节能家电产业计量测试需求分析

/ .山东省计量科学研究院；.山东省计量检测中心

0 引言

家电产业是我国具有较强国际竞争力的产业之一， 2017年中国家电全行业主营业务收入达1.5万亿元，利润总额达1 169亿元，出口总额达624亿美元[1]，家电生产规模已居世界首位。同时家电产品消费升级不断深化，消费者对家电产品的功能和质量的要求越来越高，高效节能、绿色环保、舒适健康、智能互联已经成为消费者选择家电的要素。以节能环保等高端家电为例：2018年1至9月份超快洗洗碗机、一级能效燃气灶、一级水效纯水机和90%热水输出率电储水热水器等节能型产品零售份额分别增长至60%、55%、29%和22%[2]，市场占比进一步扩大。

十三五期间，我国逐步健全节能、节水、节地、节材、节矿标准体系，推进实施全民节能行动计划并组织开展能效、水效领跑者引领行动[3]，中国家电市场的节能化进一步提升：节能家电产品的市场占比由2015年的50%，进一步提升至2020年的75%[4]。节能环保家用电器的市场前景将变得更加广阔。

1 节能家电及其产业计量

1.1 节能家电

节能家电是指采用了节能技术并能达到相应国家能效标识要求的家电产品（包括白电、黑电和小家电等）的总称，节能技术则是指根据能源类型和用能情况分析能耗现状，找出能源浪费的节能空间，并采取对应的措施减少能源浪费，实现能源节约的技术，主要包括：新材料技术、精密加工技术、高效电机（高效压缩机）技术、变频技术、蓄能技术、隔热技术、集热技术、冷却技术、温控技术和压差保持技术、热回收利用技术、热泵技术、家电智能化技术等。

家电的节能与节能技术的发展密不可分，无论是从原材料、零部件，还是整机研发、生产、检测等环节采用节能技术都会给家电带来节能降耗的作用。目前，包括新工艺、自动化（工业4.0）、智能家居（互联网+和云计算）等在内的新技术的飞速发展，正渗透并驱动着节能家电产业迎来新的机遇和挑战。

1.2 节能家电产业计量

节能家电产业是紧紧围绕着家电节能并与之紧密相关产业的总和，其全产业链包括原材料、零部件和节能家电整机的研发、生产、检测以及节能家电的销售、维修和回收等。节能家电产业计量则是紧紧围绕节能家电产业中的研发、生产、检测等环节与计量测试相关的技术、设备和手段，并通过这些技术、设备和手段来服务、推动和引领家电产业节能的整个过程。

节能技术的研发、应用和产业化离不开计量测试技术提供测量数据。家电产品多属于机电综合系统，影响能耗的因素包含了材料性能、几何精度、结构设计、控制技术、电气性能等多个方面，节能技术已经渗透到产品从设计到生产的每个要素，对节能相关环节进行准确测量和溯源逐步成为产业计量发展的方向。产业计量测试需求推动着计量测试技术不断向纵深发展，对产业过程参数进行更加准确的测量和控制的需求也日益迫切。

围绕节能家电产业计量测试实际需求，依托国家节能家电产业计量测试中心筹建[5]，建立起针对节能家电产业的产业参数测量体系和计量器具的量值溯源体系（见下图1），促进家电产品的质量提升，提高家电产业的核心竞争力。

图1 产业参数测量体系和计量器具的量值溯源体系

2 节能家电产业计量测试需求

通过对国内多家大型家电生产企业及其上下游供应商或服务商展开调研，得出节能家电产品在能效和质量认证、可靠性、安规、电磁兼容等领域具有代表性的参数测试及溯源需求，主要涉及光学和化学、力学、电磁学、无线电、声学、热工、几何量、时间频率等几大计量专业，分析如下。

2.1 测量仪器量值溯源需求

节能家电产业相对成熟，其产业参数大多有相应的检测方法和测量仪器，现有的十大计量基本能够满足其传统的量值溯源需求，因此并没有形成系统性的节能家电产业专用量值溯源体系。

但随着新技术、新材料、新工艺的采用，生产实践中出现了许多新型测量仪器，如PM2.5测量仪、冷媒漏率测量仪、喀呖声分析仪、体视显微镜、静电靶、视频信号分析仪等以及部分高准确度、极大极小量、应用范围较小的测量仪器未建立计量标准而无法进行量值溯源。而且，现有的通用测量仪器已渐渐不能满足节能家电产业特有参数的测量需求，需要研究更加适用和准确的测量仪器及其量传溯源体系。

以上测试和溯源需求需要进一步加强计量能力建设来不断满足。

2.2 产品质量控制关键参数测试需求

关键参数对产品质量控制至关重要，但有些关键参数测量起来还存在一定困难，如冰箱、空调等制冷设备在生产过程中，系统真空度与制冷剂的加注质量将直接决定制冷的效果，而二者的在线动态校准却存在着耗时较长、准确度不够等问题；又如洗衣机等节能的一项重要技术就是电机变频控制，而变频电量测量技术规范不统一、变频频率的控制测评存在难度等问题亟待解决。深入产业过程，研究新型测量方法，实现对关键参数的量值溯源，是解决测量难题、优化质量控制的重要途径。

另一方面新的质控模式也不断催生新的测试需求[6]，如研发设计阶段原创性方法模式的测试、制造和销售阶段的产品质量摸底试验、产品的可靠性试验与失效分析、贸易纠纷等产生的关键参数测量等。这一测试需求不集中、易突发、共性不强，要求从业者具有较高水平的能力和经验。

2.3 新模式新业态计量测试需求

随着“互联网+”思维与模式的日益普及，新一代信息技术对于节能家电产业生产模式及销售业态的改变效应日益明显。从节能家电新产品用户定制的设计输入到互联网制造工厂的智能制造新模式，再到家电跨界融合的网上零售新业态，节能家电产业智能互联的内容与模式发展和更新非常迅速。随着新模式、新业态、新技术的推广和应用，新的测试内容也在孕育过程中，比如越来越受到关注的智能家电测试技术（对智能家电的评价方法、测试技术和量值溯源研究）、智能家电WIFI无线校对系统、冰箱保鲜评价（大数据分析）等，目前这一方面的产业需求逐步增加，需要紧紧跟进技术前沿，做好前瞻性的技术研究和技术储备。

2.4 产业转型升级计量测试服务需求

随着工业企业的现代化进程，以个性化定制、柔性化生产为主要特征的智能制造将是企业转型升级的主攻方向。以某大型家电集团互联智能工厂为例，生产现场装有1.2万个传感器，每秒，采集1.5万条信息，每天产生3.2G的数据，而这其中计量数据占到65%以上，准确计量为工业大数据准确有效提供了保障[7]。由此可见，计量测试技术是智能制造的基础技术和装备核心。如何实现异地及现场产品设施设备所需的远距离、实时性计量测试保障服务即智能计量测试需求，是企业智能化转型必须解决的问题。

目前，将5G信息技术、智能技术与计量测试技术相结合，实时提供计量测试技术保障方案、大数据远距离信息化传输和分析、计量测试数据资源信息共享以及可视动态化服务，正成为越来越多企业智能化转型的选择。

3 结语

节能技术是家电产业的发展趋势，计量是产业发展的基础技术支撑。未来应紧紧围绕节能家电产业在量值溯源、质量控制、业态更新、转型升级等方面的计量测试实际需求，按照国家发展现代产业体系的总体要求，不断研究具有产业特点的测试技术及量值溯源技术，加强计量科技能力建设，创新计量服务模式，以逐步提高我国节能家电产业的核心竞争力。