以伙伴为动力

由Ansys Advantage Staff提供

自1982年以来，巴西制冷密封压缩机参考品牌恩布拉科推出的开创性压缩机设计一直受到其学术合作伙伴圣卡塔琳娜联邦大学(UFSC)的密切关系的推动。他们通过一个共享的工程模拟平台进行协作，引入了改变压缩机设计本质的创新，包括节省能源的可变运行速度。

恩布拉科于1971年在巴西若因维尔成立，创立的目标很简单:为巴西制冷市场提供国内压缩机来源。今天，作为Nidec集团旗下的Nidec Global Appliance的一部分，该公司是压缩机设计的全球领导者，为家庭、食品服务和杂货制冷领域的oem提供下一代压缩机。

根据Nidec Global Appliance的研究员里纳尔多·帕夫(Rinaldo Puff)的说法，该公司目前的成功始于1982年，当时工程团队做出了两个关键决定。首先，该公司成为全球制冷行业工程模拟最早的采用者之一。其次，他们与圣卡塔琳娜联邦大学(UFSC)建立了合作关系，这是一所在研究和开发方面享有杰出声誉的当地大学。

Alvaro Toubes Prata教授，圣卡塔琳娜联邦大学(UFSC)(左)。Rinaldo Puff, Nidec Global Appliance的研究员(右)

在此后的38年里，Nidec Global Appliance和UFSC合作进行了工程创新，彻底改变了制冷行业，包括线性压缩机设计，比传统往复式设计提供了显著的维护优势。最近，该团队推出了一种变速压缩机，通过不断改变循环速度来解决客户对能源效率的担忧。

全球压缩机市场对颠覆并不陌生。帕夫解释说:“每隔几年，客户就会要求更好的设计，更大的冷却能力，更轻的重量，更低的噪音水平和更低的能源需求。”“我们一直在努力率先推出下一个重大创新，无论是新材料、新的电气效率还是机械改进。”

基础科学与应用科学的桥梁

帕夫拥有33项压缩机创新专利，他指出，Nidec全球家电- ufsc团队的工程项目在商业上取得了成功，因为该团队专注于用创新来满足已展示的市场需求。

他说:“变速压缩机是客户驱动改进的一个很好的例子。”“冰箱制造商一直在寻找一种降低整体能耗的方法，以满足消费者的需求，同时满足更严格的监管标准。与UFSC的合作增加了内部知识，帮助创建了几个产品系列，包括可变容量压缩机，旨在以变化的速度工作，同时保持足够的冷却输出。这种开创性的设计在不牺牲冷却性能的情况下节省了大量能源。”

Alvaro Toubes Prata教授刚刚获得机械工程博士学位，并于1982年加入UFSC，当时该公司与该大学寻求合作。如今，他领导着UFSC的教师和学生研究团队，支持Nidec全球设备研发计划。

Nidec Global Appliance拥有多个工程团队，通过Ansys多物理场仿真实时协作，以加快开发过程

Prata说:“这次合作之所以成功，是因为它将UFSC的基础工程知识——我们在机械工程、流体动力学和其他领域的专业知识——与这些知识的实际应用结合起来。”“当Nidec Global Appliance首次提出这一想法时，UFSC在压缩机设计方面完全没有经验。但我们喜欢将我们的理论理解应用于现实问题的挑战。”

根据Prata的说法，在过去38年里，合作伙伴的项目主要集中在三个主要目标上:

• 组件级别的增量改进，例如稍微改变一个组件的几何形状以实现所需的性能结果
• 设计更新，从整体上改善产品，例如根据整个产品的新操作参数重新设计阀门设计
• 对整个产品进行彻底的重新想象和重新设计，比如他们从根本上改变了压缩机的设计，从往复式设计变成了使用滚动活塞的旋转设计

Prata说:“在过去的38年里，我们与Nidec Global Appliance合作完成了数量惊人的研发项目，改变了压缩机的类别。“完善一个新设计并影响整个产品类别不仅令人满意，而且这项工作增加了UFSC更广泛的科学知识，并最终影响整个社会。”

Nidec Global Appliance表示，其ffmft是首款商用制冷双伏压缩机，也是其容量范围内全球效率最高的压缩机之一。它可以减少高达30%的能源消耗。

合作伙伴如何选择他们努力的重点?帕夫指出，Nidec Global Appliance和UFSC定期会面，讨论新兴市场需求和技术趋势。“我们可能会从客户那里得到反馈，或者来自UFSC的人可能会参加一个工程会议——这提供了最初的灵感。通常，我们最终会在一个想法上投入大量资金，但我们也会探索和放弃一些潜在的项目，”Puff解释道。

合作从家庭开始

除了与联邦圣卡塔琳娜大学的开创性合作伙伴关系外，Nidec Global Appliance还获得了行业奖项，这些奖项认可了其内部研发组织结构的创新性质，这也是高度协作的性质。

研究员里纳尔多•帕夫(Rinaldo Puff)表示:“Nidec Global Appliance的独特之处在于，我们将多种功能实时整合在一起，为开发项目工作。”“与大多数工程团队增量式和顺序地设计产品不同，我们有多个工程团队——在结构分析、热力学、流体和其他领域——在新压缩机设计的多个方面实时合作。这不仅加快了开发过程，而且确保我们得到最佳的解决方案，其中所有性能的权衡都得到了优化。”

帕夫指出，在所有新产品的开发中，Nidec Global Appliance的所有工程学科都被整合在一起，因此每个设计方面都可以得到优化，并且从最早的设计阶段就可以完全了解每种物理力的影响。

“具有功能知识的专家每天都会彼此分享信息，使用包括模拟软件在内的公共工具集进行工作，”Puff说。“我们坚信六西格玛设计方法，利用先进的技术来预测权衡，并确保一个领域的决策的反影响不会对整体设计产生负面影响。六西格玛设计，我们使用Ansys软件进行多物理分析和虚拟原型，确保在我们投资物理原型构建之前，产品设计得到了很好的验证和优化。”

帕夫说，尼得克全球电器的跨职能、跨学科的方法在全球制冷行业中是独一无二的，这也是该公司取得成功的关键原因。

帕夫总结道:“创新和合作是我们的文化和基因。这一承诺通过我们所做的一切传递给外部世界。在我看来，这就是为什么我们得到了业界的认可，受到了客户和竞争对手的尊重。”

Nidec Global Appliance和UFSC在Ansys平台上更有效地协作。

工程模拟:协作平台

Puff和Prata都认为，团队使用Ansys仿真解决方案作为公共平台，有助于支持协作，并加速研发过程。

“Ansys模拟是至关重要的工具，因为就像我们的团队一样，它们连接了基础科学和应用科学。无论我们是测试流体流动理论，还是验证特定流速对特定阀门几何形状的影响，Ansys软件都是可用的最佳工具之一。它还支持我们所需的多物理场、系统级研究，以复制压缩机运行的所有复杂性。”双方都使用了全方位的仿真软件，包括结构、计算流体动力学和电磁解决方案。

“使用UFSC完成项目要容易得多，因为我们通过Ansys解决方案标准化了我们的工程工作，”Puff表示赞同。“我们说的是一种共同的语言，对压缩机的内部工作有着相同的看法。没有必要解释各种测试和发现，因为我们都能熟练使用Ansys进行工程模拟。”

就像UFSC的硕士和博士学生受益于真正应用工程挑战的机会一样，他们也每天都在业界领先的模拟工具中接受培训。

Prata强调说:“Nidec的合作伙伴关系正在为我们的学生毕业后在现实世界中工作做好准备，为他们提供成功所需的技能，包括工程模拟。”“一个意想不到的结果是，我们的许多毕业生都进入了Nidec Global Appliance的内部产品开发团队工作，这对这些学生和公司都是一个好处。这条知识管道意味着公司的技术领导力会不断增长。”

合适的合作伙伴，合适的工具

由于双方长期的合作关系，尼德科全球电器公司不仅凭借恩布拉科的产品成为压缩机领域的市场参考，而且UFSC已成为巴西制冷工程研究的中心。对于双方来说，这仅仅是个开始。

“我们不能依赖于目前的结果，”帕夫强调。我们必须不断寻求新技术和最佳实践，将我们的压缩机性能提升到一个新的水平。”举个例子，帕夫指出，Nidec Global Appliance和UFSC正在探索数字双胞胎的概念——在工作压缩机上安装物联网(IoT)传感器，以创建一个实时、虚拟的产品模型，供工程师研究和学习。

帕夫对其他想在竞争激烈的行业中建立产品领先地位的公司有什么建议?他说:“显然，我们相信，通过与世界领先的工程专家的合作，即我们在UFSC的合作者，可以发现并利用最新的思想。”但同样重要的是，双方都必须确定并利用现有的最佳工程技术。你永远不知道通过组建一个专家团队，并用一流的技术和实践支持这个团队，你能完成什么。”