“中国和美国，谁才是发达国家？”

7月12日，Herbold集团有限责任公司董事总经理、曾任微软公司执行副总裁兼首席营运官的罗伯特·赫博尔德，在《华尔街日报》中文网上发出这样一句疑问，或者说，一句感叹。

京沪高铁是让他产生如是感慨的原因之一：“乘坐刚刚完工的京沪高铁，不到5小时即走完1300公里的行程。中国高速铁路网目前的通车里程为8000多公里，2020年时预计将达到16000公里，而京沪高铁则是它皇冠上的珍珠。”

这已经不是京沪高铁第一次收获来自国外人士的赞誉。自开通以来，国际社会对它一再肯定，毫不吝惜溢美之词。在人们眼里，“京沪高铁”=“高速发展的中国”。

聆听京沪高铁CRH380A动车组呼啸而过的长鸣，亲眼见证中国高铁迈向世界之巅的历程。今天，让我们走进京沪高铁动车组核心装备的主要研制者之一——南车株洲电力机车研究所有限公司（简称南车株洲所），探寻中国高铁核心技术成功背后的秘密。

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。

三十年磨一剑 成就 “机芯”技术之大成

作为新中国最早成立电力机车研究所之一。通过走引进消化吸收和自主创新相结合的道路，南车株洲所始终专注于该技术的研究和开发，为此，公司两代人付出了艰辛的努力。

上世纪70年代以来，南车株洲所黄济荣等一批科技工作者以敏锐的嗅觉，确立以交流电传动为研究方向。在极其艰难的情况下，开始理论研究和实验研究，从交流同步调速系统的研究入手，试制大功率的负载换流变流器和同步电动机。

进入80年代，南车株洲所又开始转入交流异步调速和传动系统的研究。并研制出四象限脉冲整流器，为探索交流传动技术迈出了关键一步。同时由于法国8K电力机车和美国ND5内燃机车的技术引进，促成了南车株洲所一大批青年科技人才的成长和对交流传动技术的认识。

上世纪90年代以来，南车株洲所新一代科技精英从技术标准和技术模式入手，向该技术发起新一轮冲击，他们结合了欧美、日本两种技术流派的长处，主攻电路研究，创造性地发明了以两点式和异步电机为主、兼有三点式和同步电机的全新技术模式。并联合主机厂，研制出我国首台4000千瓦交流传动电力机车。

进入新世纪，南车株洲所结合我国铁路应用的实际情况，以积极开放、融合的心态，加强国际间的交流和合作，利用国家铁路事业尤其是高铁装备大发展的黄金机遇，从大系统到大部件、从关键材料和关键工艺、从核心硬件和核心软件上实现了全面技术攻关，逐步建立了适应现代铁路发展的技术开发应用体系。

坚持自主创新与开放合作相结合的道路，南车株洲所用了30余年的时间，潜心攻关，先后开发出大功率IGBT、牵引变流器等核心产品，创建了轨道运输装备“车芯”技术的中华品牌。

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。

周桂法是南车株洲所的首席专家，也是创新体系的主要推动者之一。20年前，在与跨国公司的合作中，他深有感触：当我们还在一个项目一个项目“啃”的时候，别人的一套平台就能覆盖绝大部分产品，包括了近期应用开发和整体远期规划。二者之间的鸿沟犹如“小米加步枪”与飞机大炮的区别。

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。

2002年至今，南车株洲所承担的国家863计划电动汽车重大专项课题超过9个，国内首屈一指。电动客车产品目前国内销量最大……