無油所的自主創新之路

　　同行紛紛知難而退，沒有來自政府和其他外部來源的支持，無油所卻自主開發出中國第一套達到歐III排放標準的電控共軌噴油系統。盡管一路上很孤獨，但他們很自信，押上全部家當，堅持不懈默默干了10年

　　路風 封凱棟 曹崴(北京大學政府管理學院、企業與政府研究所)

　　2005年，擁有自主知識產權的柴油機電控高壓共軌燃油系統，由無錫油泵油嘴研究所(以下簡稱無油所)開發成功。9月，安裝在卡車上順利完成了1500公里的無故障路試。這標志著中國成為世界上繼美國、德國和日本之后第四個掌握電控高壓共軌技術的國家。現在，該系統已經到了產業化前夜。

　　其實，2001年受邀請參觀博世電控高壓共軌系統項目的中方單位，除了威孚，還有無油所。博世是先后分別邀請兩個單位的，兩個事件彼此保密，直到威孚與博世的合資談判后期，雙方才知道對方的同樣經歷。

　　然而，無油所領導人參觀的感受卻有所不同。博世的慷慨，無油所參觀人員非常驚訝：德方不僅讓他們參觀了生產線，還讓他們參觀了被企業視為機密的實驗室。但無油所的負責人在參觀完后，不但沒有“腿軟”，反而看出了博世的“軟肋”，“這趟經歷讓我堅信了我們(在技術上)走的路是對的”。從而，決定傾其近10年的資金積累，投入到自主研發電控高壓共軌技術的產業化中去，“我們決定自己做！”

　　事實上，無油所從1995年就開始了自主開發電控共軌系統的歷程。在90年代，中國許多大學、科研院所和企業曾經一擁而上，嘗試開發電控共軌系統，但后來紛紛知難而退，而無油所是惟一堅持下來的。雖然一路上很孤獨，雖然沒有來自政府和其他外部來源的支持，但無油所仍然傾其所有，堅持不懈地默默干了10年。

　　涉足電控高壓共軌噴射系統

　　無油所在90年代中期開始涉足電控噴射系統，盡管它在機械式噴油系統上取得了相當的成績。從今天看來，這一決定是非常具有國際視野的。

　　在整個國際范圍內，電控高壓共軌技術也只是起源于80年代后期，而1995年前后博世等行業巨頭的大規模進入使這一技術進入快速發展期，成為內燃機噴射系統領域中世界各大企業展開白熱化競爭的焦點。

　　同樣在1990年代中期，無油所也已經認識到電控技術必將取代傳統的機械控制技術。雖然無油所在資產規模和人才數量上都無法與博世、日本電裝、西門子這樣的國際巨頭相比，但還是決定投入電控系統的研發。這意味著整個研究所的資源投向以及人力資源、組織結構的設置都要產生相應的重大變化。從當時看來，這無疑是有相當的風險。

　　能夠與國際巨頭差不多的步伐進入這個技術前沿領域，決定因素有二：第一，無油所生來就是搞技術研發的，不僅積累起了機械式噴射系統的技術能力，而且具有對

　　1999年，無油所從德國、日本買來了發動機樣品，通過反向測繪對國外的技術進行消化吸收。2000年，無油所在一臺卡車上試安裝了一套國外的噴油系統硬件產品，也就是說要把國外的設計思路在國內的發動機上來實現。

　　這并不是簡單的調配工作，由于控制的對象(發動機)已經完全不同，這就意味著整個電控部分，也就是ECU部分(發動機電控單元的簡稱，Engine Control Unit)必須要自己重新開發。

　　ECU成為電控燃油系統核心

　　柴油機燃油噴射系統從機械時代進入電控時代后，ECU已經徹底取代了傳統的噴油泵在燃油系統中核心地位，成為了技術知識聚集、累積的新焦點和載體。

　　從ECU工作原理看，接收各種發動機傳感器所采集的信號是ECU工作的前提，然后ECU才能對輸入參數進行處理、輸出處理結果，并控制執行器做出反應。

　　當無油所把從國外購買的共軌系統安裝在國內的發動機上進行調試時，傳感器得到的發動機信號是共軌系統中的ECU所無法有效識別的，原因在于這個ECU是為國外的發動機配套開發的。由于不能準確識別傳感信號，所以隨后的信號處理、輸出控制工作也就不能正確完成。一句話，ECU與發動機之間的關系是高度特定的，與整車很多其它部分也聯系密切。在不同的發動機和整車環境下，要想令已有的共軌系統正常工作，對ECU的工作機理必須達到徹底理解的程度，而簡單模仿對于這個核心技術的學習沒有什么實際意義。

　　另外，從技術層面看，無論是ECU的硬件還是軟件，模仿起來都很困難。而且，隨著這項技術的發展，通過模仿來掌握技術的難度還在不斷加大。ECU硬件的集成度在不斷提高。隨著驅動電路向智能化方向發展，驅動電路高度集中，原來好幾個芯片起的作用被一個芯片代替了，破譯自然更難。

　　更難掌握的是軟件。ECU軟件的實質是企業在技術開發過程中，企業通過對各種發動機在各種工作狀態下進行試驗而獲得的知識和經驗積累，是一個不斷完善和細化的過程。這種經驗積累恰恰是在電控領域沒有進行過自主開發的中國企業所缺乏的。

　　據一位相關領域專家說，“當年，一個ECU只有4K的程序和幾百個字節的數據庫，而且是用低級的匯編語言寫的。即使這樣，國內技術人員仍需要花大量的時間加以破譯。現在ECU中的程序已經達到了十幾K，數據庫也有好幾K，而且用的還是較高級的語言，破譯起來就更難了。”

　　當ECU成為燃油噴射系統的技術核心之后，先行者就自動取得了由技術特性所帶來的天然壁壘。對于技術追趕者來說，原來在機械式油泵油嘴時代進行反向測繪活動是相對容易的，而現在破譯ECU“黑箱”已經成為幾乎不可能完成的任務。

　　自主創新破譯ECU“黑箱”

　　面對新的技術軌道，無油所的技術人員明白，在ECU這個共軌系統的關鍵環節上，除了自主開發別無他途。但當時所里缺少能夠開發ECU的人才

　　于是，所長從

　　2000年的裝車成功，是無油所的一個里程碑。因為，無油所在最關鍵也是最薄弱的ECU上獲得了突破，積累了能力，且積累了信心。全所上下堅信，他們所堅持的電控高壓共軌技術是可行的，自己能夠走通。當時，在國內外，關于電控的技術路線爭論不休，高壓共軌技術尚未形成絕對主流的技術思想。

　　2000年之后，無油所的ECU設計技術完成了從仿制到自主創新的革命性轉變。從處理器芯片的不斷升級，到硬件電路的自主設計、軟件開發的規范化、流程化，無油所走上了技術自主發展的良性軌道。

　　成功試制出第一臺樣機

　　技術路線之爭恰恰說明技術之新，而在新技術的早期介入，則為自主設計提供了更大的空間。無油所花了兩年多的時間，在借鑒日本、德國等產品的基礎上，于2001年設計了一個電控高壓共軌系統的初步系統方案，并繪出了設計圖紙。這是一套在油泵油嘴上基本遵循國際主流設計，而在噴油器和ECU上完全自主設計的圖紙。但是，產品的設計必須經過加工生產的檢驗，才能驗證設計的合理性和可行性，設計工作才最終能夠體現它的價值。

　　高壓共軌系統需要涉及到大量的精密加工，特別是在噴油器的部分。為了加工出自己的產品設計，2001年無油所在歐洲找了兩家經營不景氣的企業，花了700萬～800萬人民幣，請一家負責電控部分，一家負責機械加工。在這些公司幫助下，對圖紙進行了修改，并且做出了第一個樣品。當然，無油所同時也在國內與其他單位合作進行一些關鍵件的開發，例如在電磁鐵方面，歐洲公司所提供的產品始終無法工作，反而是無油所與合作單位聯合設計的部件發揮了作用。

　　2002年底，無油所成功試制出第一臺樣機。

　　將電控高壓共軌系統開發到底

　　在2001年之后的一系列變化下，無油所仍然決心把高壓共軌系統開發到底，就只能用英雄壯舉來形容了。因為，這意味著無油所必須獨立完成新技術的產業化過程。

　　對于一個必須得到應用的技術來說，開發高壓共軌系統的成功標志不是做出樣機，而是產業化，即使其成為性能穩定、能夠批量生產并被市場所接受的產品。

　　產業化階段的對于技術研發本身的重要性在于，如果不經過為批量制造做準備的過程(伴隨著產品設計和工藝設計之間的大量互動)，以及顧客使用后的反饋意見，許多必須解決的產品技術問題其實都難以發現。這種必要性恰恰反映出傳統計劃體制的一個基本缺陷：研發與生產的脫離往往使新產品的開發缺乏一個產業化的過渡階段，最后導致開發中的新技術或新產品永遠達不到能夠應用的技術性能要求。

　　無油所本來打算，借助威孚的制造能力來繼續開發高壓共軌系統。雙方還曾經簽訂了合作開發意向書，計劃以威孚和無油所之間八比二的比例合資生產。但隨著威孚與博世的合資談判的進行，尤其是當威孚的領導班子從博世參觀并失去信心之后，無油所與威孚的合作前景越來越渺茫了。

　　押上全部家當“自己做”

　　無油所開始在國內尋找其他能夠進行精密加工的合作伙伴。為此，所領導一度想到軍工系統，既然能夠制造導彈、航天器等精密度要求很高的產品，就應該有可能具有這樣的能力。

　　2003年，一直支持無油所自主開發的原機械工業部部長何光遠參觀了無油所，幫忙請來了我國在精密儀器領域惟一的院士徐性初。了解情況后，徐院士明確說，高壓共軌系統所要求的加工精度已經位于當今工業界最高的加工水平，國內所有企業都不具備這樣的能力，“真要做，你們就得自己做。”

　　聽到這個結論后，無油所負責人的反倒像是“吃了一顆定心丸”。沒有了其他可能的選擇，決策反而簡單了，就是“自己做”。同時，為了不影響開發進度，無油所已經開始從國外采購設備，這個結論無非證明了前面決策沒有錯。但是，這意味著無油所必須傾其所有，還得節衣縮食。

　　2002年5月，無油所專門組織了工藝設計團隊，并按照自己設計的工藝方案，花了2000多萬元從國外訂購設備，自己把握加工難度極大的核心部件的生產。這是使電控高壓共軌技術成功產業化的關鍵。

　　“自己做”，無油所就不得不把多年積累的全部家底都押上。迄今為止，無油所開發共軌系統已經投入了1.5億元的資金，幾乎是承擔一汽集團的研發項目、行業服務和下屬公司的全部收入。

　　為了這個項目，無油所在1985年建的辦公樓直到2004年才改造，此前他們竟然是用電風扇來度過江南的夏天。所里有人笑稱：“我們的辦公室連無錫街道大媽的辦公室都不如(有空調)。”據介紹，改造是因為去年的經濟情況相對較好，而共軌系統項目也已經“心里有了數”。

　　滾動式發展開放式學習

　　依靠自己的力量搞產業化，無油所面臨的風險徒然加大。但為什么他們在參觀完博世之后沒有被嚇倒，反而更加堅定了自主開發的信心？除了對技術能力的自信，還有對市場競爭戰略構想的清晰。

　　無油所感到，雖然德國人在技術上強大，但研發投入成本也很高。此外，像博世這樣的大公司，產能計劃往往是根據能夠回收成本的產量規模而確定的。據稱，博世擬在中國投資6億歐元，年生產50萬套共軌系統。

　　無油所決策層認為，新產品的市場只能逐漸生長起來，特別是對于需求結構復雜的中國市場而言，所以以大批量生產為目標的大額投資在短期內很難得到回報，必然導致高成本。小小無油所的策略是，跟隨市場成長的滾動式發展。只要掌握技術，就完全可以依靠成本優勢和跨國公司一比高下。

　　目前，無油所正在為其年產1萬套的第一階段目標在努力。決策者認為，1萬套剛好是其經濟規模的臨界點，可以盈利。為此，無油所打算在設備上總共投入5000萬，除原有的試制車間之外，還要建立以總裝測試車間。

　　無油所堅持開放式的技術學習，自始至終都沒有放棄過對國外先進技術的追蹤、學習和研究。在2002年左右，無油所花了200多萬人民幣，外派20多人到英國Ricardo(發動機研究機構)去了1個多月。他們不僅帶回了Ricardo在2000年之前的最新技術資料，而且還制作了800多頁幻燈片，向其他同事介紹。

　　這就是幾十年來該領域數代中國科研人員們自主研發、不懈進取的一個縮影。所里一位老工程師說，“在改革開放之前，我們是看別人的東西好，所以想要抄過來；開放之后，我們是看別人的東西好，就要設法找出缺點，想法改過來；而現在是看別人的東西好，我們是想辦法怎么樣避免與別人的專利沖突，形成自己的技術體系。”