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序

这个工业的技术能力是在长达50多年的自主产品开发过程中积累起来的，中国铁路装备工业在引进之前就具有产品的正向开发能力。

1、从未中断过的产品开发：1-4代

理解中国铁路装备工业的技术能力基础可以从这样一个事实出发：从年中华人民共和国成立直到年的大规模技术引进，这个工业从来没有中断过产品开发。换句话说，这个工业的技术能力是在长达50多年的自主产品开发过程中积累起来的。

全面分析这个能力基础是篇幅不允许的，所以接下来集中分析与高速列车直接相关的电力牵引技术。按照国际惯例并结合本国技术进步的情况，中国电力机车的发展可以划分为四代：

第一代：调压开关、交一直电力牵引。

中国在年制定的“向科学进军”十二年科学技术发展规划中提出，铁路牵引动力要从蒸汽机车转向电力机车和内燃机车。

当时，电力牵引的主流技术是机车从电网获取交流电，经引燃管（电真空器件）整流变成直流电，驱动牵引电机，并通过有级的调压开关来调压调速。

年，在铁道部的组织下，株洲机车车辆修理工厂（以下简称株机厂）和湘潭电机厂以苏联刚刚定型的H60型电力机车为原型车，开始试制型号为6Y1的电力机车。年，铁道部又依托株机厂成立株洲所。年苏联专家撤走后，中国依靠自己的力量在困难中坚持研制。

年12月通车的宝凤线是中国第一条电气化铁路（它是年全线贯通的宝成铁路从宝鸡至凤县的一段）。当时，国产电力机车尚在研制中，于是中国从当时与之关系最好的西方国家法国第一次购买若干台6Y2电力机车。宝凤线通车时，剪彩用的是6Y1，但实际运营的是6Y2。

第一台6Y1型电力机车

年，株洲所的领导在去欧洲考察时了解到已经出现半导体（硅）整流器，回国后力主发展硅整流器。当时，半导体技术被西方封锁，中国不可能进口，从此株洲所走上自主研发功率半导体器件的道路。年，株洲所与株机厂和北京变压器厂合作，在6Y1型的4号车上成功地用硅整流器替代了引燃管整流器。这是中国电力机车第一次采用半导体器件，也是中国在掌握核心技术上迈出的一大步。

中国第一种电力机车的研制经历了漫长的岁月，但反映出从无到有地掌握技术所必需的能力积累。从年到年，中国一共生产了7台6Y1，都在宝凤线上试运行。直到年研制成功的第8号车被命名为“韶山1”，中国才终于有了开始批量生产的第一种电力机车型号。年，厂所合作，又在引进的法国6G1的基础上研制了“韶山2”，但只生产了1台。

第二代：级间平滑调压、交一直电力牵引。

改革开放迎来了中国电气化铁路的更大发展。年，铁道部决定株机厂的主营业务从蒸汽机车修理转为电力机车制造。那时，世界先进国家的电力机车走到相控阶段，即不但使用晶闸管（可控硅）整流，而且以之代替调压开关来进行无级调压。

但当时株洲所研制的晶闸管功率不够大，又无法引进。株机厂的工程师从外国期刊上发现关于有级和无级调压结合的原理，便采用有级和无级结合的方式解决调压问题，于年成功开发出“韶山3”。这种调压方式被称为“级间平滑调压”，从结构上看是有级的，从牵引特性上看是无级的，同时为应用自己的晶闸管提供了经验。

韶山3

“韶山3”成为中国很独特的一代电力机车，在国际上没有与之相对应的一代。它于年年底通过部级鉴定，年为替代“韶山1”而投入大批量生产。

第三代：相控调压、交一直电力牵引。

第三代电力机车的技术标志是相控无级调压。20世纪80年代，电力牵引的地位越来越高，中国在功率半导体技术上也进步很大。株洲所在年研制出第一个晶闸管后，紧跟世界发展潮流，从80年代初开始研发不对称晶闸管，从90年代初开始研发可关断晶闸管。

第三代电力机车从年研制成功的“韶山4”开始，经过“韶山5”“韶山6”“韶山7”，一直发展到准高速的“韶山8”“韶山9”（时速～公里）。这些车型及其衍生型号的总趋势是功率和速度不断提高。株机厂和株洲所仍然是研制和生产电力机车的主力，不过也有更多的企业（如大同厂、资阳厂、大连厂）加入这个行列（特别是在生产上）。

韶山6

20世纪80年代，中国分别从欧洲、日本、苏联购买了世界上技术最先进的直流相控电力机车，特别是通过购买台法国8K机车从法方获得技术转让。但中国没有仿制8K车，而是把从“联合设计”中学到的关键技术运用到“韶山4”上。

在吸收8K车技术的基础上，株洲所从年开始研发电力机车微机控制系统，其间又与大学合作开发了微机诊断、事故记忆和显示功能。年，株洲所把“韶山4”型号机车改造成微机控制车，完成30万公里运用考核。这台机车于年年初在宝成铁路投入运行后，虽然微机系统的用户界面抗干扰能力仍有不足之处，但控制性能已达到设计要求。年，微机控制系统被批量应用于“韶山8”。

韶山8

中国的前三代电力机车的主力机型（“韶山1”“韶山3”“韶山4”“韶山8”等）都实现了大批量的生产，每一代的功率级别都比上一代有明显提高。“韶山4”以后的中国第三代电力机车在功率级上实现了系列化、型谱化。

第四代：交流传动、高速机车和试验动车组。

中国电力机车的高速化从年开始提上日程。由于直流传动限制了机车的功率，所以实现高速化就必须采用交流传动技术。

2、铁道部的“十年转换工程”

交流传动技术（交—直—交）从20世纪70年代初开始在西欧研发。该技术把电网中的交流电经整流变成直流电，再通过变流器（亦称逆变器）把直流电转换为三相交流电（过滤掉电网的波动电流），然后驱动三相异步牵引电动机。

由于变换后的电能可使电机的额定电压随电网电压提升而提升，所以交流传动可以大大提高电力机车的效率。随着大功率半导体器件从晶闸管到GTO（可关断晶闸管）再到IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的发展，交流传动成为划时代的电力牵引技术。

在外国的技术封锁下，株洲所自20世纪70年代就开始进行交流传动的理论研究和试验，在年完成当时国内最大功率（千瓦）交流传动系统试验研究（包括整流器、变流器、异步电机和晶闸管等全部自主开发）。

在铁道部组织的技术攻关中，株洲所于年开发出千瓦交流传动系统。年，该系统被装在株机厂和株洲所共同研制的AC（4根轴，每轴千瓦）交流传动原型车上。此车是试验车，但它对中国掌握交流传动技术具有里程碑式的意义。受这一成功的鼓舞，年铁道部决定加快交流传动技术的研发，争取到年实现转型，这被称为“十年转换工程”。

就在这个关键阶段，西门子利用中国政府鼓励引进外资的政治导向，企图通过与株机厂建立合资企业的方式“封杀”中国交流传动技术的发展，即中方不得在合资企业之外再研发和生产交流传动的机车，而且还要限制株洲所。

对于不同意这个条款但又必须根据政治需要与西门子建立合资企业的中方来说，使对方让步的关键就是尽快开发出自己的交流传动机车，打破对方以为可以垄断中国技术发展的想法（赵小刚，）。

年5月，广铁集团宣布建成中国第一条高速铁路广深线（时速公里），因外国车太贵，便主动邀请株机厂研制动车组。为了给中国尚在开发的交流传动系统提供高速列车的基础，铁道部和株机厂通过国际招标，从总部设在柏林的安达公司（Adtranz）购买了10套交流传动系统，其中2套用于时速公里的机车“九方号”，8套用于开发时速公里的动力集中式动车组“蓝箭号”。

由于那时中国铁路还没有时速公里的运行经验，使用了铁道部组织改造的一台“韶山8”的传动比和气动布局，由长客、四方和浦镇各提供一辆拖车，于年6月21日在京广线许昌至小商桥段进行高速试验，试验时速达到公里。

这是中国人第一次体验到时速公里以上的国产车。这次试验采集了上亿个实验数据，增强了高速列车开发者和用户的信心，“九方号”和“蓝箭号”均于0年研制成功，在广深线投入商业运行。

到年，株洲所完成千瓦级交流传动系统及GTO变流器、IGBT变流器等部件的研究。在此基础上，株机厂于1年研制出“奥星号”高速机车，实现了交流传动、牵引电机和微机网络控制系统的自主化。此后，株洲所系统又装在株机厂向哈萨克斯坦出口的电力机车上。“奥星号”生产了3台，在5年完成万公里考核后被废弃。

3、高速动车组：“中华之星”

中国研制动车组的时间比一般人想象的要早得多。中国第一个电力动车组KDZl是由长客、株洲所和铁科院于年研制成功的，试验时速公里。但当时铁道部认为，动车组运输方式不适合国情，决定不鉴定、不推广，动车组最终被送返长客封存（后来成为研制“春城号”和“长白山号”的经验基础）。

“九五”期间，铁道部立项研制不同的高速概念车。株机厂于年牵头制成一列直流传动的动力集中式动车组“大白鲨”（与商业化的“蓝箭号”几乎同步），株洲所在该车上首次实现中国动车组的微机网络重联控制。浦镇车辆厂牵头研制动力分散式动车组“先锋号”，使用了日本三菱电机的交流传动系统。该车于1年出厂后在广深铁路线进行试验性商业运营，曾在秦沈客运专线上创造了当时国内最高时速.8公里的纪录。

年，铁道部实施市场化改革，获得更大采购权的地方铁路局也出现订购动车组的热潮。除了“蓝箭号”，年4月交付的“春城号”动车组是由长客联合株洲所为云南省承办的昆明世界园艺博览会专门开发的，采用直流传动。年10月，郑州铁路局定制的“中原之星”动力分散式动车组正式立项，由株机厂、四方厂和株洲所联合开发，采用了株洲所的交流传动系统。该车于1年9月与前述“奥星号”同时在株机厂下线，后在郑州—武昌线投入运营，时速公里。

中原之星

年8月，铁道部开工建设全长公里的秦沈客运专线（3年10月建成），同时提出为该线研制时速公里的动力集中式动车组。该项目由国家计委立项，命名为“中华之星”，1年开始研发。该车由株机厂负责总成，有一前一后两个动力车，拖车由四方和长客制造，交流传动系统和控制系统由株洲所提供。3年1月至年12月，“中华之星”在秦沈客运专线累计运行53万多公里，冲刺试验达到公里的时速。

0年，铁路装备工业系统脱离铁道部并重组为直属国资委的南、北车两个集团后，上述国家立项的动车组都落入南车集团，于是北车集团自投资金，由长客开发时速公里的“长白山号”动车组，它的制动、牵引和控制网络等3个系统从国外购入。该车于年9月在秦沈客运专线跑出.5公里/小时的试验速度，7年2月正式在沈大线运营。

3年铁道部决定大规模引进技术之后，上述所有的高速机车和动车组项目都被迫退出历史舞台。

4、两员“女将”

有两位女工程师的故事生动地说明，中国铁路装备工业能够对引进技术进行“消化、吸收、再创新”的能力来自引进之前的产品开发能力和技术积累。

第一位是长客的总工程师赵明花。赵明花于年大学毕业后进入长客工作，一直是设计工程师。从年代末到21世纪初，赵明花主持了“春城号”和“长白山号”两个动车型号的设计开发。当铁道部为大规模引进而从线路上撤下“长白山号”并封存时，赵明花想不通为什么要放弃自己开发的产品而去引进外国产品。也许与此有关，她没有参与（或没有被允许参与）—6年的大规模引进，也没有参与外方的培训。

长客在“消化、吸收”从阿尔斯通引进的5型车（即CRH5）时遇到严重困难，出了许多问题，并因进展缓慢惹怒了铁道部，导致总经理被撤换。7年，赵明花在长客最困难的关头被任命为技术负责人。正是在她的技术领导下，长客的“5型车”才顺利出厂。赵明花后来成为长客开发B的项目负责人。

第二位是四方股份的副总经理梁建英。梁建英于年从上海铁道学院（后并入同济大学）毕业后进入四方工作，一直从事设计和产品开发。因为休产假，梁建英与赵明花一样也没有参与—6年的大规模引进，没有参与对CRH2A（川崎重工的原型车）的“消化、吸收”过程，也没有接受过日方的培训（虽然她说“图纸还是要看的”）。

但是从CRH2B开始，梁建英就成为后面所有型号的技术负责人之一，并且担任CRH2C的主任设计师和新一代动车组A的总体设计师。

很显然，这两位女工程师的能力都不是“技术引进”的“产物”，但她们都是对引进技术进行“消化、吸收、再创新”的主将和高手，而且分别是系列两个车型的总师。因此，她们体现了中国铁路装备工业的产品开发能力。

有意思的是，在我们的访谈中，赵明花和梁建英都把自己的能力看作理所当然。但对于第三方的观察者来说，她们的存在本身就是一个独立变量——她们的能力是独立于技术引进过程的自主开发经验的产物。

当我们追问梁建英为什么当时公司领导会选中没有参与过引进的她来负责改造引进产品的总体设计时，她有点迟疑地回答：“可能是因为我有以前做过系统设计的经验吧。”

可以肯定，梁建英能够对引进技术“动刀子”的资格是在此前的自主开发过程中获得的，也说明企业领导在选择技术负责人时所必然遵循的原则——有没有自主开发的经验比是否受过外方培训更重要。

5、“铁路人没有依靠国外技术的习惯”

从自主开发过程中成长起来的技术人员有着不依赖别人的习惯。赵明花反复告诉我们：“铁路人没有依靠国外技术的习惯。”还是在对2型车进行“消化、吸收、再创新”的阶段，有一次当梁建英问一位设计师为什么那样做时，对方回答说：因为日本人就是这么给的。

梁建英大怒：“下次当我再问你为什么的时候，你如果再说就是因为日本人这么写的，我就让你们写检讨！”她认为，如果不思考为什么，就会造成思想上的惰性，老是说“因为日本人这么写的”就不会有进步，如果真的说不出为什么，就必须通过试验把原因验证出来。

据她讲，在引进时，很多中国年轻设计师都会产生这种倾向，不得不纠正了很长时间。这说明引进容易造成依赖的心理和习惯。那为什么梁建英在面对日本人的方案时仍然要问“为什么”？她的回答是：“我长期从事开发工作，毕业就来厂做研发，在工作中必须问‘为什么’，这是一种养成的习惯。”

两位女总师的经历和业绩生动地证明：中国铁路装备工业在引进之前就具有产品的正向开发能力。

6、面临绝境的株洲所

技术能力基础不但在吸收引进技术上发挥了作用，而且也使自主研发的技术在度过“灾变”后再次迅速进步——株机厂和株洲所的经历充分证明了这一点。

这两个中国铁路装备工业的重要企业在铁道部大规模引进时受到系统性点的打压，被排斥在3—6年所有有关引进的会议之外，只是因为它们在那个关头不识时务地没有拥护铁道部确定的引进路线。

在大规模引进中，国产电力机车“韶山”系列被停产，株机厂被指定“消化、吸收”引进的机车，与动车组无缘；而株洲所被指定“消化、吸收”2型车的牵引和网络控制系统，与机车无缘。于是，两个企业的市场被大幅压缩。

年年底，铁道部从德国西门子、法国阿尔斯通和日本东芝分别引进电力机车（同时也引进内燃机车，本文不涉及），并相应命名为“和谐号”Dl、D2和D3。

和谐号

D1是对西门子EuroSprinter原型车的重新命名，它是8轴双机重联交流传动电力机车。虽然指定株机厂负责对其“消化、吸收”，但铁道部一次就进口了台原装车，并没有给株机厂留下什么市场空间。

D2是由大同电力机车厂“消化、吸收”法国阿尔斯通的8轴交流传动电力机车。

D3是由大连机车厂“消化、吸收”日本东芝的电力机车。7年，铁道部再次购买了台西门子的6轴电力机车，命名为D1B，由株机厂按铁道部“以我为主”的要求进行总体设计。此外，大连机车厂负责“消化、吸收”庞巴迪的货运机车，命名为D3B型。至此，已经谱系化的“韶山”系列电力机车（还有“东风”系列内燃机车）全部停产。

铁道部分两次购买的西门子机车全部使用原装的交流传动系统。如前所述，株洲所自主开发的交流传动系统和网络控制系统是随着在AC、“奥星号”、“中原之星”、“中华之星”和出口哈萨克斯坦电力机车等产品上的应用而开始产业化的。

当铁道部废弃这些产品后，株洲所的核心技术立刻丧失了应用机会，面临绝境（赵小刚，）。

可见，如果铁道部原定的引进路线持续下去，中国的电力牵引核心技术将重演运-10被抛弃的命运。

7、自主技术的重生

年年末，铁道部同意南车集团和株机厂提出的开发6轴7千瓦交流传动货运电力机车的建议，并允诺台的订单（赵小刚，）。在项目启动会上，株机厂提出的第一技术方案是与株洲所合作并采用中国的交流传动系统，这就是D1C，它与购买自西门子的D1、D1B毫无关系，实际上拥有韶山“血统”。

但是，因为当时铁道部坚持任何产品开发必须与“引进、消化、吸收”国外先进技术联系在一起，所以为D1C提供了交流传动系统和网络控制系统的株洲所不得不“造假”，把三菱电机的专家拉过来做方案评审，让他们签字以认定该方案属于联合设计，结果弄得日本人还很不乐意：“不是自己设计的东西怎么去认可呢？”

这是中国铁路装备工业在大规模引进之后最大的一次“技术造假”，只不过是把自己的原创技术说成源自引进。

D1C的开发创造了业内奇迹，仅用6个月就完成从设计、试验到装车的流程，于9年6月份下线交付使用。这个机车为株机厂赢得了巨额订单，到年年底已经出厂约0台，远超所有其他型号的机车。

相比之下，从西门子引进的D1和D1B，没生产多少就因卖不出去而停产（价格贵得多，事故率更高）。拥有韶山“血统”的D1C的出色市场业绩，可以说是中国50年电力机车自主开发的能力积累对“引进是唯一技术来源”迷信的一次“示威”。

尤为重要的是，D1C使株洲所自主开发的交流传动系统和网络控制系统第一次实现了大批量产业化。

年，株机厂又开发了D1D型准高速交流传动客运电力机车；同年，为神华集团研制的大秦线2万吨重载机车开始交付。此后，株机厂又开发了“深度国产化”的8轴双机重联交流传动电力机车，这款被命名为D11的重载机车目前已经成为株洲厂的主力产品。这一系列的事实证明：没有全盘技术引进，株机厂在电力机车领域照样可以达到世界先进水平，有能力“按照客户的要求开发产品，不管是4个轮子、6个轮子还是8个轮子，也不管对车体宽度要求”。

8、绝地反击

株洲所因为主要为列车提供核心系统，所以比整车制造企业更少为人所知，但它的倔强也不亚于株机厂。

即使在铁道部废弃所有的中国车型和核心系统后，株洲所仍然坚持自主创新，于6年完成1千瓦IGBT牵引传动系统的开发，后来又有了0千瓦的系统。这些技术在国家转向自主创新方针后，迅速支持了高速列车的自主开发。

年，株洲所抓住全球金融危机带来的机会，收购了英国电力半导体公司丹尼克斯75%的股权。年6月20日，株洲所投资16亿元在株洲建成中国第一条8英寸IGBT芯片生产线，使它的电力牵引技术达到芯片级。今天，株洲所生产和销售的电力牵引变流器超过世界上任何企业。

株洲所对列车网络控制的研究早于中国对动车组的研发，从年起就开始研发列车微机控制系统，年用英特尔的CPU搭建了列车网络平台，年开始研究具备网络通信、车载控制以及诊断等功能的网络技术，而且一直跟踪欧洲标准。

株洲所长期自主研发的网络控制系统比从日本引进的2型车网络平台更具有优势，网络化结构更先进。日本的网络化结构是按照20世纪70年代美国军方的ARCNET标准开发的，到引进时就已显落后。在为2型车开发“备胎”时，株洲所以自主技术研制了完整的替代系统。株洲所在电力机车和时速公里超高速试验动车组上采用的是具有完全自主知识产权并符合欧洲标准的TCN技术，与日本技术无关，同时引入了更有发展潜力的工业以太网技术，进一步加大了领先优势。

今天，株洲所的网络化控制平台更加开放，其硬件和软件（包括底层驱动、中间件软件和应用软件等）全部是自主开发，可以开放给第三方应用，整车企业可以在这个平台上编写自己的应用软件。株洲所的网络控制系统已经达到世界先进水平，广泛应用到机车、城轨车辆、高速动车组和城际动车组上。

中国是最新的10G以太网协议的发起国之一（发起国包括欧洲一些国家和日本），而株洲所是中国唯一参与单位。

株洲所已经成为世界交流传动和列车网络控制领域少数几个拥有自主技术的企业。

本文选编自路风著：《新火》，中国人民大学出版社，年3月第1版，篇幅所限，内容有删减和调整，注释略。

路风教授简介

路风，北京大学政府管理学院教授、企业与政府研究所所长，美国哥伦比亚大学哲学博士。曾执教于清华大学公共管理学院，并先后在北京市委、北京市政府、国家经济委员会和国家计划委员会工作。

路风教授长期专注中国的技术进步、工业发展和工业竞争力及政策问题研究，是当今中国最重要的工业研究学者。多年来，路风教授始终坚持为自主创新张目，为本土工业执言，始终坚持立足国际主流理论体系、理解中国工业发展现实，并在二者的对话与碰撞中发展中国本土创新理论。近年来，他对汽车、大飞机、电信标准、核电、高铁、液晶显示等产业的一系列研究产生了相当大的社会影响。

除《光变》外，路风教授于5年出版的《发展我国自主知识产权汽车工业的政策选择》一书（与封凯栋合著）成为我国向自主创新战略转向的重要导火索；6年出版的《走向自主创新——寻求中国力量的源泉》一书则滋养了国内一代创新研究后学；此外，年发表在《中国社会科学》上的《“双顺差”、能力缺口与自主创新——转变经济发展方式的宏观和微观视野》（与余永定合著）荣获我国发展经济学研究最高奖、张培刚发展经济学优秀成果奖，年出版的《光变》于年获评中国企业管理领域最高学术成果奖——“蒋一苇企业改革与发展研究奖”。

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