使用 Opcenter APS 将燃气轮机测试设备容量提高 25%

测试真实性能

安全是 Siemens Energy 燃气轮机设备的重中之重。在制造过程中，涡轮叶片先经过检查和称重，再战略性地放置在类似重量叶片的相对侧。单个叶片可以产生 2 升汽车发动机的动力。因此，在转子总成测试中的极端速度下，即便是轻微的不平衡也可能被夸大。这是对英国林肯市的测试设备采取的众多安全措施之一。

阿德里安·托恩是 Siemens Energy 的核心组装与测试运营经理。他负责管理团队、设备和设施。其中一共包括八个试验台，用于对新的发动机和修复的发动机进行可靠性分析。“我们的工作非常直接，全部都与车间相关。由于测试是向客户交付之前的最后一个环节，因此往往也是最后一个要考虑的部门。我们只需跟上需求，使公司能够履行其承诺和按期交付即可”，托恩解释道。

应对复杂环境

该工厂每年生产 130 到 140 台涡轮机。尽管产量低，但安排所有测试资源和活动仍是一项挑战。测试部门面临着种种约束，包括不同机器产能以及像装配工和工程师这样具备所需技能的可用人员。测试和分析必须要在可开展客户见证测试的完备的环境中进行。

托恩表示：“我们使用的是高压气体燃料，因此我们需要以高度可控的方式管理一切。我们的许多系统都具有特定限制。例如，我们固定管道中的气体燃料供应有限，液体燃料罐的容量也同样有限。我们用一个系统供水，再用另一个不同容量的系统来冷却我们使用的水。我们的目标是错峰用电，还必须要满足对噪声和排放的严格要求。在有了这么多选择之后，查看时间表的方法也变得多种多样”，托恩说道。

当托恩刚开始担任他的职务时，他发现测试设备内缺乏详细和先进的规划。“从理论上讲，每年不到 200 个机组测试，仅凭电子表格就足以进行规划。然而，我们的模型相当复杂。例如，初始冷却系统包括两个独立的冷却塔以及由两个不同泵运行的各种水路，尽管一次只能运行其中两条水路。使用电子表格得出有效答案的概率不高”，托恩解释道。

提高可靠性和严谨性

寻找一种能够突出约束因素和发现机会的工具成为了当务之急。这一切促使托恩部署了 Opcenter™ Advanced Planning and Scheduling (APS)，该软件是 Siemens Xcelerator 这一软硬件和服务业务平台的一部分。2016 年，西门子的一个技术团队与托恩及其同事合作，将所有约束作为参数输入并构建算法，之后实施了该软件。他们能够有效地实现部门运营数字化，只需按一下按钮即可获得答案。

“安装 Opcenter APS 系统时需要考虑大量数据”，托恩评论道。“系统要求输入具体细节，并对我们尚未提供的任何信息进行标记。反过来，Opcenter APS 可实现高度严谨的规划，还可提供直观界面，实现全面且易于阅读的可视化报告。”

管理资源和限制

“我们从 APS Opcenter 了解到的第一件事就是我们缺乏人手”，托恩说道。“我们原以为是其他资源的短缺阻碍了我们，但当系统将可用人员应用于计划时，这种不匹配情况就变得显而易见了。该系统准确地告诉我们需要什么类型的技术人员。如果没有 Opcenter APS，我们单凭自己无法发现如此细节的问题。”

过了不久，该系统又发现水冷约束过多，公司需要第三座水冷却塔。“这一切都非常直观明了”，托恩补充道。“我们得到了一个可量化的答案，能够肯定我们以前的猜想。

“Opcenter APS 可以通过揭示同一难题的不同方面来展示潜在变化的影响，让我们能够充满信心地做出改变。新增一个冷却塔的业务案例相当清晰，我们能够得以建造一个冷却塔并尽可能地提高容量。”

该系统还有助于对排放形成新认识。托恩说道：“在燃气轮机中燃烧气体或液体的过程中，某些节点上的排放非常干净，可以很容易地计算出来。在其他时候，当涡轮机通过特定过渡点时，测量输出并确保其符合标准尤为重要。以前，我们读取废气和了解排放组成部分的能力有限。我们一次最多只能运行三次测试。经过三次测试后，我们必须决定读取哪些测试数据以及在哪些设备上进行读取。现在，通过 Opcenter APS 有效地管理我们的日程安排，我们可以准确地读取一系列测试数据，尽可能保持排放清洁”。

提高生产效率

在刚刚安装 Opcenter APS 时，初始目标是应对制造和服务方面的诸多需求，从而修复发动机，以便随时为客户更换。“我们每周的产量约为三台燃气轮机，一年内积压了 30 台发动机”，托恩如是说。“而就在过去的两年里，我们不再存在积压情况，虽然需求肯定有所增加，但我们有能力应对。明年，产量将达到每周四台发动机，实现 25% 的增长。”

更优的管理让整个公司受益良多：在服务方面，有更多现成的替换机组可用，并且可以满足交付倒计时的每个阶段。该系统可提供有关未来时间的细致数据。过去，客户从世界各地派出工程师到林肯市工厂观摩测试。通常，需要提前两到四个星期发出通知。现在，远程查看测试是为客户提供的优选项。这还需要进行规划，确保工程师可以在特定日期和时间在线连接。

该系统还能够对假设方案进行测试，例如关闭单个约束以揭示其影响。当模拟需求增加情况时，系统会突出显示所有相关影响，并确定保持生产效率所需的操作。

可提高效率的战略工具

托恩指出，他从未想过 Opcenter APS 会成为常用软件：“我们需要它提供关键战略答案，以便与我们现有的规划工具结合使用。作为我们运营的核心，其系统的输出会影响我们的日常工作。它能够识别何时约束相对较小。它还使我们认识到，如果不对资产或资源进行大刀阔斧的变革，即便是积极投入再多的精力，也无济于事。在这一点上，我们可以使用不同的方法来切实探索是否有任何解决困难的方法。”

测试部门现在已然能够使用系统为最后一刻的需求预留一些空间。“如果有紧急订单，我们可以快速调整输入，而系统将在几分钟内告诉业务部门我们是否可以管理以及如何管理”，托恩评论道。“我们发现需要对这个系统不断进行训练，之后则需要信任它。这样做的好处是，对话可以围绕真实可靠的数据展开。”

由于 Opcenter APS 的成功实施，该系统被引入了另一个现场实施，用于管理工厂其他领域的大批量制造输出。