人工智能技术经历六十多年的发展已日渐成熟,开始赋能各行各业。家电行业的控制系统一直伴随人工智能的发展不断进化。国务院《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》文件要求2027年新一代智能终端、智能体等应用普及率超70%,政策上加速“人工智能+”行动的应用。基于此,梳理了人工智能技术的发展历程和应用,总结了人工智能技术赋能家电行业带来的产品生活化、交互自然化、理解空间化、具身行动化、反馈调优化等应用现状,从产品侧、技术侧、标准侧提出了“人工智能+”家电产品的发展趋势。

随着智能感知应用需求的日益增长,非接触式人体存在检测技术因其在隐私保护和用户体验方面的显著优势受到广泛关注。基于商用无线网络技术（Wi-Fi）信道状态信息（CSI）的分析方法,通过捕捉人体活动对无线信号多径传播造成的细微扰动,提供了一种无需额外设备、低算力的人体存在检测方案。构建了一种基于阈值逻辑判断的分类模型,通过常规算法提取了空间中人体状态的特征,使用信号处理与逻辑判断实现了对空间中人体状态的检测,通过动态基准调整以适应不同环境。通过真实实验验证,在实验场景下实现了整体准确率99%以上。该方案对不同人体状态都能做到较好的感知检测,实现了对环境中人体存在状态的高精度感知。

提出了基于“场景理论-扎根理论”的智能家电产品风险场景构建框架,并以扫地机器人为例得到了扫地机器人风险场景模型。构建了“主范畴-副范畴”双层理论框架,共包含5个主范畴（用户、设备、环境、数据流和风险）、18个副范畴,系统揭示了“用户-设备-环境-数据流-风险”的层级化交互路径。研究发现多因素交互致险,用户行为是关键诱因,环境影响广泛,数据流安全至关重要。该框架为智能家电风险识别提供了结构化的理论模型,强化了风险防控的系统性和可操作性。

在智能家电领域,语音交互已成为当前主流的人机智能交互形式。随着语音交互技术的持续发展,该技术已渐渐成为智能家电的标准配置,其中在智能空调品类中的应用尤为广泛。语音识别成功率不仅是语音交互测试的关键评价标准,更是提升用户体验的核心要素。不过,当前语音交互测试存在测试集不统一、不规范,且播放设备各异的问题,这导致语音测试结果缺乏可对比性,难以清晰界定不同空调的语音交互水平。因此,研发一种标准样品,涵盖5300句文本与语音指令以及一个专用人工头,可为空调普通话测试提供统一的评价工具。该样品能有效保障语音测试结果的准确性与复现性,进而避免因测试语料和播放设备不同而产生的测试结果偏差过大问题,既可以为企业的改进与研发工作提供指导,也能为用户带来更可靠、更统一的评价依据。

以90后年轻用户为对象,系统分析其对吸油烟机产品的需求分层及优先级,指导吸油烟机产品设计优化,提高年轻人选购和使用体验。通过梳理吸油烟机需求维度并分类,采用线上问卷调研的形式,结合KANO模型与AHP层次分析法,获取需求属性分类及权重分配。目标用户需求呈现显著层级分化,通过权重排序,功能需求中吸排效果与自动调节为核心,体验需求中“油烟不扑面”与智能互联优先级突出,购买需求以价格敏感度为首。应用KANO-AHP方法提炼吸油烟机用户需求模型,提出聚焦核心功能与智能体验升级的差异化策略,为面向年轻群体的产品创新提供理论依据与实践路径。

为提升洗浴环境舒适性的智能感知水平,解决传统单模态监测的局限性。借助多模态融合技术,整合温度、湿度、风感、空气质量、声音、光线等多源数据,构建基于多层感知器（MLP）的智能感知模型,结合特征级与决策级融合算法,并分析数据质量、模型复杂度等影响因素。模型实现了对洗浴环境舒适性的多维度精准评估,为洗浴家电智能控制提供了数据支撑。多模态融合技术可有效提升感知精度,研究成果为优化洗浴家电功能及用户体验奠定了理论与技术基础,未来可进一步拓展数据类型与算法效率。

随着多联机的快速发展,家装多联机被越来越多的家庭和用户所接受,与此同时,家装多联机如何快速高效地融入智能家居体系中,也成为了大众关注的焦点问题。家装多联机网络庞大,安装环境及通信网络布线复杂,在实际安装过程中,家装多联机工程普遍采用预埋通讯线的安装方式,通讯线的布局耗费大量的时间,并且存在线材资源浪费,同时安装及维护成本高、难度大。因此,开发一种便捷化安装、系统化监测及智能化控制的无线通信多联机方案迫在眉睫。

伴随人们生活水平提升,对厨房环境要求愈发严苛,传统吸油烟机风速调控方式难以契合烹饪时油烟量的动态变化,致使油烟处理效率欠佳且能源浪费严重。为此,开发一种吸油烟机动态风速AI调控系统,借助先进的AI技术,对烹饪过程中的环境参数予以实时监测与精准分析,进而实现吸油烟机风速的智能、动态调控,通过对多种AI算法的对比与筛选,选定长短期记忆网络（LSTM）算法构建核心模型,并围绕该模型开展数据采集、预处理、训练及优化等一系列工作。实验显示,该系统风速调控准确率超90%,能够显著增强油烟排出效果,有效降低PM_2.5浓度,为用户营造更为健康、舒适且节能的厨房环境,在智能家居领域展现出广阔的应用前景。

为改善某搅拌机高转速下产生明显的振动和噪声问题,通过振动和噪声测试进行声源识别,发现机械振动造成的结构噪声为主要噪声源。首先分析振动的传递路径,确定需要隔振的主要路径;然后基于隔振理论,对关键传递路径上进行隔振垫的布置和隔振垫的设计,并通过振动频率响应仿真分析确认隔振设计满足需求。经过验证：搭建的隔振系统,可使最大振动减少75.80%,总声压级下降6.93 dB(A),从而建立了一种适合于搅拌机等高速旋转机械系统响应分析与隔振系统优化的方法。

针对传统基于S-N曲线的方法在预测电热水器薄壁内胆低周脉冲疲劳寿命时精度不足的问题,提出一种基于应变-寿命（ε-N）理论的疲劳寿命预测方法。依托HyperWorks平台,结合OptiStruct极限工况静力学分析和HyperLife的ε-N疲劳计算模块,构建了内胆脉冲打压寿命预测模型。对原始内胆模型仿真预测寿命为23,829次循环,物理试验结果为18,926次,误差25.9%。通过优化封头曲率设计,显著降低关键区域塑性应变,优化后模型仿真寿命提升至175,864次,为原始设计的7.38倍,物理试验结果为160,725次,误差降至9.4%。研究表明,该方法能有效量化内胆低周疲劳损伤,预测精度满足工程要求,将传统依赖的物理试验周期从数周缩短至2天~3天,研发成本降低约70%,为家电承压部件的可靠性设计与寿命预测提供了高效、高精度的解决方案。

为解决冰箱门高低不齐问题,研发了一种新型可调铰链模型,可帮助冰箱门高低可调,实现冰箱门在高度方向上保持平齐。着重分析了可调铰链的整体设计思路、关键风险点的控制及实验中问题的解决方案。从整机和零部件两个维度进行仿真分析及实验,验证了可调铰链的可靠性、实用性优于常规铰链;关于可调铰链螺纹松脱风险,通过理论计算及实验证明了增加紧固顶丝后,可调铰链在实际工况下无松脱风险;针对实验中盐雾腐蚀、运动干涉等问题,对调节轴的结构进行优化,材料进行优选;根据实际操作的便利性和可靠性,优选出最佳螺纹公差和等级。通过上述分析与研究,证明了可调铰链具备所有常规铰链功能,还拥有调节功能,是一种技术升级后的新型铰链模型。为更加有效地解决冰箱门高低不齐提供一种新思路和方法。

分析了电冰箱产品原材料获取阶段和产品制造阶段（从“摇篮到大门”）的生命周期的碳足迹。结果表明,电冰箱产品原材料获取阶段中金属材料（占原材料获取阶段和产品制造阶段碳足迹55%）和聚合物材料（占原材料获取阶段和产品制造阶段碳足迹23%）是两大核心排放源,而铝材（占金属碳足迹72%）和PS、ABS两种塑料（占聚合物碳足迹53%）为关键碳排放材料。电冰箱产品制造阶段的碳排放主要来源于电力消耗（占产品制造阶段碳足迹97%）和压缩空气使用（占产品制造阶段碳足迹3%）。对于电冰箱产品设计时不同类型的原材料的选择和减排提出了针对性建议。

针对家用空调器在企标室外53 ℃,室内35 ℃/26 ℃工况下制冷能力衰减的问题,提出基于单级蒸汽压缩制冷系统的高压两相喷射空调系统方案。首先理论分析高压两相喷射技术对提升空调高温制冷能力的影响,即相同频率下可降低压比和排气温度。并在焓差室中搭建经过改造的家用空调器,保持辅路截止阀开度固定,通过调节压缩机频率和主阀开度,测量制冷系统相关参数,分析辅路对提升系统制冷量的作用以及对压缩机运行参数的影响。结果表明,增设的辅路可有效降低53 ℃工况下压缩机排气温度,最大可降低26 ℃,通过升频,制冷能力可提升8%,实现标称制冷能力。增设辅路改善排气温度会降低系统制冷量,因此在设计带高压两相喷射的蒸汽压缩制冷系统时,要兼顾主路和辅路的制冷剂流量分配。

针对空调压缩机转子传统热套工艺中存在的加热温度不均匀、能耗过高及工件热变形风险等技术瓶颈,创新性地提出冷套装配工艺方案。通过理论分析与实验验证相结合的方法,研究发现：在现有尺寸公差条件下,17.1 kN的压入力会导致曲轴副轴径向变形量超出设计允许范围（径向变形量≤2 μm）。经工艺参数优化后,采用润滑油表面处理技术,成功将压入力均值降低3.41 kN,同时保持力稳定满足≥3 MPa要求。对比试验数据表明：冷套工艺的实施使压缩机COP值提升0.4%,装配高度尺寸的工序能力指数Cpk从1.09显著提升至2.92。研究结果证实,冷套装配工艺在装配精度控制、能耗节约以及产品可靠性提升等方面具有显著技术优势,为压缩机高效精密制造提供了创新解决方案。

传统风管机因其安装位置较高并且出风口是水平出风,导致制热时热风浮在房间的上部空间难以落地,容易出现“头热脚冷”的问题。针对上述问题,根据人体对冷热风的舒适性要求,创新性地提出可逆送风技术,通过驱动结构带动风机蜗壳旋转,制冷时蜗壳侧向水平出冷风,制热时蜗壳旋转至出口朝下位置,实现竖直向下出热风。制冷时冷风平吹,房间内冷气流自然沉降实现淋浴式制冷,制热时热风竖直向下直吹地面,实现暖从足起。与常规的风管机相比可逆送风风管机热风落地更快,人体脚部位置平均温度提升约2.5 ℃。

为研究微通道换热器在热泵空调系统中替代翅片管换热器的可能性,首先对微通道换热器采用的复合翅片进行了仿真分析,研究了开窗角度和波纹高度对流动换热的影响。结果表明,风速在2.3 m·s^-1以下时,开窗角28°更优;各风速下波纹高度1.0 mm优于0.8 mm和0.6 mm。随后测试了室外机分别采用竖插翅片微通道和翅片管换热器的系统除霜性能,将除霜过程划分为启动阶段、融霜阶段、排水阶段,微通道的总除霜时间为276 s,比翅片管长45 s (19.5%),其融霜时间为翅片管的1.58倍,但排水阶段的时长无明显增长。

为了提高旋转式两级压缩机的能效,首先采用结构型网格划分压缩腔,在CFX中调用FORTRAN控制压缩腔的节点径向运动,模拟一级和两级压缩过程,随后实验验证仿真模型准确,为能效提升提供理论支撑,最后提出三种一级气缸和二级气缸之间的中间腔结构,即中间腔结构分别布置在压缩机内部、压缩机外部和两者混合。结果分析表明：混合方式决定一级排气压力、二级吸气压力和压力脉动,内部混合结构的一级排气压力低、功耗低和能效最佳,但是压力脉动大,为后续能效提升提供支撑。

空调产品致力于实现外机小型化时,电控系统的安装布局空间大幅缩减,内部电子元件的分布密度显著增大。这种空间上的约束,导致热量大量积聚,散热难度呈指数级上升,从而引发了电控系统的温升问题。为有效解决这一难题,围绕散热零部件展开研究,运用伯努利原理,对风道直径、流速等参数进行精细化设计,实现对流体压力和流量的精准调控。通过CFD仿真建立包含120万个网格的三维模型,结合搭建的恒温环境测试系统,对新型双风道散热结构进行多维度验证。实验数据表明,优化方案使IPM模块温升降低5.1%,散热效率提升18.6%,较传统方案及文献报道的同类技术均呈现显著优势。研究成果为空调外机小型化设计提供了可量化的技术参考。

空调的制冷/制热能力与噪声存在动态平衡关系,能力提升通常伴随压缩机转速增加、风机功率增大,导致噪声升高。针对此现象,为避免过分追求能力而忽视噪声,提出了能噪比的概念,定义能噪比为单位噪声下的有效能力输出,反映空调综合性能的“性价比”。同时提出了一种基于能噪比的新型评价体系,满足家用空调性能与噪声的综合评价需求。通过理论分析空调制冷/制热能力与运行噪声的关联性,建立能噪比数学模型,并设计多工况实验对多款主流家用空调进行测试。实验结果表明,能噪比可有效区分不同空调产品的综合性能等级,其中高效区产品在保持低噪声的同时具备高能力。研究进一步提出基于能噪比的分级标准,为消费者选购及行业标准制定提供科学依据。

智能功率模块（IPM）作为变频空调的核心部件,其性能直接影响空调能效、运行可靠性和控制精度。单片集成IPM因其超高集成度、低寄生参数和低开关损耗等优势,在变频空调中有着广泛的应用,然而国产化单片集成IPM可靠性对比海外主流厂商存在明显差距。引入一种基于信号自适应控制的检测电路设计思路,提出多重校验控制逻辑,大幅降低过流保护引发的误检测几率。实验表明,对比通用方案,多重校验电路在25 ℃和75 ℃环境温度下,在上升沿时的过流触发信号（ITRIP）滤波时长分别自适应延长14.7%和41.2%;而在75 ℃下的滤波时间对比25 ℃,在非上升沿和在上升沿时,滤波时长延迟分别达23.2%和24.1%,表明了基于信号自适应的多重校验电路方案对干扰信号有更优的过滤能力,可保障变频空调全工况下的可靠稳定运行。

燃气热水器燃烧室内的SUS430不锈钢隔热板存在高温变色问题。为此,首先进行了不锈钢变色模拟试验,采用CIELAB测色体系研究了SUS430不锈钢在高温氧化状态下的表面色度变化规律,表征了不同氧化状态表面氧化膜的物相构成及形貌,同时获得了不同氧化状态下不锈钢的耐蚀性数据。通过将不锈钢的耐蚀性与表面颜色变化状态进行关联,揭示了不锈钢在高温氧化状态的耐蚀机理。进一步改进风冷降温通道,优化了不锈钢隔热板结构,进而降低了燃烧室表面温度。经过六个月的风压堵塞耐久试验可知,优化后的隔热板可靠性提升,不再出现变色问题。