LPD 17的標準化工作分析

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計指導思想概括為“為使用而設計”，即將艦船的可升級性、可操作性、可維護性和可承受性等設計理念，貫徹落實到艦船的每個設計環節中去，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”的主要戰艦，在艦船的設計、建造和維修保障過程中大量采用了民用標準。美國海軍在LPD 17項目中采取了一系列新的采辦措施，如工業部門早期介入、結隊競爭、中標方全壽期負責制和優先采用民用標準等[1]。

1 項目標準化背景及政策

在美國海軍采辦戰略中，艦船系統和接口的通用化以及設備和部件的標準化，是貫徹實施有效的可承受性設計程序的基本因素。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、設備和部件能夠在最大程度上實現標準化，以提高裝備的保障能力和全壽期經濟性，最大程度地實現系統上使用的設備和部件的通用化[2]。在實施標準化的過程中，采取的措施主要有：制定大訂單提高產品數量，產生規模經濟效益；最小化開發新技術的需求；縮減需要處理的訂單數量；減少備用零部件以降低倉儲費用；減少項目開發總費用等。

第436號法案“國防目錄和標準化法令”獲得美國國會的批準通過后，美國海軍標準化大綱一直在發展變化。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、美國海軍海上系統司令部指令NAVSEAINST 4120.3E和NAVSEAINST 4120.6A等文件，當前的美國國防部指令DODINST 5000.2和美國海軍部指令SECNAVINST 5000.2A也均與標準化政策相關。

2 LPD 17標準化要求及術語規定

2.1 目標和要求

LPD 17標準化的目標就是為了通過選擇經過驗證的設備和部件，減少裝備采購和全壽期費用。所涉及到的設備和部件均已經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中，可提供所有必要的備件、試驗設備以及訓練和技術文件。標準化的目標分為三個層級：

1）單艘艦船的標準化，即在單艘艦船上具有相似功能的地方使用相同設備；

2）同一級艦船的標準化，即通過減少同一級艦船上設備的種類，最大限度提高設備和部件的互換性；

3）海軍艦隊內的標準化，即利用艦隊現有的保障設備和部件實現標準化，滿足設計合同中提出的相關要求。

在LPD 17的設計和建造過程中，合同方的標準化程序應當包括：1）限制不同種類設備和部件的使用范圍；2）最大限度使用通用型維護檢測、保障設備和訓練裝備；3）確保設備和部件滿足規定的性能、安裝結構和功能特性的相關要求。

2.2 標準化術語

在LPD 17的標準化計劃中，所使用的專用術語包括：

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、設備或零部件維修保障的文件，規定了重要維護項目，并對涉及與操作和維護相關的設備和保障項目做出技術和管理規定；

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

3）技術文件規定（PTD）：設備和部件的制造商制定此文件，包括訓練、操作和維護技術手冊，涉及確認和鑒別備件，維修部件、專用工具和試驗設備以及其它材料要求；

4）標準設備或部件：由美國海軍批準的在技術文件規定中涉及的，并由美國海軍或原廠制造商提供的設備或部件。標準設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）非標準設備或部件：海軍或原廠制造商不支持的設備或部件；

6）保障設備清單（SEL）：保障設備清單是屬于“船體、機械和電氣設備數據研究系統”中的標準船體、機械和電氣設備和部件清單，由美國海軍或原廠制造商提供；

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

8）標準設計零部件清單（SDCL）：清單中包含的船體、機械和電氣設備數量有限，美國海軍已經研制了包括建造圖紙在內的全部的技術數據包。它是保障設備清單的一部分，并標示為“HEDRS ESC S”；

9）仿制設備：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備實施逆向工程而生產出的設備，并作為標準設備得到海軍認可。

3 LPD 17標準化措施

3.1 設計標準化

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

實現艙內設備的標準化是標準化的一個主要任務。美國海軍規定在采購前必須進行標準化評審，以確保所有具有相似功能的設備和部件經過篩查，使其適用范圍最大化，并使單件或單型設備能夠適用于盡可能多的系統。承包商的設計評審和設計更改檢查機構都應實現標準化，以評估設計中標準化的完整性，檢查評審和工程修改帶來的影響，并從標準化角度提出數據是否符合要求。為了評估設計工作是否與標準化目標一致，仿制設備的使用將作為非標準化設備予以考慮。

3.2 使用商用成熟設備

如果確定沒有標準設備滿足規定的性能、結構、裝配和功能要求，可以使用商用成熟產品。另外，如果工程和成本分析表明可用的標準設備并不是最有效的設計方案，將鼓勵使用商用成熟設備。在所有的應用中都鼓勵使用商用成熟設備，商用成熟設備的使用可以顯著減少采購費用和全壽期費用，并可以提供更優越的性能。由綜合產品與過程開發小組批準使用的非標準化商用成熟設備，將成為LPD 17的標準設備用于該級艦船后續艦的建造和維護。

使用商用成熟設備代替可用的標準化設備需要提出申請，申請中應包括設備代替理由，而且要經過對兩種方案各自優點的對比評估。代替理由中應當包含技術支撐文件，并要列出性能、結構、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據，人員數量和訓練要求、規定技術文件、安全和環境因素等。選擇非標準設備或部件，應當保證不會導致背離后勤保障要求，降低性能要求，或者與人員配備、訓練、維護和安全環境要求不一致。

3.3 采購標準化

實施LPD 17標準化的過程中，在滿足設備性能和全壽期費用要求基礎上，需對潛在設備供貨商進行評估。在兩家或者多家供貨商提供的設備、部件均滿足性能要求的情況下，就需要重點考慮標準化對節省費用的影響。承包商編制的相關規程和指導文件，明確了采購人員的責任和相關設備的要求，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程[3]。美國海軍在LPD 17項目中，對其設備和部件的選擇順序作出了規定，其順序為：

1）在合同設計文件包中確定的設備型號；

2）在標準設計零部件清單中確定的設備；

3）在專用設備清單中確定的設備；

4）在保障設備清單中確定的設備；

5）公制商用成熟設備；

6）非公制商用成熟設備。在最終設計中，設備選擇順序必須包括對標準化的要求。

標準化人員應當參與供貨商的技術評估，以便確保提供的產品與標準化的要求相一致。如果供貨商提供了非標準的設備或部件作為項目確定的備選設備，就需要對選擇的產品進行檢查。選擇供貨商的過程應包括所有參與競標的供貨商對于采購申請提出的各個建議的比較分析。對供貨商的選擇完成后，必須在生產階段對供貨商的能力進行監督，檢驗任何變化對實施標準化的影響。這種監督管理將貫穿于對供貨商數據和圖表的檢測分析過程中。當供貨商提出與具體要求不同的請求時，標準化人員應當參與對請求的審查和認可。

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

3.4 模塊化建造

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

部件模塊是模塊化設計建造的基本要素，可用來構建艙壁建造中重復使用的標準化儀表盤，或標準化設備和成組部件，還可使其它系統和接口實現通用性功能。LPD 17項目中分為兩類標準化模塊：

1）由標準化設備、零部件和輔助服務接口組成的獨立空間艙室或系統模塊，具有特定功能；

2）由成套設備單元構成，或在通用基座上裝配、由功能相關的標準設備和零部件組成。

1）類模塊比2）類模塊更加復雜，并得益于對艦船標準化結構建造的應用，在總體設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；由標準化的設備和零部件組成；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、防滑設備或支撐結構方法；船上對輔助和分系統的連接使用通用接口；可以完整的轉移和運送到最后的安裝工位；可以在商用設備或車間環境進行部分的或整體的離船檢驗。

4 結語

LPD17是美國海軍為了加強兩棲作戰能力、全面提高快速反應能力而設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，在設計和建造過程中，大量采用了民用標準，采取了一系列標準化措施，在不降低作戰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標準化計劃的過程中，美軍方積極將標準化拓展到艦船設計、建造和維修保障的各個環節，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計和建造過程中對標準化的運用，可以為我國艦船設計建造的標準化工作提供參考，也為國內艦船的標準化思路提供借鑒。

[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.