美军标准化效益案例：通用零件目录（CPC）

本文转自微信公众号世说方圆，作者为干标准化的老刘。

虽然现在都已经是人工智能、大模型应用了，很多产品的数据描述、检索、查询、比对都可以用AI来完成，但是，不少基础的数据如果搞不好，AI也白搭，在这些基础方面，美军在标准化上的经验案例，确实还是很值得借鉴。今天，再来看一下案例，那就是美军工业造船厂的“零件共享神器”——通用零件目录（CPC）。

这个案例，也是来自美军的资料，资料虽然已经很多年了，但是翻看起来，仍然受益匪浅。

一、背景

说到这个CPC，它不是凭空冒出来的，而是踩着前人的“成功脚印” 一步步建起来的。

（一）潜艇项目：先吃 “标准化螃蟹”，省下真金白银

早年间美军在潜艇建造上就栽过“零件泛滥”的坑 ——“海狼” 级潜艇因为没搞标准化，多个船厂各自为政，硬生生造出一堆重复零件号，成本直接失控，最后不得不停掉。吃一堑长一智，后来的“弗吉尼亚” 级潜艇刚进入详细设计阶段，就搞了个“零件标准化专项”：成立了有实权的 “零件标准化委员会”，定了明确的标准，还搭了个数据库让大家乖乖用标准零件。这一搞，零件数量大幅减少，成本也压了下来，光这一个项目就证明了：标准化不是“花架子”，是真能省钱的 “硬通货”。

（二）HM&E 项目：早就开搞“设备数据库”，为CPC打基础

再往前数，上世纪80年代美军就盯上了 “船用机电设备（HM&E）” 的乱象 ——设备越搞越多，型号五花八门，后勤根本扛不住。于是他们搞了个 “HM&E标准化项目”，还开发了个叫HEDRS的系统（简单说就是设备数据查询库），把设计、工程、维护等部门的需求都整合进去，谁要查设备信息，直接在库里搜，一下子就把设备标准化搞起来了。这个项目相当于给后来的CPC“打了个样”：用数据库搞标准化，靠谱！

（三）NSRP牵头：四家船厂“抱团”，要解决行业通病

到了2003年，美军“国家造船研究计划（NSRP）”看不下去了——全行业的零件目录都没个统一标准，你家一套系统，我家一套格式，找个零件比 “大海捞针” 还难。于是NSRP牵头，让四家顶级军用船厂（康涅狄格州的电船公司、缅因州的巴斯钢铁厂、密西西比州的英格尔斯造船厂、路易斯安那州的阿冯代尔造船厂）联手，目标很明确：搞一个“通用零件目录（CPC）”，把大家的零件数据整合到一个共享库里，再也别搞“数据孤岛” 了。

这个方面，在我们国内，要想找一个元器件、标准件的全国通用数据库，都挺难，我是找了好久也没找到。

二、问题

在CPC诞生前，美军船厂的“零件管理” 简直是一部“血泪史”，总结起来就是：找零件难、管零件乱、花冤枉钱多。

（一）零件目录“各自为政”，重复零件多到离谱

最核心的问题是“没标准”——没有统一的零件信息格式，你描述“螺栓”写 “直径10mm”，我写 “10mm直径”，电脑根本识别不出来是同一个东西。结果就是：明明有现成零件，因为搜不到，只能重新编个零件号造新的。报告里专门提了“海狼”级的例子：一个新级别的潜艇设计下来，同一个零件能被造出10个不同的零件号！这不是“浪费”，这是“拿钱当纸烧”。

这种现象，在我们国内的低值易耗品采购上，问题非常突出，还没有人能出面解决，主管部门说，这不应该是国家管的事情，是企业产品方面的事情，应该企业自己解决。所以，还需要有一个机构能够站出来，带着大家一起解决，否则，这种浪费应该是大到惊人的，但是似乎也没人关注这个。

（二）老系统“拉胯”，连CAD都接不上

当时船厂用的零件管理系统，说好听点是“legacy system（遗留系统）”，说难听点就是“老古董”：用的是定制软件，不是现成的商用软件（COTS），界面难用不说，想查个零件数据、做个分析都费劲；更要命的是，它跟设计用的CAD软件、采购系统、产品数据管理系统都接不上，设计部门画好图，还得手动把零件信息输到库存系统里，又慢又容易错。

（三）全行业“连锁反应”，成本高到扛不住

单个船厂乱也就罢了，全行业一联动，问题更严重：

找替代零件难：你家的零件我不认，我家的你用不了，设备坏了找不到替代件，只能等新的，耽误工期；
供应商管理乱：每个船厂都有自己的供应商，同一个零件找不同厂家做，订单量小，价格还砍不下来；
库存堆成山：因为不知道别家有多余零件，每家都囤一堆，结果仓库里全是 “用不上的过剩物资”，资金全压在库存里；
采购周期长：零件信息不统一，供应商给的数据格式乱七八糟，光确认需求就得花好几天，最后采购周期拖得老长，设计还得返工。

说白了，当时的零件管理模式，就是“各干各的，互相内耗”，不搞CPC，美军船厂的成本根本降不下来。

三、方案

美军搞CPC不是“拍脑袋”，而是搭了一套从“决策层”到“执行层”的完整体系，还设计了一个能装下所有零件数据的“超级数据库”。

（一）“各司其职”

要让四家船厂“放下私心”一起干活，没个靠谱的组织架构肯定不行，所以CPC专门设了三个团队：

这三个团队分工明确，既不会因为没人拍板而卡壳，也不会因为没人管标准而乱套，四家船厂才能“心往一处想，劲往一处使”。

（二）分四阶段推进，避免“急于求成”

CPC项目没搞“一步到位”，而是拆成四个阶段，稳扎稳打：

阶段1-2：定需求、立标准。先搞清楚四家船厂到底需要CPC实现什么功能，比如能不能查别家的零件、能不能标记零件是否可替代，然后把这些需求变成明确的标准；
阶段3：开发系统+装数据。把软件装好，再把四家船厂的零件数据按统一标准整理好，录入到CPC里；
阶段 4：正式上线用起来。让船厂开始共享零件数据，用CPC查替代零件，完成 “从测试到实战” 的过渡。

这种“先定规矩再干活”的思路，避免了“边干边改” 的混乱，也让四家船厂有足够时间适应新系统。

（三）数据模型：CPC的“心脏”，装下200万+零件的秘诀

CPC能管好200多万个零件号，靠的就是它的 “数据模型”—— 简单说就是把零件相关的所有信息，按 “类别” 和 “关系” 整理好，让电脑能认、人能查。这个模型里有38个数据类，咱们挑几个最关键的说说：

1. 核心数据类：零件、文档、船厂能力，一个都不能少

零件对象（Part Object）
每个零件号对应一个 “零件对象”，光属性就有 100 多个 —— 既有所有零件都有的 “零件号、名称”，也有专属属性，比如机械零件的 “直径、厚度”，电气零件的 “电阻、电压”。相当于给每个零件建了个 “身份证”，信息全得很；
文档（Document）
零件的 “说明书合集”，包含20多个属性，比如图纸、技术规范、供应商资料等。关键是，它还能记录版本 —— 比如某个零件的图纸改了一版，CPC里能查到 “旧版用在哪艘船，新版适用于哪个合同”，避免用错图；
船厂特定能力（Shipyard-specific Capabilities）
每家船厂的 “独门技能” 都在这记着，比如A船厂能造某种特殊零件，B船厂擅长某个工艺，录到系统里，大家找合作的时候能精准匹配，不用瞎打听。

2. 映射类：让数据 “互联互通”，不是 “各自孤立”

光有数据类还不够，得让它们“串起来”，所以CPC设了 “映射类”，相当于给数据搭 “桥梁”：

零件/文档适用性
比如某个零件号，对应哪份技术规范、哪个采购合同，一点就能查到，还能看实时的操作记录，出了问题能追溯；
零件等效性（Part Equivalency）
这是CPC的 “核心王牌”！它能标记 “哪些零件技术上、合同上可以互相替代”—— 比如A船厂的螺栓和B船厂的螺栓，只要参数一样，就能互相用。而且替代关系不是瞎标的，得经过设计、质量、零件管理部门一起审核，确保没问题；
国家库存编号（NSN）
把零件号和美军的 “国家库存编号” 关联起来，比如查一个零件，能直接知道它在美军全军库存里的编号，方便跨军种调货；
产品结构
记录 “父零件和子零件” 的关系，比如一个 “发动机” 由哪些 “齿轮、轴承” 组成，在CPC里能看到完整的层级，修发动机的时候找零件更方便。

3. 数据字典：确保“我说的和你说的是一回事”

为了避免“同词不同义”，CPC还搞了个 “数据元素字典”—— 比如“零件名称” 该怎么写，“规格”该用什么单位，全在字典里定死。四家船厂不管谁录数据，都得按字典来，保证数据格式统一，不会出现“你写‘毫米’，我写‘mm’”的混乱。

四、成果

（一）数据规模：200万+零件号，18万+等效关系，99.9%准确率

目前CPC里有超过200万个零件号，都按统一标准分类；
关联了700万个受配置管理的文档编号，零件的 “说明书” 随查随有；
建立了18万+跨船厂的零件等效关系，意味着18万个零件可以互相替代，不用再造新的（这个有点像我们的同品识别和相似品识别）；
数据准确率高达99.9%—— 这意味着查数据不用反复核对，省了大量时间。

（二）效率提升：找零件快了30%-50%，设计成本降了10%-20%

以前找一个零件，可能要在自家系统里搜半天，还得打电话问别家有没有，现在在CPC里搜关键词，一秒出结果，零件搜索时间直接减少 30%-50%；
设计部门不用再为 “有没有现成零件” 反复折腾，也不用频繁改设计，零件相关的设计、工程成本降了10%-20%—— 要知道美军每年造船的设计费可不是小数，这一降就是数百万美元。

（三）成本降低：库存少了10%-20%，采购更划算

因为能看到别家的多余零件，船厂不用再盲目囤货，库存成本直接降了 10%-20%；
四家船厂可以 “联合采购”：比如都需要同一种螺栓，一起下单，订单量变大，供应商给的折扣更低，采购成本自然降了；
减少了“重复零件”：以前随便造新零件号，现在先在CPC里查，有现成的就用，新零件号的生成量大幅减少，随之减少的还有采购、检验、仓储的成本 —— 比如少一个零件，就少一份采购合同，少一次检验，少一个仓库货架的占用。

（四）全行业受益：协作更顺，战备更稳