節(jié)能家電產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試需求分析

/ .山東省計(jì)量科學(xué)研究院；.山東省計(jì)量檢測中心

0 引言

家電產(chǎn)業(yè)是我國具有較強(qiáng)國際競爭力的產(chǎn)業(yè)之一， 2017年中國家電全行業(yè)主營業(yè)務(wù)收入達(dá)1.5萬億元，利潤總額達(dá)1 169億元，出口總額達(dá)624億美元[1]，家電生產(chǎn)規(guī)模已居世界首位。同時(shí)家電產(chǎn)品消費(fèi)升級不斷深化，消費(fèi)者對家電產(chǎn)品的功能和質(zhì)量的要求越來越高，高效節(jié)能、綠色環(huán)保、舒適健康、智能互聯(lián)已經(jīng)成為消費(fèi)者選擇家電的要素。以節(jié)能環(huán)保等高端家電為例：2018年1至9月份超快洗洗碗機(jī)、一級能效燃?xì)庠?、一級水效純水機(jī)和90%熱水輸出率電儲(chǔ)水熱水器等節(jié)能型產(chǎn)品零售份額分別增長至60%、55%、29%和22%[2]，市場占比進(jìn)一步擴(kuò)大。

十三五期間，我國逐步健全節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材、節(jié)礦標(biāo)準(zhǔn)體系，推進(jìn)實(shí)施全民節(jié)能行動(dòng)計(jì)劃并組織開展能效、水效領(lǐng)跑者引領(lǐng)行動(dòng)[3]，中國家電市場的節(jié)能化進(jìn)一步提升：節(jié)能家電產(chǎn)品的市場占比由2015年的50%，進(jìn)一步提升至2020年的75%[4]。節(jié)能環(huán)保家用電器的市場前景將變得更加廣闊。

1 節(jié)能家電及其產(chǎn)業(yè)計(jì)量

1.1 節(jié)能家電

節(jié)能家電是指采用了節(jié)能技術(shù)并能達(dá)到相應(yīng)國家能效標(biāo)識要求的家電產(chǎn)品（包括白電、黑電和小家電等）的總稱，節(jié)能技術(shù)則是指根據(jù)能源類型和用能情況分析能耗現(xiàn)狀，找出能源浪費(fèi)的節(jié)能空間，并采取對應(yīng)的措施減少能源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約的技術(shù)，主要包括：新材料技術(shù)、精密加工技術(shù)、高效電機(jī)（高效壓縮機(jī)）技術(shù)、變頻技術(shù)、蓄能技術(shù)、隔熱技術(shù)、集熱技術(shù)、冷卻技術(shù)、溫控技術(shù)和壓差保持技術(shù)、熱回收利用技術(shù)、熱泵技術(shù)、家電智能化技術(shù)等。

家電的節(jié)能與節(jié)能技術(shù)的發(fā)展密不可分，無論是從原材料、零部件，還是整機(jī)研發(fā)、生產(chǎn)、檢測等環(huán)節(jié)采用節(jié)能技術(shù)都會(huì)給家電帶來節(jié)能降耗的作用。目前，包括新工藝、自動(dòng)化（工業(yè)4.0）、智能家居（互聯(lián)網(wǎng)+和云計(jì)算）等在內(nèi)的新技術(shù)的飛速發(fā)展，正滲透并驅(qū)動(dòng)著節(jié)能家電產(chǎn)業(yè)迎來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

1.2 節(jié)能家電產(chǎn)業(yè)計(jì)量

節(jié)能家電產(chǎn)業(yè)是緊緊圍繞著家電節(jié)能并與之緊密相關(guān)產(chǎn)業(yè)的總和，其全產(chǎn)業(yè)鏈包括原材料、零部件和節(jié)能家電整機(jī)的研發(fā)、生產(chǎn)、檢測以及節(jié)能家電的銷售、維修和回收等。節(jié)能家電產(chǎn)業(yè)計(jì)量則是緊緊圍繞節(jié)能家電產(chǎn)業(yè)中的研發(fā)、生產(chǎn)、檢測等環(huán)節(jié)與計(jì)量測試相關(guān)的技術(shù)、設(shè)備和手段，并通過這些技術(shù)、設(shè)備和手段來服務(wù)、推動(dòng)和引領(lǐng)家電產(chǎn)業(yè)節(jié)能的整個(gè)過程。

節(jié)能技術(shù)的研發(fā)、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化離不開計(jì)量測試技術(shù)提供測量數(shù)據(jù)。家電產(chǎn)品多屬于機(jī)電綜合系統(tǒng)，影響能耗的因素包含了材料性能、幾何精度、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制技術(shù)、電氣性能等多個(gè)方面，節(jié)能技術(shù)已經(jīng)滲透到產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的每個(gè)要素，對節(jié)能相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行準(zhǔn)確測量和溯源逐步成為產(chǎn)業(yè)計(jì)量發(fā)展的方向。產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試需求推動(dòng)著計(jì)量測試技術(shù)不斷向縱深發(fā)展，對產(chǎn)業(yè)過程參數(shù)進(jìn)行更加準(zhǔn)確的測量和控制的需求也日益迫切。

圍繞節(jié)能家電產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試實(shí)際需求，依托國家節(jié)能家電產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試中心籌建[5]，建立起針對節(jié)能家電產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)參數(shù)測量體系和計(jì)量器具的量值溯源體系（見下圖1），促進(jìn)家電產(chǎn)品的質(zhì)量提升，提高家電產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。

圖1 產(chǎn)業(yè)參數(shù)測量體系和計(jì)量器具的量值溯源體系

2 節(jié)能家電產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試需求

通過對國內(nèi)多家大型家電生產(chǎn)企業(yè)及其上下游供應(yīng)商或服務(wù)商展開調(diào)研，得出節(jié)能家電產(chǎn)品在能效和質(zhì)量認(rèn)證、可靠性、安規(guī)、電磁兼容等領(lǐng)域具有代表性的參數(shù)測試及溯源需求，主要涉及光學(xué)和化學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)、無線電、聲學(xué)、熱工、幾何量、時(shí)間頻率等幾大計(jì)量專業(yè)，分析如下。

2.1 測量儀器量值溯源需求

節(jié)能家電產(chǎn)業(yè)相對成熟，其產(chǎn)業(yè)參數(shù)大多有相應(yīng)的檢測方法和測量儀器，現(xiàn)有的十大計(jì)量基本能夠滿足其傳統(tǒng)的量值溯源需求，因此并沒有形成系統(tǒng)性的節(jié)能家電產(chǎn)業(yè)專用量值溯源體系。

但隨著新技術(shù)、新材料、新工藝的采用，生產(chǎn)實(shí)踐中出現(xiàn)了許多新型測量儀器，如PM2.5測量儀、冷媒漏率測量儀、喀嚦聲分析儀、體視顯微鏡、靜電靶、視頻信號分析儀等以及部分高準(zhǔn)確度、極大極小量、應(yīng)用范圍較小的測量儀器未建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)而無法進(jìn)行量值溯源。而且，現(xiàn)有的通用測量儀器已漸漸不能滿足節(jié)能家電產(chǎn)業(yè)特有參數(shù)的測量需求，需要研究更加適用和準(zhǔn)確的測量儀器及其量傳溯源體系。

以上測試和溯源需求需要進(jìn)一步加強(qiáng)計(jì)量能力建設(shè)來不斷滿足。

2.2 產(chǎn)品質(zhì)量控制關(guān)鍵參數(shù)測試需求

關(guān)鍵參數(shù)對產(chǎn)品質(zhì)量控制至關(guān)重要，但有些關(guān)鍵參數(shù)測量起來還存在一定困難，如冰箱、空調(diào)等制冷設(shè)備在生產(chǎn)過程中，系統(tǒng)真空度與制冷劑的加注質(zhì)量將直接決定制冷的效果，而二者的在線動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)卻存在著耗時(shí)較長、準(zhǔn)確度不夠等問題；又如洗衣機(jī)等節(jié)能的一項(xiàng)重要技術(shù)就是電機(jī)變頻控制，而變頻電量測量技術(shù)規(guī)范不統(tǒng)一、變頻頻率的控制測評存在難度等問題亟待解決。深入產(chǎn)業(yè)過程，研究新型測量方法，實(shí)現(xiàn)對關(guān)鍵參數(shù)的量值溯源，是解決測量難題、優(yōu)化質(zhì)量控制的重要途徑。

另一方面新的質(zhì)控模式也不斷催生新的測試需求[6]，如研發(fā)設(shè)計(jì)階段原創(chuàng)性方法模式的測試、制造和銷售階段的產(chǎn)品質(zhì)量摸底試驗(yàn)、產(chǎn)品的可靠性試驗(yàn)與失效分析、貿(mào)易糾紛等產(chǎn)生的關(guān)鍵參數(shù)測量等。這一測試需求不集中、易突發(fā)、共性不強(qiáng)，要求從業(yè)者具有較高水平的能力和經(jīng)驗(yàn)。

2.3 新模式新業(yè)態(tài)計(jì)量測試需求

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”思維與模式的日益普及，新一代信息技術(shù)對于節(jié)能家電產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)模式及銷售業(yè)態(tài)的改變效應(yīng)日益明顯。從節(jié)能家電新產(chǎn)品用戶定制的設(shè)計(jì)輸入到互聯(lián)網(wǎng)制造工廠的智能制造新模式，再到家電跨界融合的網(wǎng)上零售新業(yè)態(tài)，節(jié)能家電產(chǎn)業(yè)智能互聯(lián)的內(nèi)容與模式發(fā)展和更新非常迅速。隨著新模式、新業(yè)態(tài)、新技術(shù)的推廣和應(yīng)用，新的測試內(nèi)容也在孕育過程中，比如越來越受到關(guān)注的智能家電測試技術(shù)（對智能家電的評價(jià)方法、測試技術(shù)和量值溯源研究）、智能家電WIFI無線校對系統(tǒng)、冰箱保鮮評價(jià)（大數(shù)據(jù)分析）等，目前這一方面的產(chǎn)業(yè)需求逐步增加，需要緊緊跟進(jìn)技術(shù)前沿，做好前瞻性的技術(shù)研究和技術(shù)儲(chǔ)備。

2.4 產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級計(jì)量測試服務(wù)需求

隨著工業(yè)企業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程，以個(gè)性化定制、柔性化生產(chǎn)為主要特征的智能制造將是企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主攻方向。以某大型家電集團(tuán)互聯(lián)智能工廠為例，生產(chǎn)現(xiàn)場裝有1.2萬個(gè)傳感器，每秒，采集1.5萬條信息，每天產(chǎn)生3.2G的數(shù)據(jù)，而這其中計(jì)量數(shù)據(jù)占到65%以上，準(zhǔn)確計(jì)量為工業(yè)大數(shù)據(jù)準(zhǔn)確有效提供了保障[7]。由此可見，計(jì)量測試技術(shù)是智能制造的基礎(chǔ)技術(shù)和裝備核心。如何實(shí)現(xiàn)異地及現(xiàn)場產(chǎn)品設(shè)施設(shè)備所需的遠(yuǎn)距離、實(shí)時(shí)性計(jì)量測試保障服務(wù)即智能計(jì)量測試需求，是企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型必須解決的問題。

目前，將5G信息技術(shù)、智能技術(shù)與計(jì)量測試技術(shù)相結(jié)合，實(shí)時(shí)提供計(jì)量測試技術(shù)保障方案、大數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離信息化傳輸和分析、計(jì)量測試數(shù)據(jù)資源信息共享以及可視動(dòng)態(tài)化服務(wù)，正成為越來越多企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的選擇。

3 結(jié)語

節(jié)能技術(shù)是家電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，計(jì)量是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)支撐。未來應(yīng)緊緊圍繞節(jié)能家電產(chǎn)業(yè)在量值溯源、質(zhì)量控制、業(yè)態(tài)更新、轉(zhuǎn)型升級等方面的計(jì)量測試實(shí)際需求，按照國家發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系的總體要求，不斷研究具有產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)的測試技術(shù)及量值溯源技術(shù)，加強(qiáng)計(jì)量科技能力建設(shè)，創(chuàng)新計(jì)量服務(wù)模式，以逐步提高我國節(jié)能家電產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。