LPD 17的標(biāo)準(zhǔn)化工作分析

陳霖，趙川

（1.海軍裝備部，北京 100071； 2.中國船舶重工集團公司第714研究所，北京 100192）

0 引言

“圣安東尼奧”級兩棲船塢運輸艦（LPD 17）是美國海軍研制的最新一級多用途船塢運輸艦，是美國海軍重點發(fā)展的主要登陸裝備之一。美國海軍LPD 17項目辦公室將該級艦的設(shè)計指導(dǎo)思想概括為“為使用而設(shè)計”，即將艦船的可升級性、可操作性、可維護性和可承受性等設(shè)計理念，貫徹落實到艦船的每個設(shè)計環(huán)節(jié)中去，并盡可能的降低艦船的全壽期費用。該級艦是第一級試行美國海軍采辦改革政策、貫徹“可承受性原則”的主要戰(zhàn)艦，在艦船的設(shè)計、建造和維修保障過程中大量采用了民用標(biāo)準(zhǔn)。美國海軍在LPD 17項目中采取了一系列新的采辦措施，如工業(yè)部門早期介入、結(jié)隊競爭、中標(biāo)方全壽期負(fù)責(zé)制和優(yōu)先采用民用標(biāo)準(zhǔn)等[1]。

1 項目標(biāo)準(zhǔn)化背景及政策

在美國海軍采辦戰(zhàn)略中，艦船系統(tǒng)和接口的通用化以及設(shè)備和部件的標(biāo)準(zhǔn)化，是貫徹實施有效的可承受性設(shè)計程序的基本因素。這項政策的目的是為了使同一級艦船上以及不同的船型之間所使用的系統(tǒng)、設(shè)備和部件能夠在最大程度上實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，以提高裝備的保障能力和全壽期經(jīng)濟性，最大程度地實現(xiàn)系統(tǒng)上使用的設(shè)備和部件的通用化[2]。在實施標(biāo)準(zhǔn)化的過程中，采取的措施主要有：制定大訂單提高產(chǎn)品數(shù)量，產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟效益；最小化開發(fā)新技術(shù)的需求；縮減需要處理的訂單數(shù)量；減少備用零部件以降低倉儲費用；減少項目開發(fā)總費用等。

第436號法案“國防目錄和標(biāo)準(zhǔn)化法令”獲得美國國會的批準(zhǔn)通過后，美國海軍標(biāo)準(zhǔn)化大綱一直在發(fā)展變化。先后頒布了美國國防部指令4120.3-M，美國海軍部指令SECNAVINST 4120.3E、美國海軍海上系統(tǒng)司令部指令NAVSEAINST 4120.3E和NAVSEAINST 4120.6A等文件，當(dāng)前的美國國防部指令DODINST 5000.2和美國海軍部指令SECNAVINST 5000.2A也均與標(biāo)準(zhǔn)化政策相關(guān)。

2 LPD 17標(biāo)準(zhǔn)化要求及術(shù)語規(guī)定

2.1 目標(biāo)和要求

LPD 17標(biāo)準(zhǔn)化的目標(biāo)就是為了通過選擇經(jīng)過驗證的設(shè)備和部件，減少裝備采購和全壽期費用。所涉及到的設(shè)備和部件均已經(jīng)在美國海軍艦船上安裝和使用過，并納入到了海軍保障系統(tǒng)中，可提供所有必要的備件、試驗設(shè)備以及訓(xùn)練和技術(shù)文件。標(biāo)準(zhǔn)化的目標(biāo)分為三個層級：

1）單艘艦船的標(biāo)準(zhǔn)化，即在單艘艦船上具有相似功能的地方使用相同設(shè)備；

2）同一級艦船的標(biāo)準(zhǔn)化，即通過減少同一級艦船上設(shè)備的種類，最大限度提高設(shè)備和部件的互換性；

3）海軍艦隊內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化，即利用艦隊現(xiàn)有的保障設(shè)備和部件實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，滿足設(shè)計合同中提出的相關(guān)要求。

在LPD 17的設(shè)計和建造過程中，合同方的標(biāo)準(zhǔn)化程序應(yīng)當(dāng)包括：1）限制不同種類設(shè)備和部件的使用范圍；2）最大限度使用通用型維護檢測、保障設(shè)備和訓(xùn)練裝備；3）確保設(shè)備和部件滿足規(guī)定的性能、安裝結(jié)構(gòu)和功能特性的相關(guān)要求。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)化術(shù)語

在LPD 17的標(biāo)準(zhǔn)化計劃中，所使用的專用術(shù)語包括：

1）允許使用的零部件清單（APL）：美國海軍制定的用于特定系統(tǒng)、設(shè)備或零部件維修保障的文件，規(guī)定了重要維護項目，并對涉及與操作和維護相關(guān)的設(shè)備和保障項目做出技術(shù)和管理規(guī)定；

2）船上協(xié)調(diào)允許使用的零部件清單（COSAL）：用于單艘艦船。此文件用于確認(rèn)設(shè)備和零部件、維修部件、專用工具和試驗設(shè)備、多種便攜式裝備、允許的設(shè)備和消耗品的維護和保養(yǎng)；

3）技術(shù)文件規(guī)定（PTD）：設(shè)備和部件的制造商制定此文件，包括訓(xùn)練、操作和維護技術(shù)手冊，涉及確認(rèn)和鑒別備件，維修部件、專用工具和試驗設(shè)備以及其它材料要求；

4）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備或部件：由美國海軍批準(zhǔn)的在技術(shù)文件規(guī)定中涉及的，并由美國海軍或原廠制造商提供的設(shè)備或部件。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備在項目后期完全由原廠制造商在零部件層級提供保障；

5）非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備或部件：海軍或原廠制造商不支持的設(shè)備或部件；

6）保障設(shè)備清單（SEL）：保障設(shè)備清單是屬于“船體、機械和電氣設(shè)備數(shù)據(jù)研究系統(tǒng)”中的標(biāo)準(zhǔn)船體、機械和電氣設(shè)備和部件清單，由美國海軍或原廠制造商提供；

7）專用設(shè)備清單（SAEL）：由安裝在AOE 6、DDG 51、LHD 1和LSD 49等船型中的保障設(shè)備清單中設(shè)備的部件組成；

8）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計零部件清單（SDCL）：清單中包含的船體、機械和電氣設(shè)備數(shù)量有限，美國海軍已經(jīng)研制了包括建造圖紙在內(nèi)的全部的技術(shù)數(shù)據(jù)包。它是保障設(shè)備清單的一部分，并標(biāo)示為“HEDRS ESC S”；

9）仿制設(shè)備：由供貨方使用從原廠制造商得到的專有建造圖紙，或者通過對原廠制造商制造的設(shè)備實施逆向工程而生產(chǎn)出的設(shè)備，并作為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備得到海軍認(rèn)可。

3 LPD 17標(biāo)準(zhǔn)化措施

3.1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化

推進標(biāo)準(zhǔn)化最有效的方法，就是在艦船設(shè)計和建造中為設(shè)計人員提供指南和設(shè)計準(zhǔn)則，同時使用標(biāo)準(zhǔn)的程序方法以保證設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化在完工艦船上有所體現(xiàn)。選擇多用途的設(shè)備和部件實現(xiàn)最佳價值，需要考慮艦船的全壽期費用。設(shè)計人員應(yīng)參與標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計評審，并從標(biāo)準(zhǔn)化的角度監(jiān)督工程進展，以保證設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化的完整性。

實現(xiàn)艙內(nèi)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化是標(biāo)準(zhǔn)化的一個主要任務(wù)。美國海軍規(guī)定在采購前必須進行標(biāo)準(zhǔn)化評審，以確保所有具有相似功能的設(shè)備和部件經(jīng)過篩查，使其適用范圍最大化，并使單件或單型設(shè)備能夠適用于盡可能多的系統(tǒng)。承包商的設(shè)計評審和設(shè)計更改檢查機構(gòu)都應(yīng)實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，以評估設(shè)計中標(biāo)準(zhǔn)化的完整性，檢查評審和工程修改帶來的影響，并從標(biāo)準(zhǔn)化角度提出數(shù)據(jù)是否符合要求。為了評估設(shè)計工作是否與標(biāo)準(zhǔn)化目標(biāo)一致，仿制設(shè)備的使用將作為非標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備予以考慮。

3.2 使用商用成熟設(shè)備

如果確定沒有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備滿足規(guī)定的性能、結(jié)構(gòu)、裝配和功能要求，可以使用商用成熟產(chǎn)品。另外，如果工程和成本分析表明可用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備并不是最有效的設(shè)計方案，將鼓勵使用商用成熟設(shè)備。在所有的應(yīng)用中都鼓勵使用商用成熟設(shè)備，商用成熟設(shè)備的使用可以顯著減少采購費用和全壽期費用，并可以提供更優(yōu)越的性能。由綜合產(chǎn)品與過程開發(fā)小組批準(zhǔn)使用的非標(biāo)準(zhǔn)化商用成熟設(shè)備，將成為LPD 17的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備用于該級艦船后續(xù)艦的建造和維護。

使用商用成熟設(shè)備代替可用的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備需要提出申請，申請中應(yīng)包括設(shè)備代替理由，而且要經(jīng)過對兩種方案各自優(yōu)點的對比評估。代替理由中應(yīng)當(dāng)包含技術(shù)支撐文件，并要列出性能、結(jié)構(gòu)、裝配和功能要求、承包商和海軍的總采購費用、全壽期維護費用，可靠性、可維護性和可用性數(shù)據(jù)，人員數(shù)量和訓(xùn)練要求、規(guī)定技術(shù)文件、安全和環(huán)境因素等。選擇非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備或部件，應(yīng)當(dāng)保證不會導(dǎo)致背離后勤保障要求，降低性能要求，或者與人員配備、訓(xùn)練、維護和安全環(huán)境要求不一致。

3.3 采購標(biāo)準(zhǔn)化

實施LPD 17標(biāo)準(zhǔn)化的過程中，在滿足設(shè)備性能和全壽期費用要求基礎(chǔ)上，需對潛在設(shè)備供貨商進行評估。在兩家或者多家供貨商提供的設(shè)備、部件均滿足性能要求的情況下，就需要重點考慮標(biāo)準(zhǔn)化對節(jié)省費用的影響。承包商編制的相關(guān)規(guī)程和指導(dǎo)文件，明確了采購人員的責(zé)任和相關(guān)設(shè)備的要求，確保首艦、該級兩棲船塢運輸艦和整個艦隊都順利履行制定的采購規(guī)程[3]。美國海軍在LPD 17項目中，對其設(shè)備和部件的選擇順序作出了規(guī)定，其順序為：

1）在合同設(shè)計文件包中確定的設(shè)備型號；

2）在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計零部件清單中確定的設(shè)備；

3）在專用設(shè)備清單中確定的設(shè)備；

4）在保障設(shè)備清單中確定的設(shè)備；

5）公制商用成熟設(shè)備；

6）非公制商用成熟設(shè)備。在最終設(shè)計中，設(shè)備選擇順序必須包括對標(biāo)準(zhǔn)化的要求。

標(biāo)準(zhǔn)化人員應(yīng)當(dāng)參與供貨商的技術(shù)評估，以便確保提供的產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn)化的要求相一致。如果供貨商提供了非標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備或部件作為項目確定的備選設(shè)備，就需要對選擇的產(chǎn)品進行檢查。選擇供貨商的過程應(yīng)包括所有參與競標(biāo)的供貨商對于采購申請?zhí)岢龅母鱾€建議的比較分析。對供貨商的選擇完成后，必須在生產(chǎn)階段對供貨商的能力進行監(jiān)督，檢驗任何變化對實施標(biāo)準(zhǔn)化的影響。這種監(jiān)督管理將貫穿于對供貨商數(shù)據(jù)和圖表的檢測分析過程中。當(dāng)供貨商提出與具體要求不同的請求時，標(biāo)準(zhǔn)化人員應(yīng)當(dāng)參與對請求的審查和認(rèn)可。

在制定采購單階段，若LPD 17項目規(guī)范中認(rèn)可的原廠制造商不再生產(chǎn)或提供確定的設(shè)備，但有等效性能、未由美國海軍海上后勤中心批準(zhǔn)使用的設(shè)備，供貨商可以在沒有管理部門批準(zhǔn)的情況下，代替使用相同制造商生產(chǎn)的具有相同或更高性能的設(shè)備。若LPD 17的設(shè)備制造商不再生產(chǎn)確定的或可以代替的設(shè)備，或該制造商不再生產(chǎn)經(jīng)營，那么供貨商就可使用其他制造商提供的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，以滿足標(biāo)準(zhǔn)化計劃對商用成熟設(shè)備的相關(guān)要求。

3.4 模塊化建造

LPD 17項目采用模塊化設(shè)計和建造方法，通過標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)設(shè)計降低采購費用和全壽期費用。采用模塊化建造方法，可以縮短設(shè)計時間，增強系統(tǒng)集成度，提高建造效率。在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備、空間布局和輔助系統(tǒng)接口方面，鼓勵使用模塊化設(shè)計和建造方法[4]。供貨商并沒有對模塊組件和成套設(shè)備的類別、大小或數(shù)量進行限制。

部件模塊是模塊化設(shè)計建造的基本要素，可用來構(gòu)建艙壁建造中重復(fù)使用的標(biāo)準(zhǔn)化儀表盤，或標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備和成組部件，還可使其它系統(tǒng)和接口實現(xiàn)通用性功能。LPD 17項目中分為兩類標(biāo)準(zhǔn)化模塊：

1）由標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備、零部件和輔助服務(wù)接口組成的獨立空間艙室或系統(tǒng)模塊，具有特定功能；

2）由成套設(shè)備單元構(gòu)成，或在通用基座上裝配、由功能相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和零部件組成。

1）類模塊比2）類模塊更加復(fù)雜，并得益于對艦船標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)建造的應(yīng)用，在總體設(shè)計上最大限度地提高了效率。1）類和2）類模塊在模塊化建造和制造技術(shù)方面具有相同的要素，即：能夠不依賴主流的艦船建造工藝流程進行裝配；由標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備和零部件組成；與其它種類相近的模塊具有可互換性；使用通用的基底、基座、防滑設(shè)備或支撐結(jié)構(gòu)方法；船上對輔助和分系統(tǒng)的連接使用通用接口；可以完整的轉(zhuǎn)移和運送到最后的安裝工位；可以在商用設(shè)備或車間環(huán)境進行部分的或整體的離船檢驗。

4 結(jié)語

LPD17是美國海軍為了加強兩棲作戰(zhàn)能力、全面提高快速反應(yīng)能力而設(shè)計建造的新一代兩棲艦。該級艦采用了許多新科技成果和商用成熟技術(shù)，在設(shè)計和建造過程中，大量采用了民用標(biāo)準(zhǔn)，采取了一系列標(biāo)準(zhǔn)化措施，在不降低作戰(zhàn)及其它性能的前提下最大限度降低了采購費用。在實施LPD 17標(biāo)準(zhǔn)化計劃的過程中，美軍方積極將標(biāo)準(zhǔn)化拓展到艦船設(shè)計、建造和維修保障的各個環(huán)節(jié)，使該級艦的全壽期費用大大降低。通過介紹和分析LPD 17兩棲船塢運輸艦在設(shè)計和建造過程中對標(biāo)準(zhǔn)化的運用，可以為我國艦船設(shè)計建造的標(biāo)準(zhǔn)化工作提供參考，也為國內(nèi)艦船的標(biāo)準(zhǔn)化思路提供借鑒。

[1]Audit Report-Acquisition of the Amphibious Landing Transport Dock 17 Class of Ships[Z].February 18,1998: 7-18.

[2]Howard Fireman.Naval Ship Design[J].IMDC 2006 STATE OF THE ART REPORT, 2006: 19-29.

[3]CHRISTENSEN, W.L., KOENIG, P.C.Standard outfit package units in the LPD 17 ship design: A production impact study[J].SNAME Ship Production Symposium, Seattle, 1995,9.1-9.11.

[4]Volker Bertram.Modularization of Ships[J],2005: 2-4.