系统论中有一道著名的问题：1+1等于几？答案是，在一个适合的系统中，整体会大于部分之和，也就是1+1＞2。在经济生活中、在科技研发中，让1+1迸发出大于2的能量，这就是集成创新。但同时，若要使这种能量有效地产生和迸发，并不是一件容易的事情。而正是这样一位“魔术师”和他的“魔术”研发设计团队，使烟大铁路轮渡项目从铁路、港口、船舶到航运的多个行业，从土木建筑、工程结构、岩土、海洋气象水文地质到机械、电力、通信信号、安全监控等的每一个专业有机地组成了一个整体，“魔幻”般地迸发出了1+1大于2的能量……人们不禁要问，这位“魔术师”是谁？

    在经历了十年论证、二年设计、三年施工的漫长历程后，2006年11月6日，国家“十五”重点建设项目——烟（台）大（连）铁路轮渡工程首航顺利完成，标志着原本受海域阻隔的铁路大动脉真正合龙，烟大铁路轮渡成为把东北、环渤海、长江三角洲三大经济区域直线连接的南北大干线，也标志着中国铁路轮渡技术在集成创新方面取得了历史性的突破。近日，记者就集成创新如何融合铁路轮渡在铁路、栈桥、渡船、港口等多方面的技术交叉等问题采访了主管烟大铁路轮渡系统设计工作的铁道第三勘察设计院副总工程师、教授级高级工程师王俊峰先生。
    烟大铁路轮渡海上航线距离86.28海里（159.8公里），北起辽东半岛南端的大连市，南至山东半岛北部的烟台市，纵贯渤海湾，是东北至长江三角洲地区陆海铁路通道的重要组成部分。
    长期以来，由于地理条件的限制，东北地区与山东省、华东地区经铁路的经铁路的 物资交流只能绕行山海关，既增加了运输费用，又延长了运输时间。同时，还加剧了进出关运输紧张的状况。利用渤海海峡通道，开辟火车轮渡线是中国东北地区至山东省及东部沿海地区的最短途径，可以大大缩短东北与山东及华东各省市间的运输距离，经由该通道，东北哈大铁路沿线及以东地区至山东和长江三角洲地区的铁路运输距离较经山海关平均可缩短400～1000公里。对于加强东北与山东、华东的物资交流，加快东北、山东及东部沿海地区的经济发展，促进烟台、大连两市的城市建设，扩大港口后方腹地的吸引范围及疏港能力将起到重要作用，并且将从一定程度上缓解南北运输紧张的局面，对沿海综合运输的发展具有重要意义。
    烟大铁路轮渡的全面贯通及投入运营，实现了中国人用火车轮渡连接山东半岛和辽东半岛这一世纪之梦！其铁路、栈桥、渡船、港口等多项技术均为国内最先进，填补了多项国内技术空白，其在技术设计、施工及融合方面的集成创新思想和做法，更是在中国铁路轮渡发展史上写下了重要一笔。
    烟大铁路轮渡系统项目是继粤海铁路轮渡之后，中国建设的第二个跨海铁路轮渡项目，是铁道部路网 沿海通道的重要组成部分，是一个集铁路、栈桥、港口、海上安监和渡船等工程于一体，涉及多学科、多行业、多专业，具有很强综合性的系统工程，各行业及各专业技术以铁路运输为核心统一起来构成的有机整体。
王俊峰先生是中国铁路工程设计领域的卓越人才，他曾参与了中国铁路领域众多巨大工程的设计，为中国铁路事业的进步和发展作出了巨大贡献。作为中国中长期铁路网“八纵八横”规划中的重点工程——烟大铁路轮渡项目系统的总设计师，从烟大铁路轮渡项目的立项到系统工程的实施，王俊峰和他的研发设计团队在充分运用集成思想，总结国内外许多铁路轮渡系统实施方法的基础上，创新而概括性地提出了一套适合中国铁路轮渡系统的科学的集成方法，走出了一条以集成创新为主的自主创新之路，对中国未来铁路轮渡系统，乃至整个铁路产业中项目的系统设计和实施具有现实性的指导意义。
集成创新：让1+1＞2变为可能
    一个集成创新项目，就是一片海洋。海纳百川，各种技术“细流”在大项目中各展所长；海融百川，技术“细流”经过彼此磨合，最终成就一个创新工程。
    在铁路轮渡系统中，不仅要开发出一些创新性技术，还要根据实际情况在原有技术基础上进行集成创新，使之更科学、更有效地服务于该系统，提高系统性能。
    王俊峰先生认为，铁路轮渡系统是多学科知识和高新技术的系统集成。铁路技术和轮渡技术相应的技术开发体系日趋标准，国内外的技术交流越来越活跃，技术集成成为中国铁路轮渡系统技术发展的重要技术路线，以自由技术储备为基础，立足国情，站在世界技术发展的最前沿，以我国为主，对世界范围的先进技术资源进行系统集成，在全球范围内获取最先进的技术和开发理念，并将其消化吸收、重组再造、融合创新，力争在短期内实现中国铁路轮渡系统的快速提升，达到世界先进水平。
    在烟大铁路轮渡系统栈桥的设计中，王俊峰和他的研发设计团队创造性地提出了“两桥一坡”的设计理念，并采用当今世界栈桥轨道新技术之“一对五滑动道岔”，使船桥轨道平面布置达到最优化，对这两项技术的集成创新，不仅有利于渡船和栈桥设计，同时可减少工程数量并降低造价。此外，为了与“一对五滑动道岔”相匹配，减小栈桥的面积，他们创新性地提出采用梯形平面、纵横梁体系、正交异性桥面板，以及全焊接下承式钢板梁结构，该结构具有刚度大、整体性好、质量好、投资省等诸多优点。
    在渡船的设计中，安全性是最重要的因素。在这方面，王俊峰结合以往铁路轮渡的经验，将其先进的安全性装备应用到所设计的系统中，如“嵌入式”救生艇布置，充分利用了旅客入口处的有限空间，设计连杆式重力吊艇架，将救生艇“嵌”在两层甲板室之间，安排紧凑，节省了大量空间。再有就是车辆的绑扎系统，按照无限航区要求，王俊峰提出采用IMO最高标准设计校核绑扎系统，针对列车车辆与转向架弹性连接的特点，确定采用千斤顶将底架顶实与铁链紧固拉牢加铁去、鞋的绑扎系统，在三重力的作用下，系统更加安全可靠。
    在港口的设计中，根据一般港口规范的船舶码头作业标准，结合铁路轮渡年可作业天数的要求，他们因地制宜，通过模拟实验，研究确定相应的工程措施，最大程度地提高年可作业天数。另外，针对铁路轮渡“三定”的特点，渡船频繁靠泊，要求速度快、时间短，为此他们通过物理模型试验和专题研究，合理设计码头结构和护底冲刷方案，提高法向靠岸速度。在房屋建筑设计中，他们集成应用地源热泵节能环保新技术，因地制宜地综合选用地源热泵的三种形式，即地下水源热泵系统、地表水（海水）源热泵系统和土壤源热泵系统，即以水为载体，通过热能交换，达到冬季采暖、夏季制冷的目的，具有高效、节能、环保和运行稳定、可靠、维护方便等诸多优点。此外，本着“安全第一”的原则，他们选择性地集成应用各类监控系统，如AIS船舶自动识别系统、汽车安检系统、智能型主动喷水灭火系统、消火栓给水系统、闭式自动喷淋系统、电视监控摄象机、潮位计和风速仪等。
    由此可见，集成不同于一般性的汇聚。各种资源要素不是简单地汇聚在一起，关键在于集成包含了主动性的优选行为，体现了经过有目的、有意识的比较选择，各种资源要素既能够发挥各自最大优势，相互之间又能够实现优势互补。
工程创新：将集成创新成果最优化
    烟大铁路轮渡的集成创新还体现在工程实施阶段，而工程实施阶段也恰好是集成创新成果的完美展现。
王俊峰先生说，工程实施的本质在于“系统性”、“复杂性”和“组织性”。他说，工程不是单纯的“科学的应用”，也不是相关技术的简单堆砌和剪贴拼凑。各类优秀的工程追求的是在对所采用的各类技术的选择和集成过程中、对各类资源的组织协调过程中，追求集成性优化，构成优化的工程系统。显然，工程创新的重要标志体现为“” 集成创新”。
    王俊峰先生进一步解释说，工程活动其实是在一定社会、经济条件下对诸多要素的集成和优化过程。某一工程往往有多种技术、多个方案、多种实施路径可供选择，工程创新就是要在发展理念、发展战略、工程决策、工程设计、施工技术和组织、生产运行优化等过程中，努力寻求和实现“在一定边界条件下的集成和优化”。在铁路轮渡系统的工程施工中，创新主要体现在工程技术和工程管理两个环节中。
    工程技术的集成创新。在铁路轮渡工程技术实施的具体过程中，主要涉及各子系统的关键技术和特殊工艺的自主创新和集成创新，并且主要体现在栈桥子系统中。在烟大铁路轮渡系统工程实施中，陆区桥与船区桥的连接部件大多为厚钢板焊接（50～120mm）而成，结构受力复杂，施工难度大，特别是叉形构件和芯板处的整体熔透对接焊缝和角接焊缝，施焊空间狭小，焊缝密集，结构刚性大，如何控制焊接变形，消除残余应力大是栈桥制造中的一大难点。对此，王俊峰和他的团队创新性地采用了厚板焊接技术和整体热处理工艺，成功地解决了这个问题。同时，在轨道焊接时会有轨道用钢和桥梁用钢的焊接问题，因二者性质不同，结合之后可焊性较差，为此，他们选择在钢轨底部两侧铣边并堆焊过渡层的方案，成功地解决了这一难题。此外，因栈桥体积大，机加工件多，整体拼装和架设安装精度要求高，制造安装难度很大，因此他们采用“梁体控外，支座控轴”的拼装方案，即工程管理的集成创新。在铁路轮渡系统的建设中，需要首先将工程子系统进行划分，然后进行国际招投标，确定中标者后项目启动。在各个工程承包者的建设过程中，会涉及相互之间的协作、共享以及工程管理措施。例如，工期的确定、资金控制、质量控制、建设流程、调试次序等，都要进行统筹的安排和管理，以达到各方顺利协作。工程管理最重要的三个方面是质量管理、资金管理和投资控制。首先，质量管理是非常重要的一方面，对于质量管理体系应该结合实际情况进行改进和创新，例如在栈桥的建造中，编制各类制造规则、工艺卡和工艺方案等。其次，任何一个工程建设项目，施工者都必须根据工程特点制定出一份详细的施工组织设计，并且包含合理的工程进度计划以作为施工进度的具体指导原则。其中，进度计划会随着施工中遇到的问题进行不断地调整。最后，投资资金也要根据工程施工的实际情况进行严格控制。这三个方面要进行一定的集成和创新，根据工程需要和实际情况，进行协调管理。
    据王俊峰先生介绍，在工程创新活动中，根据创新的“性能”和“程度”，可以将创新划分为“突破性”创新和“渐进性”创新两大类型。在实践中，“突破性”创新显得特别引人注目，因为其中体现了高妙的才智和巨大的价值，应该高度重视。然而，在另一方面，更多的工程创新是通过“渐进性”的积累和改进过程实现的。在创新过程中，由于工程具有集成优化的特征，“渐进性”创新具有非常重要的作用和意义。在这个日臻完善的集成优化过程中，如果单个来看，很多进步都不具备特别振奋人心之处，但是集成优化达到一定水平后，就会出现“更新”、“改型”、“换代”的创新成果。在铁路轮渡系统的建设过程中，不仅有工程技术方面的“突破性”创新，更多地是体现在技术和管理方面的“渐进性”创新。
    在铁路轮渡系统中，也涉及原始创新和集成创新，因为每一个铁路轮渡项目的建设，都要根据不同的实际情况，因此在原有技术无法满足建设条件时就必须进行改进和创新。当然，在创新性的要求和自有技术达不到世界先进水平的情况下，也要通过引进先进技术进行消化吸收再创新，即集成创新。与此同时，也要努力地将关键设备和主要配件逐步实现国产化和自有化。
王俊峰：集成创新不是“拿来主义” 
    王俊峰先生告诉我们，集成创新不是简单的“拿来主义”，更不是简单的技术叠加。它需要对一个全新的项目进行总体设计，需要对项目涉及的人流、物流、技术等进行科学组织与管理，使各要素有机配合。也就是说根据某种新的要求将相关要素组织集成，通过优化组合而创新，从而达到“1＋1＞2”的集成效应。
    江泽民同志曾经说过“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力，要把建立健全企业的技术创新体系作为建立现代化企业的重要内容和搞好国有大中型企业的关键环节”。
    在铁路轮渡系统实施的过程中涉及很多先进技术。王俊峰先生认为，目前，获得作为人类财富的先进技术的方式主要是自主研发与引进。他认为，自主研发作为一种主要的获得新技术的方法，能够针对情况“量体裁衣”，开发出适合度高的技术而受到人们的广为关注。但是这种方式却有致命的缺点：开发周期长，投入资金多、人力多，可见在一些情况下并不是一种好的选择。而引进作为一种与自研互补的获得技术的方式，可以少走重复研究的弯路，对于尽快解决生产技术相对落后的问题有事半功倍之效，可见引进国外先进技术是缩短与世界先进水平的差距，促进经济发展的一条捷径。对那些符合国家产业结构政策，与经济发展密切相关并能迅速形成产业化集群的高新技术，应想方设法加以引进。但引进也不是万能的，在引进的时候也会遇到一些问题：一是高额的技术转让费，二是随着科学技术的发展，越来越多的技术内部是成黑匣子状态，引进以后很难获得其内部构造，在以后的应用中只能受制于人。为此，对于一些核心技术，自研的长期经济效果会好，而且对一些封锁技术来说，自研是唯一的选择。显然，在选择先进技术的获得方式时，应该针对现实情况选择合适的方式，尤其是在铁路轮渡系统这样涉及众多先进技术的巨型工程上，只有选择合适的方式，才能保证整个系统的效益。
    他还强调，无论是自研还是引进都不能缺少创新，创新时刻贯穿于两种方式之中。自研、引进、创新三者是辨证的关系，如何正确处理好这三方面的关系是工程实施的关键。
    在铁路轮渡系统中，要求系统技术的设计和实施过程中做到三者有机结合，即在实践中做到自研、引进、创新相结合。
    他说，近几年来，通过自研与创新，我国铁路轮渡系统建设的相关技术已经有很大的进展，但和世界先进水平相比，仍有不少差距，其中最突出的一点就是一些核心技术在国外市场上缺乏竞争力。若要尽快赶上国外的先进水平，就需要着重强调两方面的创新：自研创新和引进创新。
    自研创新在国内铁路轮渡系统的发展中得到很好的体现，例如前面提到的烟大铁路轮渡栈桥“一对五滑动道岔”布置、厚板焊接和热处理工艺、轨道的粘合技术等。
    除了上面强调的自研创新外，王俊峰先生说，铁路轮渡系统的建设还需要大力引进国外的高新技术，在引进技术中应注意下面的问题。
    第一，注意两个转变。由照抄照搬为主向引进、消化和改进的方式转变，也就是引进创新。技术引进工作要由引进硬件为主向引进软件为主转变。过去引进技术多数是成套引进，花钱很多，其实技术的主要部分只占外汇的很小份额，而绝大部分外汇是用来购买设备和材料。严格地说，购买设备、材料，不属于技术引进范畴。
    第二，避免盲目引进，重复引进。引进要面向市场，注重市场信息，搞好市场调查和市场预测分析，按照市场需求确定项目。
    第三，坚持创新。技术引进是我国现阶段提高生产技术的一条捷径，但不是必由之路，只有引进基础上的技术创新才是最关键的。世界上最先进的技术是买不来的，也没有一个国家或民族是靠别人的“恩赐”发展壮大的。如果科学技术只靠引进而没有自己的创新，那么，我们赶也赶不上别人的步伐。现阶段，走引进、创新、再创新之路，直至领先，争取在技术上有进有出，那才符合国情、国力的现实战略。我们应该牢记这句话：“只有民族的，才是世界的”。
    他认为，集成创新是自主创新的一个重要内容，它把各个已有的技术单项有机地组合起来、融会贯通，构成一种新产品或经营管理方式，创造出新的经济增长点。
    我们在追求原始创新成果时，应同样重视集成创新。对于大多数中国企业而言，集成创新可能比原始创新更具现实意义。原始创新需要长期积累和巨大投入，多数中国企业的实力还难于承受。强调集成创新，并不是说集成创新比原始创新容易，而是集成创新更关注实用性，同企业生产和管理的关联度更高，企业更容易找到切入点，有的放矢地进行，效果也更明显。
    在现代社会化大生产过程中，产业关联度日益提高，技术的相互依存度增强，单项技术的突破再不能独柱擎天，必须要通过整合相关配套技术、建立相应的管理模式才能最终形成生产力和竞争力。在这种背景下，从某种程度上讲，集成创新更具有持续的优势；在现代科技发展中，相关技术的集成创新以及由此形成的竞争优势，往往远远超过单项技术突破的意义。
    最后他强调，大力增强集成创新能力，需要政府、企业、科研单位、高校方方面面的协同合作。随着科技的发展，各学科、各领域间的融合越来越普遍，在知识爆炸的时代如何选择并为我所用，需要领导者高瞻远瞩、费心思量。要做到1+1＞2，还需要我们踏踏实实、一步一个脚印地向前迈进。