变革管理

作者:《Dimensions》员工

GE Power收购Alstom后,Sigurd Kubel进行了大规模的软件转换工作。这场“变革”要求将GE基于仿真的工作流程集成到Alstom的最佳实践生产流程中。在不影响蒸汽轮机研发的情况下,Kubel团队在其专家合作伙伴的帮助下,对80名工程师及服务分析师进行再培训并成功实施了工作流程。

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Material deformation analysis of a turbine inner casing

Sigurd Kubel, lead engineer, Alstom/GE Power

变革可能是灭顶之灾,也可能是灵丹妙药:这取决于如何接受和管理。

首席工程师Sigurd Kubel对此了然于心,准备用重大举措来应对变革。他曾负责一次重大的软件转换,随后对80名Alstom蒸汽轮机工程师和分析师进行再培训。2015年GE收购Alstom的电力及电网业务后,Sigurd Kubel和他的团队来到GE Power。他们在使用全新仿真软件熟悉新工作流程的同时,还需完成每日生产目标。

Kubel表示:“简单来说,变更一种仿真工作流程有点像切换电子邮件供应商。你可以发送或接收电子邮件,但终究你需要弄明白新邮件供应商的功能,学习并结合这些新功能,自定义设置等等。”

当然,在处理电力设备问题时,这种类比不是很合适,因为电力设备在最佳状态下的误差幅度很小。由于无法对温度高达620℃下的涡轮机进行准确分析,将会严重危及工厂安全。而撰写一封发送成功的电子邮件不需要满足严格的质量控制措施,也不需要多年的最佳实践经验。

Rendering of a steam turbine

GE Power长期利用有限元分析(FEA)仿真,预测涡轮机及其它电厂设备如何在多变的操作条件下运转。Kubel称:“由于电网波动较大,预测的准确性变得尤为重要。太阳能和风能等可再生能源很难与所消耗的保持统一步调,这使工厂运营需要更具周期性以平衡波动。曾经在相对恒定条件下运行的机器,如今将面临更多启动、停止以及负载多变的状况。如果没有仿真,我们只能推测安全阈值和检查时间表,而且无法向客户证明我们已经达到了他们的要求。”

收购之后,Kubel和他的团队必须做出一个最佳选择:继续使用Alstom熟悉的FEA工作流程还是转换为GE工作流程。考虑的关键点是其工程师在Alstom支持的商业代码方面拥有丰富经验。然而,采用ANSYS开发的GE工作流程将拥有更多潜在优势。通过加强协作并共享模型和分析,能够节约成本、提高效率,软件维护也更加省时。每次发布新产品,GE Power只需对产品进行测试、安装就可推出成套的更新版。

在被问及潜在用户如何接受单码决策时,Kubel说道:“对于所在领域,无论你经验多么丰富,一开始都会感觉自己是个初学者,像是回到了学生时代。在新的编程环境中,事情并不会按照你所期待的方式发展。你必须灵活适应,所以我们自然会听到一些不太乐观的声音。信息学中有一个著名观点:不要试图改变正在运行的系统。”换句话说:如果系统没坏,就不要去修。

然而,对大多数人而言,应对变革也是提升技能的好机会。这场转变不仅仅是一次平等的交换,它也是一个流程改进的机会。

GE Power steam turbine
在不中断蒸汽轮机开发的情况下,Kubel的团队对80名工程师和维修分析师进行了再培训,并成功实施了新的工作流程。

“像当前这种转变,仅仅使用新工具来简单重复旧流程是行不通的。”

执行变革

做出决定后,Kubel团队在分析工作流程中列出了许多与FEA相关的步骤。其中包括FEA集成以及与其它代码(通常是内部代码)集成或交换。此外,还有一些特性需要进行整合,如内部材料定律(例如基于局部冷凝计算对流的程序)。

团队将每个优先步骤分配给一个小型工作组,工作组成员包括GE和前Alstom工程师以及ANSYS ACE团队(全球支持专家)成员和CADFEM(ANSYS渠道合作伙伴)。

Kubel表示:“像我们这种转变,仅仅使用新工具来简单重复旧流程是行不通的。我们表达了希望完成的事情,然后ANSYS同事向我们展示了实现该目标的最佳方式。这种工作方式十分积极且富有成效。”

Kubel估计,90%的工作用于证明新仿真结果与旧代码结果相匹配。Kubel说:“处理和求解大型模型时,你总会发现一些需要解释或减少的微小差异。这一验证过程是极具价值的细化练习,让用户能在多次迭代中学习实践。”

GE Power steam turbine blades

在任何新代码投入使用前,本地监管部门和内部审查人员必须对结果进行验证。同时,对于客户的特定要求,Kubel表示:“我们必须证明,凭借我们掌握的知识和卓越的仿真技术,我们的机器可以满足客户的运行及效率需求。”

由于蒸汽轮机的不断开发,软件分阶段推出。在整个转变过程中,一部分团队使用新代码,另一部分使用旧代码并行。

所有团队成员都接受过大量培训,ANSYS结构软件专家为产品研发与服务团队开展了为期一周的现场教学。通过ANSYS支持的GE Power专用门户网站上提供的网络研讨会、专题视频、自主学习模块以及可下载的资源,可以继续进行在线学习。

Kubel认为,要快速掌握更多知识和技能,有两大关键因素。第一是直接获得强大的客户支持。他说:“使用陌生的用户界面新软件时,自然会遇到很多‘新手’问题,倘若循规蹈矩地来咨询,会有些不自在。而我们可以拿起电话,提出问题,比如‘培训时您向我们展示的那个按钮在哪里?’,并在半分钟内得到答案,而不必为此去提交在线支持表单或花一小时去搜索答案。ANSYS提供的技术支持资源非常宝贵。”

第二是充足的培训时间。Kubel认为:“一定不能在培训上节省时间,你需要腾出一两个礼拜的时间进行连续培训。除了好的培训人员和学习伙伴外,一段时间的集中学习比一周上一两次课要收获更多。后者不仅效率低下,最终花费的成本也更高。”

意外收获

原本3年转换计划的95%在前11个月就完成了。管理层对这一成果表示赞许,同时用户也对该软件十分满意。他们认为该软件具有快速计算、界面直观等强大功能(高性能计算、参数化、网格划分以及几何结构编辑等)。更重要的是,他们对自己掌握新功能的速度倍感惊喜。

“不能压缩培训的时间。”

Kubel称:“对我们来说,比预期更大的收获是,我们如今拥有一个大型的全球ANSYS软件用户内部社区。我们可以在聊天室中咨询问题、共享数据,而这些是我们不想在办公室外共享的专有内容。我们还会组织ANSYS代表或GE员工开展网络研讨会和培训课程,并邀请整个社区成员参加。而且在通用的软件环境中作业,可以方便地从所用的其它ANSYS仿真工具中导入或使用数据。”

Kubel表示,GE Power正在努力应对大数据存储面临的挑战,并利用数字孪生技术创建涡轮机和电厂等工业资产的虚拟副本。工程师可以使用运行数据来更好地预测累计损伤,并在意外停机前就安排维护检查。

Kubel说:“这次成功转变为我们在分析中加入更多的物理特性提供了可能。例如,我们现在可以将计算流动力学仿真与我们的机械探索相结合。在软件合作伙伴的支持下,我们将以更高效率设计、制造和维护更优质的产品。”

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