在我国经济发展进入“新常态”以后,根据《中国家电报告》,2017年我国家电网购市场的增速在25%以上,总体规模超过4800亿元。其中,乡镇网购市场大幅度增长,增幅达到150%。这些数据表明,随着互联网技术的快速发展,电商迅速崛起,而电商的发展也带动了家用电器行业的发展,人们对家电的需求量快速增加。但是随着家电健康观念的日益深入,越来越多的消费者在购买家电时更加看重电器的健康功能。随着新技术的出现以及人们对家电要求的提高,家用电器智能化发展是必然趋势,我国家电生产企业也将持续朝着智能化制造的方向发展。
1 家用电器市场发展特点
首先,从整体上来看,家用电器市场在消费群体方面呈现年轻化的特点。目前,80后是家用电器主要的消费群体,占比达到74%,是核心的用户群体。而这些用户更加注重的是科技、时尚以及和生活方式的结合,看重产品的性价比,注重多元精神需求,主要购买方式是线上购物和实体购买结合。其次,在市场发展上,家用电器在城市发展中市场逐渐饱和,增长空间有限,但是农村电商市场却具有极大的潜力。从《中国家电报告》中也可以看出,城乡家电市场差距明显,在政策支持下,家电行业会更加注重农村消费市场。此外,智能家电成为新的发展热点,家电企业朝着智能化生产的方向发展,在销售方便也呈现出多渠道的综合性发展。
2 家用电器智能化发展现状和原因
2.1 智能家电的发展现状
传统家用电器包括空调、冰箱、电饭煲、电视机等,新型的家用电器包括智能电磁炉、智能电饭煲、智能烤箱、智能微波炉以及消毒碗柜等。随着科学技术的发展,传统家用电器和新型家用电器的技术性都在增强,功能也都在不断优化完善。但是新型家用电器和传统家用不同的是,新型家电具有智能化的特点,也就是通过计算机技术和微处理器在家用设备中的应用,使得家电从机械式的人为调控的设备成为一种具有智能化、自动化特点的设备,人们可以通过设定远程控制或者使设备自动运行和暂停。比如通过设定功能对电饭煲进行定时,电饭煲便会在指定时间内开始煮饭,通过自动化监控技术的应用,使得用户可以利用手机等设备远程监控家用设备的运行状态,一旦出现问题报警系统会自动报警,保证家用设备使用安全健康。在智能家电发展过程中,由于计算机信息网络的快速发展,配电系统和电动机控制中心已经形成了集监控、保护和信息网络为一体的系统,通过智能化断路器和智能化电动机控制器予中央控制计算机处理器的联通,帮助用户及时掌握家电的使用情况。
2.2 智能家电发展的原因
家用电器呈现智能化的发展趋势,主要依赖于科学技术的不断进步和成熟,尤其是网络技术和通信技术的广泛应用。除此以外,随着信息化程度的提高,家用电器行业获得快速发展,扩大家电产业发展规模也就有了可能。目前智能家电快速发展的基础是互联网技术及其基础设施,正是互联网技术和计算机信息技术等为家用电器的智能化发展提供了技术条件。当然,家用电器的智能化发展和用户是离不开的。从上文可知,随着人们生活水平的提高,在对家电需求量不断增多的同时,对家用电器的功能也提出了更多新的要求。尤其是在人们健康观念和环保观念日益深入的情况下,用户更加关注家用设备使用的健康性和安全性,所以家用电器智能化发展是必然趋势。
3 智能家电的特点和功能
3.1 智能家电的特点
和传统的电视机、电冰箱相比,新型的智能化家用设备具有以下几个特点:首先,智能家电主要采用的技术基础是互联网技术和通信技术,通过家庭局域网将各种家电联系在一起,并通过家电网关接口和制造商服务站点连接起来,最终实现和互联网的连接,实现各种信息的共享。其次,智能化家电最大的特点就是智能化。也就是和传统家电相比,智能化家电不需要通过人为干预就能根据环境做出自动化的不同相应,或者根据功能设定,由控制中心发出指令后,家电自动运行或者暂停。比如智能空调不需要人工开和关,而是可以根据不同的季节、不同的气候和用户的区域特征来自动调整工作状态,使得设备达到最佳的运行状态。再次,用户所购买的智能化家用电器并不是来自于同一个生产商的,所以为了使家用电器在使用过程中能够互联互通,方便用户监控管理,保护设备安全,必须要保证智能家电平台具有开放性和兼容性,能使得不同制造商生产的设备在同一环境中和谐运行。此外,智能家电因为可以根据环境的不同做出相应的调整,达到最佳的工作状态,降低工作时间,所以也具有节能的特点。当然,为了方便用户操作,各种复杂的操作流程已经镶嵌在智能家电控制器中自动解决,所以智能家电具有易用性特点,用户只要学会简单的操作即可。
3.2 智能家电的功能
智能家电指的是整个智能家电技术系统。随着科学技术不断发展,以及人们对智能家电应用需求的增多,以及家电智能化、自动化发展的趋势,不同的智能家电在不同的应用环境中也具有一定的差异,但是大多数智能家电具有以下几方面功能:首先,智能家电是通过家庭局域网络来实现连接的,所以具有一般的通信功能,也就是可以实现电话、远程控制、网络通信以及自动报警等。其次,智能家电使用了自动化控制技术,所以具有智能控制的功能。比如智能微波炉可以自动控制加热的时间、加热的温度和程度等;智能电视机可以自动搜索用户所需要的电视节目,并通过监控系统自动录摄控制。再次,智能家电具有交互式智能控制的功能,比如可以通过语言识别技术来实现家电的语音控制,通过主动式传感器实现智能家电的主动式动作响应等,用户也可以自定义场景使得家电做出相应的自动化响应。此外,智能家电技术系统还具有安防控制、健康、医疗等功能。比如,通过设置火灾自动报警、煤气泄漏、漏电和漏水自动报警系统,以及门禁系统等达到自动安全防护的功能;通过监控设备监看家里老人,通过远程技术进行诊断治疗等。
4 智能家电产品分类和主要技术
4.1 智能家电产品分类
智能家电主要分为两种:一种是采用电子技术和机械技术的家电,例如微波炉、电磁炉等;另一种是模拟家庭中熟练操作者经验的进行模糊推理和模拟运行与控制的家电,比如将数控技术和计算机相结合而开发出来的数控冰箱就是一种具有模糊推理和模拟控制的家电,智能电饭煲、变频空调以及全自动洗衣机等是基于逻辑思维而开发出来的家用设备。当然,同一类产品的智能化程度也不同,一般有单项智能和多项智能两种。其中,前者指的是家用电器只具有一种模拟功能,比如单功能电饭煲对煮饭的控制就是只模拟了人的思维常识,即煮饭量大则需要的时间就长,从而通过实现对饭量的检测来完成相应的控制。采用模糊推理进行饭量检测,然后通过模糊控制实现对整个煮饭过程的控制。而多项智能家用电器则具有多种模拟人类智能的功能,比如在多功能模糊电饭煲中,电饭煲可以通过模拟多种人类智能,从而完成多元化的控制操作。
4.2 主要技术
智能家电所采用的主要技术是智能控制技术,而想智能控制技术中主要应用的是模糊控制,目前部分家用电器还使用到神经网络技术。模糊控制技术是当前智能家电中运用最为广泛的智能控制技术。该技术和人思维具有一致性,所以在理解上比较方便,而且在具体应用过程中不需要复杂的计算和数学表达。但是该技术的缺陷是学习型较差,使得家用电器无法积累人的经验,不能随着人使用习惯的改变而改变。因为人会随着知识的不断获取和经验的积累而改变原本思维或产生新思维的,家用电器在使用中也会受到外界环境变化、内部零件消耗以及人使用习惯改变等的影响,所以家用电器应该具有学习性的特点,当人们习惯改变或者外界环境变化较大时会自动调整运行程序,设定最佳的操作方式。比如,洗衣机在不同的季节,会因为环境温度的不同其洗涤的程序也不同,所以洗衣机需要根据环境变化而调整自身运行操作的状态,并自动学习在特定衣服数量、衣服质地的情况下进入到最优洗涤程序中,这需要应用到新的智能技术,即神经网络控制。神经网络控制的应用不仅可以帮助用户省去许多重复的操作,方便用户使用,还能因为操作程度的优化而使得操作时间也得到优化,在达到最佳使用效果的同时为用户节约用电、用水等。
5 智能家电未来发展方向
5.1 智能家电发展的特点
智能家电发展的3个特点包括多种智能化、自适应进化和网络化。其中,多种智能化指的是家用电器在特定的工作功能中模拟多种人为的智能思维或智能活动;自适应进化指的是家用电器会根据周围环境的变化以及其自身的运行状态来调整工作方式和程序等,这种变化可以使得家用电器在其使用期限内提高其使用效率,达到节约能量和最大使用效果的目的;网络化指的是家用电器通过局域网相连,然后用户可以实现远程控制,实现家用电器之间的互动。
5.2 家用电器的智能基础
镶嵌在家用电器中的主要智能技术包括启发式搜索、人工神经网络、模糊逻辑理论和遗传算法几种。其中,启发式搜索指的是通过和任务无关的信息简化搜索进程,并从中获得启发性的信息,最终可以确定搜索的方向,从而达到节约时间的目的;人工神经网络主要是基于家用电器的学习性功能,通过对参数变化的掌握来预测家电变化的趋势,并通过采用最优的控制方法来使设备一直处于最佳运行状态中;模糊逻辑理论指的是家用电器模拟人类智能思维和处理过程的过程;遗传算法是一种对自然选择和遗传随机搜索算法的利用,在家电应用中就是将各种状态参数优化组合,从而实现最优化控制。
5.3 智能化改变家用电器结构
在技术发展过程中,智能家电的结构需要不断改进和优化,主要原因包括:传感器增加、状态显示器水平件提高、控制元件功率和能力增强等。比如,空调在使用中会受到室内外温度和湿度等的影响,所以在对智能家电外部环境检测中要求智能家电结构发生变化。其次,家用电器状态显示件水平的提高,也要求家用电器结构进行改进。此外,控制元件和控制结构发展,比如智能洗衣机具有自动投放洗涤剂的功能,需要洗衣机要有设置洗涤剂存放器和洗涤剂投放的结构。
6 结语
综上,家用电器的智能化发展是必然趋势,目前智能家电已经实现了智能控制、远程监控、自动报警等功能。随着科学技术的不断进步,信息化程度的提高以及人们对于智能家电的需求,智能家电是家电行业未来的主要发展热点,同时智能家电将朝着多种智能化、自适应进化和网络化方向发展。
参考文献
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(作者李鑫系江苏省产品质量监督检验研究院工程师)