各國企業(yè)在洗衣機技術方面的競爭日益激烈。在中國市場,洗衣機智能應用相對突出,技術逐漸回歸產(chǎn)品本質(zhì),高性價比產(chǎn)品受到熱捧。在歐洲市場,洗衣機在節(jié)水、節(jié)電等性能要求日趨嚴格,相關能效標識指令不斷升級進化。在北美市場,12kg以上大容量洗衣機一直是各大廠商競爭的焦點,惠而浦、LG、三星、海爾等企業(yè)不斷在技術上推陳出新,搶占高地。再看日韓市場,當?shù)仄放疲ㄋ上隆⑷恰G等)占據(jù)絕對份額,功能時尚化,不斷創(chuàng)新并引領洗衣機技術發(fā)展潮流。另外,廣大的發(fā)展中國家市場仍有巨大潛力可挖,這將引導全球洗衣機市場呈現(xiàn)差異化發(fā)展趨勢。
洗衣機市場不斷出現(xiàn)的各種技術,可以籠統(tǒng)地歸成兩大類,即共性技術和特化技術。共性技術包括智能化、新材料、仿真、可靠性和制造等,特化技術包括電機、傳感器、感知、減震降噪和節(jié)能節(jié)水等。針對這些技術的發(fā)展趨勢,筆者做出如下展望。
智能化
目前,各種智能部件在洗衣機上逐漸得到應用,如Wi-Fi、觸控屏等,典型智能應用如自動投放、衣物識別等在一些高端洗衣機上已實現(xiàn)。同時,智能家電控制系統(tǒng)也百家爭鳴,如海爾U+、博西家電Home Connect、三星Bixby Home等,但現(xiàn)有功能多以遠程控制為主。從未來智能化技術發(fā)展趨勢來看,相關智能部件的低成本化以及兼容統(tǒng)一的智能家電控制系統(tǒng)是首要突破方向,利用多樣化的控制終端,如智能手機、智能音箱等,最終實現(xiàn)具備“AI”技術的洗衣機。
新材料
當前洗衣機的產(chǎn)品外觀仍以傳統(tǒng)顏色為主,如白色、銀色等,外觀材料的時尚個性化仍顯不足。同時,功能性材料(抗菌、強度、耐蝕)性能不高,產(chǎn)品的包裝材料資源浪費較大。未來,隨著各種新型材料技術(如多色混合注塑、納米涂層)的引入,產(chǎn)品外觀將變得絢麗多彩。另外,兼具重量輕和高強度的碳纖維材料應用也是一種趨勢。同時,具備自清潔、殺菌、降噪等功能性的材料將得到廣泛應用,提升產(chǎn)品附加價值。此外,更高性能的抗菌/抗老化材料以及環(huán)保型包裝材料(可回收、自降解)的應用,為改善人類的居住環(huán)境助益良多。
仿真技術
在洗衣機產(chǎn)品開發(fā)領域,各主流企業(yè)都不約而同地應用各種仿真技術,包括內(nèi)部系統(tǒng)多體動力學、風道系統(tǒng)流體動力學、跌落沖擊分析和疲勞應力分析等。但是,相比航空航天和汽車等行業(yè),洗衣機仿真技術起步相對較晚,仍有很大的發(fā)展空間。從汽車行業(yè)的仿真技術發(fā)展規(guī)律來看,未來洗衣機產(chǎn)品仿真技術在仿真體系方面仍待規(guī)范和完善,各種高級仿真任務的置信度有待提升,如洗衣機橡膠部件、減振器等非線性仿真模擬,多物理場聯(lián)合仿真,平衡圈流固耦合問題,電機磁、熱、聲耦合分析等。另外,借助各商業(yè)化仿真軟件的迭代升級,各種仿真優(yōu)化設計問題仍需解決。
可靠性
通常,洗衣機產(chǎn)品的整體及部件可靠性驗證仍舊依賴于試驗測試,而產(chǎn)品軟件可靠性,目前尚無有效的評估方法,相關理論體系仍在逐步完善。未來,隨著洗衣機功能多樣化以及智能化發(fā)展,產(chǎn)品可靠性保證難度將成倍增加。因此,各種先進強健性設計方法的應用,如DFSS,必將變得越來越廣泛。同時,更有效的檢測驗證方法研究日漸興起,對產(chǎn)品軟件評估方法的研究也將同步展開。
智能制造技術
洗衣機行業(yè)的制造技術與汽車等先進制造行業(yè)相比,仍舊落后不少,在人力成本相對較低的國家和地區(qū),洗衣機產(chǎn)品制造線以人力為主。當前,隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術的發(fā)展,以機器人大規(guī)模組裝為特點的智能工廠方興未艾。未來,標準化、模塊化、定制化等新興智能制造技術,既能滿足產(chǎn)品高品質(zhì)、高可靠性及高效率生產(chǎn)的要求,又能滿足消費者私人定制等需求。
電機技術
傳統(tǒng)洗衣機的驅(qū)動電機包括單向感應電機和串激電機等。隨著電機技術的不斷發(fā)展,高效變頻電機逐漸成為主流,以永磁直流無刷電機為代表,普及率逐步提升,增長趨勢明顯。展望未來,低成本化直流無刷電機將得到廣泛應用,電機拓撲結構持續(xù)優(yōu)化,深度弱磁控制技術蓬勃發(fā)展,新的永磁體材料應用,促使變頻電機兼具高效率、高精度、低噪聲等性能。
傳感器技術
目前,洗衣機應用的傳感器類型比較有限,可實現(xiàn)功能也有限,如水位、溫度等感知,但精度相對不高。同時,各類新型傳感器(位移、污濁度)僅在高端產(chǎn)品上少量應用。未來隨著各種傳感器的技術升級,如布質(zhì)傳感器、濕度傳感器等,洗衣機將獲得更精準的感知參數(shù),使得分類洗、衣干即停等功能不斷完善。同時,各種傳感器綜合應用,將不斷衍生出新的技術,比如自動投放技術、分類處理技術、和中央控制技術(集中供/排水)。另外,隨著智能化需求越來越廣泛,5G背景下無線網(wǎng)絡傳感器與洗衣機的集成化也將是未來發(fā)展趨勢。
感知技術
綜合比較洗衣機的各種感知技術,日本、韓國等國家主流企業(yè)在洗衣機感知技術方面已成熟應用,而中國大部分企業(yè)起步較晚,感知算法停留在常規(guī)應用等方面,如重量、偏心等感知的實現(xiàn),而且感知結果精度相對較低。隨著各種新型傳感器技術的發(fā)展,新的感知類型不斷出現(xiàn),如臟污感知、衣物感知等,感知精度必將躍升到新的高度。通過感知算法不斷地優(yōu)化,將最終實現(xiàn)洗衣機的無所不“感”。
減振降噪
在消費升級的大背景下,洗衣機的噪聲問題受到人們越來越多的關注。對于減振降噪技術而言,大部分洗衣機企業(yè)仍舊采用如水泥配重塊和吸音海綿等被動控制技術,產(chǎn)品的噪聲評價偏向于數(shù)值管理,而更貼近于消費者實際感受的聲品質(zhì)評價體系仍未建立。未來,洗衣機偏心(大小、位置)精確感知技術將不斷迭代發(fā)展,各種振動主動控制技術,如磁流變減震、平衡圈偏心自適應控制不斷升級應用。同時,聲設計、主動降噪技術和聲品質(zhì)優(yōu)化設計在產(chǎn)品上應用,必將大幅提升洗衣機使用舒適性。
節(jié)能節(jié)水
節(jié)能節(jié)水的長期目標就是“低能耗”和“低水耗”。“低能耗”的主要目標是降低電機能耗、加熱能耗及主要電器件能耗,目前主要依托于電機變頻化來實現(xiàn),而冷水洗滌技術和熱泵烘干技術可顯著降低產(chǎn)品能耗。“低水耗”則以降低洗滌水量和烘干水量為突破方向,一方面,為了減少洗滌水量浪費,漂凈即停,烘干即停技術逐漸發(fā)展成熟;另一方面,為了提高洗滌水量循環(huán)利用率,洗滌水循環(huán)自凈系統(tǒng)等成為未來發(fā)展熱點,同時,在洗滌劑性能上的突破,如濃縮、活性且環(huán)境友好的新型洗滌劑,在提升洗衣機洗護效果同時可大幅減少漂洗次數(shù)及水量。
綜上所述,隨著各種技術的創(chuàng)新發(fā)展,洗衣機將朝著“綠色、健康、舒適、智能”等方向深度發(fā)展。同時,技術創(chuàng)新不再是以產(chǎn)品硬件升級為中心,而是真正跨入到提升用戶“洗衣體驗+親環(huán)境”為中心的立體式技術創(chuàng)新時代。
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