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智能家电时代 家电技术向“五化”发展

http://www.homea.hc360.com2012年02月22日13:49慧聪家电配件网作者:罗百辉

    智能家电就是微处理器和计算机技术引入家电设备后形成的家电产品,具有自动监测自身故障、自动测量、自动控制、自动调节与远程控制中心通信功能的家电设备。

    进入21世纪,智能控制技术、信息技术的飞速发展为家电自动化和智能化提供了可能,各类高端智能家电接连亮相,人们的居家生活环境开始发生翻天覆地的变化。无论是空调、电冰箱、吸尘器、电饭煲、洗衣机等传统家用电器,还是电磁炉、消毒碗柜、蒸炖煲等新型家用电器,其整体技术都在不断提高。

    家用电器的进步,关键在于采用了先进控制技术,从而使家用电器从一种机械式的用具变成一种具有智能的设备,智能家用电器体现了家用电器最新技术面貌。据国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉介绍,智能家电产品目前主要分为两类:一是采用电子、机械等方面的先进技术和设备;二是模拟家庭中熟练操作者的经验进行模糊推理和模糊控制。

    随着智能控制技术的发展,各种智能家电产品不断出现,例如,把电脑和数控技术相结合,开发出的数控冰箱、具有模糊逻辑思维功能的电饭煲、变频式空调、全自动洗衣机等。智能家用电器的智能程度不同,同一类产品的智能程度也有很大差别,一般可分成单项智能和多项智能。

    单项智能家电只有一种模拟人类智能的功能。例如模糊电饭煲中,检测饭量并进行对应控制是一种模拟人的智能的过程。在电饭煲中,检测饭量不可能用重量传感器,这是环境过热所不允许的。采用饭量多则吸热时间长这种人的思维过程就可以实现饭量的检测,并且根据饭量的不同采取不同的控制过程。这种电饭煲是一种具有单项智能的电饭煲,它采用模糊推理进行饭量的检测,同时用模糊控制推理进行整个过程的控制。

    多项智能家电在多项智能的家用电器中,有多种模拟人类智能的功能。例如多功能模糊电饭煲就有多种模拟人类智能的功能。智能家用电器目前所采用的智能控制技术主要是模糊控制。少数高档次的家用电器也用到神经网络技术(也叫神经网络模糊控制技术),模糊控制技术目前是智能家用电器使用最广泛的智能控制技术。原因在于这种技术和人的思维有一致性,理解较为方便且不需要高深的数学知识表达,可以用单片机进行构造。不过模糊逻辑及其控制技术也存在一个不足的地方,即没有学习能力,从而使模糊控制家电产品难以积累经验。而知识的获取和经验的积累并由此所产生新的思维是人类智能的最明显体现。

    家用电器在运行过程中存在外部环境差异、内部零件损耗及用户使用习惯的问题,这就需要家用电器能对这些状态进行学习。例如一台洗衣机在春、夏、秋、冬四个季节外界环境是不一样的,由于水温及环境温度不同,洗涤时的程序也有区别,洗衣机应能自动学习不同环境中的洗涤程序;另外,在洗衣机早期应用中,洗衣机的零件处于紧耦合状态,过了磨合期,洗衣机的零件处于顺耦合状态,长期应用之后,洗衣机的零件处于松耦合状态。对于不同时期,洗衣机应该对自身状态进行恰当的调整,同时还应产生与之相应的优化控制过程;此外,洗衣机在很多次数的洗涤中,应自动学习特定衣质、衣量条件下的最优洗涤程序,当用户放入不同量、不同质的衣服时,洗衣机应自动进入学习后的最优洗涤程序——这就需要一种新的智能技术:神经网络控制。

    未来智能家电主要将朝五个方向发展:多种智能化、自适应进化、网络化、云端化、绿色化。智能化是家电产业“十二五”时期的重要技术发展方向,多种智能化是家用电器在其特有的工作功能中模拟多种人的智能思维或智能活动的功能。自适应进化是家用电器根据自身状态和外界环境自动优化工作方式和过程的能力,这种能力使得家用电器在其生命周期中都能处于最有效率、最节省能源和最好品质状态。网络化是建立家用电器社会的一种形式,网络化的家用电器可以由用户实现远程控制,在家用电器之间也可以实现互操作。近年来,云计算、云服务、云商城……各种与云技术有关的术语如今越来越多地走进我们的日常生活,如同坐在云端一般的感觉。与此同时,国家从政策层面一直在推动家电产品在技术研发、生产制造以及市场销售环节的绿色化转型,从2009年“节能产品惠民工程”到“家电以旧换新”政策的推出,企业在节能技术创新和节能产品的销售上均取得了不俗的成绩,绿色智能将是家电业未来技术发展的重要方向。

    2011年以来,国内家电“智能化”持续发酵。8月底,海尔与霍尼韦尔共同组建的联合创新中心挂牌成立,双方将开展针对家用电器和智能控制的多项技术合作;美的加大了将智能化功能融入产品的力度,其部分变频空调产品设置了电量电费查询功能,同时运用柔性制冷保湿技术,智能保持最低除湿量;美菱则推出第二代智能冰箱,不仅拥有音乐、视频播放等娱乐功能,还增添了便于用户体验的功能设计。此外,格力、奥克斯、格兰仕、老板也纷纷亮出自己的智能产品。家电智能化正在从以前停留在概念上,开始坚实地迈向实际应用。

    在相关国家政策的鼓励下受三网融合和物联网技术应用的推动,冰箱、空调、微波炉等家电步入智能化时代。罗百辉认为,未来10年是智能家电发展的关键时期,所有的电器将实现互通互联,用户通过手机随心操控家里的电器,比如查看冰箱里有什么食物,甚至通过思维控制电饭煲内的饭量和水量。虽然搭建这样一个智能化网络平台还需要一定的时间和大量资金投入,但是在2012年,家电的全智能化、自适应进化将离我们更近一步。但目前来看,我国智能家电的发展还存在几个瓶颈。其一,标准缺失。由于没有统一、规范的标准,智能家电现在只能是局部内的互联互通。例如,在美的公司有一个“智能家居”展示区,其旗下的各类智能白色家电均可以插入智能家电的接口,实现家电之间的互联互通,但这只是实现了美的自己产品接口的标准化,与其他品牌产品无法互通;其二,价格偏高。未来中国家电市场的主要增长点在三、四级市场,但上述市场仍属于普及型市场,且受消费能力限制,对价格比较敏感;其三,消费需求偏小。目前来看,国内消费者对智能家电的接受程度并不算高,即使有一部分消费群体也不足以支撑相对庞大的智能家电市场。

    与此同时,各种基于云技术研发的家电产品已经问世了,这些云电器不仅可以储存更多内容,同时还能彼此无线连接,为用户提供广泛、主动、高度个性化的服务,正是有了它们,我们渴望的云生活才真的能够实现“落地”。

    云技术,首先实现的是让家电的功能都集中在一起,它能利用高速互联网的传输能力,将用户所有的数据和应用(各类软件)都放在“网络云”(大型数据处理中心)中,用户只要有一个上网的终端就可以了。而在目前的家电产品中,电视无疑是最理想的云终端。

    其实云电视并非是在一夜之间蹦出来的,熟悉电视行业的朋友恐怕都知道,自从去年起,苹果、谷歌这些国外企业各自推出了基于互联网应用的电视产品,如今新出厂的大部分电视都能连入互联网。在内容方面,英国BBC、ITV,以及BT三家电视广播公司还竞相推出了“扬帆”服务项目,该项目通过机顶盒上的网络端口将网络和电视连接起来,用户既可以观看播出过的节目,也可以提前观看还未播出的节目。

    对于这类电视,此前人们更多地会将其称为网络电视,而真正喊出云电视口号的,反倒是国内电视厂商,就在上周,海尔、创维就各自推出了基于云技术的电视新品,云电视的概念第一次被推到了中国观众面前。

    在海尔上海的发布会上,很多新鲜的云电视技术,其中海尔发布的云电视包括四大产品系列:卡萨帝“云PAD”电视、云智能电视、无尾电视及脑力波电视。最受人关注的卡萨帝“云PAD”电视内置了双引擎CPU+GPU,还采用了Windows7操作系统、云动力3D睿驰引擎技术,是目前全球最快运算能力的电视,海尔为“云PAD”配备了开放式模卡接口,支持Flash、微博、QQ、天气、游戏等应用软件,消费者可以根据需要自行安装、个性定制,可以说,未来的电视完全可以媲美一台高配置的PC。

    另一方面,在操作模式上,云技术也给我们带来了很多想象空间,比如脑力波电视的概念,完全符合那些平时工作压力巨大的白领,电视机能监测人体的大脑表现,即脑电波的起伏波动状况,了解人的情绪、精神状态及专注状态,并通过一些趣味十足的小游戏,如瑜伽球等对这些状态进行放松和调节,达到锻炼和修养治疗的作用。

    从这些产品中我们甚至可以做出这样的推测:云技术其实就是让大部分大型电器退休而诞生的,未来我们只需在房间里放置一台电视就能阅读报纸、观看电视、听音乐、处理个人数据文件、浏览网页。

    除了能为大家电做减法之外,对于更多的小型家用电器而言,云技术带来的则是更多组合的可能,比如平板电脑、智能手机能够成为各种小家电的遥控器或大脑,这又等于是给小家电们做了一次加法。

    虽然目前App应用最多的是iPhone手机,但在云应用方面,Android手机显然并不甘于人后。就在近日,百利达就推出了一款与Android手机相连使用的BC-504人体脂肪测量仪,这也是目前全球首款以手机为管理平台的人体脂肪测量仪,用户只需在安卓市场内下载一款应用程序TanitaHealthPlanet,再通过蓝牙将手机与脂肪测量仪相连,就能通过手机了解包括体脂肪率、肌肉量、基础代谢率等9大健康指标。据悉,目前支持BC-504人体脂肪测量仪无线连接功能的终端设备为安卓系统(Android)智能手机,随着研发的深入,今后适用的手机范围将进一步扩大。

    事实上,云技术改变的不仅仅是手机,就连平板电脑也能从手持终端摇身一变成为电器遥控器。三星在不久前发布的名为TangoView的吸尘器机器人中也应用了这项技术,这个智能吸尘器装备了摄像头,而且自带识别软件,一改以往吸尘器又聋又瞎又傻的传统形象,只需安装了应用软件,用户手中的平板电脑就可以成为遥控器,指挥吸尘器在家中任何角落工作,同时平板电脑也能成为监视窗口,它的主人可以实时了解家中儿童或宠物的生存状态,而视频监控数据则能通过集成的Wi-Fi芯片发送给主人。

    广义上讲,真正的智能家电时代,还不是单单让人们解放双手如此简单,品牌特色、产品特性、附加价值等都包括在内。产品功能再强大,又耗电又污染严重,要其何用?人类大力倡导节能环保的今天,真正的智能家电理应建立在绿色低碳的基础上。国内越来越多的冰箱、洗衣机、烤箱、洗碗机等新一代产品中不仅更多的融入了智能化功能,还以人性化的设计把绿色低碳进行到底。例如,美的反渗透净水器不但具有杀菌功能,还可自动清洗,保障了家庭用水的卫生健康;格兰仕的多重烹饪电压力锅,一锅多用,其高温蒸煮和密闭烹饪功能,在杀菌降脂的同时可以做到营养成分不流失;西摩的迷你空气清新机可有效净化空气,消除霉味、烟味,让居家、办公等各类环境都能呼吸到如置身森林般的清新空气;海尔全自动洗衣机,除了拥有自动检测水位、漂洗进度、感应洗涤物平衡状态等智能化功能外,还能在保证清洁干净的前提下,最大限度的节约用水,强大的洗涤配以最小的耗电量和用水量,这才是居家生活中感受绿色电器带来良好环境的真正意义。

    截至目前,我国家电产品能效标准共13个,涉及了冰箱、空调器、洗衣机等主要家电产品类别。能效标准和标识制度的实施,促进了家电产品的能效水平持续提升。据介绍,我国已有12种家电产品实施了能效标识制度。早在2007年,我国家电工业就提前实现了损耗臭氧物质CFCs物质全面淘汰,并且主要采用的是对环境友好的自然工质作为CFCs替代品,目前,HCFCs替代工作已经展开,具有自主知识产权替代技术的研究正在进行。

    虽然我国已经成为具有全球影响力的制造业大国,但大而不强,过度依赖物质资源投入推动增长的发展方式使资源环境已难以支撑。罗百辉表示,建设环境友好型、资源节约型社会是经济增长方式转变的重要内涵。过去我国家电工业以大规模低成本制造获得竞争优势,大量的资源投入有效支撑了我国家电业持续高速增长,但这种发展方式是不可持续的。与国际一流家电企业相比,我国部分产品的节能和资源综合利用水平仍很落后。

    目前我国家电产品的能效升级主要受三个方面因素的影响。一是政策。2009年以来,政府出台了很多政策,致力于促进整个电器设备行业的能效提升,并且成效显著。如今,家电下乡、以旧换新、节能产品惠民工程等政策已经退出,是否将推出三大政策的相关替代政策值得关注。随着以节能为卖点的变频空调的市场普及率越来越高,该产品很可能成为下一轮政策的受益者,二是技术。多年来,我国家用电器行业将主要精力集中在扩大产能和市场上,在节能技术方面却比较薄弱,积累和储备不足,导致粗放式的提高产品能效往往依赖材料消耗的增加;三是成本。要实现节能和性能的完善,大部分情况下是需要增加成本来实现的。而对于一个对产品价格还比较敏感的国家来说,价格的提升对企业的销售会造成一定影响。

    为推进家电技术升级,实现家电强国梦想,“十二五”期间应当做好以下四项工作。第一,通过技术进步提高产品能效水平,开展家电产品节能、节水技术研究;第二,开展家电工业环保材料和环保技术的研究和应用,推动家电产品向环保方向发展。重点开展空调器制冷剂替代,完成冰箱冷柜、电热水器发泡剂HCFC-141b替代,加强家电产品中有害物质的管理,并跟踪国际家电环保指令动态,应对绿色贸易壁垒;第三,结合2011年实施的《废弃电器电子产品回收处理管理条例》,引导消费者对于超期服役和耗能产品的更新,对HCFC等制冷剂进行回收再利用,减少在维修过程中制冷剂的排放。废弃家电中金属材料可再生率超过85%,塑料可再生率超过80%。第四,引导家电企业积极推广清洁生产机制。

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