合作伙伴关系

By Ansys Advantage Staff

自1982年以来，恩布拉科(巴西制冷参考密封压缩机品牌)推出了开创性的压缩机设计，并与其学术合作伙伴圣卡塔琳娜联邦大学(UFSC)建立了密切的关系。他们通过共享的工程仿真平台协同工作，引入了改变压缩机设计本质的创新，包括可变运行速度，以节省能源。

恩布拉科于1971年在巴西Joinville成立，其目标很明确:为巴西制冷市场提供国内压缩机。今天，作为Nidec集团旗下子公司Nidec Global Appliance的一部分，该公司是压缩机设计的全球领导者，为家用，食品服务和杂货制冷领域的oem提供下一代压缩机。

据Nidec Global Appliance的研究员雷纳尔多·帕夫(Rinaldo Puff)称，该公司目前的成功基础始于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最早采用工程仿真的公司之一。其次，他们与圣卡塔琳娜联邦大学(UFSC)建立了合作伙伴关系，这是一所在研究和开发方面享有卓越声誉的当地大学。

圣卡塔琳娜联邦大学Alvaro Toubes Prata教授(左)。Nidec全球电器研究员雷纳多·帕夫(右)

在过去的38年里，Nidec环球电器和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，比传统的往复式设计提供了显著的维护优势。最近，该团队推出了一款变速压缩机，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。“每隔几年，客户就会要求更好的设计，具有更大的冷却能力，更轻的重量，更低的噪音水平和更少的能源需求，”Puff解释说。“我们一直在努力成为下一个重大创新的第一个市场，无论是新材料，新电气效率还是机械改进。”

桥接基础科学和应用科学

拥有33项压缩机创新专利的Puff指出，Nidec全球电器- 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市场需求。

“变速压缩机是客户驱动改进的一个很好的例子，”他说。“冰箱制造商一直在寻找一种降低总能耗的方法，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，设计用于在改变速度的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显著节省了能源。”

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接洽，寻求合作。如今，他领导着UFSC的教师和学生研究团队，支持Nidec全球家电研发计划。

Nidec Global Appliance有多个工程团队在Ansys多物理场模拟中实时合作，以加快开发过程

Prata说:“这次合作的成功之处在于，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在一起。”“当Nidec Global Appliance首次提出这个想法时，UFSC在压缩机设计方面完全没有经验。但我们喜欢将理论知识应用于现实问题的挑战。”

据Prata介绍，在过去的38年里，合作伙伴的项目一直集中在三个主要目标上:

• 组件级别上的增量改进，例如稍微更改一个组件的几何形状以获得期望的性能结果
• 设计更新以改进整个产品，如根据整个产品的新操作参数重新设计阀门设计
• 对整个产品进行重新设计和重新设计，就像他们从根本上改变压缩机的设计一样，从往复式设计到使用滚动活塞的旋转设计

“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，”Prata说。“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FMFT是第一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。

合作伙伴如何选择将精力集中在哪里?Puff指出，Nidec全球家电和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UFSC的某个人可能会参加一个工程会议——这提供了最初的灵感。通常情况下，我们最终会在一个想法上投入大量资金，但我们也会探索并放弃一些潜在的项目，”Puff解释道。

合作从家里开始

除了与圣卡塔琳娜联邦大学(universsidade Federal de Santa Catarina)的开创性合作伙伴关系外，Nidec Global Appliance还因其内部研发组织结构的创新性而获得了行业奖项，该组织结构在本质上也是高度协作的。

“Nidec Global Appliance的独特之处在于，我们将多种功能实时整合在一起，以开展开发项目，”研究员雷纳多·帕夫(Rinaldo Puff)说。“与大多数工程团队循序渐进地设计产品不同，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，而且确保了我们获得最佳解决方案，所有性能权衡都得到了优化。”

Puff指出，所有Nidec全球电器的工程学科都汇集在所有新产品的开发中，因此每个设计方面都可以优化-并且可以从最早的设计阶段完全了解每种物理力的影响。

“具有功能性知识的专家每天都要相互分享信息，使用包括仿真软件在内的通用工具集，”Puff说。“我们坚信六西格玛设计方法，在这种方法中，利用先进的技术来预测权衡，并确保一个领域的决策的负面影响不会对整体设计产生负面影响。六西格玛设计，以及我们使用Ansys软件进行多物理场分析和虚拟原型设计，确保在我们投资物理原型构建之前，产品设计得到验证和优化。”

帕夫说，Nidec Global Appliance的跨职能、跨学科方法在全球制冷行业是独一无二的，这也是该公司成功的关键原因。

“创新和合作是我们的文化和DNA，”帕夫总结道。“这种承诺在我们所做的每件事上都传递给了外部世界。在我看来，这就是为什么我们得到了行业的认可，并得到了客户和竞争对手的尊重。”

Nidec Global Appliance和UFSC在Ansys平台上更有效地合作。

工程仿真:协作平台

Puff和Prata都认为，团队使用Ansys仿真解决方案作为通用平台有助于支持协作，并加快研发过程。

“Ansys模拟是至关重要的工具，因为就像我们的团队一样，它们是基础科学和应用科学的桥梁。无论我们是测试一般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软件都是最好的可用工具之一。它还支持我们需要的多物理场、系统级研究，以复制压缩机操作的所有复杂性。”双方合作伙伴使用全系列的仿真软件，包括结构、计算流体动力学和电磁学解决方案。

Puff赞同道:“通过Ansys解决方案，我们的工程工作标准化了，因此与UFSC合作项目要容易得多。“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，因为我们都能通过Ansys流畅地进行工程模拟。”

正如UFSC的硕士和博士学生受益于实际应用工程挑战的工作机会一样，他们也每天接受行业领先的仿真工具的培训。

普拉塔强调:“Nidec的合作伙伴关系为我们的学生毕业后在现实世界中工作做好了准备，为他们提供了成功所需的技能，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在Nidec全球家电的内部产品开发团队工作，这对这些学生和公司都是有利的。这条知识管道意味着公司的技术领导地位不断增长。”

合适的合作伙伴，合适的工具

由于双方长期的合作关系，Nidec Global Appliance不仅是恩布拉科压缩机产品的市场参考，而且UFSC已成为巴西制冷工程研究的中心。对双方来说，这仅仅是个开始。

“我们不能依赖于迄今为止的结果，”帕夫强调说。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。”Puff指出，Nidec Global Appliance和UFSC正在探索数字孪生的概念-在工作压缩机上安装物联网(IoT)传感器，以创建工程师可以研究和学习的实时虚拟产品模型。

对于其他寻求在竞争激烈的行业中建立产品领导地位的公司，帕夫有什么建议?他表示:“显然，我们相信，通过与世界领先的工程专家——也就是我们在UFSC的合作者——合作，可以识别并利用最新的思维。”但同样重要的是，双方必须确定并利用现有的最佳工程技术。你永远不知道组建一个专家团队，并用一流的技术和实践来支持这个团队，你能完成什么。”