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贺俊:中国高铁如何实现技术赶超?

【按】最近中兴事件让国人反思,为什么我们在一些领域没有掌握核心技术。反过来,为什么有些领域我们实现了赶超?高铁就是一个正面案例。——聂辉华

摘要:随着中国高铁技术的赶超甚至引领,它已成为中国的外交“名片”,甚至是综合国力的重要体现。民众对高铁的称赞极高,但在学术界、尤其是在理论层面的却形成了两极化的立场,有的学者认为高铁产业发展取得了巨大成功,有的学者却对其进行激烈抨击。那么到底高铁的贡献在哪里?什么使其在12年间实现了技术赶超?本文从中国高铁技术的发展、高铁技术赶超的微观激励结构、高铁自主创新成功的条件三个方面出发来探讨这些问题,并在最后得出四点基本结论。

 

文/贺俊(中国社会科学院工业经济研究所)

 

作者简介:贺俊,中国社会科学院工业经济研究所研究员,中小企业与创新创业研究室主任,美国麻省理工学院(MIT)Sloan管理学院福特基金访问学者。主要研究领域为技术创新和产业政策。在《一桥商业评论》、《中国工业经济》等刊物发表学术论文数十篇,在《求是》、《人民日报》、《光明日报》等发表分析性文章几十篇。论文曾获“中国青年经济学者优秀论文奖”、“蒋一苇企业改革与发展学术基金奖(著作奖)”,参与《中国制造2025》、《十三五国家科技规划》等国家战略和政策的研究制定。

 

一、中国高铁技术的发展

(一)为什么要研究中国高铁?

中国高铁案例中有两个有趣的现象引起了学者们的普遍关注。第一个就是在经济学上看,中国高铁的成功好像与西方经济学所提倡的竞争有效、私有产权保护有效的基本理论相悖,中国高铁在发展过程中贯穿着强烈的政府干预,且企业主体大部分是国有企业,但却取得了巨大的技术成功,这是非常值得研究的。第二个有意思的现象就是通常越简单的产品越容易进行技术改造和技术学习,但是高铁其实是技术复杂度非常的部门,属于典型的复杂产品系统,高铁8列编组的零部件数就有4万多个,非重复零部件1.5万个左右,它是一个大系统、甚至巨系统,而中国在较短的时间内就实现了技术的赶超和飞越,这是值得研究的。

因此,高铁具有极强的、独特的学术价值。很多人都想研究高铁,但由于铁路部分的行业属性和传统问题,高铁一手资料的获得非常困难。幸运的是目前国家提倡加大高铁的宣传,这使得很多研究和分析能够通过调研落地,也更加接近实际。之前的研究为什么很多存在偏颇,其实跟它的调研对象有偏和调研深度不足有直接关系。

(二)中国高铁技术发展的“三步走”

动车组只是高铁系统中的一小部分,它还包括线路技术、高速动车组、接触网、信号通信、运输组织、运营维护、工程建设。但这里主要分析高铁动车组,一般而言它包括九个核心的技术,即转向架、制动系统、牵引变压器、牵引变流器、牵引电机、牵引控制、动车组的总成、车体、网络控制,这些都是高铁的关键技术。中国高铁的整个技术发展大致经历了技术模仿、正向设计和掌握自主知识产权三个阶段,在12年间实现了从模仿到创新的“三步走”:2007年,青岛四方从以川崎重工为主的日本企业联合体引进技术并合作生产的时速200-250公里的CRH2A就开始在沪杭线和沪宁线投入运营,在此之前我国也投入了大量的精力在研究和试验上;2010年,青岛四方独立研发设计制造的CRH380A在沪宁城际高铁首次载客运营;2016年,中国标准动车组首次载客运行,掌握完全自主知识产权,高速动车组的九大关键技术和十项配套技术的供应商实现国内企业主导设计制造。中国高铁动车组在不到3年的时间完成了技术引进消化吸收,不到4年的时间形成了正向设计能力,又在大约4年的时间掌握了完全自主知识产权,形成了独特的技术能力。目前我国高铁的核心技术能力在于系统集成,并构建了较为完善的产业创新体系。

在高速动车组技术水平上,中国在产品序列上非常完整,基本上与法国、日本、德国三个高铁强国都有对应的产品。在世界上,中国高铁技术具有极大的贡献。首先,它终结了动力集中与动力分散的争论,中国通过实际运营证明动力集中是主导的技术路线。其次,我国提供了时速350公里运行经验和数据,日本并没有达到这么高的时速,积累数据是优化高铁设计非常重要的资源。最后,中国目前具有最强的系统集成技术。

总的来看,在技术水平上,中国高铁技术与德国、日本基本上处于同一层次,很难说我们是领先的,这是对中国高铁技术比较客观的判断。关于高铁,普遍认为高铁给带来了好处,但是这点在学术上存在争论,一部分学者认为高铁是成功的,具有普遍意义;而也有学者认为高铁就是大规模投资的产品,没有什么普遍的借鉴意义。这些都需要进一步的研究。

 

二、中国高铁技术赶超的微观激励结构

中国在90年代中期开始使用自主创新的概念,这对于今后中国技术能力的提高产生了积极的影响。既有的研究认为,“由于‘抱负水平’决定了技术学习的强度,所以走向自主创新需要远见、勇气和坚定的政治意志。……对于赶超国家的技术学习和能力发展,企业层次上的战略远见和国家层次上的政治决心具有决定性的作用(路风,2006)”。但中国高铁技术赶超的经验显示,除了政府的政治决心和企业家抱负,市场竞争与企业创新激励和治理机制的改善,才是中国高铁技术赶超最重要的微观激励机制。

(一)政府的政治决心

政治决心是中国高铁技术实现赶超的微观激励结构的重要部分,而它的组织来源和基础主要包括:一是原铁道部、铁总主要官员的政治决心,在个人层面,无论是原铁道部还是现在的铁总,其主要领导几乎都是一线管理人员或技术专家出身,如原铁道部部长傅志寰系株洲所技术员出身的中国工程院院士、原铁道部副部长孙永福系铁二局技术员出身的中国工程院院士、铁总总工程师何华武系铁路设计院出身的中国工程院院士,盛光祖、卢春房等其他领导也都具有在铁路局或工程局一线工作的实践经验,具有求真务实的实干精神。原中国南车、中国北车及株洲所、四方、长客等下属企业的历任主要管理者也多为科技人员出身。以四方为例,历史上四方的厂长一直都是技术人员出身,且常常一把手、二把手都是技术人员。这些人的能力都很强,所以激励会起到更大的作用。另外,不同于发改委、工信部等部门,铁路长期实行垂直管理的体制和半军事化的管理,原铁道部或现在铁总的高层及中层多数是从基层垂直选拔上来的具有实际工作经验的管理者和技术人员,具有主持大型复杂工程或科研项目的实际经验,并且严格执行上级下达的任务命令,这些人有很强的执行能力二是与铁路的整个管理体制和铁路部门的组织合法性有很大的关系。由于铁路是涉及到国家经济和军事安全的命脉性部门,因此铁路系统一直以来都有自力更生的政治任务和传统,自主就要可控,可控就要自主,“自主可控”自然地成为高铁发展“合法性”的一种政治任务和普遍的社会期待。

(二)产业组织与企业创新的激励

铁路是高度垄断的部门,但会受到国家政策的影响,1995年铁道部颁布《关于扩大铁路局更新改造投资权的规定》,扩大了各路局的机车车辆采购权,而随着1997年4月开始的第一次大提速、1998年10月开始的第二次大提速、2000年10月开始的第三次大提速以及2001年10月开始的第四次大提速,各路局和铁道部对更高速度机车车辆的市场需求越来越旺盛。在这样的背景下,具备一定技术能力的机车车辆厂纷纷开始研制生产高速或准高速机车,逐渐形成了有控制的竞争市场结构,2004年铁道部200公里高速动车组招标采购以后,高速动车组市场寡头竞争格局基本形成,而在2005年铁道部300公里招标采购过程中,通过自主开发CRH380A技术能力大幅提升的青岛四方、原本技术基础较为雄厚的长客与承接了最为成熟的西门子Valero车型的唐车的技术水平进一步收敛。不仅在整车领域,在网络控制、制动等高铁的关键系统和零部件领域,铁路总公司都尽可能培育和促成3家左右的“有控制的竞争”格局的形成,这样的产业组织结构既有利于铁路总公司作为买方保持主动的定价权,又有利于高铁装备企业之间通过合理适度的竞争提升其竞争能力,彻底改变了过去高铁集团各个厂的独立性、自主性过强导致的管控困境。与此同时,由于在高铁的发展过程中,政府或作为政府代理机构的铁路总公司将政策资源的分配与企业解决问题的能力关联起来,因此企业的活动更多被引导到创新活动,它是创新导向的。不论是原铁道部还是后来的铁路总公司,都更接近于积极的功能导向用户,这有利于企业在产品设计和生产时更加追求产品的精度、可靠性。

(三)治理机制改善、管理提升与企业创新激励

如果以产权理论概括一个企业的性质,就会抽象掉很多具体的机制,深入观察中国的高铁企业,会发现在治理机制上差异非常大。比如说株洲所,株洲所是做的非常好的企业,它有五、六家上市公司,它在80年代末的时候就引入类股份制的形式,早在1984年,株洲所就主动争取铁道部和地方政府的支持,开始探索一次性全部取消国家事业费拨款,实行科研有偿合同制,干部取消“终身制”,实行所长负责制和人事聘任制,打破分配的平均主义,科研人员的收入与技术转让和产品销售收入挂钩。体制改革极大地激发了科研人员的积极性。1987年,株洲所就开始利用股份制的形式调动科研人员积极性。20世纪90年代初期开始,株洲所开始进行组织架构调整,一是探索集团发展模式,二是将电传动产品、半导体、橡胶等主要业务部门按照独立的利润中心进行发展,并开始扩张“路外”业务。而这也为后来株洲所形成12家境内外分(子)公司奠定了组织结构基础。再比如四方,四方是现在三个整车厂里技术能力最强的,而最开始四方是最差的,但它的股份制改造特别快,所以能力提升也非常快。所以仅用国有产权这个概念不能完全概括高铁所有企业里在治理机制上的差异。国有企业与国有企业制度(属性)不同,但研究时很容易把两者混淆。

 

三、中国高铁自主创新成功的条件

很多人认为中国高铁的成功是由于中国巨大的市场,但是这过于片面。中国高铁自主创新的成功不是偶然事件,而是在很多条件下成功的。

(一)市场机会、技术机会与创新能力提升

虽然中国几乎所有的行业都在高速增长,但并非所有行业能够在这么短的时间内实现技术赶超。所以说明市场机会并不是技术赶超的充分条件,引入一个概念叫做技术机会,市场机会和技术机会是两个不同的概念,市场机会更多的是需求规模的问题,技术机会是对技术本身的要求。技术机会可以继续划分为两个部分:一是给定的技术机会,比如高铁,如果中国想发展高铁就要适应中国的地理条件;二是构建的技术机会,铁路里有大量的这样的案例,这种机会条件往往以提升技术能力本身为目标,并没有直接的市场需求。技术机会非常重要,高铁是个复杂的大系统,铁路总公司、铁道部为整个的大系统或者不同的行业不断地提出新的技术机会、新的技术要求,这是铁路技术能力提升的一个很重要的原因。因此,市场机会并不是技术发展的充分条件,技术机会才能够引致高强度的技术学习。

(二)商业化应用导向的自主创新

技术能力的核心是产品,一般产业的技术演进是先做产品,主导产品出现以后再进行工艺的创新,所以学者Linsu提出,后发展国家的创新是逆AU模型的,它取得技术赶超最关键的是由工艺创新向产品创新转变,自主产品和产品开发平台发展是自主创新的关键。所以中国的重大科技项目往往是以产品和产品开发平台的建设为目的,但最后很多的产品难以落地,但高铁不一样,铁道部始终坚持产品开发和产品开发平台建设的应用导向。

这种应用导向需要一定的组织基础,首先就是容错,高铁是复杂产品,它有一个特点,就是在用的过程中反复迭代、复用才能不断完善技术,改善功能和性能,所以“用”非常重要。高铁作为工程密集型的复杂产品,发现故障、解决故障是复杂产品系统新产品研制过程中不可避免的一环。虽然在技术引进之前和技术引进初期,国内企业生产制造的动车在试验阶段甚至初期运营阶段存在不少问题,但铁道部能够给装备厂家进行改进提升的机会和时间。其次是纠错,高铁是典型的复杂产品系统,试验(反复迭代)是产品可靠性、稳定性、安全性提高的重要机制,大大提高了用户“纠错”的能力,而中国具有最完备的高铁实验体系,这是任何国家都没有的。

这种应用导向也有能力基础,中国在高铁方面具有很强的技术能力,特别是集成能力,而集成能力的关键是把需求转化为技术条件。就高铁技术集成中的技术供给与需求而言,技术供给主要体现为装备厂商的系统集成能力,而系统集成能力与需求的匹配则更多地体现为原铁道部或铁路总公司作为用户提出科学、有效的技术条件的能力。高铁的科学体系也是应用导向的。

(三)中国高铁的能力位置:中国式的合作型供应链

高铁行业是全产业链的竞争力都得到了提升,其中,中国高铁在零部件环节的技术能力的显著提升是在2012年以后。中国的行业的技术能力提升所遵循的规律是:首先从国外集成商购买核心零部件,学习集成技术,然后再从国外集成商的供应商那里买产品和零部件,然而不断进行替代,构建自己的供应链。目前,中国的高铁是国内极少数做到全行业的技术实现了自主化。

对于核心零部件的“突破”,中国高铁采取的是“集体突围”策略。对于核心零件突破的模式,主要有政府拉动型和主动突破型,中国高铁主要是政府拉动型的突破模式。主要有以下几个条件:一是原铁道部或铁路总公司以及整车厂积极支持国产化的首要目标是实现“自主可控”。二是,培育本土供应商,降低成本,提升自己的谈判地位。三是,中国铁路及高铁装备的整车厂和关键零部件(系统)生产的企业是高度专业化的。正是这几个条件,使得中国高铁在核心零部件实现突破。

 

四、结论

第一,高铁作为一种多种因素交互作用的“模式”并没有借鉴意义,因为每个因素都是在特定条件下形成的。总体上看,制度层面的因素相对没有普遍意义,行为层面的因素相对具有普遍意义。也就是说,分析了高铁以后,发现它的某些因果关系和具体的做法是完全可以为其它行业所学习。

第二,中国的高铁经验并未颠覆主流经济学的基本命题。

第三,产业政策既要考虑激励,也要考虑到政策制定和实施主体能力的问题。

第四,产业政策和创新体系的动态性。管理学有一个光环效应,高铁同样也有。所以我们不能因为高铁的成功,就认为高铁中所有的都是好的。还有一个,即便当时做对了,随着历史的演进也会产生副作用。改革是高铁创新发展永恒的主题。

 

注释:

来源:中国人民大学国家发展与战略研究院《政策简报》,2018年第5期。

2018年4月9日,中国社科院研究员贺俊在中国人民大学国家发展与战略研究院“直面真实世界”系列讲座第三期上介绍了“中国高铁技术赶超的微观激励结构与关键要素”,本文根据讲座速记稿整理,并经作者审定。

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