劣化，必須進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)保養(yǎng)，使列車技術(shù)狀態(tài)與性能參數(shù)得到穩(wěn)定保持。

(2) 前沿性

高速列車自誕生以來(lái)，不斷向世人展示著先進(jìn)前沿技術(shù)。在2004年以前的長(zhǎng)期技術(shù)積累中，我國(guó)高速列車技術(shù)出現(xiàn)了各種新型的技術(shù)，如動(dòng)力集中型、動(dòng)力分散型高速動(dòng)車組等。在2004—2013年“引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新”歷程中，攻克了高速運(yùn)行條件下列車氣動(dòng)阻力/升力減低(圖3)、振動(dòng)噪聲控制、高激擾模態(tài)抑制等一系列前沿科技難題，CRH380A研制成功并投入運(yùn)營(yíng)，創(chuàng)造486.1 km/h運(yùn)營(yíng)列車世界最高試驗(yàn)速度。2013年以來(lái)，“復(fù)興號(hào)”中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組，重點(diǎn)攻克了極端氣候條件下環(huán)境適應(yīng)性及可靠性等前沿科學(xué)難題。2020年，由中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司研發(fā)的時(shí)速 600 km高速磁懸浮列車試驗(yàn)樣車成功試跑，突破了懸浮、走行、制動(dòng)等一系列世界科技難題。

由此來(lái)看，高速列車技術(shù)持續(xù)站立在科技前沿，備受關(guān)注。

(3) 演進(jìn)性

高速列車技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，技術(shù)能力與目標(biāo)需求逐漸演進(jìn)。在速度方面：2004年以來(lái)，高速列車速度由引進(jìn)初期的200 km/h 升級(jí)至250、300、350 km/h；2012年，我國(guó)啟動(dòng)研制速度500 km/h的試驗(yàn)列車；2016年，啟動(dòng)時(shí)速 400 km等級(jí)高速輪軌(含可變軌距)客運(yùn)列車系統(tǒng)、600 km等級(jí)高速磁懸浮系統(tǒng)研發(fā)，運(yùn)行速度不斷攀升。

在目標(biāo)需求方面：高速列車技術(shù)由發(fā)展初期滿足運(yùn)能、速度、安全等功能性需求，逐漸向低成本、低能耗、高效率的經(jīng)濟(jì)性轉(zhuǎn)變，再轉(zhuǎn)向低噪聲、低輻射、人-機(jī)-環(huán)生態(tài)友好的綠色化、環(huán)?；?、生態(tài)化，以及信息化、智能化方向演進(jìn)[11]，見圖4?！皬?fù)興號(hào)”高速列車解決了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和模塊化難題。2019年12月，京張智能高速動(dòng)車組投入運(yùn)營(yíng)，首次采用了我國(guó)自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是世界首個(gè)具備時(shí)速350 km自動(dòng)駕駛能力并具有列車從車站自動(dòng)發(fā)車、在站間自動(dòng)運(yùn)行、運(yùn)行時(shí)間按計(jì)劃自動(dòng)調(diào)整等功能的新裝備。

2.2 高速列車產(chǎn)業(yè)特征分析

(1) 市場(chǎng)性

高速列車裝備是應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求而發(fā)展的。在1994年啟動(dòng)高速鐵路建設(shè)和高速列車研制以來(lái)，長(zhǎng)期面臨著迫切的運(yùn)力、運(yùn)能提升需求。作為為旅客提供高速、便攜的運(yùn)輸裝備，雖屬于準(zhǔn)公共的服務(wù)性產(chǎn)業(yè)，然而它卻同樣具有價(jià)格、產(chǎn)量、成本、利潤(rùn)、產(chǎn)品質(zhì)量和品種以及技術(shù)進(jìn)步、服務(wù)水平等方面的最終經(jīng)濟(jì)成果[12]，也是生產(chǎn)作業(yè)活動(dòng)之一，且隨市場(chǎng)呈現(xiàn)節(jié)律性變化，與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)有著密切的聯(lián)系，呈現(xiàn)鮮明的市場(chǎng)性。

(2) 結(jié)構(gòu)性

從產(chǎn)業(yè)屬性上看，高速列車的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不僅包括傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)、信息業(yè)、物流運(yùn)輸業(yè)等，還涉及人才服務(wù)、知識(shí)服務(wù)等，受到多重因素影響，諸如國(guó)家政策、營(yíng)商環(huán)境、勞務(wù)能力、技術(shù)水平等供給因素的變化，以及乘客消費(fèi)需求的變化等；國(guó)際環(huán)境也在一定程度上推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

從結(jié)構(gòu)主體上看，根據(jù)其技術(shù)構(gòu)成，高速列車共涉及車體、轉(zhuǎn)向架、牽引、制動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)等主要部件，由50多萬(wàn)個(gè)零部件組成；從產(chǎn)業(yè)鏈條上看，高速列車的結(jié)構(gòu)性受上、中、下游產(chǎn)業(yè)鏈的影響。高速列車產(chǎn)業(yè)的上、中、下游產(chǎn)業(yè)鏈，見表1。

表1 高速列車產(chǎn)業(yè)的上、中、下游產(chǎn)業(yè)鏈

從空間布局看，我國(guó)高速列車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有區(qū)域集中性，分布于6大洲、20多個(gè)國(guó)家，形成了立體式全球化的產(chǎn)業(yè)格局。此外，我國(guó)高速列車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有高度化特征，從低水平向高水平狀態(tài)逐漸發(fā)展，呈現(xiàn)出一個(gè)動(dòng)態(tài)的發(fā)展過(guò)程。

高速列車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部各生產(chǎn)要素之間、產(chǎn)業(yè)之間，在時(shí)間、空間、層次上互為關(guān)聯(lián)?？傮w而言，高速列車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的演進(jìn)是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)總量增長(zhǎng)的；反之，國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的不斷攀升，也一定程度上加速了高速列車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向著經(jīng)濟(jì)型、集約型演進(jìn)。

(3) 協(xié)同性

高速列車產(chǎn)業(yè)具有鮮明的關(guān)聯(lián)屬性，作為各種投入品和產(chǎn)出品的聯(lián)系紐帶，高速列車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，存在單向聯(lián)系與多向聯(lián)系、順向聯(lián)系與逆向聯(lián)系、直接聯(lián)系與間接聯(lián)系等多重關(guān)系。與機(jī)械制造、鋼鐵業(yè)/鋁業(yè)、電力電子業(yè)、新興材料業(yè)、信息計(jì)算機(jī)、精密儀器、物流、文教等密切關(guān)聯(lián)、協(xié)同并進(jìn)[13]，共同推動(dòng)高速列車主體產(chǎn)品創(chuàng)新升級(jí)，見圖5。

2.3 高速列車技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的共生關(guān)系

高速列車技術(shù)的最終目的是形成產(chǎn)品、服務(wù)國(guó)家交通發(fā)展。高速列車各型產(chǎn)品是其技術(shù)的有機(jī)載體，是整個(gè)產(chǎn)業(yè)的中心。以高速列車產(chǎn)品為紐帶建立了技術(shù)與產(chǎn)業(yè)間不可分割的血肉聯(lián)系，在此過(guò)程中，兩者相互促進(jìn)，是典型的共生關(guān)系。

高速列車技術(shù)的不斷進(jìn)步是其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)生動(dòng)力。作為動(dòng)力源泉，它的不斷進(jìn)步，使得生產(chǎn)工具、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)水平不斷得到改進(jìn)和更新，大幅促推高速列車的產(chǎn)業(yè)化。另一方面，高速列車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展為其技術(shù)升級(jí)帶來(lái)需求，驅(qū)動(dòng)提供良好的物質(zhì)條件與經(jīng)驗(yàn)積累，大幅刺激了原始創(chuàng)新動(dòng)力，激發(fā)了創(chuàng)新活力，營(yíng)造了優(yōu)越的技術(shù)創(chuàng)新環(huán)境。

3 “技術(shù)+產(chǎn)業(yè)”雙元驅(qū)動(dòng)機(jī)制

在高速列車自主創(chuàng)新過(guò)程中，在國(guó)家戰(zhàn)略牽引框架下，通過(guò)充分利用生態(tài)圈中的合作力量，技術(shù)和產(chǎn)業(yè)雙元驅(qū)動(dòng)，構(gòu)建起高速列車技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)融合升級(jí)的新發(fā)展機(jī)制。

3.1 機(jī)制內(nèi)涵

“技術(shù)+產(chǎn)業(yè)”雙元驅(qū)動(dòng)的主體在于通過(guò)頂層設(shè)計(jì)，同步推進(jìn)技術(shù)能力和產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)，即堅(jiān)持全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展的總體思路，實(shí)現(xiàn)“兩手抓、兩手硬”。

在高速列車研制過(guò)程中，按照“支撐整機(jī)、一體協(xié)同、構(gòu)建平臺(tái)、技術(shù)引領(lǐng)”的原則，對(duì)高速列車技術(shù)研發(fā)實(shí)施整體布局，著力打造高速列車核心技術(shù)鏈與產(chǎn)業(yè)鏈。有了頂層的高需求、頂層指標(biāo)分解的模式、完整的創(chuàng)新制造質(zhì)量體系和供應(yīng)鏈支撐，構(gòu)建起鏈條完整、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)捏w系，支撐面向不同市場(chǎng)需求的產(chǎn)品。其核心內(nèi)涵可以采用表達(dá)式

Q=φ·f(u1,u2,u3,…)+

δ(φ)·g(v1,v2,v3,…)

(1)

式中：Q為技術(shù)與產(chǎn)業(yè)所取得的綜合效果；f、g分別為技術(shù)、產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)度，此二者是關(guān)于各內(nèi)在要素u、v的嵌套函數(shù)，呈現(xiàn)出螺旋函數(shù)的形貌特征；φ、δ(φ)分別為f、g的影響權(quán)重。φ、δ(φ)是關(guān)于技術(shù)與產(chǎn)業(yè)兩者內(nèi)聚要素的關(guān)系函數(shù)。內(nèi)聚要素包括戰(zhàn)略與市場(chǎng)需求、產(chǎn)業(yè)與技術(shù)資源、協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制、人才隊(duì)伍等。

通過(guò)以高速列車技術(shù)要素為牽引、產(chǎn)業(yè)要素為拉動(dòng)，技術(shù)促產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)拉技術(shù)，螺旋式向前發(fā)展，見圖6。

雙元驅(qū)動(dòng)的內(nèi)涵在于通過(guò)戰(zhàn)略引領(lǐng)、需求牽引，在內(nèi)聚要素的串聯(lián)與激發(fā)作用下，從技術(shù)維度層面，以開放、協(xié)同、共享的理念推動(dòng)協(xié)同機(jī)制、能力建設(shè)、平臺(tái)建設(shè)等的不斷升級(jí)，產(chǎn)出理論方法、關(guān)鍵技術(shù)、部件系統(tǒng)及整車產(chǎn)品的系列新成果，以此為載體，對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新鮮血液，從而進(jìn)一步在產(chǎn)業(yè)維度層面，以聯(lián)合、協(xié)作、共贏為內(nèi)生動(dòng)力，持續(xù)強(qiáng)化供應(yīng)鏈管理、質(zhì)量管理和制造體系建設(shè)，并催生出高安全、高速度、綠色、環(huán)保、便捷的新一代列車技術(shù)與產(chǎn)品新需求，由此循環(huán)，螺旋式發(fā)展，具體見圖7。

3.2 機(jī)制動(dòng)力

“技術(shù)+產(chǎn)業(yè)”雙元機(jī)制的動(dòng)力泵在于以需求拉動(dòng)的多元復(fù)雜要素高效協(xié)同管理，關(guān)鍵在能力建設(shè)。

要素管理即在高速列車全鏈條過(guò)程中，抓住圍繞頂層目標(biāo)需求的核心要素，使得技術(shù)鏈、工藝鏈、人才鏈流向具有先進(jìn)技術(shù)水平的目標(biāo)產(chǎn)品。通過(guò)以科研項(xiàng)目聚集技術(shù)鏈，以市場(chǎng)整合產(chǎn)業(yè)鏈，整機(jī)帶部件、部件促整機(jī)，綜合管理全鏈條要素，推進(jìn)整車、系統(tǒng)、關(guān)鍵零部件研發(fā)制造到運(yùn)營(yíng)維護(hù)的全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，在此過(guò)程中，不斷循環(huán)迭代、優(yōu)化要素組合、重構(gòu)要素邏輯，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、繁雜要素高效管控。

雙元驅(qū)動(dòng)機(jī)制高效、順暢運(yùn)行的基礎(chǔ)在于與之相關(guān)的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)及人才能力建設(shè)。只有擁有強(qiáng)大的研發(fā)和生產(chǎn)能力，對(duì)需求的挖掘才能更豐富、更精準(zhǔn)。高速列車是一個(gè)有機(jī)整體，需要與之相對(duì)應(yīng)的理論與平臺(tái)，建立與列車產(chǎn)品設(shè)計(jì)密切關(guān)聯(lián)的“列車學(xué)科體系”，并結(jié)合設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造、運(yùn)維平臺(tái)，構(gòu)建起完善的創(chuàng)新體系。

以動(dòng)車組的輕量化和薄壁大斷面鋁合金型材國(guó)產(chǎn)化為例，主機(jī)企業(yè)基于產(chǎn)品升級(jí)需求，通過(guò)聯(lián)合供應(yīng)商及科研單位共同攻關(guān)，在短時(shí)間內(nèi)攻克了輕量化大斷面鋁型材的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)等技術(shù)能力與產(chǎn)業(yè)能力，打破了國(guó)外技術(shù)的壟斷，全面實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了全新的車體結(jié)構(gòu)，適用高速、安全、可靠的產(chǎn)品要求。新車體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用進(jìn)一步促進(jìn)了大型鋁材工業(yè)技術(shù)的發(fā)展與繁榮，市場(chǎng)活力得以再次激發(fā)。

3.3 效果分析

(1) 技術(shù)與產(chǎn)業(yè)持續(xù)進(jìn)步

在產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)下，我國(guó)高速列車技術(shù)不斷翻新，走出了一條自主創(chuàng)新的道路。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)已成功攻克了高速列車氣動(dòng)設(shè)計(jì)、減阻降噪、走行安全、牽引傳動(dòng)、系統(tǒng)集成等基礎(chǔ)應(yīng)用技術(shù)，技術(shù)水平不斷攀升，見表2。已建成具有國(guó)際先進(jìn)水平和能力的高速列車技術(shù)設(shè)計(jì)-試驗(yàn)-制造三大平臺(tái)；初步形成了包括標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)、仿真、實(shí)驗(yàn)、制造、運(yùn)營(yíng)維護(hù)在內(nèi)的中國(guó)高速列車技術(shù)體系；打造了一支結(jié)構(gòu)合理、學(xué)科完整的高速列車技術(shù)人才隊(duì)伍。

表2 CRH380、CR400動(dòng)車組技術(shù)水平對(duì)比

在產(chǎn)業(yè)能力方面，建立了完整的高速列車制造能力體系；形成了從整車制造、關(guān)鍵零部件到配件在內(nèi)的完整產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)規(guī)模居世界首位。營(yíng)造了我國(guó)高速列車自主化產(chǎn)業(yè)生態(tài)、形成了國(guó)際領(lǐng)先的高速列車研發(fā)和制造能力，2019年動(dòng)車組新造年產(chǎn)能 550 組，支撐了“和諧號(hào)”“復(fù)興號(hào)”高速列車的自主化批量生產(chǎn)。

截止目前，研制了滿足高原、高寒、高溫、高濕、強(qiáng)風(fēng)沙等不同運(yùn)用環(huán)境、不同編組型式及用途的高速列車系列產(chǎn)品；至2020年底，累計(jì)交付動(dòng)車組 3 258列，共生產(chǎn)各型動(dòng)車組 40余款，高速列車安全穩(wěn)健地運(yùn)營(yíng)在全國(guó)高速鐵路線路上。

(2) 產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)分析

在雙元驅(qū)動(dòng)作用下，高速列車產(chǎn)業(yè)逐漸呈現(xiàn)出區(qū)域集聚發(fā)展態(tài)勢(shì)，在適當(dāng)大的區(qū)域范圍內(nèi)，以高速列車整機(jī)或關(guān)鍵部件為主體的若干個(gè)同類企業(yè)、為這些企業(yè)配套的上下游企業(yè)以及相關(guān)的服務(wù)業(yè)，高密度地聚集在一起，形成了相應(yīng)的軌道交通產(chǎn)業(yè)集群[14]。

目前在我國(guó)大陸區(qū)域形成的軌道交通產(chǎn)業(yè)集群主要有：青島產(chǎn)業(yè)集群、長(zhǎng)春產(chǎn)業(yè)集群、株洲產(chǎn)業(yè)集群、唐山產(chǎn)業(yè)集群、常州-南京產(chǎn)業(yè)集群、珠三角產(chǎn)業(yè)集群、成都產(chǎn)業(yè)集群等。以青島軌道交通產(chǎn)業(yè)集群為例，青島有大型鐵路機(jī)車車輛制造企業(yè)三家，車輛研究所一家，裝備制造企業(yè)相對(duì)集中，技術(shù)實(shí)力強(qiáng)勁，裝備水平和制造能力較高，研發(fā)和制造能力居國(guó)內(nèi)行業(yè)領(lǐng)先水平。軌道交通裝備產(chǎn)品幾乎覆蓋行業(yè)所有領(lǐng)域，形成集產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造和售后服務(wù)、物流配套于一體的完整產(chǎn)業(yè)鏈條。2019年，青島市軌道交通產(chǎn)業(yè)規(guī)模進(jìn)一步壯大，全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值突破1 000億。

(3) 產(chǎn)業(yè)拉動(dòng)效應(yīng)分析

高速列車產(chǎn)品處于產(chǎn)業(yè)鏈高端位置，對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的帶動(dòng)力強(qiáng)，對(duì)經(jīng)濟(jì)拉動(dòng)力大，不僅能夠帶動(dòng)與之直接相關(guān)的材料行業(yè)、機(jī)械行業(yè)、電子行業(yè)、電器等行業(yè)的發(fā)展，還可帶動(dòng)精密儀器、服務(wù)、物流等行業(yè)協(xié)同發(fā)展。高速列車產(chǎn)業(yè)的拉動(dòng)效應(yīng)，往往跨省、跨行業(yè)展開，拉動(dòng)比很高。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，動(dòng)車組零部件供應(yīng)商涉及到20多個(gè)省份，僅參與其中的一級(jí)、二級(jí)供應(yīng)商達(dá)到了近2 000多家。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，高速列車對(duì)經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)效應(yīng)比例可以達(dá)到1∶5。

4 實(shí)施路徑

“技術(shù)+產(chǎn)業(yè)”雙元驅(qū)動(dòng)機(jī)制需以政府為主導(dǎo)、以市場(chǎng)需求為牽引、以能力建設(shè)為根本、以產(chǎn)業(yè)強(qiáng)化為抓手，實(shí)施融合發(fā)展。在準(zhǔn)確把握內(nèi)聚要素基礎(chǔ)上，以高速列車的技術(shù)特征、產(chǎn)業(yè)特征為切入點(diǎn)，將與之關(guān)聯(lián)的人、財(cái)、物等核心要素融合到雙螺旋框架之下，形成合力。主要實(shí)施路徑包括：

(1) 打造高端研究平臺(tái)，推動(dòng)基礎(chǔ)研究縱深發(fā)展

構(gòu)建開放多元的協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，通過(guò)營(yíng)造開放多元的創(chuàng)新共贏體系，提升整體研發(fā)水平以及解決關(guān)鍵技術(shù)的能力和效率。由于企業(yè)在基礎(chǔ)學(xué)科和研發(fā)領(lǐng)域的局限性，在自主創(chuàng)新實(shí)踐中，要善于借助外腦，以市場(chǎng)為紐帶，聯(lián)合政府、企業(yè)、高校、科研院所及用戶形成創(chuàng)新共贏體，構(gòu)建開放式技術(shù)創(chuàng)新體系，實(shí)現(xiàn)資源聯(lián)結(jié)、能力互動(dòng)，這是快速實(shí)現(xiàn)自主研制高性能高速列車產(chǎn)品的有效途徑。2016年9月，我國(guó)第一個(gè)國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新中心(國(guó)家高速列車技術(shù)創(chuàng)新中心)啟動(dòng)建設(shè)，致力于以高速列車產(chǎn)業(yè)前沿引領(lǐng)技術(shù)和關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用為核心，開展跨領(lǐng)域、跨學(xué)科、跨專業(yè)的應(yīng)用基礎(chǔ)國(guó)際化協(xié)同研究。

(2) 構(gòu)建“政-產(chǎn)-學(xué)-研-用-金-服”全資源協(xié)同機(jī)制

中國(guó)高速列車的創(chuàng)新主體不是任何一個(gè)獨(dú)立主體，而是各盡其能的產(chǎn)-學(xué)-研人才隊(duì)伍，是將這些人才組織起來(lái)的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)活動(dòng)體系。

在高速列車研發(fā)過(guò)程中，通過(guò)構(gòu)建開放的產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新體系，與高校、科研院所、上下游企業(yè)聯(lián)合研發(fā)設(shè)計(jì)，構(gòu)建起高速列車“政-產(chǎn)-學(xué)-研-用-金-服”全資源協(xié)同創(chuàng)新模式，促進(jìn)與產(chǎn)業(yè)相關(guān)的多領(lǐng)域、多學(xué)科的協(xié)同發(fā)展，形成重大產(chǎn)品創(chuàng)新帶動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展、新技術(shù)工程應(yīng)用推動(dòng)產(chǎn)品持續(xù)創(chuàng)新的螺旋式發(fā)展模型，突破高速列車系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，加快了前沿理論方法與先進(jìn)技術(shù)在高速列車上的落地運(yùn)用。

(3) 以“列車學(xué)科”為載體的工程化路徑優(yōu)化

高速動(dòng)車組產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要考慮多系統(tǒng)耦合關(guān)系下的工程化實(shí)現(xiàn)，需要深度的專業(yè)支撐。高校具有深度的專業(yè)研究?jī)?yōu)勢(shì)，而企業(yè)是工程化產(chǎn)品研發(fā)的實(shí)施主體，為實(shí)現(xiàn)工程需求和專業(yè)優(yōu)勢(shì)的結(jié)合，企業(yè)通過(guò)構(gòu)建專業(yè)學(xué)科，搭建起基礎(chǔ)理論研究向產(chǎn)品工程化應(yīng)用的轉(zhuǎn)化橋梁。圍繞高速列車滿足安全、可靠、舒適、環(huán)保、智能的發(fā)展需要，構(gòu)建了涵蓋列車空氣動(dòng)力學(xué)、車輛動(dòng)力學(xué)、人機(jī)工程學(xué)在內(nèi)的8個(gè)學(xué)科、35個(gè)專業(yè)方向的“列車學(xué)科”體系，打通了院校前沿技術(shù)向產(chǎn)業(yè)輸送的快車道，大幅縮短了從理論到產(chǎn)品的開發(fā)周期。

(4) 高速列車譜系化發(fā)展

針對(duì)多樣化、定制化高速列車產(chǎn)品需求快速實(shí)現(xiàn)的挑戰(zhàn)，提出并建立高速列車“譜系”理論與技術(shù)架構(gòu)；基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，構(gòu)建需求、過(guò)程及產(chǎn)品元模型，搭建需求驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)制造一體化平臺(tái)[15]，形成滿足定制化需求的高速列車產(chǎn)品自主持續(xù)創(chuàng)新能力。依托該平臺(tái)研制的CRH6、CRH3A系列城際動(dòng)車組，設(shè)計(jì)周期減少了35%，設(shè)計(jì)人工成本降低了50%，驗(yàn)證了譜系化平臺(tái)的適用性; 構(gòu)建了涵蓋速度200～350 km/h等級(jí)，滿足高寒、高溫、高濕、高風(fēng)沙、高原等不同運(yùn)用環(huán)境的產(chǎn)品譜系。

(5) 建立技術(shù)合作體系

我國(guó)高速列車技術(shù)不僅在硬件領(lǐng)域，而且在列車網(wǎng)絡(luò)控制、通信信號(hào)等軟件領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破；不僅在應(yīng)用研究，而且在前沿技術(shù)和基礎(chǔ)理論方面站在了全球的技術(shù)前沿。而核心零部件、軟件、前沿技術(shù)和基礎(chǔ)研究，正是我國(guó)大部分制造業(yè)的短板。從用戶到供給方、從集成企業(yè)到核心零部件供應(yīng)商、從硬件制造商到軟件開發(fā)企業(yè)、從應(yīng)用開發(fā)主體到前沿技術(shù)研發(fā)和基礎(chǔ)研究機(jī)構(gòu)，隨著動(dòng)車組國(guó)產(chǎn)化的不斷深入，產(chǎn)業(yè)集群化、供應(yīng)鏈和物流供給延伸將形成高速列車產(chǎn)業(yè)化基地。這需要技術(shù)聯(lián)合體間深度合作，攜手共贏。

(6) 堅(jiān)持上下游產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展

高速列車結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜、涉及專業(yè)領(lǐng)域廣，這一龐大工程需要大量企業(yè)共同參與，作為主機(jī)企業(yè)，必須獲得穩(wěn)定的供應(yīng)商支撐。高速列車的批量生產(chǎn)，對(duì)鋁型材、玻璃鋼、電子元件等金屬產(chǎn)品和非金屬產(chǎn)品供應(yīng)鏈的相關(guān)企業(yè)也提出了更高要求。

為全面加強(qiáng)供應(yīng)商管理，通過(guò)建立供應(yīng)商尋源、準(zhǔn)入、培育、監(jiān)管、評(píng)價(jià)、激勵(lì)的全生命周期動(dòng)態(tài)管理機(jī)制、評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)及卡控規(guī)范，搭建數(shù)字化的供應(yīng)商協(xié)同管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)的信息互通和快速反應(yīng)，以主機(jī)需求帶動(dòng)部件供給能力建設(shè)，拉動(dòng)供應(yīng)商技術(shù)和質(zhì)量管理能力提升[16]。高速列車供應(yīng)商從初期的260余家發(fā)展到現(xiàn)在的820余家，打造了零件、部件、系統(tǒng)、整機(jī)良性循環(huán)的生態(tài)鏈和配套能力，全面實(shí)現(xiàn)高速列車自主化生產(chǎn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

以系統(tǒng)工程管理理論為框架的高速列車“技術(shù)+產(chǎn)業(yè)”雙元驅(qū)動(dòng)發(fā)展機(jī)制，大幅促推了我國(guó)高速列車技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，被實(shí)踐證明是科學(xué)可行、可實(shí)施的成功模式。面向未來(lái)，更高速、更綠色、更智能的發(fā)展需求對(duì)高速列車創(chuàng)新發(fā)展的管理理論與方法提出了更高層次的挑戰(zhàn)。直面挑戰(zhàn)，從以下幾方面尋求新突破：

(1) 瞄準(zhǔn)世界科技前沿，持續(xù)提升技術(shù)創(chuàng)新能力：融合大數(shù)據(jù)、人工智能、新能源等，實(shí)施高速列車綠色、生態(tài)融合性設(shè)計(jì)；加快推進(jìn)高速磁浮、更高速動(dòng)車組等一批前沿技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)一步提升我國(guó)軌道交通裝備的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力；加快攻克高速列車關(guān)鍵零部件“卡脖子”技術(shù)并工程化，形成自主可控的產(chǎn)業(yè)化能力。

(2) 突破制造行業(yè)壁壘，著力打造產(chǎn)業(yè)共享生態(tài)：構(gòu)建貫穿全產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、管理、運(yùn)用等各個(gè)環(huán)節(jié)的“產(chǎn)品+服務(wù)”一體化解決方案；進(jìn)一步升級(jí)產(chǎn)業(yè)鏈集群，尋求與相關(guān)行業(yè)先進(jìn)企業(yè)跨界技術(shù)融合。

(3) 強(qiáng)化內(nèi)聚要素管理，完整構(gòu)建創(chuàng)新體系模式：以“技術(shù)+產(chǎn)業(yè)”雙元驅(qū)動(dòng)機(jī)制為基礎(chǔ)，拓展雙元驅(qū)動(dòng)內(nèi)涵；強(qiáng)化戰(zhàn)略與市場(chǎng)需求、產(chǎn)業(yè)與技術(shù)資源、協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制、人才隊(duì)伍等內(nèi)聚要素管理，加快螺旋式發(fā)展。

綜上，在新一輪科技革命浪潮下，堅(jiān)持科技自立自強(qiáng)，“技術(shù)+產(chǎn)業(yè)”雙元驅(qū)動(dòng)，高速列車技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化將繼續(xù)走在時(shí)代前沿，不斷推出更綠色、更環(huán)保、生態(tài)融合、快捷舒適的高速列車產(chǎn)品，未來(lái)可期。