为成熟产品创新提供动力

当提及智能产品时,您可能会想到手机或其它消费类设备,而不会联想到工业机械。如今,作为工业泵设计领域的全球领导者,总部位于丹麦的格兰富公司正在改变这一现状。《Dimensions》采访了格兰富资深研发经理Jakob Vernersen,探讨了该公司 如何通过为客户提供最新数字功能和更高的能效等附加价值,进而在日益激烈的市场竞争中脱颖而出。

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Pumped Up: Innovating Mature Products

Grundfos pump simulation

DIMENSIONS: 从1945年起,格兰富一直是工业泵设计领域的全球领导者。贵公司目前面临哪些业务挑战?

Jakob Vernersen: 一大挑战是确保我们的产品具有全球最高的能效和鲁棒性。这同时也是我们产品研发团队和整个公司的目标,公司一直因致力于可持续发展而备受关注。泵产品占全球电能消耗的10%,这意味着格兰富仅仅提高每年生产的1600万台泵的能效,即可对生活质量和环境可持续发展产生巨大影响。与此同时,通过降低泵产品的能源成本也能够为我们的客户节约资金。

格兰富的另一个战略目标是不断提高产品设计的整体性能与可靠性,使客户能够最大限度地降低一台泵产品的生命周期中所产生的运行和维护费用。随着新兴企业了解了如何生产出符合全球市场需求的基本产品,泵产品市场的竞争一年比一年激烈。我们需要打造新一代产品设计,比同类竞争产品提供更高的客户价值。

DIMENSIONS: 格兰富如何利用公司的工程人才应对这些业务挑战?

JV:这些需求虽然给格兰富带来了一些压力,不过也为我们公司实现创新并且超越已经使用数十年、获得广泛认可的成熟泵设计创造了新机遇。

格兰富有1000多名雇员专注于研发工作,我们勇于面对挑战,即通过提高工业泵的自动化、智能化和数字化水平,创造出更可靠、更高能效的工业泵产品。利用我们70多年的行业经验、先进的工程技术以及一流的电子组件,我们的目标是增加新的客户价值并使我们的产品实现差异化优势。通过推出具有更多数字功能的新一代泵产品,我们能够重新制定泵市场的规则并保持我们一直以来的市场领导地位。

DIMENSIONS: 具体而言,贵公司如何提高工业泵类产品的智能化?

JV: 不同于消费类产品,其工程师有时需要增加新的酷炫功能,仅仅是为了让品牌紧跟潮流或时尚,但我们新增的电子产品必须增加实际价值并满足现实环境的需求。

由于能效是我们的关注焦点,因此我们增加的大部分数字功能都专注于能耗。我们的泵产品旨在提高自调节能力,因此它们能够根据需求的变化对运行进行智能调整。由于我们的众多泵产品是在远程地点运行,因此我们研发数字接口,使操作人员更方便监控包括泵的能耗在内的各方面性能。

我们的泵产品的自主性在日益提高,因此它们能够根据工况变化对性能进行监控和调节。通过自动响应高压、高温、低流速和漏水等问题,我们的产品几乎不需要人工干预即可维持高水平的性能和能效。当为了解决新问题而需要采取预防性维护措施时,它们还可以发出告警信号。新增的上述所有功能旨在帮助我们实现最大限度降低维护时间并延长产品使用寿命的目标。

DIMENSIONS: 为了实现产品的差异化特性,格兰富如何应用工程仿真等先进技术?

JV: 从20世纪80年代开始,格兰富依靠工程仿真在虚拟环境中设计产品并排除产品故障。通过减少生产所需的原型数量,我们从仿真技术中大获裨益。事实上,仅针对一种新的泵设计,格兰富就能够把总研发时间缩短30%,同时显著节约物理原型设计的成本。

不过,仿真的一些最大优势仍然很难量化。通过在非常早期的阶段使用仿真技术,这通常被称为数字探索,我们即可实现某些极具创新的理念,而且无需承担太多风险或成本。

我们会很容易抛弃那些成本太高而无法生产或者具有其它缺陷的产品概念。越早评估产品设计,我们在性能特性和最终产品成本方面做出的战略选择就越多。

在协作式设计环境中,仿真能够将我们整个工程组织机构集中在一起。借助ANSYS易于使用的通用技术平台,任何人都能够在产品研发中发挥重要作用,而无论他们擅长哪个物理领域或接受过哪种针对性培训均是如此。在格兰富,经验丰富的仿真专家和设计工程师等不同团队都能够参与仿真驱动的产品研发。研发数字功能的电气工程师可以和液压工程师使用相同的技术平台,并访问相同的数据。这样可以加快创新步伐, 同时确保我们的产品解决方案将众多因素都纳入考虑范围,进而变得极富创意。

“在协作式设计环境中,仿真能够将我们整个工程组织机构集中在一起。”

DIMENSIONS: 作为仿真技术的长期用户,您认为仿真驱动产品研发的未来发展如何?

JV: 每一年我们的业务挑战都变得愈发复杂,因为我们竭力在产品能效方面实现一点点的性能改善。仿真技术可帮助我们解决这些挑战:利用系统级仿真功能、更快的求解时间以及其它增强功能,我们能够在各种工况下预测和优化泵产品的能效。此外,仿真软件经过改进,能够同时考虑生产要求和产品性能,这种集成水平对于格兰富降低成本和增强产品功能必不可少。总之,随着仿真技术不断发展,帮助我们推出更复杂的增值产品设计并且快速、低成本地发布新产品,这一点在全球竞争不断加剧的情况下至关重要,我们对此深感欣慰。

如今,格兰富也日益依赖仿真技术,从而最大限度地降低产品的维护需求和质保成本并延长产品的使用寿命。目前,格兰富正在探索如何利用工程仿真为现场工作的泵创建数字孪生体。通过将传感器放置在已安装的机械上并且近乎实时地收集性能数据,我们能够在实际现场条件下对工作的泵进行仿真。这将有助于我们研究和改进能效等关键指标。

此外,我们还能够预测振动、泄漏、磨损等任何问题,并安排预防性维护,从而延长产品的使用寿命。我们的产品研发团队能够利用现场的运行数据为未来的泵设计提供指导信息。

在ANSYS及其丹麦合作伙伴EDRMedeso的支持下,我们刚开始探索数字孪生体的概念,不过我们坚信这会对我们的能力产生显著的积极影响,有助于我们为全球客户提供更卓越的服务并进一步提高格兰富产品的差异化特性。对于我们的众多产品来说,相关人员很难进入安装场所并进行维护,而且停机会造成巨大成本损失。因此,远程监控性能并发现问题至关重要。现在,我们正在安装传感器并收集运行数据,而且我们刚刚开始借助此类数据提供的信息创建产品仿真。了解如何收集、管理和应用我们所拥有的大量信息是一大挑战。

DIMENSIONS:对格兰富而言,为什么投资最先进的工程技术如此重要?

JV: 格兰富是成熟市场的领导者,拥有已经使用数十年并获得广泛认可的泵设计。我们无法通过渐进式改进来保持全球领导地位;亟需能够改变行业格局的高度数字化产品带来巨大创新。利用传统工程工具和流程,我们将无法取得成功。我们在泵设计中应用了最新的想法和最先进的技术,同样,我们也必须为全球研发团队配备最新的一流工程工具。只有采用革新性的方式,我们才能实现突破性产品性能改善。

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“目前,格兰富正在探索如何利用工程仿真为现场工作的泵创建数字孪生体。”

About Jakob Vernersen个人简介

Jakob Vernersen

Jakob Vernersen担任格兰富技术与创新部门高级研发经理。他拥有机械工程和技术管理专业的大学学位,而且积累了12年的丰富研发经验,尤其是在力学与计算机辅助工程领域。他在格兰富的产品研发数字化过程中发挥战略主导作用。

格兰富一瞥

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2016年收入: 24,677 DKKm
员工人数: 18,000
总部: 丹麦Bjerringbro

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