現(xiàn)代智能家電發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)及未來趨勢

摘? 要：現(xiàn)階段，由于計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，智能家用電器已經(jīng)開始進(jìn)入人類的日常生活中，比如智能電視機(jī)、智能電冰箱、智能洗衣機(jī)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(yè)發(fā)展的重要趨勢。在未來的發(fā)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(lián)網(wǎng)科技、IT技術(shù)等各種最新手段，不斷地加以優(yōu)化與創(chuàng)新。唯有如此，更多的智能家用電器才會更好地服務(wù)于人類。文章重點(diǎn)從智能家用電器所面臨的挑戰(zhàn)出發(fā)，通過剖析當(dāng)前面臨的問題，提出未來發(fā)展方向，力求推動家電行業(yè)的良好發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能家電;發(fā)展趨勢;遺傳算法

一、現(xiàn)代智能家電的主要應(yīng)用技術(shù)

智能家電的內(nèi)核部分是微控制器/微處理器技術(shù)，和傳統(tǒng)家電比較，智能家電的主要功能有"質(zhì)"的區(qū)別，智能家電是電子設(shè)備，而傳統(tǒng)小家電則是機(jī)器設(shè)備。智能家電是通過現(xiàn)場總線連接，并達(dá)到可通訊以及網(wǎng)絡(luò)化，也是現(xiàn)代人購買生活家電的主要趨勢。

家用電器的智能開發(fā)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(jī)作為微控制器，因?yàn)閱纹瑱C(jī)具備體積較小、能力強(qiáng)大、穩(wěn)定性好的突出優(yōu)點(diǎn)，故而家電要進(jìn)行智能控制必須先將系統(tǒng)軟件植入其中，同時還必須有智能理論指導(dǎo)進(jìn)行軟件系統(tǒng)編制。這些技術(shù)就是人工智能理論基礎(chǔ)。而現(xiàn)階段，能夠嵌入在家電當(dāng)中的最主要人工智能技術(shù)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(jī)搜索算法。它的準(zhǔn)則是適者存活，不宜者消滅。這種優(yōu)選方式在家用電器中比較適合于進(jìn)行狀態(tài)參數(shù)的最優(yōu)預(yù)測組合。

（二）啟發(fā)式搜索

啟發(fā)式搜尋是從人工智能求解中發(fā)展起來的對任務(wù)目標(biāo)求解的最優(yōu)化方式，它主要通過與任務(wù)目標(biāo)無關(guān)的消息來簡化進(jìn)程，但是又可以通過從任務(wù)中所獲取的啟發(fā)消息來決定尋找方位，也因此大大減少了優(yōu)化工作時間。這個方式在洗衣機(jī)的程序過程中也是非常實(shí)用的

（三）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊邏輯理論

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最突出的一個特點(diǎn)就是家電在工作時，其技術(shù)參數(shù)會根據(jù)工作時間的變化而改變。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)持續(xù)開展中的功能學(xué)習(xí)能夠預(yù)測出電器發(fā)生變化的趨勢，以及在技術(shù)參數(shù)改變后的最優(yōu)控制方案，從而保證了家電永遠(yuǎn)保持在一個良好的工作狀態(tài)。而這些人工智能技術(shù)對于具有低運(yùn)動消耗的動力控制系統(tǒng)中也是很有效的，例如洗衣機(jī)、洗碗機(jī)等。模糊邏輯控制技術(shù)在電器指標(biāo)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(shù)指標(biāo)以及任務(wù)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(xiàn)代智能家電現(xiàn)狀

傳統(tǒng)家電主要有中央空調(diào)、電冰柜、吸塵器、電飯煲、洗滌機(jī)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(tǒng)小家電，其總體技術(shù)水平都在不斷提升。智能家電的進(jìn)步，關(guān)鍵在于運(yùn)用了先進(jìn)控制技術(shù)，由此使家電從一個機(jī)械式的工具變?yōu)橐粋€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(chǎn)品主要包括兩種：一是應(yīng)用于電氣、機(jī)械設(shè)備等相關(guān)方面的先進(jìn)工藝技術(shù)與裝置;二是利用模擬家庭中熟悉操作人員的工作經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)模糊推理和模糊控制。隨著智慧管理科技的蓬勃發(fā)展，各類智能家電也不斷問世。比如，人們將電子計算機(jī)與數(shù)控技術(shù)結(jié)合，研制出的數(shù)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(diào)、全自動洗衣機(jī)等等。

智能家電的智能程度不同，因此同一種產(chǎn)品的智慧程度也有較大差異，通常可以分為單個智慧和多個智慧。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(shí)現(xiàn)溫度對應(yīng)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(yīng)器，這也是因?yàn)橹車h(huán)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(jìn)行飯量的測試，并且可以針對飯量的不同而進(jìn)行不同的操控流程。而這個電飯煲也是一個具備人單項(xiàng)智慧的電飯煲，它可以通過模糊推理實(shí)現(xiàn)飯量的測試，并且可以用模糊控制推理實(shí)現(xiàn)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(shù)較高層次的電器也采用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)科技，也叫神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制系統(tǒng)技術(shù)。而模糊操控目前是智能家電應(yīng)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(tǒng)一性，理解方式比較簡單且不要求高深的數(shù)學(xué)知識表達(dá)，而且能夠利用單片機(jī)控制器進(jìn)行構(gòu)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(xué)習(xí)能力。因此，使用模糊控制的智能家電則無法累積經(jīng)驗(yàn)。而對知識的掌握與工作經(jīng)驗(yàn)的累積，并因此而形成創(chuàng)新的設(shè)計思想是人體智慧的最突出表現(xiàn)。智能家電在運(yùn)作過程中常出現(xiàn)外部環(huán)境差異、內(nèi)部零配件消耗和用戶使用習(xí)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(jìn)。

例如：同一個洗衣機(jī)，在春、夏、秋、冬四個季度外界環(huán)境都是不相同的，又因?yàn)樗疁睾铜h(huán)境溫度差異大，洗衣服時的程式也有差異。因此，洗衣機(jī)應(yīng)該能自行掌握各種環(huán)境中的洗衣服程式;此外，在洗衣機(jī)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(jī)的零部件就處在順耦合狀況，經(jīng)過長時間使用以后，洗衣機(jī)的零部件就處在松耦合狀況。對于各個時段，洗衣機(jī)都必須對自身狀況作出合理的調(diào)節(jié)，并且還應(yīng)該形成與之相配套的優(yōu)化控制流程;另外，洗衣機(jī)在很多次數(shù)的清洗中，應(yīng)自動掌握特定衣質(zhì)、衣數(shù)要求下的最優(yōu)預(yù)測清洗程序，當(dāng)用戶放入不同數(shù)、不同質(zhì)量的衣物時，洗衣機(jī)也將自動進(jìn)入機(jī)器學(xué)習(xí)后的最優(yōu)預(yù)計清洗程序。

三、智能家電面臨的挑戰(zhàn)

（一）協(xié)議互通

在智能家電蓬勃發(fā)展的整個過程中，無線協(xié)議和使用層上的高互聯(lián)性是當(dāng)今智能家居領(lǐng)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(shè)備上要更好地滿足不同的場合，這不僅是一些感應(yīng)器和控制器所能夠解決的，還必須通過不斷嘗試研發(fā)，才能開發(fā)出適應(yīng)于不同場合運(yùn)行的智能家用電器。另外，在軟件設(shè)備上，雖然大多數(shù)的智能家電企業(yè)都有與自身品牌對應(yīng)的App，但是各個品牌間還會出現(xiàn)不兼容的問題，甚至不能做到家電的互聯(lián)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(tǒng)一的道路也是任重道遠(yuǎn)的。

（二）安全性

經(jīng)過調(diào)研后表明，和傳統(tǒng)的家用電器設(shè)備不同的是，現(xiàn)在的智能家電產(chǎn)品需要對用戶的個人信息進(jìn)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?yàn)橹悄芗矣秒娖髅鎸χ麄€家庭，所以一旦隱私信息發(fā)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(chǎn)品被壞人所利用，有可能會對用戶的財產(chǎn)安全造成很大的負(fù)面影響，甚至更嚴(yán)重的話還會影響社區(qū)的整個治安。所以，為了更好地維護(hù)社會穩(wěn)定，保障用戶的財產(chǎn)安全，智能家用產(chǎn)品就需要在實(shí)現(xiàn)應(yīng)用便捷性設(shè)計的同時，在產(chǎn)品安全設(shè)計、數(shù)據(jù)安全保護(hù)設(shè)計等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，以此來保證用戶的信息安全。

（三）同質(zhì)化

當(dāng)前階段，行業(yè)內(nèi)同質(zhì)化的現(xiàn)象一直都十分嚴(yán)重。通過調(diào)查之后人們發(fā)現(xiàn)，許多從造型設(shè)計到執(zhí)行職能都同質(zhì)化問題非常突出的創(chuàng)新產(chǎn)品大量出現(xiàn)在家電市場上，同類別的創(chuàng)新產(chǎn)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(yīng)用需求，而是盲目跟風(fēng)生產(chǎn)。人們曾經(jīng)這樣比喻過中國智能家居行業(yè)的怪圈：如果你趕在別人前面發(fā)布了商品，那你將會被作為領(lǐng)先者而榮耀的成為被人模仿的對象;但要是速度慢了一點(diǎn)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(fā)布了以后，這種商品馬上就會以你根本無法想像的速率復(fù)制出無數(shù)多個。商品的同質(zhì)化問題相對講究創(chuàng)新理念的中國國內(nèi)智慧硬件圈而言也非常嚴(yán)峻。面臨著商品同質(zhì)化嚴(yán)峻的現(xiàn)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(yè)就必須要有自己核心的價值產(chǎn)品。而與此同時，企業(yè)還必須通過持續(xù)地研究和革新，創(chuàng)造出抓住受眾眼球，并真正地為受眾服務(wù)的新產(chǎn)品。

（四）操作復(fù)雜

傳統(tǒng)的家用電器系統(tǒng)一般都是半自動運(yùn)行的，對老人來說使用起來也是十分容易的。而當(dāng)前的智能家用電器要求使用者下載相對應(yīng)的產(chǎn)品App，在移動App上的操控就取代了傳統(tǒng)遙控器的功能。不過，由于通過手機(jī)軟件操縱智能家用電器系統(tǒng)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(jì)較大的消費(fèi)群體而言，嚴(yán)重不適應(yīng)他們的使用習(xí)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(fèi)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(yè)所面對的重要挑戰(zhàn)。

四、智能家電的未來發(fā)展方向

（一）生產(chǎn)融合變革

現(xiàn)階段，在家用電器領(lǐng)域行業(yè)內(nèi)，各大的智能家電公司都獨(dú)立在市場中占有著股份。為克服不同品牌之間兼容的實(shí)際問題，并提升使用者的感受，技術(shù)融合變革將是中國智能家電行業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢。其交互性信息技術(shù)、無線局域網(wǎng)與應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)的融合，需要整個業(yè)界合作來完成。唯有攜手進(jìn)行的工作，通過研究與發(fā)展，才能推動中國智能家電的可持續(xù)發(fā)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(yàn)感不好。為克服這一問題，目前智能家電產(chǎn)品的運(yùn)行模式正在逐步向智能語音交互的模式轉(zhuǎn)化，通過語音操作的方法更加簡便快速，也能夠改變復(fù)雜App運(yùn)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(yùn)算和進(jìn)行優(yōu)化決策的步驟，為人們生活提供了更多的便利。

（三）加強(qiáng)安全保障

為更好地保障消費(fèi)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(fèi)者體驗(yàn)產(chǎn)品便利的基礎(chǔ)上保障安全。智能家電行業(yè)在未來的進(jìn)程中應(yīng)該建立多重信息安全保護(hù)屏障，嚴(yán)格控制使用信息安全，避免信息外泄的情況出現(xiàn)。同時，政府部門也應(yīng)該加大智能家電產(chǎn)品的監(jiān)督力度，進(jìn)行嚴(yán)格檢查，保證產(chǎn)品的全方面功能均合格。

（四）強(qiáng)化創(chuàng)新機(jī)制

經(jīng)過深入研究后表明，在整個智能家電行業(yè)里，大量跟風(fēng)復(fù)制式、沒有核心技術(shù)的商品，在市場中永遠(yuǎn)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(yè)必須清醒地意識到精細(xì)化服務(wù)和創(chuàng)新性商品才是真正市場主導(dǎo)，也唯有具備了創(chuàng)新這個真正競爭力，才能在慘烈的競爭中獲得廣大消費(fèi)者的認(rèn)可，不斷地獲得發(fā)展。除此以外，智能家用電器還必須在保證產(chǎn)品服務(wù)質(zhì)量的同時，根據(jù)用戶的實(shí)際狀況，進(jìn)行產(chǎn)品價格的合理化。對產(chǎn)品價格進(jìn)行科學(xué)合理的定位之后，才能夠在較大程度上增強(qiáng)了用戶的選擇意向，進(jìn)而達(dá)到智能家用電器的良性運(yùn)行。

結(jié)束語

智能家用電器的發(fā)展所遇到的挑戰(zhàn)已經(jīng)顯而易見，比如：使用繁瑣、產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重等問題。不過，隨著當(dāng)前各項(xiàng)科技的進(jìn)一步發(fā)展，將能夠在較大程度上改變智能家用電器發(fā)展所遇到的困難，并且利用先進(jìn)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的技術(shù)手段將可以實(shí)現(xiàn)智能家用電器的進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)展，從而更好地服務(wù)于人類社會。同時，智能家用電器按照未來的發(fā)展趨勢還必須在完善技術(shù)創(chuàng)新制度、產(chǎn)品融合變革、完善質(zhì)量安全保護(hù)、改善運(yùn)營方式等方面作出更大的努力。智能家用電器未來的發(fā)展道路將任重而道遠(yuǎn)。

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作者簡介：

項(xiàng)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(xué)位：學(xué)士，研究方向：觸摸顯示控制，電源控制。