ANSYS 部落格
February 13, 2024
Danfoss Drives 透過模擬普及化推動永續發展與數位轉型
隨著永續議題影響全球幾乎所有產業，企業正積極尋找方法，在組織各層面降低能源消耗。事實上，節能正是推動電動機速度控制裝置發展的關鍵因素之一。即使是電動機轉速的微幅調整，也能有效改善能源消耗。
交流 (AC) 驅動器可控制電動機的轉速以符合負載需求，廣泛應用於從物料搬運與加工到食品與飲料等多種產業。Danfoss Drives 是能源效率領導品牌 Danfoss 的子公司，專注於開發、製造與供應交流驅動器 ，可強化製程控制、降低能源使用、減輕馬達控制應用上的機械壓力，並優化各類依賴電動機的應用運作。
為提升效率、最佳化工作流程並改善營運，Danfoss Drives 在內部與外部均善用 Ansys 多物理模擬。在 AC 驅動器的設計與開發過程中，該公司透過在內部團隊間廣泛導入 Ansys Discovery，實現模擬普及化，使設計師、開發人員與工程師──甚至包括非模擬專家──也能輕鬆使用模擬工具。該團隊更跨出企業內部，與客戶攜手合作，共同打造解決方案。透過讓模擬在組織內外更加易於使用與導入，Danfoss Drives 支持永續發展與數位轉型。
在 Ansys Discovery 中，您可以在數秒內測試多種設計構想。在這些模擬中，會同時分析輕量與重量材料，以找出最適合控制臂的結構配置。
在各團隊全面導入模擬技術
Danfoss Drives 已導入 Ansys 解決方案逾 10 年。
「最佳化需要高擬真度的建模與模擬，」Danfoss 技術長 Janne Kuivalainen 表示。
例如，Discovery 將高擬真度的多重物理量模擬與互動式幾何建模整合於一套易於使用的工具中。它同時具備處理多種工程領域的能力，包括結構、流體與電磁分析。透過使用 Discovery，Danfoss Drives 能在設計流程的早期取得關鍵洞察，並大幅減少實體測試與原型製作，不僅節省時間、能源與成本，同時也有效降低材料浪費。此外，虛擬原型讓團隊能在短時間內探索數百種設計概念，遠比建構與測試實體原型所需時間更有效率。
該團隊同時使用 Ansys Mechanical 進行有限元素分析 (FEA)、使用 Ansys Fluent 進行計算流體動力學 (CFD) 模擬、使用 Ansys Icepak 處理電子散熱管理，使用 Ansys SIwave 執行訊號完整性、電源完整性與電磁干擾 (EMI) 分析。
Danfoss Drives 的 VLT® Midi Drive FC 280 為食品飲料、物料搬運與加工等產業的機械製造商提供精準且高效率的馬達控制。
「回顧我們的產品，我們已決定更廣泛地運用建模與模擬技術，」Kuivalainen 表示。「這在很大程度上取決於不同物理領域的模擬，例如熱、振動與電磁相容性 (EMC) 模擬。」
將模擬的價值延伸至客戶端
除了推動內部數位化，Danfoss Drives 也透過與客戶合作，將 Ansys 模擬的價值延伸至外部。
Ansys Twin Builder 可讓您建立混合式數位孿生模型，結合物理與資料以達到更高的準確度。
「我們開始在自家應用開發中心導入以客戶為導向的平台來轉換系統。」Kuivalainen 表示。「我們設有實體據點，可與客戶一同創新並開發解決方案。」
例如，Danfoss Drives 會與客戶溝通以了解其需求，並根據這些需求提供硬體在迴圈中 (HiL) 的解決方案。
「透過 Ansys，我們能讓模擬普及化，提升其可及性，讓客戶獲得正確的支援，順利開始使用。」他補充。
除了 Kuivalainen 的團隊之外，Danfoss 的其他部門也正在導入 Ansys Twin Builder，這是一套開放式解決方案，可讓您透過混合式分析建立數位孿生模型。
混合式分析本質上是一套將物理與資料結合的技術與工具，用來建立更為準確的數位孿生模型，即混合式數位孿生。
Twin Builder 提供 XIL 整合功能，支援硬體在迴圈中 (HiL)、模型在迴圈中 (MiL) 以及軟體在迴圈中 (SiL) 的協同模擬驗證流程。
此外，您可以輕鬆地與物聯網 (IoT) 平台設定連接器，以傳送與接收操作資料。
Twin Builder 可讓您輕鬆連接物聯網 (IoT) 平台，以傳送與接收操作資料。
Twin Builder 的另一項優勢是其內建的多領域函式庫。例如，您可以使用類比與電力電子元件函式庫來建構完整的電子系統，或使用額外的函式庫，例如 Twin Builder Heating and Cooling 函式庫。
數位孿生可實現預測性維護，進而節省成本並最佳化資產運作。
探索數位轉型
目前為止，Danfoss Drives 透過導入 Discovery 與其他 Ansys 工具，成功滿足了客戶的需求。
「我們可以清楚看到，我們能大幅協助客戶加速產品開發，並在尚未製作任何實體硬體之前，提早進行全面的虛擬測試與效能評估。」Kuivalainen 表示。「模擬建模能協助客戶打造更優質的解決方案。」
Twin Builder 具備內建的多領域系統函式庫。
若想體驗使用者友善的 3D 建模功能，請申請免費試用 Discovery。若想了解數位孿生如何為您的營運帶來效益，請申請免費試用 Twin Builder。
深入了解 Danfoss Drives 如何支持模擬與永續發展，請參閱 Danfoss Drives：《邁向淨零與能源效率之路》，《Manufacturing》雜誌，2023 年 12 月號。