LPD 17的标准化工作分析

陈霖，赵川

（1.海军装备部，北京 100071； 2.中国船舶重工集团公司第714研究所，北京 100192）

0 引言

“圣安东尼奥”级两栖船坞运输舰（LPD 17）是美国海军研制的最新一级多用途船坞运输舰，是美国海军重点发展的主要登陆装备之一。美国海军LPD 17项目办公室将该级舰的设计指导思想概括为“为使用而设计”，即将舰船的可升级性、可操作性、可维护性和可承受性等设计理念，贯彻落实到舰船的每个设计环节中去，并尽可能的降低舰船的全寿期费用。该级舰是第一级试行美国海军采办改革政策、贯彻“可承受性原则”的主要战舰，在舰船的设计、建造和维修保障过程中大量采用了民用标准。美国海军在LPD 17项目中采取了一系列新的采办措施，如工业部门早期介入、结队竞争、中标方全寿期负责制和优先采用民用标准等[1]。

1 项目标准化背景及政策

在美国海军采办战略中，舰船系统和接口的通用化以及设备和部件的标准化，是贯彻实施有效的可承受性设计程序的基本因素。这项政策的目的是为了使同一级舰船上以及不同的船型之间所使用的系统、设备和部件能够在最大程度上实现标准化，以提高装备的保障能力和全寿期经济性，最大程度地实现系统上使用的设备和部件的通用化[2]。在实施标准化的过程中，采取的措施主要有：制定大订单提高产品数量，产生规模经济效益；最小化开发新技术的需求；缩减需要处理的订单数量；减少备用零部件以降低仓储费用；减少项目开发总费用等。

第436号法案“国防目录和标准化法令”获得美国国会的批准通过后，美国海军标准化大纲一直在发展变化。先后颁布了美国国防部指令4120.3-M，美国海军部指令SECNAVINST 4120.3E、美国海军海上系统司令部指令NAVSEAINST 4120.3E和NAVSEAINST 4120.6A等文件，当前的美国国防部指令DODINST 5000.2和美国海军部指令SECNAVINST 5000.2A也均与标准化政策相关。

2 LPD 17标准化要求及术语规定

2.1 目标和要求

LPD 17标准化的目标就是为了通过选择经过验证的设备和部件，减少装备采购和全寿期费用。所涉及到的设备和部件均已经在美国海军舰船上安装和使用过，并纳入到了海军保障系统中，可提供所有必要的备件、试验设备以及训练和技术文件。标准化的目标分为三个层级：

1）单艘舰船的标准化，即在单艘舰船上具有相似功能的地方使用相同设备；

2）同一级舰船的标准化，即通过减少同一级舰船上设备的种类，最大限度提高设备和部件的互换性；

3）海军舰队内的标准化，即利用舰队现有的保障设备和部件实现标准化，满足设计合同中提出的相关要求。

在LPD 17的设计和建造过程中，合同方的标准化程序应当包括：1）限制不同种类设备和部件的使用范围；2）最大限度使用通用型维护检测、保障设备和训练装备；3）确保设备和部件满足规定的性能、安装结构和功能特性的相关要求。

2.2 标准化术语

在LPD 17的标准化计划中，所使用的专用术语包括：

1）允许使用的零部件清单（APL）：美国海军制定的用于特定系统、设备或零部件维修保障的文件，规定了重要维护项目，并对涉及与操作和维护相关的设备和保障项目做出技术和管理规定；

2）船上协调允许使用的零部件清单（COSAL）：用于单艘舰船。此文件用于确认设备和零部件、维修部件、专用工具和试验设备、多种便携式装备、允许的设备和消耗品的维护和保养；

3）技术文件规定（PTD）：设备和部件的制造商制定此文件，包括训练、操作和维护技术手册，涉及确认和鉴别备件，维修部件、专用工具和试验设备以及其它材料要求；

4）标准设备或部件：由美国海军批准的在技术文件规定中涉及的，并由美国海军或原厂制造商提供的设备或部件。标准设备在项目后期完全由原厂制造商在零部件层级提供保障；

5）非标准设备或部件：海军或原厂制造商不支持的设备或部件；

6）保障设备清单（SEL）：保障设备清单是属于“船体、机械和电气设备数据研究系统”中的标准船体、机械和电气设备和部件清单，由美国海军或原厂制造商提供；

7）专用设备清单（SAEL）：由安装在AOE 6、DDG 51、LHD 1和LSD 49等船型中的保障设备清单中设备的部件组成；

8）标准设计零部件清单（SDCL）：清单中包含的船体、机械和电气设备数量有限，美国海军已经研制了包括建造图纸在内的全部的技术数据包。它是保障设备清单的一部分，并标示为“HEDRS ESC S”；

9）仿制设备：由供货方使用从原厂制造商得到的专有建造图纸，或者通过对原厂制造商制造的设备实施逆向工程而生产出的设备，并作为标准设备得到海军认可。

3 LPD 17标准化措施

3.1 设计标准化

推进标准化最有效的方法，就是在舰船设计和建造中为设计人员提供指南和设计准则，同时使用标准的程序方法以保证设备标准化在完工舰船上有所体现。选择多用途的设备和部件实现最佳价值，需要考虑舰船的全寿期费用。设计人员应参与标准化设计评审，并从标准化的角度监督工程进展，以保证设计标准化的完整性。

实现舱内设备的标准化是标准化的一个主要任务。美国海军规定在采购前必须进行标准化评审，以确保所有具有相似功能的设备和部件经过筛查，使其适用范围最大化，并使单件或单型设备能够适用于尽可能多的系统。承包商的设计评审和设计更改检查机构都应实现标准化，以评估设计中标准化的完整性，检查评审和工程修改带来的影响，并从标准化角度提出数据是否符合要求。为了评估设计工作是否与标准化目标一致，仿制设备的使用将作为非标准化设备予以考虑。

3.2 使用商用成熟设备

如果确定没有标准设备满足规定的性能、结构、装配和功能要求，可以使用商用成熟产品。另外，如果工程和成本分析表明可用的标准设备并不是最有效的设计方案，将鼓励使用商用成熟设备。在所有的应用中都鼓励使用商用成熟设备，商用成熟设备的使用可以显著减少采购费用和全寿期费用，并可以提供更优越的性能。由综合产品与过程开发小组批准使用的非标准化商用成熟设备，将成为LPD 17的标准设备用于该级舰船后续舰的建造和维护。

使用商用成熟设备代替可用的标准化设备需要提出申请，申请中应包括设备代替理由，而且要经过对两种方案各自优点的对比评估。代替理由中应当包含技术支撑文件，并要列出性能、结构、装配和功能要求、承包商和海军的总采购费用、全寿期维护费用，可靠性、可维护性和可用性数据，人员数量和训练要求、规定技术文件、安全和环境因素等。选择非标准设备或部件，应当保证不会导致背离后勤保障要求，降低性能要求，或者与人员配备、训练、维护和安全环境要求不一致。

3.3 采购标准化

实施LPD 17标准化的过程中，在满足设备性能和全寿期费用要求基础上，需对潜在设备供货商进行评估。在两家或者多家供货商提供的设备、部件均满足性能要求的情况下，就需要重点考虑标准化对节省费用的影响。承包商编制的相关规程和指导文件，明确了采购人员的责任和相关设备的要求，确保首舰、该级两栖船坞运输舰和整个舰队都顺利履行制定的采购规程[3]。美国海军在LPD 17项目中，对其设备和部件的选择顺序作出了规定，其顺序为：

1）在合同设计文件包中确定的设备型号；

2）在标准设计零部件清单中确定的设备；

3）在专用设备清单中确定的设备；

4）在保障设备清单中确定的设备；

5）公制商用成熟设备；

6）非公制商用成熟设备。在最终设计中，设备选择顺序必须包括对标准化的要求。

标准化人员应当参与供货商的技术评估，以便确保提供的产品与标准化的要求相一致。如果供货商提供了非标准的设备或部件作为项目确定的备选设备，就需要对选择的产品进行检查。选择供货商的过程应包括所有参与竞标的供货商对于采购申请提出的各个建议的比较分析。对供货商的选择完成后，必须在生产阶段对供货商的能力进行监督，检验任何变化对实施标准化的影响。这种监督管理将贯穿于对供货商数据和图表的检测分析过程中。当供货商提出与具体要求不同的请求时，标准化人员应当参与对请求的审查和认可。

在制定采购单阶段，若LPD 17项目规范中认可的原厂制造商不再生产或提供确定的设备，但有等效性能、未由美国海军海上后勤中心批准使用的设备，供货商可以在没有管理部门批准的情况下，代替使用相同制造商生产的具有相同或更高性能的设备。若LPD 17的设备制造商不再生产确定的或可以代替的设备，或该制造商不再生产经营，那么供货商就可使用其他制造商提供的非标准设备，以满足标准化计划对商用成熟设备的相关要求。

3.4 模块化建造

LPD 17项目采用模块化设计和建造方法，通过标准化的系统设计降低采购费用和全寿期费用。采用模块化建造方法，可以缩短设计时间，增强系统集成度，提高建造效率。在标准化设备、空间布局和辅助系统接口方面，鼓励使用模块化设计和建造方法[4]。供货商并没有对模块组件和成套设备的类别、大小或数量进行限制。

部件模块是模块化设计建造的基本要素，可用来构建舱壁建造中重复使用的标准化仪表盘，或标准化设备和成组部件，还可使其它系统和接口实现通用性功能。LPD 17项目中分为两类标准化模块：

1）由标准化设备、零部件和辅助服务接口组成的独立空间舱室或系统模块，具有特定功能；

2）由成套设备单元构成，或在通用基座上装配、由功能相关的标准设备和零部件组成。

1）类模块比2）类模块更加复杂，并得益于对舰船标准化结构建造的应用，在总体设计上最大限度地提高了效率。1）类和2）类模块在模块化建造和制造技术方面具有相同的要素，即：能够不依赖主流的舰船建造工艺流程进行装配；由标准化的设备和零部件组成；与其它种类相近的模块具有可互换性；使用通用的基底、基座、防滑设备或支撑结构方法；船上对辅助和分系统的连接使用通用接口；可以完整的转移和运送到最后的安装工位；可以在商用设备或车间环境进行部分的或整体的离船检验。

4 结语

LPD17是美国海军为了加强两栖作战能力、全面提高快速反应能力而设计建造的新一代两栖舰。该级舰采用了许多新科技成果和商用成熟技术，在设计和建造过程中，大量采用了民用标准，采取了一系列标准化措施，在不降低作战及其它性能的前提下最大限度降低了采购费用。在实施LPD 17标准化计划的过程中，美军方积极将标准化拓展到舰船设计、建造和维修保障的各个环节，使该级舰的全寿期费用大大降低。通过介绍和分析LPD 17两栖船坞运输舰在设计和建造过程中对标准化的运用，可以为我国舰船设计建造的标准化工作提供参考，也为国内舰船的标准化思路提供借鉴。

[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.