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中国高铁被指花费巨大代价没有买到核心技术

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[导读]国产化率注水:从西门子进口的占总金额近一半的原装进口零部件,因在国内组装,就算在国产化率里。

财新《新世纪》 记者 王晨 谷永强

令包括刘友梅、金履忠、臧其吉在内的很多老一代铁路专家扼腕叹息的是,自主创新与技术引进并不矛盾,并非非此即彼,而中国也并非没有自主研发实力,原本不必启动一个如此庞大的计划来“市场换技术”。

原科技部研究中心研究员金履忠举例说,中国在20年前曾花3亿美元从欧洲五十赫兹集团引进150台8K机车及全套技术,经过消化吸收再创新,中国的“韶山”系列机车质量达到世界先进水平,中国铁路因此在几年内实现了五次大提速,这些国产机车及“韶山”机车的硅元件至今仍大量出口,在国高端市场与ABB等跨国公司竞争。

假以时日,蓝箭、中华之星等未必不能成功投入商业化运营。但刘志军们却相信,中国可以以更快速度创造奇迹。

知其然不知其所以然

“技术引进只需要知道是什么,出口需要知道为什么”

2007年,在高铁技术引进三年后,张曙光公开宣布技术引进的成果:“经过近三年消化吸收,中国已完全掌握了动车组九大关键技术及十项主要配套技术。时速200公里动车组的国产化程度达到70%以上。这个级别的动车组一共采购了160列,其中整车进口只有6列,散件进口国内总装12列,其他142列全部由掌握了国外技术的国内企业制造。”

在张曙光的描述中,市场换技术成就斐然:短短三年时间,国内企业就掌握了时速200公里以上动车组的工业化制造技术,比起傅志寰时代的高铁自主研发速度,不可同日而语。奥妙何在?

铁道部在技术引进方式中规定,国内企业必须和国外企业合作才可拿到订单,国产化进程则分为三个阶段:原装进口整车、从国外进口零部件进行散件组装、国内企业吸收技术后自主生产。至于哪些企业能与国外合作,接近张曙光的人士透露张曙光曾私下讲,非核心的十大配套技术,选择国内哪个厂家由他说了算;但九大关键部件的生产,要上面定,得选择技术能力较强的国企。“这是不能吃回扣的领域。”上述人士说。

那么,中国真的通过这个三步骤完全掌握了高铁制造的关键技术吗?

阿尔斯通、西门子等多位当年参与技术转让的技术人员在接受财新采访时都认为这种说法过于夸大,因为当年的技术引进合同没有转让关键零部件的设计技术,转让的只是制造工艺——即外方转让给中方安装图纸,外方派人教中方如何组装。此外,所谓的技术转让合同还包含大量原装进口配件的采购——一位在南车集团任职的副总工程师直言不讳:“实际上是核心部件采购合同。”

这位副总工程师说:“高铁速度从300公里提升到350公里的过程中,我们是做了一些自主改进工作,把引进电机的设计余量利用起来,增大了牵引电机的功率,自然就能把车速提上来。但一下子把设计余量全部用掉,没有实践检验,会不会出问题没有人知道。”

财新记者采访的多名技术专家证实,中国确实从技术引进中学到了不少先进的制造工艺,比如焊接精度有了很大提升,也能造出车来。但如北京大学政府管理学院教授路风所说,自主创新的关键在于那些看不见摸不着的缄默知识的积累和获得。

一位参与动车引进工作的技术工程师举例说,我们可以按外方图纸生产转向架、电机、变压器,用外方的核心零部件组装变流器和自动控制系统,却不知道头型的设计依据、原理,不知道加宽车体有没有风险,得不到车体的原始设计计算书,得不到转向架的关键参数和升级改进方法,也得不到电机和变压器的电磁场、热场、力场的计算机多维协同仿真技术,更不知结构可靠性的设计方法、检验标准和相关材料疲劳特性数据库,自动控制系统的软件源代码等,“这些看似最基础的东西,却是最关键的,我们都没有通过引进获得”。

换句话说,经过数年培育,中国确实已经拥有了动车规模化生产和制造能力,但张曙光宣称的由中国企业自主生产的动车,关键零部件仍从国外进口,只是在中国完成组装,这才短短几年实现几百辆动车下线——这与汽车领域如出一辙,而汽车领域的市场换技术已被普遍认为是失败的试验。刘志军时代高铁技术跨越式发展的秘密即在于此。

至于很多铁路人念念不忘的高铁出口,一位发改委的权威人士在接受财新记者采访时暗示绝无可能,原因无他,“技术引进只需要知道是什么,出口需要知道为什么。”中国现有能力达不到。

从财新记者获得的一份铁道部与西门子2005年底签订的京津城际60列CRH3的采购合同可知,当时铁道部和西门子唐车联合体签订的订单一共60列车,3列整车进口,57列组装。

整个合同金额120亿元。其中,付给西门子的采购金额约60亿元,其余59亿元付给唐车。另有1亿是唐车付的部分技术转让费,主要是人员培训费用和资料费用。此外,铁道部还向西门子单独支付了8000万欧元技术转让费。

铁道部给西门子的60亿元包括三台8编组整车及进口零部件。整车合2.5亿元一列,共7.5亿元人民币。零部件合同价5.14亿欧元,合人民币50余亿元。

西门子承诺向中方合作伙伴——北车唐车、永济电机厂和铁道部研究院提供技术转让支持。唐车将承担其余57列列车的生产,第一阶段国产率30%,第二阶段50%,最终达到70%。全部列车使用中国品牌,即CRH3。这款车的制动系统由德国克诺尔提供,牵引系统由西门子提供,只在最后一列车上装了ABB大同公司的牵引变压器。制动和牵引系统是动车中最关键的三大技术之一。克诺尔仅为CRH3提供制动系统和车辆门系统就赚了5亿欧元——是其成立100余年来单笔最大订单。

在西门子的技术人员看来,CRH380B就是在CRH3的平台上制造出来的,除了车头没什么变化。

CRH380A国产化水分较CRH380B要少,牵引电机、牵引变压器由南车株洲电机有限公司、永济新时速电机电器有限责任公司提供,牵引变流器、电气控制、电气通讯则由株洲南车时代和北车大同机车提供。但制动件仍主要由克诺尔在苏州的工厂供应,也有少部分由中国铁科院机车车辆研究所和南京浦镇海泰制动设备有限公司提供。刘友梅介绍,在京沪高铁实际运行中,CRH380A的稳定性远较CRH380B要好,初期测算的故障率只有百万公里1.46次。

国产化率注水

从西门子进口的占总金额近一半的原装进口零部件,因在国内组装,就算在国产化率里

“国产化率”是中国政府部门钟爱的指标之一,用以衡量国内技术水平。高铁也是如此。2007年、2008年高铁跨越式发展之际,上海铁路局300公里以上动车组国产化率高达75%;京沪高铁动车组国产化率高达85%等新闻随处可见。

国产化率被发改委用于地铁技术引进之中,主要目的是加快技术引进进程和降低购买原型车成本。高铁中是否也有同样功效?

在前述西门子合同里,清晰规定了国产化率:“整车进口不能超过5%;进口大散件不能超过15%,技术转让后,国内生产和组装的零件不能低于80%。”不过,那部分金额近一半的原装进口零部件,因在国内组装,算在国产化率里。

据财新记者了解,国产化指标由厂家向铁道部自主申报,算法各异,没什么审查。一家国内牵引变压器企业即以人民币结算比例来计算国产化率。国外独资企业只要在国内建厂生产零配件,也算国产化。国外原件进口至国内组装再销售,即完成一次国产化变身。

核心技术配套厂商选择上,铁道部拥有绝对话语权。很多此前没有相关经验的新生产企业通过关系进入高铁领域,因此成了刘志军时代的奇景。丁书苗控制的山西智奇即是一例,通过与意大利公司合资,从无经验的智奇战胜了马钢等传统轮对厂商,成为高铁轮对的独家供应商。

以转向架的重要零部件枕梁为例,全世界只有一家能生产,价格昂贵。铁道部在安排国产化引进时,选择了此前没有相关生产经验的青岛威奥轨道集团(详见本刊2012年第2期“最牛高铁供货商威奥浮沉记”)。“为了国产化,设置了三步走:先让威奥组装,第二步国外企业交给威奥铸造技术,第三步威奥再生产。但实际上,现在这三步都还没进行,本来直接可以发到长客厂的组装好的枕梁,要先发到青岛威奥,让那里的工人看看,再发给长客。”一位曾在西门子CRH3项目组工作的技术人员戏谑说:“国产化就像把其他地方的大闸蟹放到阳澄湖的水里洗洗,就变成了阳澄湖大闸蟹。”

在十大配套技术中,因为技术含量不高,投入较少,许多民营企业都想借此挤入高铁领域。在这些领域,张曙光拥有极大话语权,“点装”和伪国产化盛行。一位发改委官员说,凭关系进来的民营企业不愿花大力气引进技术,真正实现技术转让,要支付技术转让费,建厂房上设备还要有足够的科研投入,需要大量投资。他们一般就是从国外买来零部件组装,不需要懂技术也能赚到钱。

在铁路这个封闭的圈子中,一旦捆绑了利益关系,外面的企业就很难进来,因此技术能力很难在竞争中提高。比如高铁轮对由此前并无经验的智奇垄断之后,就是在从国外进口已经冶炼好的钢,粗加工后卖给铁道部。智奇的实际控制人是与刘志军和张曙光均关系密切的山西女商人丁书苗。而另一家国内企业山西晋西车轴研制出了空心车轴,有供应地铁和出口的业绩,却进入无门。

直到2011年的“7·23”动车事故之后,铁道部才意识到了装门面式的国产化并不可取,不再盲目要求主机厂和供应商强化国产化率。

控制与反控制

罗生门背后,采购金额揭示牵引等核心技术并未被中国吸收

国产化确实带来了成本的降低。铁道部曾要求动车造价每年降低10%。CRH2由南车从川崎引进,原型车购买价约为1.78亿元,2007年下线。据南车公告的订单计算,2010年10月其生产的CRH2造价约为1.21亿元,降幅约为32%。但北车的造价较高,降价效果没这么明显。

从零部件看,越是关键部件越难降价,降价幅度较大的是内装领域。以CRH3为例,青岛罗美威奥在2006年的报价单显示,玻璃钢件单件价格在国产化第二阶段后降幅为20%。

在一位西门子的技术人员看来,列车核心技术只有三大部分:牵引系统、转向架和制动系统。其中,最关键的是牵引系统,像“列车的心脏一样”。这些技术外方既不打算降价,也不会转让。

牵引系统中只有部分零部件如牵引电机,技术含量相对较低,国产化时引入的厂商较多,降幅较大。CRH2的牵引电机在国产化第二阶段降了12.5%。

整个牵引系统中,最核心、技术含量最高的是软件系统,多位业内专家表示,西门子、川崎、阿尔斯通都没有转让这一技术。“只有掌握了列车控制系统,才能设置各个部件的参数,才有真正的设计能力。这是他们多年研发成果,不可能拱手让人。”前述西门子技术人员表示。唐车一位技术人员说,现在声称国内自主研发的CRH380B系列车型,一旦列车运行出现问题,还要靠西门子。“软件的升级版要西门子做,试验数据也需反馈给西门子总部。修改周期很长。”

牵引系统这样的关键技术占到一列动车总价的多少呢?20%-30%。其中列车自动控制系统又占整个牵引系统的一半以上,利润最高。原西门子采购部人士坦言:“现在西门子采购部就是靠卖牵引系统赚钱。”阿尔斯通也是如此。

与牵引系统一样,被外方视为赖以生存之本的制动系统也没有实行技术转让,而是由外方在中国的合资厂生产。“合资厂更不存在技术转让,中方连图纸可能都看不到。”高铁制动系统由克诺尔垄断,核心技术没有转让。

三大系统中签订了技术转让合同的是转向架制造,只卖安装图纸,不讲设计原理,中方知其然不知所以然。一位参与引进人士透露,长客曾向西门子请教转向架参数为什么这样设置,西门子专家就打马虎眼。现在转向架的构件是在长客焊接,其余零部件在国外买。

南车株洲一位工程师比喻说:“通过购买几家外国公司的动车组,我们买到了四条鱼,但没有买到钓鱼技术和方法,自动控制系统的关键零部件还得进口,控制软件源代码从来不在转让范围。”

在高铁技术引进中,中方创造和让出了庞大的市场,但真正在金字塔顶端赚取高额利润的还是外国厂商,他们通过控制核心技术和关键零配件掌握主动权。甚至在其他一些不重要的配套领域,因中方技术实力不足,大头也被外国企业拿走。以VIP座椅为例,2009年成立的上海元通,和铁道部签订了1万个VIP座椅的生产订单,同时与美国公司进行技术合作。据元通的人称:“美方要求苛刻,触动器、控制器和私密罩等核心配件,前1000个座椅必须从美国公司购买;其中,私密罩要求前3000个必须从美方购买。在所谓技术合作中,中方变成了总包商,赚取加工费。”

不过,在自诩为百分百自主知识产权的CRH380上,铁道部一直刻意淡化技术引进的色彩。2009年3月16日,在铁道部与北车、铁科院签订的100列 CRH380 BL系列新一代高速动车组采购合同现场,西门子没有出现。但几天后,西门子的官方网站却挂出“100列高速列车的合同中,西门子获得价值7.5亿欧元份额”的消息。铁道部随后否认与西门子签订合同,西门子则坚持表示并未转让核心技术。西门子的订单来自北车向其采购牵引系统。在总价392亿人民币的合同中,西门子约占20%。这场罗生门中,采购金额揭示了牵引等核心技术并未被中方吸收。

从完全不信任到不反对

2008年底铁道部领导开始支持国内企业搞自主研发,株洲所翻身

最具反讽意味的是,因坚持自主研发路线被刘志军排挤的南车株洲所出现在了南车制造的CRH380 AL系列的供货商名单中,且供应的是最关键的牵引系统。刘友梅称,株洲所完整提供了包括网络控制系统在内的CRH380AL牵引系统。

虽然中华之星被尘封,技术和人才积累还在,这些遗产在技术引进阶段派上了用场。南车株洲所2007年时与西门子成立合资公司STEZ做DJ4机车,株洲所按照DJ4机车的尺寸和功能尝试做对等开发(即在没有外方提供图纸的情况下模仿设计,可实现完全替换)。这种做法被西门子的技术人员贬为:“株洲所偷偷摸摸地学我们的技术。”

株洲所做出来的牵引系统和大功率电机最初没有进入动车,但在地铁上等来了机会。上海地铁一号线的车辆原来引进的西门子,2006年使用寿命到期后要改造,西门子要价很高。2007年他们找到株洲所,株洲所的电机和驱动系统就此装到了上海地铁机车上,运转良好。从此在城市轨道交通上打开局面,近年其牵引系统在国内地铁市场频频中标。

在动车CRH380A上,最初有一个核心部件IGBT芯片必须从国外购买。据一位发改委官员透露,这个问题后来也通过收购解决。2008年10月,株洲所下属的企业株洲南车时代收购全球知名半导体器件独立供应商、加拿大上市公司——Dynex Power Inc 75%的股权,获取了IGBT的研发及制造技术。

与此同时,铁道部对株洲所的态度也变了。因为应用环境改变,线路、供电环境、信号环境、气候环境和国外有很大的不同,2006年到2007年动车组组装完投入运营之初产生了很多问题。

掌握技术的外方在解决问题过程中并不合作。以CRH5为例,调试阶段经常莫名其妙停车,后来发现自动网络控制程序有漏洞,需要阿尔斯通的人来解决,但阿尔斯通员工不像国内铁路员工,铁道部一声令下就没日没夜加班,解决一个问题周期特别长。同样的问题也出在引进的西门子的CRH3型车上。

急于让高铁投入运营的铁道部为此非常头疼,于是把铁科院等各大研究所都找去解决问题。铁道部意识到只有国内企业技术能力上来后,在外国公司面前才能有真正话语权。

一位株洲所工程师说:“后来铁道部领导私下也都知道株洲所还在做自主研发,但会上不再提,不反对。有这样一个转变过程,从完全不信任国内企业到不反对国内企业搞自主研发,再到2008年底铁道部领导开始集体支持国内企业搞自主研发。”

三个“Crazy(疯狂)”

时速350到380,只是吃掉全部安全冗余,一直将油门踩到底

从2004年到2011年,中国人通过“系统性的引进和开发”获得了时速300公里以上列车的规模生产能力。这个速度令人吃惊亦令合作者担心。

2004年8月的动车招标,阿尔斯通是中标厂商之一,获得60组高速列车订单。2004年10月10日,铁道部和阿尔斯通正式签订总值6.2亿欧元的合同。阿尔斯通转让了7项高速列车关键技术,3组列车在意大利工厂组装;另有6组以散件形式付运,由中方组装;其余51组通过技术转移,由长客在国内生产。

当时阿尔斯通技术小组的人回忆,铁道部要求2007年4月18日调速时,CRH5必须上线,时间相当紧迫。“这是不可违抗的政治命令,铁道部的人甚至说只要那天上线能跑一天,以后停也可以。但一旦京哈线运营,怎么可能停?”

当时从阿尔斯通引进的是时速200公里的技术,但铁道部要求运行速度必须达到每小时250公里。“实验速度可以达到,但这不是最佳运行速度,相当于一直将油门踩到底跑,对列车使用寿命的损害是很大的。”阿尔斯通方面的项目经理认为这是不可能完成的任务,为此辞职,在辞职邮件中,他用了三个“Crazy(疯狂)形容”:“这是在一个疯狂的时代,疯狂国度里发生的疯狂的事。”


CRH5型车下线后没有经过调试即匆匆上线,到京哈线运营。按照常规,一列车的调试时间应是生产周期的三分之一,即一列车三年生产完,要用一年时间调试。“第一列车在线上实验的时间最长。调试注重细节,要看车的制动距离,紧急制动的话,需要多久。”上述技术人员说。未经调试即上线运营的CRH5,在运行几天后,因故障停在半路,乘客怨声载道。当时车上的一位阿尔斯通技术人员羞愧难当。而因制动系统、空调系统以及列车自动门故障,CRH5的故障率高于CRH1和CRH2,铁道部自此不再和阿尔斯通合作。

加快油门跑的结果导致CRH5型车从2007年开始,转向架就出现问题,长客要求阿尔斯通的人返修,并质问阿尔斯通使用寿命30年的车为何现在就出故障?“阿尔斯通只能陪笑脸返修。”上述阿尔斯通技术人员说道。不过,这个转向架问题并未得到长客的确认。

这并不是在中国高铁技术引进过程中最疯狂的事。在很多国外技术人员看来,研制CRH380系列列车更疯狂。“刘志军后来有点昏头了。”参与CRH380方案讨论的一位技术人员回忆说,2009年380项目启动前,长客技术人员到铁道部开会,铁道部领导在会上拍脑瓜要求京沪高铁在四小时内跑完,据此一算得到了每小时380公里这个速度——这就是CRH380的由来。

当时日本川崎的专家曾提出,不是每个路段都可按380公里的速度跑。要设计这款车,必须拿出京沪高铁的线路图,根据路况研究。但政治导向之下,这些技术问题显然只是鸡毛蒜皮。

“CRH380的技术平台还是CRH3的,速度提升在于功率加大,油门踩到底,吃掉安全冗余。”一位之前在西门子工作的员工表示。这一判断得到国内一家机车厂副总工程师的认同。“这样做也许有问题,也许没有问题,没人知道。”

零出口

中国目前惟一算作高速动车出口的案例是今年3月与香港签署的9列八编组时速350公里的动车组订单,实际用于广深铁路

在很多中外专家看来,中国在高铁技术引进问题上犯的错并不在于应该选择自主研发还是“以市场换技术”,而在于没有尊重科学规律。

刘志军为了实现尽快发展高铁的目的,在仿制过程中没有安排足够经费和精力认真消化吸收,虽然搞了一轮又一轮的引进和仿制,许多关键技术并没有吃透。

中国付出如此高昂代价实现的高铁规模化生产能力有什么用?看上去,已建成的庞大的国内市场几乎是惟一消化渠道——截至2011年下半年,中国投入运营的高速铁路达到6552营业公里。不过,这个高速奔跑的市场在很长一段时间都不能创造盈利,反而是一个巨大的债务包袱。那么,中国有能力将高铁技术出口吗?高铁出口市场有多大?

从CRH380问世以来,中国南车和北车集团就对出口表现出浓厚兴趣。美国、俄罗斯、巴西准备兴建高速铁路的消息令中国人跃跃欲试。但专利和“7·23”动车事故暴露的中国高铁技术问题,是中国高铁出口海外的最大阻碍。

2010年12月,中国南车曾与通用电气签署合作框架协议,两家公司拟共同投资5000万美元,在美国成立合资公司,竞标美国佛罗里达、加利福尼亚两州的高铁项目,他们的竞争对手包括西门子、阿尔斯通以及庞巴迪等。

这一举动令川崎重工非常紧张,当即着手请律师研究专利问题。西门子中国的一位技术人员表示,当初与中国铁道部签订技术转让协议时,合同明文规定转让技术仅限于中国大陆生产的动车组,不能出口海外。铁科院的一位老专家臧其吉称:“中国买走的是专利,但知识产权还是外方的,一定条件允许中国生产。”他认为,CRH380惟一肯定拥有自主知识产权的是车头设计。

2010年平安证券的一份行业分析报告也指出,南车出口海外应是作为总包商角色,即一些关键零配件全球采购,自己难以赚取高额利润。

此外,也很难想象在海外有一个像中国这么大的高铁市场出现。世行2010年的报告指出,尽管巴西、印度、俄罗斯、土耳其、英国和美国等国也开始考虑投资高铁,但中国经验具有特殊性,除人口和城市间距等先天优势外,政府集中、集合资源建设的能力,以及在幅员辽阔的土地上建设如此大规模项目需要的经济规模等在其他国家很难找到。像美国这样的民主国家要取得公众同意决定如此大规模的基础建设更是难上加难。

截至目前,中国时速200公里以上的动车出口为零。南车宣传部人士证实,中国目前惟一算作高速动车出口的案例是今年3月与香港签署的9列八编组时速350公里的动车组订单,这9列车实际用于连接香港和广东的广深铁路。

时速在160-200公里的低速动车组出口则有今年5月交付出口马来西亚捷运项目的列车,以及2006年青岛四方出口伊朗地铁的列车。其他出口国包括土耳其、斯里兰卡、突尼斯等。

据南车一位工程师介绍,南北车最近两三年的出口以城际轨道列车和货车为主。城轨速度一般在120公里-160公里之间。国内十年前就引进了地铁技术,平台和后来的动车不是一回事,现在地铁交流和制动已经实现自主研发。

他还透露,株洲电力机车厂目前正和西门子、北车长客竞标马来西亚捷运的另一段项目,此次竞标额30多亿元,估计7月底会出结果。

不过,也有些国家希望从中国获得资金修建高铁。俄罗斯运输部部长在接受采访时就曾明确表示不会从中国购买高铁机车,但希望中国公司出钱投资其高铁项目。

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[责任编辑:josema]
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