现代智能家电发展面临的挑战及未来趋势

摘  要：现阶段，由于计算机技术的飞速发展，智能家用电器已经开始进入人类的日常生活中，比如智能电视机、智能电冰箱、智能洗衣机等，给人类的日常生活带来极大便利。因此，智能家电也变成了家用电器业发展的重要趋势。在未来的发展过程中，智能家用电器还必须克服自身缺陷，通过融合互联网科技、IT技术等各种最新手段，不断地加以优化与创新。唯有如此，更多的智能家用电器才会更好地服务于人类。文章重点从智能家用电器所面临的挑战出发，通过剖析当前面临的问题，提出未来发展方向，力求推动家电行业的良好发展。

關键词：智能家电;发展趋势;遗传算法

一、现代智能家电的主要应用技术

智能家电的内核部分是微控制器/微处理器技术，和传统家电比较，智能家电的主要功能有"质"的区别，智能家电是电子设备，而传统小家电则是机器设备。智能家电是通过现场总线连接，并达到可通讯以及网络化，也是现代人购买生活家电的主要趋势。

家用电器的智能开发必须从硬件与软件两个方面的配合。在硬件上，多选择单片机作为微控制器，因为单片机具备体积较小、能力强大、稳定性好的突出优点，故而家电要进行智能控制必须先将系统软件植入其中，同时还必须有智能理论指导进行软件系统编制。这些技术就是人工智能理论基础。而现阶段，能够嵌入在家电当中的最主要人工智能技术方法可以归纳为如下

（一）遗传算法

遗传算法是一个模拟自然筛选和遗传性的随机搜索算法。它的准则是适者存活，不宜者消灭。这种优选方式在家用电器中比较适合于进行状态参数的最优预测组合。

（二）启发式搜索

启发式搜寻是从人工智能求解中发展起来的对任务目标求解的最优化方式，它主要通过与任务目标无关的消息来简化进程，但是又可以通过从任务中所获取的启发消息来决定寻找方位，也因此大大减少了优化工作时间。这个方式在洗衣机的程序过程中也是非常实用的

（三）人工神经网络与模糊逻辑理论

人工神经网络最突出的一个特点就是家电在工作时，其技术参数会根据工作时间的变化而改变。由于神经网络持续开展中的功能学习能够预测出电器发生变化的趋势，以及在技术参数改变后的最优控制方案，从而保证了家电永远保持在一个良好的工作状态。而这些人工智能技术对于具有低运动消耗的动力控制系统中也是很有效的，例如洗衣机、洗碗机等。模糊逻辑控制技术在电器指标管理上是一个非常高效的自动化手段。采用这种管理方式，所有的技术指标以及任务都是模糊的。这也就是人在工作中所有的感知，如触觉、嗅觉、视觉等都是由模糊量表示的原因。以模糊控制方式管理家用电器将更符合人们的智能思维和处理过程。

二、现代智能家电现状

传统家电主要有中央空调、电冰柜、吸尘器、电饭煲、洗涤机等，而新式家电则有电磁炉、杀菌碗柜、水蒸炖煲等。不论是新式家电还是传统小家电，其总体技术水平都在不断提升。智能家电的进步，关键在于运用了先进控制技术，由此使家电从一个机械式的工具变为一个具有智慧的装置。智能家电反映了家电最新的科技面貌。

智能家电产品主要包括两种：一是应用于电气、机械设备等相关方面的先进工艺技术与装置;二是利用模拟家庭中熟悉操作人员的工作经验，实现模糊推理和模糊控制。随着智慧管理科技的蓬勃发展，各类智能家电也不断问世。比如，人们将电子计算机与数控技术结合，研制出的数控电冰箱、带有模糊逻辑思考控制功能的电饭煲、变频型中央空调、全自动洗衣机等等。

智能家电的智能程度不同，因此同一种产品的智慧程度也有较大差异，通常可以分为单个智慧和多个智慧。一般来说，单个的智能家电都有一个可以模仿人体智慧的功能。比如在模糊电饭煲中，通过测试饭量并实现温度对应操控就是一个可以模仿人的思维智慧的过程。在电饭煲中，测试饭量而不使用重力感应器，这也是因为周围环境过热而不被允许的。使用饭量多，则吸热时间长。这个过程中就能够进行饭量的测试，并且可以针对饭量的不同而进行不同的操控流程。而这个电饭煲也是一个具备人单项智慧的电饭煲，它可以通过模糊推理实现饭量的测试，并且可以用模糊控制推理实现对整体流程的操控。多元智能家用电器在多元智慧的家电中，也有许多模仿人体智慧的功用。比如多功能模糊电饭煲中就有许多模仿人体智慧的功用。

人工智能家用电器中目前所采用的智能控制，大部分为模糊操控。极少数较高层次的电器也采用了神经网络科技，也叫神经网络模糊控制系统技术。而模糊操控目前是智能家电应用最为普遍的智能控制。原因就是这种科技与人的思想具有统一性，理解方式比较简单且不要求高深的数学知识表达，而且能够利用单片机控制器进行构造。

但是模糊逻辑与控制理论也存在着一些缺陷的地方，即缺乏学习能力。因此，使用模糊控制的智能家电则无法累积经验。而对知识的掌握与工作经验的累积，并因此而形成创新的设计思想是人体智慧的最突出表现。智能家电在运作过程中常出现外部环境差异、内部零配件消耗和用户使用习惯的问题，给用户造成一系列的困扰。这就要求智能家电公司对这种状况加以改进。

例如：同一个洗衣机，在春、夏、秋、冬四个季度外界环境都是不相同的，又因为水温和环境温度差异大，洗衣服时的程式也有差异。因此，洗衣机应该能自行掌握各种环境中的洗衣服程式;此外，在洗衣机早期使用中，由于零部件都处在密耦合状况，过了磨损期，洗涤机的零部件就处在顺耦合状况，经过长时间使用以后，洗衣机的零部件就处在松耦合状况。对于各个时段，洗衣机都必须对自身状况作出合理的调节，并且还应该形成与之相配套的优化控制流程;另外，洗衣机在很多次数的清洗中，应自动掌握特定衣质、衣数要求下的最优预测清洗程序，当用户放入不同数、不同质量的衣物时，洗衣机也将自动进入机器学习后的最优预计清洗程序。

三、智能家电面临的挑战

（一）协议互通

在智能家电蓬勃发展的整个过程中，无线协议和使用层上的高互联性是当今智能家居领域所面对的重要瓶颈。对智能家用电器而言，一方面在硬件设备上要更好地满足不同的场合，这不仅是一些感应器和控制器所能够解决的，还必须通过不断尝试研发，才能开发出适应于不同场合运行的智能家用电器。另外，在软件设备上，虽然大多数的智能家电企业都有与自身品牌对应的App，但是各个品牌间还会出现不兼容的问题，甚至不能做到家电的互联互通，所以这样一个问题就很难突破了，给各用户造成了麻烦，所以市场上统一的道路也是任重道远的。

（二）安全性

经过调研后表明，和传统的家用电器设备不同的是，现在的智能家电产品需要对用户的个人信息进行收集、传输，虽然将个人信息录入后使用操作就更加方便。但是，也因为智能家用电器面对着整个家庭，所以一旦隐私信息发生了泄漏的状况，那将会带来极其巨大的社会安全隐患。一旦产品被坏人所利用，有可能会对用户的财产安全造成很大的负面影响，甚至更严重的话还会影响社区的整个治安。所以，为了更好地维护社会稳定，保障用户的财产安全，智能家用產品就需要在实现应用便捷性设计的同时，在产品安全设计、数据安全保护设计等方面进行优化设计，以此来保证用户的信息安全。

（三）同质化

当前阶段，行业内同质化的现象一直都十分严重。通过调查之后人们发现，许多从造型设计到执行职能都同质化问题非常突出的创新产品大量出现在家电市场上，同类别的创新产品乃至不同的智能功能都相同，以至于人们根本就不考虑在各种功能方面还没有真正满足的应用需求，而是盲目跟风生产。人们曾经这样比喻过中国智能家居行业的怪圈：如果你赶在别人前面发布了商品，那你将会被作为领先者而荣耀的成为被人模仿的对象;但要是速度慢了一点的话，那你将很有可能成为后来的那个模仿者。而一旦某个商品发布了以后，这种商品马上就会以你根本无法想像的速率复制出无数多个。商品的同质化问题相对讲究创新理念的中国国内智慧硬件圈而言也非常严峻。面临着商品同质化严峻的现状下，要取得众多顾客的青睐，在惨烈的市场竞争中站住脚跟，企业就必须要有自己核心的价值产品。而与此同时，企业还必须通过持续地研究和革新，创造出抓住受众眼球，并真正地为受众服务的新产品。

（四）操作复杂

传统的家用电器系统一般都是半自动运行的，对老人来说使用起来也是十分容易的。而当前的智能家用电器要求使用者下载相对应的产品App，在移动App上的操控就取代了传统遥控器的功能。不过，由于通过手机软件操纵智能家用电器系统的流程比较繁琐，所以使用接受程度并不高，特别是针对部分年纪较大的消费群体而言，严重不适应他们的使用习惯，繁琐的操作过程使得对其功能无法完全掌握。此外，由于智能家用电器的普遍价位较高，且对于商品不能做出合理定位，使得不少家庭根本消费不起。所以，对于智能家用电器的价值定位问题也是目前家电行业所面对的重要挑战。

四、智能家电的未来发展方向

（一）生产融合变革

现阶段，在家用电器领域行业内，各大的智能家电公司都独立在市场中占有着股份。为克服不同品牌之间兼容的实际问题，并提升使用者的感受，技术融合变革将是中国智能家电行业未来发展的必然趋势。其交互性信息技术、无线局域网与应用层标准的融合，需要整个业界合作来完成。唯有携手进行的工作，通过研究与发展，才能推动中国智能家电的可持续发展。

（二）简化操作方式

由于繁琐的操作步骤给人们造成了许多的麻烦，用户在使用过程中体验感不好。为克服这一问题，目前智能家电产品的运行模式正在逐步向智能语音交互的模式转化，通过语音操作的方法更加简便快速，也能够改变复杂App运行所造成的问题。除此之外，智能化管理也将指日可待，使用智能化管理的办法也可以减短人工运算和进行优化决策的步骤，为人们生活提供了更多的便利。

（三）加强安全保障

为更好地保障消费者的安全，智能家电不得不在安全制造工艺上做出研究。在确保消费者体验产品便利的基础上保障安全。智能家电行业在未来的进程中应该建立多重信息安全保护屏障，严格控制使用信息安全，避免信息外泄的情况出现。同时，政府部门也应该加大智能家电产品的监督力度，进行严格检查，保证产品的全方面功能均合格。

（四）强化创新机制

经过深入研究后表明，在整个智能家电行业里，大量跟风复制式、没有核心技术的商品，在市场中永远都是无法立足的。而面临着这样举步维艰的困局时，各家电商企业必须清醒地意识到精细化服务和创新性商品才是真正市场主导，也唯有具备了创新这个真正竞争力，才能在惨烈的竞争中获得广大消费者的认可，不断地获得发展。除此以外，智能家用电器还必须在保证产品服务质量的同时，根据用户的实际状况，进行产品价格的合理化。对产品价格进行科学合理的定位之后，才能够在较大程度上增强了用户的选择意向，进而达到智能家用电器的良性运行。

结束语

智能家用电器的发展所遇到的挑战已经显而易见，比如：使用繁琐、产品同质化现象严重等问题。不过，随着当前各项科技的进一步发展，将能够在较大程度上改变智能家用电器发展所遇到的困难，并且利用先进强强联合的技术手段将可以实现智能家用电器的进一步优化发展，从而更好地服务于人类社会。同时，智能家用电器按照未来的发展趋势还必须在完善技术创新制度、产品融合变革、完善质量安全保护、改善运营方式等方面作出更大的努力。智能家用电器未来的发展道路将任重而道远。

参考文献

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[4]陈力.智能家电面临的挑战及未来发展[J].通信企业管理，2019（8）：3.

作者简介：

项方，出生年月：1983年10月，性别：男，籍贯：安徽，民族：汉，职称：工程师，学位：学士，研究方向：触摸显示控制，电源控制。