洗衣機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢簡析

1、洗衣機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢簡析- 電氣論文洗衣機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢簡析本刊記者李志剛整理隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展，洗衣機(jī)全球年需求量已超過1 億臺，保有量超過10億臺。自 2007年以來，洗衣機(jī)等家電產(chǎn)品在中國市場，受包括家電下鄉(xiāng)、以舊換新、節(jié)能惠民等多項(xiàng)刺激內(nèi)需的政策影響，市場規(guī)模超常擴(kuò)張。2012年，隨著各項(xiàng)政策的陸續(xù)退出， 國內(nèi)洗衣機(jī)市場逐步恢復(fù)到常態(tài)， 市場的發(fā)展趨向平穩(wěn)。2015年，洗衣機(jī)全年產(chǎn)量在6500萬臺左右，與 2014年相比，基本持平。據(jù)了解，洗衣機(jī)作為耐用消費(fèi)品， 產(chǎn)品壽命通常為8 ?10 年。自 2012年開始，得益于五大技術(shù)元素的支撐， 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級與制造創(chuàng)新成為洗衣機(jī)轉(zhuǎn)變增長方式的亮點(diǎn)。

2、 第一，通過動力學(xué)平臺優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)使綠色低碳優(yōu)化設(shè)計(jì)成為可能；第二，高效變頻技術(shù)，使洗衣機(jī)產(chǎn)品能效大幅提升，滾筒洗衣機(jī)和波輪洗衣機(jī)（以下簡稱滾波產(chǎn)品）產(chǎn)品普遍能夠達(dá)到能效1 級，同時整機(jī)噪聲大幅降低；第三，智能感知技術(shù)， 使洗衣機(jī)單機(jī)智能得到空前的重視，利用各種經(jīng)濟(jì)型傳感器，從洗滌之前、洗滌中、洗滌后，對洗衣過程實(shí)現(xiàn)全方位的感知、智能判斷及控制，從而達(dá)到最佳的洗護(hù)效果；第四，通過偏心控制及減振降噪技術(shù)，實(shí)現(xiàn)滾波產(chǎn)品超靜音，給消費(fèi)者帶來安靜舒適的體驗(yàn)；第五，模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化及共用化技術(shù)，使智能柔性制造成為可能。未來技術(shù)發(fā)展趨勢預(yù)測未來 5 ?10 年，國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)環(huán)境和社會環(huán)境將發(fā)生重大變化，中國經(jīng)

3、濟(jì)與社會發(fā)展由高速進(jìn)入企穩(wěn)區(qū)間，創(chuàng)新驅(qū)動步伐加快 , 家用洗衣機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將是機(jī)遇與挑戰(zhàn)共存。一方面，產(chǎn)業(yè)將面臨越來越嚴(yán)格的能源效率、化學(xué)品減排、資源可持續(xù)以及有害物質(zhì)控制等技術(shù)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求，另一方面，隨著城市市場消費(fèi)升級、農(nóng)村市場快速普及等市場需求的變化，以及結(jié)合移動互聯(lián)時代的特點(diǎn)，給產(chǎn)業(yè)帶來新的市場機(jī)遇。新的機(jī)遇可能會驅(qū)動洗衣機(jī)各技術(shù)領(lǐng)域朝著符合時代趨勢的方向進(jìn)行演進(jìn)，表現(xiàn)為以下幾個方面： 節(jié)能靜音技術(shù)是產(chǎn)品的基本性能需求；綠色健康技術(shù)是社會發(fā)展的方向； 智能化是移動互聯(lián)時代不可逆轉(zhuǎn)的趨勢；美是人類精神需求的高級層次。技術(shù)發(fā)展瓶頸分析根據(jù)未來社會和市場需求、 產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)的分析， 影響我

4、國家用電動洗衣機(jī)產(chǎn)業(yè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)， 需要優(yōu)先解決、突破的關(guān)鍵技術(shù)問題和技術(shù)瓶頸主要集中于如下領(lǐng)域。洗衣機(jī)電機(jī)技術(shù)目前，隨著各國對能耗的要求越來越高，如何最大限度地提高洗衣機(jī)電機(jī)的效率，尤其是低速洗滌時的效率是個難題。對單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)和串激電機(jī)來說，目前的電磁設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝都比較成熟，需要使用更好的原材料才能進(jìn)一步提高電機(jī)的效率，但更好的原材料意味著成本的增加，需要生產(chǎn)商仔細(xì)平衡。對永磁無刷電機(jī)來說， 如何使控制器能夠跟電機(jī)本體達(dá)到最佳匹配是個問題。雖然變頻控制技術(shù)已經(jīng)發(fā)展多年，但在控制軟件特別是無感控制算法上還需要進(jìn)一步提高。排水泵技術(shù)目前，三相變頻感應(yīng)電機(jī)及永磁無刷電機(jī)在上排水的洗衣機(jī)中應(yīng)用越

5、來越廣，脫水時排水泵的噪聲也越來越引起消費(fèi)者的關(guān)注，尤其在排水最后階段， 洗衣機(jī)中有少量殘水， 將出現(xiàn)氣液混合狀態(tài)與離散噪聲，包括旋轉(zhuǎn)噪聲、 葉輪拍打水面的噪聲以及水氣干涉條件下產(chǎn)生的多極子噪聲等。在排水的最后階段， 由于殘余的水量較少， 葉輪產(chǎn)生的離心力不能把殘水排到洗衣機(jī)外部，水會循環(huán)的倒流回泵體，接著，葉輪會繼續(xù)旋轉(zhuǎn)排水，反復(fù)循環(huán)，產(chǎn)生周期性的“噗嗤”聲，間隔約1 秒左右。多個離散頻率的噪聲峰值復(fù)合起來，不但使洗衣機(jī)的聲功率增大，聲品質(zhì)更會受到很大影響，聲音的尖銳度和粗糙度明顯增大，引起很多消費(fèi)者的投訴。改善排水泵的聲品質(zhì)， 特別是水汽混合時的聲品質(zhì)是一個迫切的問題。感知算法技術(shù)中國盡管

6、是全球洗衣機(jī)制造大國， 但不是洗衣機(jī)制造強(qiáng)國， 產(chǎn)品參差不齊，檔次相差較大， 在感知算法相關(guān)的人才培養(yǎng)上非常欠缺，感知算法研究與其他專業(yè)領(lǐng)域不同，是一個跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的技術(shù)，相關(guān)人才必須具備包括，結(jié)構(gòu)、電氣、軟件和統(tǒng)計(jì)學(xué)等專業(yè)知識才能很好的開展感知算法的研究。目前，中國很少有和洗衣機(jī)相關(guān)的工程師專門進(jìn)行感知算法的研究，相關(guān)團(tuán)隊(duì)更是少之又少， 往往都是負(fù)責(zé)電氣或者軟件的工程師簡單的通過一些功能需求完成感知算法設(shè)計(jì)或者通過國外的現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，算法在自有結(jié)構(gòu)平臺上的可靠性上沒有得到充分的驗(yàn)證和有效的評價。 另外，在感知算法多樣化的情況下，能否全過程通過多個算法結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更智能的感知過程，目前很少

7、有公司研究。整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)先進(jìn)有效的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動態(tài)優(yōu)化技術(shù)對中國整個家電產(chǎn)業(yè)的技術(shù)軟實(shí)力提升、產(chǎn)業(yè)競爭力提升和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型創(chuàng)新等方面將起重要作用。多體動力學(xué)虛擬樣機(jī)仿真優(yōu)化技術(shù)，將在實(shí)物產(chǎn)品出來前就能夠預(yù)判系統(tǒng)動力學(xué)性能和強(qiáng)健性， 降低開發(fā)樣機(jī)的數(shù)量和費(fèi)用，縮短開發(fā)周期， 開發(fā)過程中能夠做到每一步的設(shè)計(jì)有理可依、有據(jù)可循，開發(fā)效率大大提升， 并結(jié)合優(yōu)化理論，尋求設(shè)計(jì)薄弱點(diǎn)，做到有的放矢，大大提高企業(yè)的技術(shù)水準(zhǔn)，提高產(chǎn)品的品質(zhì)。當(dāng)前，這項(xiàng)技術(shù)的難點(diǎn)包括洗衣機(jī)門封非線性仿真的影響、懸掛系統(tǒng)的吊簧和減震器數(shù)學(xué)模型建立以及仿真的精確度方面，中國企業(yè)在該方面如能進(jìn)一步突破，將大大提升整體的設(shè)計(jì)能力水準(zhǔn)；流體

8、動力學(xué)仿真方面， 能夠?qū)⒃囼?yàn)所不能看見的內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)數(shù)值化、可視化，對烘干系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計(jì)起到明確改善，降低設(shè)計(jì)失敗發(fā)生率， 優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行效率， 縮減開發(fā)樣機(jī)數(shù)量， 提升設(shè)計(jì)能力的重要作用；最后，先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法還需要科學(xué)的優(yōu)化理論進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)效率和成功率， 6sigma和 DFSS 的理論工具將是企業(yè)尋求產(chǎn)品價值最大化、運(yùn)營效率最優(yōu)化的強(qiáng)有力支持， 在該方面應(yīng)該繼續(xù)保持投入，積累經(jīng)驗(yàn)， 并不斷運(yùn)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)改善中去，持續(xù)推進(jìn)將為企業(yè)帶來可觀的技術(shù)力和經(jīng)濟(jì)效益的提升。當(dāng)前整個產(chǎn)業(yè)面臨嚴(yán)峻的競爭形勢，這將不斷驅(qū)使企業(yè)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動態(tài)仿真優(yōu)化技術(shù)瓶頸方面加大投入，掌握更科學(xué)和合理的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法理論，最

9、終為企業(yè)由制造型向創(chuàng)新型轉(zhuǎn)變、 粗放型向節(jié)約型轉(zhuǎn)變提供保障，促進(jìn)行業(yè)向更高技術(shù)、更低消耗的科學(xué)環(huán)保方向不斷推進(jìn)。雖然互聯(lián)網(wǎng)+ 的時代競爭節(jié)奏已日趨白熱化，但科學(xué)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念與流程，強(qiáng)健的產(chǎn)品品質(zhì)始終是企業(yè)贏得競爭的永恒主題。減振降噪與偏心技術(shù)在產(chǎn)品上，小體積大容量的洗衣機(jī)一直被空間所限制，即如何在有限空間里控制懸掛系統(tǒng)平穩(wěn)的運(yùn)動。 輕質(zhì)量化的洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)， 雖然可以降低振動部件的運(yùn)動控制難度， 但對強(qiáng)度需求的滿足也需要在設(shè)計(jì)中有所考慮。開發(fā)高轉(zhuǎn)速洗衣機(jī)，如何降低在高轉(zhuǎn)速洗衣機(jī)產(chǎn)生的高噪聲、高振動對各洗衣機(jī)廠家來說都是一個巨大的挑戰(zhàn)。 大容量，高滾筒由于獨(dú)特的技術(shù)形勢促使其相應(yīng)的減振降噪方法

10、也有所不同， 目前，市場上都是基于現(xiàn)有技術(shù)手段來進(jìn)行開發(fā)，但效果還有待市場進(jìn)一步檢驗(yàn)。可靠性設(shè)計(jì)在可靠性技術(shù)方面， 國外對可靠性技術(shù)術(shù)的設(shè)計(jì)和管理，有著完整的體系和方法。例如美國有完備的可靠性工程服務(wù)流程，日本可靠性PDCA 循環(huán)管理模式。中國白色家電領(lǐng)域急需結(jié)合FMEA和 FTA 等國際通用可靠性分析技術(shù)，根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域， 開發(fā)出適合中國企業(yè)的特有的可靠性分析技術(shù)。并將這種方法普遍推廣應(yīng)用到機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造工藝中。白色家電產(chǎn)品是通過長期使用經(jīng)驗(yàn)的積累，發(fā)現(xiàn)故障并經(jīng)過不斷設(shè)計(jì)改進(jìn)而獲得可靠性。以往設(shè)計(jì)采用以經(jīng)驗(yàn)為主的設(shè)計(jì)規(guī)范，可靠性是通過這種設(shè)計(jì)規(guī)范的實(shí)施而得到保證的。這些規(guī)范包括材料的選定、結(jié)構(gòu)形式和安全系數(shù)的確定等。同時，采用可靠性的概率設(shè)計(jì)方法以及與實(shí)物試驗(yàn)進(jìn)行比較，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并收集和積累可靠性數(shù)據(jù)。智能化和模塊化如何建立能配置成多種最終產(chǎn)品和服務(wù)的模塊化部件是智能化和模塊化技術(shù)瓶頸，通過標(biāo)準(zhǔn)化的零部件模塊實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)，而模塊化的零部件具備可互換性和通用性，可以滿足用戶的個性化和市場的多元化、細(xì)分化