中国的反向创新：基于南车四方的案例.docx

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中国的反向创新：

基于南车四方的案例

作者：

郑宗希，陈劲

来源：

《科学与管理》2014年第04期

摘要：

反向创新的概念提出以来，在学术界和产业界都得到了极大关注。

中国的高速动车组产品作为顶层设计下的创新产物，成功实现了反向创新，其创新过程具有独特的研究价值。

本文对中国南车四方公司的反向创新案例进行分析，总结了南车四方高速动车组产品的创新发展路径，并从研发策略、产品特性、知识产权、海外战略等若干方面分析了南车四方的反向创新取得成功的原因。

关键词：

中国；新兴市场；反向创新；南车四方；高铁

中图分类号：

G305文献编码：

ADOI：

10.3969/j.issn1003-8256.2014.04.001

随着发展中国家的经济不断增长，越来越多的跨国企业将其业务的重心转移到了巴西、印度、中国这样的新兴市场。

同时，在新兴市场也产生了一批颠覆性的创新产品，企业依靠这些产品在全球产品和服务贸易中创造了很好的绩效。

甚至有一些专门为新兴市场设计的产品赢得了发达国家消费者的青睐，成功打开了发达国家市场，使得创新从发展中国家开始向发达国家流动，从而也产生了一种全新的模式——反向创新（ReverseInnovation）[1]。

1什么是反向创新

反向创新（ReverseInnovation），指创新在新兴市场国家最先出现或被应用，然后流动到发达国家的全新模式[1]。

这一创新模式与我们对于创新的传统认识有很大的不同。

在过去，我们观察到大多数的创新产生于那些世界领先的跨国企业总部所在的发达国家，然后向发展中国家扩散[2]。

反向创新模式是这一过程的逆化，―反向（Reverse）‖一词特意表明创新的扩散方向是从贫穷国家到富裕国家，和现代占主导地位的创新扩散方向相反[2]。

自2009年美国达特茅斯大学塔克商学院教授维贾伊·戈文达拉扬（VijayGovindarajan）和通用电气首席执行官杰夫·伊梅尔特（JeffImmelt）在《反向创新：

通用电气的自我颠覆》一文中首次提出―反向创新‖以来，反向创新现象在产业界和学术界都得到了极大的关注。

新近的在新兴市场中反向创新的知名案例包括印度的塔塔Nano汽车（TataNano），美国通用电气（GE）的微型超声波仪和博睿CT机，中国的比亚迪（BYD）的电动汽车等[2]。

2南车四方的反向创新之路

南车青岛四方机车车辆股份有限公司（以下简称南车四方）是中国南车股份有限公司的核心企业，中国高速列车产业化基地，铁路高档客车的主导设计制造企业，国内地铁、轻轨车辆定点生产厂家和国家轨道交通装备产品重要出口基地。

南车四方在高速动车组和城际动车组的研发制造上处于行业内的领先地位，我国首列时速200公里高速动车组、首列时速300公里高

速动车组、首列时速380公里高速动车组和时速达500公里高速试验列车均在该公司诞生，是目前国内高速动车组上线运营数量最多、品种最全、质量最优、运营里程最长的企业。

在中国高铁―走出去‖的大背景下，南车四方成功将高铁和城际动车组出售到发达国家市场和地区，与阿尔斯通、庞巴迪、西门子、川崎、通用电气等传统轨道交通的国际巨头同场竞技，走出了一条属于自己的反向创新之路。

我们对南车四方的总经理和各级人员进行了深入而细致的访谈，清晰地看到，南车四方的反向创新并不是一蹴而就的。

南车四方积极响应国家战略号召，走过了一条引进、消化、吸收、再创新、集成创新的自主创新道路，实现在高速动车组的技术、制造和管理经验上全球领先，成功出口海外发达国家市场，完成了我国轨道交通行业的反向创新。

根据企业的发展历史和创新活动的侧重点，南车四方的创新历程可以划分为引进、消化、吸收、再创新，扩大的再创新，集成创新三个阶段。

南车四方创新的第一阶段：

引进、消化、吸收、再创新。

2003年，中国铁路提出跨越式发展的口号，着手开展高速动车组技术引进工作，和国际市场的巨头进行合作。

在这个阶段中主要完成了四个方面的工作。

第一，彻底消化引进的技术。

南车四方对如何消化引进的技术这个问题进行了系统的策划。

一是图纸层面的消化，技术转让的只有静态的图纸和计算的结果，没有计算的过程，需要靠自己的技术人员去理解去推导。

二是施工层面的消化，派最精英的技术团队对转移过来的作业指导书进行理解，再对工人进行上岗前培训。

三是零部件供应商对技术的消化。

所有的主要设备供应商的技术人员和南车四方的技术人员成立了一个联合技术团队，一起全过程参加对应的技术培训，包括共同赴日本川崎重工进行培训。

第二，按照南车四方公司的组织架构和设计体系，把引进来的图纸进行了重新的设计。

在这一点上，南车四方和国内其他同样做技术引进的公司采取了截然不同的策略。

其他几个参与动车组技术引进公司都是按照国外技术提供方的原图进行生产，而南车四方则按照公司的组织体系重新设计了图纸。

这虽然只是将图纸进行了梳理，按照南车四方的组织结构进行重新的拆分组合，但这个看似不起眼的过程让设计人员对整车设计有了深度的理解，这其中包括了设计人员对图纸的理解以及公司联合国内相关院校做的仿真分析工作。

第三，全过程参加重要零部件的制作。

高速列车的运行工况非常复杂，完全靠仿真分析无法模拟所有情况，因此从零部件到整车的试验对于技术消化吸收来说非常关键。

当时，一些重要的零部件还无法实现国产化，南车四方就派技术员到对方公司全程参加重要零部件的制作，从中学习制造经验。

第四，适度的再创新。

在这个阶段，设计方案针对我国的运营环境做了110多项改进。

另外，根据铁道部的要求，研发了长编组的坐车和长编组的卧车。

这种类型的再创新还比较简单，把8辆编组的车变成16辆编组，在电器控制方面做适当调整，其他大量的技术还没有变化。

这个再创新的过程让设计人员更深入地理解引进的技术，为创新的进一步扩大奠定了基础。

南车四方创新的第二阶段：

扩大的再创新。

南车四方公司内部将这一阶段定义为自主提升阶段。

2005年动工的京津城际轨道支线是南车四方创新第二阶段的标志性工程。

京津线在规划时对列车速度提出了新的要求，时速要求达到300—350公里。

南车四方公司在消化、吸收国外先进技术的基础上，按照速度提升的要求，做了相应的设计变更工作。

南车四方的产品设计时速为385公里每小时，在产品设计过程中，技术研究人员在对车型本身进行标准试验之外，还做了大量的科学研究试验。

在6个月的时间里，围绕空气动力学、振动模态、动力学、

噪声等各个方面，做了大量的系统性试验。

技术团队采用对标分析法，边试验边分析，当天试验的结果直接和设计的目标比对，与此同时，技术团队还将自己设计的列车与其他品牌的列车进行对比试验，系统化地进行差异性比对，找到差距，解决问题，采用循环迭代优化的模式不断调整设计方案。

接下来一个关键性的项目是武广线，武广线全线1068公里，有22座隧道，全线高架，空气动力学环境更加复杂。

在武广线建设过程中，技术团队围绕空气动力学做了大量的试验，同时也解决了车体结构存在的一些问题，为后续350公里时速持续运行列车的开发奠定了基础，这也是南车四方技术水平提升的关键环节。

南车四方总经理马云双认为，这次提升还不是一个彻底的提升，只是针对关键系统和关键解决方案的创新，在转向架、牵引、制动、减震降噪、车体结构方面做了大量的优化。

这都是南车四方公司在前期消化、吸收、再创新的基础上所做的再创新的工作。

在这个阶段，南车四方积累的科学研究试验能力和丰富的列车运营经验和数据，大大提升了企业自身的创新能力。

南车四方创新的第三阶段：

集成创新。

集成创新又可称为有组织的创新[3]，是指有组织地科学利用国家、区域或行业资源，对各种现有相关创新性技术进行有效集成[4]，形成更具市场竞争力的产品和新兴产业。

南车四方的CRH380A型高速动车组，就属于顶层设计驱动下的集成创新（图1）。

2008年，铁道部和科技部签署了《中国高速列车自主创新联合行动计划协议》，确定了时速350公里及以上中国高速铁路技术体系的顶层设计，南车四方等公司就按照顶层设计的要求开展产品的研发设计工作。

南车四方遵循顶层设计提出的目标，将整体目标拆解成多个子系统，然后找到各子系统现有解决方案和设计目标之间的差距，针对性对各个子系统的解决方案进行优化或重新设计，最后形成从内到外的一揽子整体解决方案。

图1顶层设计驱动下的创新示意图

在技术上，CRH380A实现了10个方面的重大创新[5]：

（1）头型技术创新。

创新设计了楔形和梭形有机结合的新头型；气动阻力减少了6.1%，气动噪声下降了7%，气动升力降低了51.7%，侧向力降低了6.1%；体现了民族元素与当代技术的完美融合。

（2）转向架技术创

新。

集成了先进成熟的转向架结构，设计了全新的转向架动力学参数，建立了适用于350公里以上的一系定位刚度、二系阻尼参数、抗侧滚控制力矩等指标体系；转向架设计时速达到420公里，临界失稳速度达到550公里以上，1000万次循环加载，转向架无疲劳损伤。

（3）牵引传动系统技术创新。

全新的动力单元配置，牵引总功率最大；启动加速至时速380公里，不足

7分钟；运行时速达到380公里时，仍具有10%的牵引加速功率；在各种工况下，都能精确控制牵引力；列车以380km/h运行时，人均百公里能耗小于5.2kWh，是飞机的1/8，轿车的

1/5。

（4）制动系统技术创新。

电空复合制动方式，单位制动热容量提高了67%；初始时速

380公里，紧急制动距离不到8公里；再生制动能量回收率近95%；列车紧急停车后，与前车相距仍有10公里以上，具有足够的安全距离；每次制动停车，有近800度的电能回馈到电网，具有可观的节能成效。

（5）弓网技术创新。

双弓受流方式；首次采用新型有源控制高速受电弓，铜铬锆三元合金高强高导接触网导线；弓网平均接触力控制在120～200N之间，接

触网导线张力首次达到37kN。

（6）智能化技术创新。

融合了当今最先进的物联网、传感网及全息感知等技术；全车布设了1100个传感器，360个电子标签；具有自检测、自诊断、自决策功能，实现高速列车运行安全的快速诊断、在途预警与处置支持。

（7）气密强度与气密性

技术创新。

首次研究了多分量、高频次、大幅值的交变气动载荷，提出了时速350公里及以上气密强度与气密性控制标准；车体气密强度从±4000Pa提高到±6000Pa，车内压力变化率控制在每秒2‰大气压以下，最大变化幅值控制在8‰大气压以下。

（8）减振技术创新。

轻量化铝合金车体，总重量小于9t，不足全车的17%；经过大量地面试验和线路试验，首次回答了时速

350公里及以上高速列车的振动特性与传递规律，提出了控制标准；全面优化车体结构模态，大量采用新型减振结构与减振材料，取得了预期减振效果。

（9）降噪技术创新。

通过大量地面试验和线路试验，首次取得了时速350公里及以上高速列车车内断面噪声分布频谱；全面优化气动外形，降低气动噪声；在时速380公里速度等级，首次将车内噪声控制做到了世界最高标准。

（10）舒适性技术创新。

首次建立了基于人体感受的舒适性指标交互作用模型，形成了时速350公里以上高速列车的综合舒适度指标体系和评估标准。

3南车四方反向创新的四个突破

南车四方公司在反向创新上获得的成功，总结起来可以归纳为四个突破。

3.1拥有完全的自主知识产权

南车四方的高铁出口，在知识产权上完全没有任何问题。

中国的高铁曾经受到国内外广泛的质疑，普遍被认为是对外国技术的抄袭和模仿，没有自己的知识产权。

为进入美国市场做准