■创新驱动与城市轨道交通国产化15周年

    中国高铁已进入了进口替代的自主化时代。

    刹车片是列车制动系统的关键零部件。高铁刹车片的质量如何，直接关系到高速运行的列车能否及时减速和停下来，人称“生命的保护神”。我国高铁刹车片长期依赖进口。

    2013年9月24日, 北京天宜上佳新材料有限公司（下称“天宜上佳”）获权威部门颁发动车组7个车型5种型号刹车片CRCC铁路产品认证证书，打破国外公司垄断，填补国内空白，降低了市场售价，保障了国家战略安全。

    作为北京中关村的一家高新技术民营企业，天宜上佳从2009年成立开始自主研制开发，到高铁刹车片关键技术的突破，再到成为我国铁路高铁刹车片国内唯一供货商，仅经历短短4年时间。

    “我们是站在巨人的肩膀上。没有国家高铁事业的发展，没有国家自主创新和产业化的政策环境，没有铁路行业科技主管部门的支持与行业协作，高铁刹车片的自主化不可能这么快。”该公司董事长吴佩芳说。

    盯上刹车片全凭“女人的直觉”

    与英文教员出身的马云创办互联网公司阿里巴巴不同，师从于北京钢铁学院吴成义教授的吴佩芳，在创办天宜上佳公司之前，与粉末冶金材料和刹车片打交道已经30年。

    专业技术背景和豁达开朗的性格成就了吴佩芳。当年24岁的她已经是一家数百人国营企业的厂长。多年的商海生涯，磨练了她敏捷的思维、准确的市场嗅觉和游刃有余的企业管理能力。

    20世纪90年代，日、法、德等国就已开通了最高时速达300公里的高速列车。从1997年4月1日到2007年4月1日十年时间，我国铁路部门经过6次大提速，普通动车时速达到160至200公里。随着2008年8月1日京津城际高铁的开通，我国高铁最高时速已经超过350公里。

    而2011年6月，设计时速380公里的京沪高铁的开通，标志着我国高速铁路已经走在世界的前列。

    随着我国高铁的快速发展，高铁装备的各项性能要求相应提高，尤其对制动性能提出了更加严格的要求。

    高速列车制动力主要有电制动力和摩擦力，而摩擦制动力是列车安全停车的最后保障。摩擦制动力依靠制动系统中的制动盘和刹车片之间的摩擦来实现，而制动系统中刹车片性能的好坏对列车制动效果有着非常大的影响。有鉴于此，目前我国高铁制动系统的刹车片主要依赖进口。

    近年来，国家大力推进装备制造业的自主创新和关键零部件的自主化。高铁刹车片是高铁列车的关键零部件，尽快实现高铁刹车片的进口替代势在必行。

    “天宜上佳”，寓意“天意尚佳”。公司名称透露了创办者的使命感和创业自信。2008年，当时的铁道部和科技部实施两部联合发展中国高铁事业的合作计划，大力推进中国高铁技术的自主创新和高铁装备的国产化。吴佩芳看好高铁事业发展的巨大商机。

    一个偶然的机会，她从中国铁道科学研究院（下称“铁科院”）那里了解到，在中国中长期铁路规划中，到2020年中国的高速铁路客运专线网络全长将达到16000公里。而制动系统作为高铁九大关键技术之一，是国家科技支撑项目的重要内容。她据此相信开发高铁制动系统的制动闸片（刹车片）具有巨大的市场前景，便与合作伙伴一道，走上了高铁刹车片的独立投资开发之路。

    公司注册资金1000万元，累计投资1.2亿，决定开发高铁刹车片。吴佩芳并没有经过太多的市场调查与可行性分析，“全凭女人的直觉”。

    筚路蓝缕 厚积薄发 瞬间突破

    列车制动方式有多种，摩擦制动是其中主要的制动方式，包含踏面制动和盘形制动。一般踏面制动依靠闸瓦施压在车轮上实现制动，而盘形制动则依靠闸片施压在制动盘上实现制动。高速列车主要采用大功率的盘形制动，刹车片主要采用粉末冶金闸片。

    传统闸瓦和闸片主要分铸铁、合成和粉末冶金三种。其中铸铁闸瓦适用于低速货车，合成闸片一般适用于时速200公里以下的中低速列车，时速200公里，尤其时速300公里以上的高铁列车，在列车制动时瞬间温度会达到900摄氏度以上，合成闸片难以承受，必须使用粉末冶金闸片。吴佩芳开发的就是这种高速列车刹车片。

    开发高铁制动系统的刹车片，谈何容易！世界上拥有时速300公里高铁的也就那么几个国家。能够直接生产高铁制动系统和刹车片的只有德国、法国和日本等国，其中德国克诺尔公司在全球市场的垄断地位无人能敌。

    当时公司刚刚成立，正是“十几个人、七八条枪”。吴佩芳将公司全部的人力、财力、物力都投入了技术攻关。

    虽说曾经做过飞机刹车片，但是如若沿着开发飞机刹车片的传统思路走，根本走不通。事实证明，这正是国内许多研究者开发速度缓慢的原因。

    数百个日日夜夜，公司研发人员全部窝在几十平米的实验室里。实验数据不理想，再来！材料、设备、工艺，完全依靠自己摸索，自己配制。同样的实验，吴佩芳和同事们重复了数万次。

    注册资金1000万元花完了，还是没有结果。当公司账面只剩下13000元钱的时候，人称“女汉子”的吴佩芳哭了。为了维持公司正常运转，她向亲戚朋友借款，寻求投资合作伙伴，房产抵押贷款，又是几千万投了进去……

    屡败屡战，离成功也就不远。一直礼佛有加的吴佩芳相信冥冥之中有大法指引，自己努力的方向没有错。以自己多年从事粉末冶金专业研究的经验，她知道自己正在一步步接近成功。

    事实上，试制出来的闸片越来越具有稳定的摩擦系数和耐热性，就差最后如何提高使用寿命的问题了。如果这个问题解决了，可以说在高铁列车上使用的粉末冶金刹车片也就开发成功了！

    吴佩芳至今还记得，2009年年底，自己的实验结果越来越将接近最后的目标。但眼看就是2010年的春节。辛苦一年了，必须放假，让员工回去与家人团聚。坚守在公司的只有自己和一名本地的大学生。

    这天早上，吴佩芳像往常一样来到实验室，看着“减重”一栏的实验数据，她怔住了，这正是几个月以来孜孜以求的实验结果！

    成功了！实验成功了！那一天，正是2010年春节大年初二。

    法国合作伙伴竖起的大拇指和权威人士的来访

    实验成功正好应了一句老话，“革命胜利只是万里长征走完了第一步”。

    一个铁路上使用的零部件，在开发实验成功后，首先需要通过行业科技测试部门的1∶1台架测试，测试完成后还要在铁路上装车“路考”。

    路考需先经过专家评审，中国铁路总公司（下称“铁总”）主管部门批准后方可进行。装车需要按照装车试验考核大纲进行，先装一个轴，再装一个转向架，再装一节车厢，然后是整列列车。每一次从装车到卸车少则3个月，多则半年、一年。

    有道是，仙人指路，不如贵人相助。

    Flertex是法国的一家合成材料刹车制品生产商。这是一个拥有70多年历史、获得多项UIC产品认证证书的制造企业，拥有良好的科技实力和行业声誉，同时拥有严格规范的1∶1台架测试设备。在吴佩芳自己的刹车片上市之前，天宜上佳公司是Flertex在中国境内合成产品的唯一代理商。

    实验是成功了，但毕竟是实验室的数据，刹车片到底性能如何？还有待1∶1台架进行检验。一开始就在国内做台架试验，与其说路子不熟，倒不如说是有些信心不足，还不如先在国外测试测试。

    2010年5月，吴佩芳带着天宜上佳研制的粉末冶金闸片来到法国巴黎Flertex公司总部，开始了为期一周的台架测试。

    5月26日，吴佩芳刚满49周岁。这一天要进行最高时速300公里的试验。实验室里5名参试人员全神贯注地盯着仪器上的数据，摩擦系数0.36——制动曲线非常平稳！实验室里响起了热烈地掌声！Flertex公司CEO马丁先生向吴佩芳竖起了大拇指！

    这一刻，吴佩芳内心升起了强烈的民族自豪感，这也是她有生以来收到的最好的生日礼物。

    也许是因为这是第一个中国产的高铁刹车片！天宜上佳的刹车片通过了法国测试的消息，在行业内不胫而走！

    天宜上佳的刹车片通过了法国的测试，在行业内引起不小的震动。许多认识不认识的朋友听说这个消息都为之一振。

    6月中旬的一天，位于北京海淀上庄镇的天宜上佳公司，来了一位铁科院的权威人士。铁科院在铁路行业享有极高的学术地位和行业权威，是许多科研成果的获得者，也是重要技术装备的鉴定测试单位。国家大力发展的高铁事业，铁科院在其中发挥着极其关键的作用。

    通过汇报交流，吴佩芳从铁科院权威人士那里了解到，产品在国外通过台架测试还不够，还需要通过国内国家指定权威机构的台架测试。

    2010年9月，天宜上佳刹车片接受了铁总专业检测部门最严格的1∶1台架测试，并且顺利通过。

    此后，按照程序，天宜上佳刹车片开始接受铁总一次次严格的装车运行考核。

    考核是严格的，漫长的，有时甚至是让人难以忍受的；然而，支持却又是温暖的，巨大的，令人鼓舞、令人振奋的。

    一定要生产出中国人自己的高铁刹车片！一路走来，吴佩芳和同事们经常听到的是业内同行鼓励的话语，感受到的是来自行业内外国人支持的目光。

    从麦加朝觐轻轨到哈大高寒线

    机会总是青睐准备好的人。

    天宜上佳刹车片注定要成功，因为机会总是不断降临在它身上！

    机会之一。中国需要自己的列车制动系统。铁科院机车车辆所就是中国列车制动系统的研究开发和集成生产商。虽然，目前中国高铁制动系统部分零部件还是使用进口的，而且今后还将延续一段时间。但是，中国的城市轨道交通，包括地铁、轻轨和动车组，已经用上了机辆所所属纵横公司生产的完全自主知识产权的制动系统。

    从2007年起，铁科院机车车辆所作为制动系统集成商，先后向国内外20多家生产刹车片的企业发出“英雄帖”：谁都可以为国产轨道交通列车制动系统配套生产刹车片，但是必须通过最严格的1∶1台架测试。质量合格者入选！

    2010年底，在顺利通过铁科院机辆所的台架测试之后，天宜上佳公司适用于城轨列车的合成刹车片替代进口，顺利成为纵横公司制动系统的刹车片配套供货商。

    机会之二。沙特麦加朝觐轻轨线是中国和沙特阿拉伯两国政府的合作项目。2010年11月14日，麦加轻轨如期通车，数百万来自世界各地的穆斯林以一种前所未有的体验，踏上了他们一年一度的朝觐之旅。但是由于天气过于炎热、列车超负荷等原因，开通之后不长时间，列车制动系统的刹车片出现基体压溃和金属镶嵌，直接影响轻轨线路的正常运营。作为轻轨列车供货商的长春轨道客车有限公司（下称“长客”）要求制动系统供货商公司立即拿出解决方案。但由于各种原因，问题始终得不到解决。在这种情况下，长客公司想到了曾经为重庆地铁提供制动闸瓦的天宜上佳。这时，离2011年11月的朝觐日期还有不到一个月的时间，而由于相关人员技术交流等花去了许多时间，最后真正留给天宜上佳提供闸瓦的时间只有五天！

    吴佩芳认为，作为摩擦材料制品生产商，应让产品适用于各种环境和工况，而不是让环境、工况迁就产品。虽然麦加线每年的开通时间很短，运行的只有十几列车，闸瓦的用量极为有限，但鉴于麦加轻轨线路的世界性影响和政治意义，天宜上佳公司在第一时间集中了全部的精兵强将查找问题，解决问题。最后在指定时间内，将适用于沙特麦加气候环境状况的制动闸瓦，按时按量交到了用户手中！

    机会之三。2012年12月1日，世界纬度最高的高寒高铁线路东北哈大线如期开通。此后紧接着东北连续下了多年罕见的暴雪。高铁动车组在每天回到车库的时候，工作人员发现列车制动系统中的制动盘出现深深的划痕。原来，在列车制动时的高温融化了积雪，冷却的过程中，雪水和铁轨上的积雪裹狭着刹车片上未经排出的金属屑形成坚硬的金属镶嵌物，并在运行过程中不断扩大，在制动盘上留下了深深的划痕。鉴于问题的严重性，铁路主管部门责成车辆供应商尽快拿出解决方案。

    由于此前天宜上佳针对高寒地区的刹车片做过专门研究，拥有比较成熟的方案，接到任务后吴佩芳在最短的时间内拿出了高寒刹车片的样品。在中国铁科院的试验台架上，模拟哈大高铁的高寒积雪工况，天宜上佳的刹车片与原车刹车片进行对比试验。经测试，吴佩芳的“大间隙”高寒刹车片没有在制动盘上留下划痕。2013年1月，在哈大线开始进行装车试验，从冬季运行时速200公里，到夏季运行时速300公里，天宜上佳的刹车片完全符合高寒地区高铁列车的运行要求！

    2013年9月，天宜上佳的高铁系列刹车片（含高寒刹车片）分别获得行业主管部门的CRCC产品认证。2013年10月，中国铁路总公司下发电报，要求哈大线高速列车换装天宜上佳TS399高寒刹车片，为此，长客一次购买高寒刹车片一万多片。

    生产标准更高更严的中国高铁刹车片

    2014年，天宜上佳公司好消息不断。半年刚过，原定年度经营额已被远远超出。

    获得行业产品认证短短几个月时间内，公司已与国内多个高铁列车生产厂和铁路局达成合作供货协议，而系列闸片、闸瓦除在高铁线路适用之外，还广泛适用于城轨、轻轨、城际列车和多种类型铁路机车。同时，天宜上佳的刹车片，还通过有关合作主机厂、系统集成商走出了国门。

    目前，尽管已有多家企业投资开发高铁刹车片，其中部分上市一度掀起国内高铁刹车片的投资热。但迄今为止，国内真正获得时速300公里以上粉末冶金闸片CRCC认证证书的，还只有天宜上佳一家企业。

    为了让中国的高铁真正走出国门，目前中国铁总正在组织设计生产具有自主知识产权的“中国标准动车组”。为了响应这个计划，吴佩芳向自己提出了更高的要求。

    “中国高铁的刹车片，已经达到了欧洲国际铁路联盟(UIC)的标准要求。但仅这样还不够，当我们的国家领导人都在向国人、向国际社会推荐中国高铁的时候，作为高铁安全的‘守护神’，中国高铁刹车片应该拥有更加严格的标准。”

    吴佩芳是这么想的，也是这么做的。记者在北京上庄看到，天宜上佳公司新厂区建设已经竣工，公司管理信息化、生产自动化正在积极推进。人们有理由相信，中国的高铁刹车片拥有光明的未来！