洗衣機技術(shù)發(fā)展趨勢簡析

1、洗衣機技術(shù)發(fā)展趨勢簡析- 電氣論文洗衣機技術(shù)發(fā)展趨勢簡析本刊記者李志剛整理隨著全球經(jīng)濟發(fā)展，洗衣機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)能惠民等多項刺激內(nèi)需的政策影響，市場規(guī)模超常擴張。2012年，隨著各項政策的陸續(xù)退出， 國內(nèi)洗衣機市場逐步恢復到常態(tài)， 市場的發(fā)展趨向平穩(wěn)。2015年，洗衣機全年產(chǎn)量在6500萬臺左右，與 2014年相比，基本持平。據(jù)了解，洗衣機作為耐用消費品， 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)新成為洗衣機轉(zhuǎn)變增長方式的亮點。

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

3、濟與社會發(fā)展由高速進入企穩(wěn)區(qū)間，創(chuàng)新驅(qū)動步伐加快 , 家用洗衣機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將是機遇與挑戰(zhàn)共存。一方面，產(chǎn)業(yè)將面臨越來越嚴格的能源效率、化學品減排、資源可持續(xù)以及有害物質(zhì)控制等技術(shù)法規(guī)和標準要求，另一方面，隨著城市市場消費升級、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，給產(chǎn)業(yè)帶來新的市場機遇。新的機遇可能會驅(qū)動洗衣機各技術(shù)領(lǐng)域朝著符合時代趨勢的方向進行演進，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)展目標的分析， 影響我

4、國家用電動洗衣機產(chǎn)業(yè)目標實現(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。洗衣機電機技術(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電機的效率，尤其是低速洗滌時的效率是個難題。對單相電容運轉(zhuǎn)電機和串激電機來說，目前的電磁設計和生產(chǎn)工藝都比較成熟，需要使用更好的原材料才能進一步提高電機的效率，但更好的原材料意味著成本的增加，需要生產(chǎn)商仔細平衡。對永磁無刷電機來說， 如何使控制器能夠跟電機本體達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一步提高。排水泵技術(shù)目前，三相變頻感應電機及永磁無刷電機在上排水的洗衣機中應用越

5、來越廣，脫水時排水泵的噪聲也越來越引起消費者的關(guān)注，尤其在排水最后階段， 洗衣機中有少量殘水， 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合起來，不但使洗衣機的聲功率增大，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、是全球洗衣機制造大國， 但不是洗衣機制造強國， 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)計學等專業(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相關(guān)的工程師專門進行感知算法的研究，相關(guān)團隊更是少之又少， 往往都是負責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計或者通過國外的現(xiàn)有技術(shù)進行應用，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。多體動力學虛擬樣機仿真優(yōu)化技術(shù)，將在實物產(chǎn)品出來前就能夠預判系統(tǒng)動力學性能和強健性， 降低開發(fā)樣機的數(shù)量和費用，縮短開發(fā)周期， 開發(fā)過程中能夠做到每一步的設計有理可依、有據(jù)可循，開發(fā)效率大大提升， 并結(jié)合優(yōu)化理論，尋求設計薄弱點，做到有的放矢，大大提高企業(yè)的技術(shù)水準，提高產(chǎn)品的品質(zhì)。當前，這項技術(shù)的難點包括洗衣機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)在該方面如能進一步突破，將大大提升整體的設計能力水準；流體

8、動力學仿真方面， 能夠?qū)⒃囼炈荒芸匆姷膬?nèi)部運行狀態(tài)數(shù)值化、可視化，對烘干系統(tǒng)的動態(tài)設計起到明確改善，降低設計失敗發(fā)生率， 優(yōu)化系統(tǒng)運行效率， 縮減開發(fā)樣機數(shù)量， 提升設計能力的重要作用；最后，先進的設計方法還需要科學的優(yōu)化理論進一步提升設計效率和成功率， 6sigma和 DFSS 的理論工具將是企業(yè)尋求產(chǎn)品價值最大化、運營效率最優(yōu)化的強有力支持， 在該方面應該繼續(xù)保持投入，積累經(jīng)驗， 并不斷運用到產(chǎn)品設計改善中去，持續(xù)推進將為企業(yè)帶來可觀的技術(shù)力和經(jīng)濟效益的提升。當前整個產(chǎn)業(yè)面臨嚴峻的競爭形勢，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，掌握更科學和合理的設計優(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，促進行業(yè)向更高技術(shù)、更低消耗的科學環(huán)保方向不斷推進。雖然互聯(lián)網(wǎng)+ 的時代競爭節(jié)奏已日趨白熱化，但科學的產(chǎn)品設計理念與流程，強健的產(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)的運動。 輕質(zhì)量化的洗衣機系統(tǒng)設計， 雖然可以降低振動部件的運動控制難度， 但對強度需求的滿足也需要在設計中有所考慮。開發(fā)高轉(zhuǎn)速洗衣機，如何降低在高轉(zhuǎn)速洗衣機產(chǎn)生的高噪聲、高振動對各洗衣機廠家來說都是一個巨大的挑戰(zhàn)。 大容量，高滾筒由于獨特的技術(shù)形勢促使其相應的減振降噪方法

10、也有所不同， 目前，市場上都是基于現(xiàn)有技術(shù)手段來進行開發(fā)，但效果還有待市場進一步檢驗?？煽啃栽O計在可靠性技術(shù)方面， 國外對可靠性技術(shù)術(shù)的設計和管理，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用到機械產(chǎn)品的設計和制造工藝中。白色家電產(chǎn)品是通過長期使用經(jīng)驗的積累，發(fā)現(xiàn)故障并經(jīng)過不斷設計改進而獲得可靠性。以往設計采用以經(jīng)驗為主的設計規(guī)范，可靠性是通過這種設計規(guī)范的實施而得到保證的。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計方法以及與實物試驗進行比較，總結(jié)經(jīng)驗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)品和服務的模塊化部件是智能化和模塊化技術(shù)瓶頸，通過標準化的零部件模塊實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟，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、細分化