現代智能家電發展面臨的挑戰及未來趨勢

摘? 要：現階段，由于計算機技術的飛速發展，智能家用電器已經開始進入人類的日常生活中，比如智能電視機、智能電冰箱、智能洗衣機等，給人類的日常生活帶來極大便利。因此，智能家電也變成了家用電器業發展的重要趨勢。在未來的發展過程中，智能家用電器還必須克服自身缺陷，通過融合互聯網科技、IT技術等各種最新手段，不斷地加以優化與創新。唯有如此，更多的智能家用電器才會更好地服務于人類。文章重點從智能家用電器所面臨的挑戰出發，通過剖析當前面臨的問題，提出未來發展方向，力求推動家電行業的良好發展。

關鍵詞：智能家電;發展趨勢;遺傳算法

一、現代智能家電的主要應用技術

智能家電的內核部分是微控制器/微處理器技術，和傳統家電比較，智能家電的主要功能有"質"的區別，智能家電是電子設備，而傳統小家電則是機器設備。智能家電是通過現場總線連接，并達到可通訊以及網絡化，也是現代人購買生活家電的主要趨勢。

家用電器的智能開發必須從硬件與軟件兩個方面的配合。在硬件上，多選擇單片機作為微控制器，因為單片機具備體積較小、能力強大、穩定性好的突出優點，故而家電要進行智能控制必須先將系統軟件植入其中，同時還必須有智能理論指導進行軟件系統編制。這些技術就是人工智能理論基礎。而現階段，能夠嵌入在家電當中的最主要人工智能技術方法可以歸納為如下

（一）遺傳算法

遺傳算法是一個模擬自然篩選和遺傳性的隨機搜索算法。它的準則是適者存活，不宜者消滅。這種優選方式在家用電器中比較適合于進行狀態參數的最優預測組合。

（二）啟發式搜索

啟發式搜尋是從人工智能求解中發展起來的對任務目標求解的最優化方式，它主要通過與任務目標無關的消息來簡化進程，但是又可以通過從任務中所獲取的啟發消息來決定尋找方位，也因此大大減少了優化工作時間。這個方式在洗衣機的程序過程中也是非常實用的

（三）人工神經網絡與模糊邏輯理論

人工神經網絡最突出的一個特點就是家電在工作時，其技術參數會根據工作時間的變化而改變。由于神經網絡持續開展中的功能學習能夠預測出電器發生變化的趨勢，以及在技術參數改變后的最優控制方案，從而保證了家電永遠保持在一個良好的工作狀態。而這些人工智能技術對于具有低運動消耗的動力控制系統中也是很有效的，例如洗衣機、洗碗機等。模糊邏輯控制技術在電器指標管理上是一個非常高效的自動化手段。采用這種管理方式，所有的技術指標以及任務都是模糊的。這也就是人在工作中所有的感知，如觸覺、嗅覺、視覺等都是由模糊量表示的原因。以模糊控制方式管理家用電器將更符合人們的智能思維和處理過程。

二、現代智能家電現狀

傳統家電主要有中央空調、電冰柜、吸塵器、電飯煲、洗滌機等，而新式家電則有電磁爐、殺菌碗柜、水蒸燉煲等。不論是新式家電還是傳統小家電，其總體技術水平都在不斷提升。智能家電的進步，關鍵在于運用了先進控制技術，由此使家電從一個機械式的工具變為一個具有智慧的裝置。智能家電反映了家電最新的科技面貌。

智能家電產品主要包括兩種：一是應用于電氣、機械設備等相關方面的先進工藝技術與裝置;二是利用模擬家庭中熟悉操作人員的工作經驗，實現模糊推理和模糊控制。隨著智慧管理科技的蓬勃發展，各類智能家電也不斷問世。比如，人們將電子計算機與數控技術結合，研制出的數控電冰箱、帶有模糊邏輯思考控制功能的電飯煲、變頻型中央空調、全自動洗衣機等等。

智能家電的智能程度不同，因此同一種產品的智慧程度也有較大差異，通?？梢苑譃閱蝹€智慧和多個智慧。一般來說，單個的智能家電都有一個可以模仿人體智慧的功能。比如在模糊電飯煲中，通過測試飯量并實現溫度對應操控就是一個可以模仿人的思維智慧的過程。在電飯煲中，測試飯量而不使用重力感應器，這也是因為周圍環境過熱而不被允許的。使用飯量多，則吸熱時間長。這個過程中就能夠進行飯量的測試，并且可以針對飯量的不同而進行不同的操控流程。而這個電飯煲也是一個具備人單項智慧的電飯煲，它可以通過模糊推理實現飯量的測試，并且可以用模糊控制推理實現對整體流程的操控。多元智能家用電器在多元智慧的家電中，也有許多模仿人體智慧的功用。比如多功能模糊電飯煲中就有許多模仿人體智慧的功用。

人工智能家用電器中目前所采用的智能控制，大部分為模糊操控。極少數較高層次的電器也采用了神經網絡科技，也叫神經網絡模糊控制系統技術。而模糊操控目前是智能家電應用最為普遍的智能控制。原因就是這種科技與人的思想具有統一性，理解方式比較簡單且不要求高深的數學知識表達，而且能夠利用單片機控制器進行構造。

但是模糊邏輯與控制理論也存在著一些缺陷的地方，即缺乏學習能力。因此，使用模糊控制的智能家電則無法累積經驗。而對知識的掌握與工作經驗的累積，并因此而形成創新的設計思想是人體智慧的最突出表現。智能家電在運作過程中常出現外部環境差異、內部零配件消耗和用戶使用習慣的問題，給用戶造成一系列的困擾。這就要求智能家電公司對這種狀況加以改進。

例如：同一個洗衣機，在春、夏、秋、冬四個季度外界環境都是不相同的，又因為水溫和環境溫度差異大，洗衣服時的程式也有差異。因此，洗衣機應該能自行掌握各種環境中的洗衣服程式;此外，在洗衣機早期使用中，由于零部件都處在密耦合狀況，過了磨損期，洗滌機的零部件就處在順耦合狀況，經過長時間使用以后，洗衣機的零部件就處在松耦合狀況。對于各個時段，洗衣機都必須對自身狀況作出合理的調節，并且還應該形成與之相配套的優化控制流程;另外，洗衣機在很多次數的清洗中，應自動掌握特定衣質、衣數要求下的最優預測清洗程序，當用戶放入不同數、不同質量的衣物時，洗衣機也將自動進入機器學習后的最優預計清洗程序。

三、智能家電面臨的挑戰

（一）協議互通

在智能家電蓬勃發展的整個過程中，無線協議和使用層上的高互聯性是當今智能家居領域所面對的重要瓶頸。對智能家用電器而言，一方面在硬件設備上要更好地滿足不同的場合，這不僅是一些感應器和控制器所能夠解決的，還必須通過不斷嘗試研發，才能開發出適應于不同場合運行的智能家用電器。另外，在軟件設備上，雖然大多數的智能家電企業都有與自身品牌對應的App，但是各個品牌間還會出現不兼容的問題，甚至不能做到家電的互聯互通，所以這樣一個問題就很難突破了，給各用戶造成了麻煩，所以市場上統一的道路也是任重道遠的。

（二）安全性

經過調研后表明，和傳統的家用電器設備不同的是，現在的智能家電產品需要對用戶的個人信息進行收集、傳輸，雖然將個人信息錄入后使用操作就更加方便。但是，也因為智能家用電器面對著整個家庭，所以一旦隱私信息發生了泄漏的狀況，那將會帶來極其巨大的社會安全隱患。一旦產品被壞人所利用，有可能會對用戶的財產安全造成很大的負面影響，甚至更嚴重的話還會影響社區的整個治安。所以，為了更好地維護社會穩定，保障用戶的財產安全，智能家用產品就需要在實現應用便捷性設計的同時，在產品安全設計、數據安全保護設計等方面進行優化設計，以此來保證用戶的信息安全。

（三）同質化

當前階段，行業內同質化的現象一直都十分嚴重。通過調查之后人們發現，許多從造型設計到執行職能都同質化問題非常突出的創新產品大量出現在家電市場上，同類別的創新產品乃至不同的智能功能都相同，以至于人們根本就不考慮在各種功能方面還沒有真正滿足的應用需求，而是盲目跟風生產。人們曾經這樣比喻過中國智能家居行業的怪圈：如果你趕在別人前面發布了商品，那你將會被作為領先者而榮耀的成為被人模仿的對象;但要是速度慢了一點的話，那你將很有可能成為后來的那個模仿者。而一旦某個商品發布了以后，這種商品馬上就會以你根本無法想像的速率復制出無數多個。商品的同質化問題相對講究創新理念的中國國內智慧硬件圈而言也非常嚴峻。面臨著商品同質化嚴峻的現狀下，要取得眾多顧客的青睞，在慘烈的市場競爭中站住腳跟，企業就必須要有自己核心的價值產品。而與此同時，企業還必須通過持續地研究和革新，創造出抓住受眾眼球，并真正地為受眾服務的新產品。

（四）操作復雜

傳統的家用電器系統一般都是半自動運行的，對老人來說使用起來也是十分容易的。而當前的智能家用電器要求使用者下載相對應的產品App，在移動App上的操控就取代了傳統遙控器的功能。不過，由于通過手機軟件操縱智能家用電器系統的流程比較繁瑣，所以使用接受程度并不高，特別是針對部分年紀較大的消費群體而言，嚴重不適應他們的使用習慣，繁瑣的操作過程使得對其功能無法完全掌握。此外，由于智能家用電器的普遍價位較高，且對于商品不能做出合理定位，使得不少家庭根本消費不起。所以，對于智能家用電器的價值定位問題也是目前家電行業所面對的重要挑戰。

四、智能家電的未來發展方向

（一）生產融合變革

現階段，在家用電器領域行業內，各大的智能家電公司都獨立在市場中占有著股份。為克服不同品牌之間兼容的實際問題，并提升使用者的感受，技術融合變革將是中國智能家電行業未來發展的必然趨勢。其交互性信息技術、無線局域網與應用層標準的融合，需要整個業界合作來完成。唯有攜手進行的工作，通過研究與發展，才能推動中國智能家電的可持續發展。

（二）簡化操作方式

由于繁瑣的操作步驟給人們造成了許多的麻煩，用戶在使用過程中體驗感不好。為克服這一問題，目前智能家電產品的運行模式正在逐步向智能語音交互的模式轉化，通過語音操作的方法更加簡便快速，也能夠改變復雜App運行所造成的問題。除此之外，智能化管理也將指日可待，使用智能化管理的辦法也可以減短人工運算和進行優化決策的步驟，為人們生活提供了更多的便利。

（三）加強安全保障

為更好地保障消費者的安全，智能家電不得不在安全制造工藝上做出研究。在確保消費者體驗產品便利的基礎上保障安全。智能家電行業在未來的進程中應該建立多重信息安全保護屏障，嚴格控制使用信息安全，避免信息外泄的情況出現。同時，政府部門也應該加大智能家電產品的監督力度，進行嚴格檢查，保證產品的全方面功能均合格。

（四）強化創新機制

經過深入研究后表明，在整個智能家電行業里，大量跟風復制式、沒有核心技術的商品，在市場中永遠都是無法立足的。而面臨著這樣舉步維艱的困局時，各家電商企業必須清醒地意識到精細化服務和創新性商品才是真正市場主導，也唯有具備了創新這個真正競爭力，才能在慘烈的競爭中獲得廣大消費者的認可，不斷地獲得發展。除此以外，智能家用電器還必須在保證產品服務質量的同時，根據用戶的實際狀況，進行產品價格的合理化。對產品價格進行科學合理的定位之后，才能夠在較大程度上增強了用戶的選擇意向，進而達到智能家用電器的良性運行。

結束語

智能家用電器的發展所遇到的挑戰已經顯而易見，比如：使用繁瑣、產品同質化現象嚴重等問題。不過，隨著當前各項科技的進一步發展，將能夠在較大程度上改變智能家用電器發展所遇到的困難，并且利用先進強強聯合的技術手段將可以實現智能家用電器的進一步優化發展，從而更好地服務于人類社會。同時，智能家用電器按照未來的發展趨勢還必須在完善技術創新制度、產品融合變革、完善質量安全保護、改善運營方式等方面作出更大的努力。智能家用電器未來的發展道路將任重而道遠。

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作者簡介：

項方，出生年月：1983年10月，性別：男，籍貫：安徽，民族：漢，職稱：工程師，學位：學士，研究方向：觸摸顯示控制，電源控制。