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全球洗衣机技术趋势综述
程福萍
2016 年中国家电技术大会已经成功落下帷幕,但对于行业的影响仍在持续发酵.在此次大会上,众多业内专家围绕全球洗衣机技术发展趋势展开探讨,并明确未来发展方向.在竞争日益激烈的市场环境下,全球洗衣机企业都在不断探索满足消费需求的新技术和新方向.
主要市场需求各异
以2015 年为例,全球洗衣机总销量约为1.4 亿台.其中,销售规模位于第一梯队的市场包括中国及欧洲（包括CIS 地区）和北美,销量均在3000 万台左右；第二梯队的市场是东南亚和大洋洲,两者总销量为2000 万台；最后是中南美、韩日以及中东（包括非洲）,都处于1000 万台的级别.
事实上,各区域除了销量级别存在不同,市场细节也差异巨大.各个国家和地区在产品类型和市场需求方面都具有独特性.
欧洲洗衣机市场以滚筒产品为主,几乎见不到波轮产品.同时,该市场成熟度非常高,并且以节能节水等法规严格而闻名.北美地区同样是高度成熟市场,相应的节能、安全等法规较完善,但不同之处在于其产品均为大容量（12kg 以上）,并且滚筒洗衣机和波轮洗衣机同时并存.韩日市场,虽然绝对规模不大,但也很有特点,产品类型同样是滚筒洗衣机和波轮洗衣机并存,容量上韩国相对北美略小, 为10kg?13kg ；日本则更小一些,为7kg ?10kg.韩日市场同样比较成熟,相应的法规较完善,在时尚和便利性方面的创新点较多.
中国市场与上述的3 个市场不同,属于快速发展的新兴市场,相关法规正在逐步完善.同时,由于市场体量巨大和经济发展不平衡,处于普及型需求和升级换代需求并存的状态.产品类型方面,滚筒洗衣机和波轮洗衣机并存,但滚筒洗衣机的占比呈稳步上升趋势,产品容量集中在6kg ?9kg 之间.此外,单独的烘干机需求逐步增长.
最后是印度和非洲地区,产品以波轮洗衣机和低端滚筒洗衣机为主.该市场尚处于较初级水平,需求较基础,法规并不完善,但未来发展潜力巨大.
虽然洗衣机的全球销量分布以及各个主要市场的特点存在差异,但洗衣机总体技术发展趋势是相同的.消费者从自身使用角度对洗衣机提出了安全、高效、个性化、低噪（舒适）、便利性（智能）等要求；而全行业或者说全人类从可持续角度又提出了可回收、节能等宏观要求.这些宏观趋势定位了洗衣机将来需要达到的总体目标.这个总体目标细化分解到具体的技术角度则是行业后续需要讨论的主要技术点的发展趋势.
目前,全球洗衣机技术发展趋势主要包括10 个技术点,分为通用方面和专业方面两大部分.其中,共性技术是指机械产品的通用技术,包括制造技术、可靠性技术、仿真技术、新材料和智能化技术；特化技术则指为满足洗衣机开发而特别需要的技术,或者说在别的产品上没那么重要,而在洗衣机上则需要特别重视的技术,主要包括电机技术、传感器技术、感知技术、减振降噪和节能节水技术.
共性技术,夯实基础
在共性技术中,最热的当属智能化技术.该技术是行业内讨论的热点,但现状仍有很多的不足.洗衣机智能化目前主要以Wi-Fi 和触控屏等智能硬件的应用为主,软件方面则呈现百家争鸣的态势,各企业都在发展各自的智能控制系统,相互间无法兼容.目前,洗衣机实现的智能化功能主要是远程控制,即以手机控制洗衣机的运行和停止.如业内专家所言,目前尚属于弱智能或者亚智能状态.未来,首先应是降低智能部件的成本,这是后续广泛应用的基础；其次是软件控制系统的标准统一,相关部门已有意识和行动,后续会逐步实现；第三则是控制终端会突破手机的局限,语音和手势等更便利的控制方式变为可能；最后则是实现终极的人工智能,这个时候可能不再简单地称之为洗衣机.
洗衣机在新材料应用方面也有许多不足.首先,产品外观时尚性不够.其次,为满足特殊性能而开发的功能性材料,不仅性能有待提升,应用范围还比较窄.第三,包装材料（泡沫、包装纸等）浪费较大.在外观材料方面,为了满足消费者越来越高的期望,产品外观必然更时尚个性,注塑工艺方面的多色混合注塑、颜色渐变等正是迎合这一需求的核心技术,未来将更加成熟.自清洁、杀菌等功能性材料的应用需求将继续扩大,有望得到更广泛的应用.包装材料的发展方向则是可回收、自降解等环境友好型.此外,3D 打印技术结合新型的可打印材料（高强、透明等）,在机械产品上的应用前景也值得期待.
仿真技术主要探讨计算机虚拟仿真技术.与航空航天和汽车等行业相比,家电的仿真技术应用处于初级阶段,并且中国的应用水平相对于欧美国家仍落后较多.未来,仿真技术的发展趋势首先将聚焦仿真流程的规范和完善.同时,仿真结果的置信度将大幅提升,对于目前较难模拟的领域,如非线性问题、多物理场联合仿真等问题的准确度会有较大进步.目前,在家电产品上应用优化设计（仿真）的厂家数量很少,随着置信度的提升和流程的规范,优化设计会得到越来越多企业的重视.
对于可靠性技术,业内的直观反映是硬件的经久耐用,厂家主要通过寿命试验等测试手段进行保证.值得注意的是,软件的可靠性并未受到应有的重视,且缺失有效的评估方法和理论体系.随着产品功能的增加以及智能化、个性化等要求的提高,可靠性保证的难度将变得越来越大.同时,随着家电厂家开发设计能力的提升以及更有效的检查验证方案的出现,硬件的可靠性会得到确认.而软件方面的评估则显得更难一点,评估理论和有效的方法还需时间进行研究确定.
共性技术中的最后一项是制造技术.目前,国内个别企业具备了示范性的自动化生产线,实现了黑灯工厂和个性化等要求,但行业总体上仍为劳动力密集型产业,自动化程度较低.制造技术将来的发展趋势必然是智能制造,具有极少的人力、高度的柔性、能满足化要求等特征.但是,智能制造需要一段时间才能真正实现.在此之前,产品设计需要实现真正的模块化,从设计源头降低终端制造的难度,并需要经历自动化充分普及这一过程.
特化技术,塑更好产品
除了机械产品相对共性的5 个技术,与洗衣机关联更密切的特化技术更具有针对性.
从电机技术来看,当前洗衣机主要以单向感应和串激电机的应用为主,满足低成本的同时牺牲了效率、噪声等性能.永磁直流无刷当前应用率较低,但鉴于其性能、效率等优势,必将成为发展趋势.制约其广泛应用的最大因素是高成本,特别是控制器成本较高.因此,降低成本将是首要解决的课题.同时,随着算法的进一步完善,电机中的位置传感器的删除变得可能.最后则是由设计原理和制造工艺的发展,会带来电机输出参数精度和稳定性提升,最终使洗衣机感知精度和效率的提升.
目前,洗衣机传感器的应用类型有限,精度较低.随着技术的发展,传感器将朝着微型化、可移动性以及低成本方向发展.同时,为满足各项特殊性能,新型传感器将不断出现.作为智能化的基础,传感器的种类将更加丰富,应用领域将更加广泛.
作为洗衣机实现智能化的一项重要基础技术,感知技术目前可以实现的功能较为常规,仅在重量和偏心感知等领域应用较广泛,且感知精度较低.得益于新型传感器的不断面世,新的感知类型也将不断出现,如面料感知等.同时,基于传感器精度的提升和算法的不断优化,感知精度也将逐步提升.因此,未来感知技术发展的极致,将远远超出当前的水质、重量等范畴,逐渐做到声音、动作、气味等将无所不“感”.
特化技术中的第四个是减振降噪技术.目前洗衣机的振动控制均是以水泥配重块等被动控制为主,噪声控制则主要是以总值管理为主,基本无声品质考核.未来,减振降噪技术将主要朝着3个方面发展.首先,感知技术的发展将有利于减振降噪技术的提升,如通过对洗涤衣物偏心大小和位置的精确感知,可以有针对性地布置平衡球位置或控制脱水转速等,以实现低振静音目标.其次,更有效的主动控制技术将得到广泛应用.第三,声设计被广泛应用,声品质相对于噪声数值会受到更多的关注.
节能节水技术也是洗衣机需要重点关注的特性技术之一.目前,洗衣机节能的方法较单一,主要通过电机的变频化和程序优化（电加热时间调整等）等方式实现；节水方面则以调节漂洗水量为主,少数企业也尝试从设计角度实现节水效果,如斜桶设计等.谈及节约,首先需要做的是减少浪费.对洗衣机来说,首先要通过减少不必要的运转动作来节能节水,漂净即停、烘干即停等功能的普及将带来较好的能源和资源效益；其次是效率提升,主要通过采用更高效的部品或原理节能；第三是循环利用,主要针对节水,如洗衣机内部设置循环泵或自净系统等；最后则有赖于与洗衣过程密切相关的洗涤剂的突破,若有常温下活性更优或人体更友好（无需漂洗）的洗涤剂,洗衣机将无需加热功能或漂洗功能,对于用户而言能得到更好的节能和节水效果.
前文对于洗衣机技术发展趋势进行了诸多的讨论.对于洗衣机的从业者而言,最终需要关注的无外乎“用户体验”和“亲环境”.“用户体验”是人使用产品的即时感受,包括减振降噪、智能化等在内都是为此服务；节能节水、可靠性等技术则服务于“亲环境”,关注点是人在地球上的长远感受.
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