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全球洗衣機技術趨勢綜述

時間:2024-11-02 12:16:53

2016年中國家電技術大會已經成功落下帷幕,但對于行業的影響仍在持續發酵。在此次大會上,衆多業内專家圍繞全球洗衣機技術發展趨勢展開探讨,并明确未來發展方向。在競争日益激烈的市場環境下,全球洗衣機企業都在不斷探索滿足消費需求的新技術和新方向。

主要市場需求各異

以2015年為例,全球洗衣機總銷量約為1.4億台。其中,銷售規模位于第一梯隊的市場包括中國及歐洲(包括CIS地區)和北美,銷量均在3000萬台左右;第二梯隊的市場是東南亞和大洋洲,兩者總銷量為2000萬台;最後是中南美、韓日以及中東(包括非洲),都處于1000萬台的級别。

事實上,各區域除了銷量級别存在不同,市場細節也差異巨大。各個國家和地區在産品類型和市場需求方面都具有獨特性。

歐洲洗衣機市場以滾筒産品為主,幾乎見不到波輪産品。同時,該市場成熟度非常高,并且以節能節水等法規嚴格而聞名。北美地區同樣是高度成熟市場,相應的節能、安全等法規較完善,但不同之處在于其産品均為大容量(12kg以上),并且滾筒洗衣機和波輪洗衣機同時并存。韓日市場,雖然絕對規模不大,但也很有特點,産品類型同樣是滾筒洗衣機和波輪洗衣機并存,容量上韓國相對北美略小,為10kg〜13kg;日本則更小一些,為7kg〜10kg。韓日市場同樣比較成熟,相應的法規較完善,在時尚和便利性方面的創新點較多。

中國市場與上述的3個市場不同,屬于快速發展的新興市場,相關法規正在逐步完善。同時,由于市場體量巨大和經濟發展不平衡,處于普及型需求和升級換代需求并存的狀态。産品類型方面,滾筒洗衣機和波輪洗衣機并存,但滾筒洗衣機的占比呈穩步上升趨勢,産品容量集中在6kg〜9kg之間。此外,單獨的烘幹機需求逐步增長。

最後是印度和非洲地區,産品以波輪洗衣機和低端滾筒洗衣機為主。該市場尚處于較初級水平,需求較基礎,法規并不完善,但未來發展潛力巨大。

雖然洗衣機的全球銷量分布以及各個主要市場的特點存在差異,但洗衣機總體技術發展趨勢是相同的。消費者從自身使用角度對洗衣機提出了安全、高效、個性化、低噪(舒适)、便利性(智能)等要求;而全行業或者說全人類從可持續角度又提出了可回收、節能等宏觀要求。這些宏觀趨勢定位了洗衣機将來需要達到的總體目标。這個總體目标細化分解到具體的技術角度則是行業後續需要讨論的主要技術點的發展趨勢。

目前,全球洗衣機技術發展趨勢主要包括10個技術點,分為通用方面和專業方面兩大部分。其中,共性技術是指機械産品的通用技術,包括制造技術、可靠性技術、仿真技術、新材料和智能化技術;特化技術則指為滿足洗衣機開發而特别需要的技術,或者說在别的産品上沒那麼重要,而在洗衣機上則需要特别重視的技術,主要包括電機技術、傳感器技術、感知技術、減振降噪和節能節水技術。

共性技術,夯實基礎

在共性技術中,最熱的當屬智能化技術。該技術是行業内讨論的熱點,但現狀仍有很多的不足。洗衣機智能化目前主要以Wi-Fi和觸控屏等智能硬件的應用為主,軟件方面則呈現百家争鳴的态勢,各企業都在發展各自的智能控制系統,相互間無法兼容。目前,洗衣機實現的智能化功能主要是遠程控制,即以手機控制洗衣機的運行和停止。如業内專家所言,目前尚屬于弱智能或者亞智能狀态。未來,首先應是降低智能部件的成本,這是後續廣泛應用的基礎;其次是軟件控制系統的标準統一,相關部門已有意識和行動,後續會逐步實現;第三則是控制終端會突破手機的局限,語音和手勢等更便利的控制方式變為可能;最後則是實現終極的人工智能,這個時候可能不再簡單地稱之為洗衣機。

洗衣機在新材料應用方面也有許多不足。首先,産品外觀時尚性不夠。其次,為滿足特殊性能而開發的功能性材料,不僅性能有待提升,應用範圍還比較窄。第三,包裝材料(泡沫、包裝紙等)浪費較大。在外觀材料方面,為了滿足消費者越來越高的期望,産品外觀必然更時尚個性,注塑工藝方面的多色混合注塑、顔色漸變等正是迎合這一需求的核心技術,未來将更加成熟。自清潔、殺菌等功能性材料的應用需求将繼續擴大,有望得到更廣泛的應用。包裝材料的發展方向則是可回收、自降解等環境友好型。此外,3D打印技術結合新型的可打印材料(高強、透明等),在機械産品上的應用前景也值得期待。

仿真技術主要探讨計算機虛拟仿真技術。與航空航天和汽車等行業相比,家電的仿真技術應用處于初級階段,并且中國的應用水平相對于歐美國家仍落後較多。未來,仿真技術的發展趨勢首先将聚焦仿真流程的規範和完善。同時,仿真結果的置信度将大幅提升,對于目前較難模拟的領域,如非線性問題、多物理場聯合仿真等問題的準确度會有較大進步。目前,在家電産品上應用優化設計(仿真)的廠家數量很少,随着置信度的提升和流程的規範,優化設計會得到越來越多企業的重視。

對于可靠性技術,業内的直觀反映是硬件的經久耐用,廠家主要通過壽命試驗等測試手段進行保證。值得注意的是,軟件的可靠性并未受到應有的重視,且缺失有效的評估方法和理論體系。随着産品功能的增加以及智能化、個性化等要求的提高,可靠性保證的難度将變得越來越大。同時,随着家電廠家開發設計能力的提升以及更有效的檢查驗證方案的出現,硬件的可靠性會得到确認。而軟件方面的評估則顯得更難一點,評估理論和有效的方法還需時間進行研究确定。

共性技術中的最後一項是制造技術。目前,國内個别企業具備了示範性的自動化生産線,實現了黑燈工廠和個性化定制等要求,但行業總體上仍為勞動力密集型産業,自動化程度較低。制造技術将來的發展趨勢必然是智能制造,具有極少的人力、高度的柔性、能滿足定制化要求等特征。但是,智能制造需要一段時間才能真正實現。在此之前,産品設計需要實現真正的模塊化,從設計源頭降低終端制造的難度,并需要經曆自動化充分普及這一過程。

特化技術,塑更好産品

除了機械産品相對共性的5個技術,與洗衣機關聯更密切的特化技術更具有針對性。

從電機技術來看,當前洗衣機主要以單向感應和串激電機的應用為主,滿足低成本的同時犧牲了效率、噪聲等性能。永磁直流無刷當前應用率較低,但鑒于其性能、效率等優勢,必将成為發展趨勢。制約其廣泛應用的最大因素是高成本,特别是控制器成本較高。因此,降低成本将是首要解決的課題。同時,随着算法的進一步完善,電機中的位置傳感器的删除變得可能。最後則是由設計原理和制造工藝的發展,會帶來電機輸出參數精度和穩定性提升,最終使洗衣機感知精度和效率的提升。

目前,洗衣機傳感器的應用類型有限,精度較低。随着技術的發展,傳感器将朝着微型化、可移動性以及低成本方向發展。同時,為滿足各項特殊性能,新型傳感器将不斷出現。作為智能化的基礎,傳感器的種類将更加豐富,應用領域将更加廣泛。

作為洗衣機實現智能化的一項重要基礎技術,感知技術目前可以實現的功能較為常規,僅在重量和偏心感知等領域應用較廣泛,且感知精度較低。得益于新型傳感器的不斷面世,新的感知類型也将不斷出現,如面料感知等。同時,基于傳感器精度的提升和算法的不斷優化,感知精度也将逐步提升。因此,未來感知技術發展的極緻,将遠遠超出當前的水質、重量等範疇,逐漸做到聲音、動作、氣味等将無所不“感”。

特化技術中的第四個是減振降噪技術。目前洗衣機的振動控制均是以水泥配重塊等被動控制為主,噪聲控制則主要是以總值管理為主,基本無聲品質考核。未來,減振降噪技術将主要朝着3個方面發展。首先,感知技術的發展将有利于減振降噪技術的提升,如通過對洗滌衣物偏心大小和位置的精确感知,可以有針對性地布置平衡球位置或控制脫水轉速等,以實現低振靜音目标。其次,更有效的主動控制技術将得到廣泛應用。第三,聲設計被廣泛應用,聲品質相對于噪聲數值會受到更多的關注。

節能節水技術也是洗衣機需要重點關注的特性技術之一。目前,洗衣機節能的方法較單一,主要通過電機的變頻化和程序優化(電加熱時間調整等)等方式實現;節水方面則以調節漂洗水量為主,少數企業也嘗試從設計角度實現節水效果,如斜桶設計等。談及節約,首先需要做的是減少浪費。對洗衣機來說,首先要通過減少不必要的運轉動作來節能節水,漂淨即停、烘幹即停等功能的普及将帶來較好的能源和資源效益;其次是效率提升,主要通過采用更高效的部品或原理節能;第三是循環利用,主要針對節水,如洗衣機内部設置循環泵或自淨系統等;最後則有賴于與洗衣過程密切相關的洗滌劑的突破,若有常溫下活性更優或人體更友好(無需漂洗)的洗滌劑,洗衣機将無需加熱功能或漂洗功能,對于用戶而言能得到更好的節能和節水效果。

前文對于洗衣機技術發展趨勢進行了諸多的讨論。對于洗衣機的從業者而言,最終需要關注的無外乎“用戶體驗”和“親環境”。“用戶體驗”是人使用産品的即時感受,包括減振降噪、智能化等在内都是為此服務;節能節水、可靠性等技術則服務于“親環境”,關注點是人在地球上的長遠感受。
   

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