倪 斌 黃 易 成 誠 全王榫 張甘霖 牛道森

（上海出入境檢驗檢疫局機電產(chǎn)品檢測技術(shù)中心）

基于GB/T 28219—2011的電子座便器智能化評價方法初探

倪 斌 黃 易 成 誠 全王榫 張甘霖 牛道森

（上海出入境檢驗檢疫局機電產(chǎn)品檢測技術(shù)中心）

本研究基于GB/T 28219—2011《智能家用電器的智能化技術(shù)通則》，研究電子座便器的產(chǎn)品特點，探索建立一套適用于檢測機構(gòu)的電子座便器智能化評價方法，對電子座便器的智能特性進行評估打分，有效評價產(chǎn)品智能技術(shù)應用等級。

電子座便器 智能特性 智能化評價

1 前言

電子座便器一般是指安裝在陶瓷、塑料或其他材質(zhì)坐便器基坐上的由電子電路控制的包括用于清洗人體臀部等沖洗在內(nèi)的器具。該器具至少具有人體臀部的溫水沖洗功能，可相應增加臀部干燥、坐墊加溫、女性沖洗以及環(huán)境除臭等輔助功能。該產(chǎn)品的出現(xiàn)極大地改變了盥洗衛(wèi)生習慣，整個加熱、清潔及干燥過程實現(xiàn)自動化，具有清潔衛(wèi)生、方便舒適的優(yōu)點，同時也節(jié)約了日常紙張用量，減少了不可再生能源的消耗?，F(xiàn)在的電子座便器產(chǎn)品集加熱、沖洗、烘干等諸多功能于一體，越來越重視與使用者互動。隨著國人消費水平增長，電子座便器開始在普通消費者家中普及，其產(chǎn)品質(zhì)量也越來越受到國家質(zhì)量主管部門的重視，作為重點被列入國務院辦公廳印發(fā)的《貫徹實施質(zhì)量發(fā)展綱要2016年行動計劃》。

智能家用電器（intelligent household appliances）是近年來發(fā)展的新興家電的一個分支，指的是采用一種或多種智能化技術(shù)，并具有一種或多種智能特性的家用和類似用途電器。當前市售的相當部分的電子座便器產(chǎn)品都冠以“智能”，但實質(zhì)上只是實現(xiàn)了部分功能的電氣化、自動化。因此，有必要對電子座便器產(chǎn)品的智能化程度進行評價，為消費者提供正確的消費指引，達到規(guī)范市場秩序，杜絕虛假性能宣傳的目的。

GB/T 28219—2011《智能家用電器的智能化技術(shù)通則》，是對家用電器產(chǎn)品的自學習、自適應、自協(xié)調(diào)、自診斷、自推理、自校正智能化特性進行分析研究，評價家電產(chǎn)品智能化程度的通用技術(shù)要求。本研究針對電子座便器的產(chǎn)品特性進行探究，依據(jù)國家現(xiàn)有標準，探索適合于第三方檢測機構(gòu)對于電子座便器產(chǎn)品的智能化評價方法。

2 標準研究

2.1 重要定義及解讀

根據(jù)GB/T 28219—2011，對一款家電產(chǎn)品的智能化程度評價主要依據(jù)其智能特性（intelligence）。智能特性指的是人工智能特性，即家用電器中的控制系統(tǒng)所具有的類似人的智能行為，具體體現(xiàn)在自學習、自適應、自協(xié)調(diào)、自診斷、自推理、自組織、自校正等幾個方面。

（1）自學習指的是系統(tǒng)在訓練或工作過程中，不斷自動積累經(jīng)驗，通過調(diào)整參數(shù)，改善執(zhí)行任務效果的行為。

（2）自適應指的是系統(tǒng)能自動修正自身的特性以適應工作環(huán)境的擾動或系統(tǒng)動態(tài)特性的變化的行為。

（3）自協(xié)調(diào)指的是系統(tǒng)在工作過程中，各組成環(huán)節(jié)自動相互配合的行為。

（4）自診斷指的是系統(tǒng)自動判斷自身故障的行為。

（5）自推理指的是系統(tǒng)根據(jù)檢測數(shù)據(jù)或?qū)嶋H工況自動做出推測或推斷的行為。

（6）自組織指的是系統(tǒng)在訓練或工作過程中，為適應任務需要而自動調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)或結(jié)構(gòu)的行為。

（7）自校正指的是系統(tǒng)自動校準零點、量程或其他設計參數(shù)的行為。

智能家電產(chǎn)品具有的多種功能經(jīng)過產(chǎn)品的控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。在使用者使用智能家電產(chǎn)品的過程中，控制系統(tǒng)搜集使用者習慣信息及環(huán)境信息，學習分析使用者的日常使用規(guī)律，調(diào)整適應使用環(huán)境。在需要多種功能配合才能完成使用過程的情況下，控制系統(tǒng)能夠根據(jù)搜集到的信息適應協(xié)調(diào)各功能間的匹配行為。產(chǎn)品累積一定的工作時間后，控制系統(tǒng)能夠通過系統(tǒng)已經(jīng)搜集到的一定量的數(shù)據(jù)，對使用者行為或使用環(huán)境的變化進行邏輯推測分析，進而自動調(diào)整自身工作參數(shù)，必要時組織協(xié)調(diào)各功能模塊以適應外部行為或環(huán)境的變化要求。智能家電產(chǎn)品在出現(xiàn)故障時，能夠自動判斷故障發(fā)生的原因，必要時進行復位自?；蛳到y(tǒng)認為可能對使用者造成危險時暫停使用功能。

標準定義對智能特性的描述主要基于智能家電產(chǎn)品控制系統(tǒng)對內(nèi)的自我調(diào)整診斷，以及對外的學習適應，兩方面各有其重要作用而又相互聯(lián)系。（見圖1）

圖1 智能特性關系示意圖

2.2 檢測與評價

根據(jù)GB/T 28219—2011要求，對智能家電產(chǎn)品的檢測及評價方法應有三點基本要求：（1）檢測、評價的數(shù)據(jù)處理應具有可重復性；（2）檢測、評價的指標與結(jié)果應可量化；（3）檢測、評價的結(jié)果應具有易監(jiān)督性。三點基本要求決定了針對具體產(chǎn)品所制定的評價方法必須針對特定產(chǎn)品的特定功能作出詳盡的細節(jié)分類評價指標，最大程度避免檢測或評價人員的主觀判斷對評價結(jié)果產(chǎn)生影響。檢測評價的結(jié)果應以具體分值或等級的形式體現(xiàn)，使產(chǎn)品智能化程度的高低優(yōu)劣通過檢測評價一目了然，避免出現(xiàn)以往測評得出的類似“優(yōu)秀”“良好”“一般”等非量化指標，使檢測評價的需求者直觀地了解測試結(jié)果。檢測評價的方式應客觀實際，便于具有專業(yè)知識的檢測評價人員理解，評價方法具有良好的再現(xiàn)性，便于后期的驗證及必要時的監(jiān)督。

2.3 檢測與評價的方法

GB/T 28219—2011提出三種對智能家電產(chǎn)品的檢測評價方法。

（1）整機方法適用于系統(tǒng)在額定條件下工作時，對系統(tǒng)實現(xiàn)智能特性的外在功能及效果作檢測與評價。通過被檢家電產(chǎn)品的技術(shù)資料及對被測產(chǎn)品工作過程的人工觀察等形式作出智能化程度認定。該方法簡單直觀，基本采用黑盒原理，對產(chǎn)品的直觀輸出結(jié)果進行評定。適合于測評機構(gòu)對產(chǎn)品進行測評、企業(yè)研發(fā)部門對產(chǎn)品的研究以及第三方監(jiān)督檢驗機構(gòu)對產(chǎn)品的符合性監(jiān)督。

（2）聯(lián)機方法適用于在不脫開控制系統(tǒng)的其他部分，且保證被測單元以外的其他單元處于正常工作狀態(tài)下，對要檢測的實現(xiàn)智能特性的智能單元本身進行智能特性檢測與評價。通過被檢家用電器技術(shù)資料以及對被測產(chǎn)品工作過程中智能化技術(shù)單元的輸入輸出信息進行檢測盒人工觀察等形式，對產(chǎn)品進行智能化認定。該方法適合于企業(yè)對產(chǎn)品的更新類研發(fā)，特別是在原有產(chǎn)品基礎上添加智能化模塊，增加智能功能的評價。

（3）脫機方法適用于在脫開控制系統(tǒng)的其他部分，且保證被測單元的輸入信號和輸出負載與整機額定工作狀態(tài)一致條件下，對要檢測的實現(xiàn)智能特性的智能化技術(shù)單元本身單獨進行智能特性檢測與評價。通過被檢家用電器技術(shù)資料以及對被測單元工作過程中的智能化技術(shù)單元的輸入輸出信息進行檢測，對產(chǎn)品進行智能化認定。該方法適合于企業(yè)的產(chǎn)品的研發(fā)階段，可通過構(gòu)建虛擬的整機運行環(huán)境，對智能單元進行模擬量輸入，預評估產(chǎn)品的智能化性能可達到的程度。

2.4 評價記錄

GB/T 28219—2011提出針對各類不同智能家電產(chǎn)品確定不同的智能特性分值占比，然后分別對各個智能項目進行評價與檢測，按評價權(quán)重0.2（X）、檢測權(quán)重0.8（Y）的比例進行最后的分值計算，計算公式為：

其中，Z為智能化評價得分分值，i為各項智能特性的分值占比。

3 電子坐便器產(chǎn)品智能化程度評價方法初探

3.1 產(chǎn)品功能特性

電子坐便器產(chǎn)品的常見主要功能分為以下幾種：

（1）沖洗清潔：電子坐便器區(qū)別于普通馬桶蓋的最主要功能，水流通過噴嘴噴出，用以清潔人體下體。

（2）沖洗用水加熱：利用電加熱元件對沖洗用水進行加熱，使沖洗的水溫適宜人體，使用感受更為舒適。一般分為即熱式和儲水式兩種。即熱式利用較大功率加熱元件直接加熱動態(tài)水流，儲水式則帶有一個小型水箱，加熱元件功率相對較小，水箱水被加熱到指定溫度后沖洗人體。

（3）座圈加熱：馬桶座圈中預埋電熱絲，功能啟動時將座圈加熱至適宜人體的溫度。

（4）吹風烘干：利用小型送風電機運轉(zhuǎn)出風，對沖洗清潔后的人體進行吹風干燥，也可同時帶有加熱功能吹出熱風，使寒冷季節(jié)中使用更為舒適。

（5）除臭：在座圈下部添加進風口，同時帶有除臭除味濾網(wǎng)，進風電機將異味吸入通過過濾風道，經(jīng)過濾網(wǎng)除味。

（6）其他常見輔助功能包括：進水水質(zhì)監(jiān)測、人體落座感應、人體接近感應、排泄物健康監(jiān)測等、網(wǎng)絡互連控制、噴嘴自清潔等。

3.2 智能特性評價內(nèi)容

本研究的主要目的是為第三方檢測實驗室提供一套針對電子坐便器的智能化評價方法，故根據(jù)對標準內(nèi)容的研究結(jié)果，確定采用整機方法進行評價。

根據(jù)電子座便器的產(chǎn)品特點及功能特征，通過被測器具及其技術(shù)資料的視檢、手動操作等方式進行評價，其智能特性包含但不限于以下方面。

（1）自學習

——學習能力：器具能夠根據(jù)用戶的使用過程中的不同需求決定工作狀態(tài)，以方便用戶使用。能夠記錄用戶的使用習慣，如水溫設置、沖洗力度設置等。

——記憶能力：斷電后并再次通電時，能夠保證先前的學習記憶內(nèi)容不丟失。

（2）自適應

——電源適應：器具能夠經(jīng)受電網(wǎng)電壓及頻率的波動，在電壓及頻率波動不超過額定電壓±10%的范圍內(nèi)正常運作。

——能耗適應：器具能夠自動判斷進入節(jié)能模式或待機模式的介入點，達到節(jié)能環(huán)保的要求。

——人體舒適度適應：器具能夠自動感知環(huán)境溫度、濕度等關鍵量的變化，自動調(diào)節(jié)水溫或座圈溫度，在不需要人為干預的情況下提高使用者的舒適度體驗。

——沖洗適應：帶有控制沖洗功能的產(chǎn)品能夠根據(jù)使用者的使用狀況，自動控制沖洗方式和用水量。

——性別適應：不需要人為干預的情況下，器具能夠依據(jù)使用者性別調(diào)整運作功能。

（3）自協(xié)調(diào)

——產(chǎn)品互連功能：器具可以通過網(wǎng)絡接入家庭控制系統(tǒng)或可與其他智能電器產(chǎn)品互動。如：與熱水器、凈水機等產(chǎn)品互動。

——支持遠程控制：使用者可通過網(wǎng)絡或智能手機APP對器具進行遠程控制，使使用更為便捷。

——網(wǎng)絡服務：器具可以通過網(wǎng)絡自動或在使用者授意后下載更新自身智能控制系統(tǒng)，或能將器具運行信息、故障信息、狀態(tài)信息等上傳，進行自行維護。

（4） 自診斷

——內(nèi)外部故障診斷：器具發(fā)生故障時，能夠自行識別并判斷故障發(fā)生點，提供必要的保護措施或預警措施。包含器具本身故障及外部供電供水異常的診斷。

——誤操作識別：器具能夠自動識別使用者進行的誤操作，提供必要的保護或提示。如：進水關閉或水箱無水時的加熱操作。

（5）自推理

——使用壽命推理：器具能夠根據(jù)本身的工作情況，參照生產(chǎn)商的預估壽命，給使用者壽命提示。

——維護時間推理：器具能夠根據(jù)被使用的頻次、每次工作時間等，給使用者維護提示。如：運行維護程序、清潔噴嘴等。

（6）自組織

——功能組織：根據(jù)使用者選擇確定的功能，對器具本身所具備的各個子功能進行組織運行。如：使用者在選定性別及排便選項后，器具控制系統(tǒng)能在使用者確認完成排便過程后自動進行溫水沖洗、暖風烘干、自動除臭、便器沖洗的全過程而無需使用者再進行干預。

——工作參數(shù)組織：根據(jù)環(huán)境變化，自動組織各個功能的運行參數(shù)。如：根據(jù)氣溫不同，自動設定水箱加熱水溫及座圈加熱溫度。

（7）自校正

——功能校正：器具在不需要使用者干預的情況下，對各個功能的運行時間、運行方式按期校正。

（8）其他智能特性

——擴展性：器具具有模塊化結(jié)構(gòu)，便于軟件或硬件的升級擴展。

——升級性：器具的控制系統(tǒng)可通過網(wǎng)絡或其他方式升級，不斷改善其使用性能。

——受控性：在使用者有需求的情況下，可控制器具的各個功能的參數(shù)設定，使其得到更好的個性需求體驗。如：沖洗水的溫度調(diào)整、沖洗力度調(diào)整、烘干風力調(diào)整、烘干風的溫度調(diào)整等。

——安全性：帶有與用戶交互功能控制系統(tǒng)的器具，能夠建立良好的信息保護措施，保障用戶的隱私數(shù)據(jù)不泄露，同時能夠防范來自網(wǎng)絡的攻擊。用軟件保護器具本身安全性的產(chǎn)品還應具備符合IEC 60730的功能安全措施。

——易用性：器具具有良好的用戶使用界面，引導使用者正確操作器具。

3.3 評價分值設置

GB/T 28219—2011給出檢測與評價得分權(quán)重適用于評價檢測方具有充分的產(chǎn)品底層技術(shù)資料及大量產(chǎn)品研發(fā)信息，適合于企業(yè)研發(fā)新品后的自我評估，對于第三方機構(gòu)，該打分方式難以付諸實施。從現(xiàn)有已經(jīng)實施的部分智能家電產(chǎn)品的評估方法來看，采用的是檢測與評價相結(jié)合的方式，采用檢測得分即評價得分。X、Y權(quán)重取相同值，即X=Y=0.5。在此模式下GB/T 28219—2011中的評價記錄表可簡化表述。對于電子座便器產(chǎn)品可按表1進行評判。

表1 智能特性評價得分表

進行評價記錄時應對各個子項目給予明確的評分依據(jù)，盡量達到標準所要求的可重復性、可量化及易監(jiān)督性。例如：對于自診斷項目中的內(nèi)外部故障診斷項，評價記錄應包含詳細的得分條款及得分分值（見表2）：

表2 智能特性子項目評價舉例

3.4 評價實例

圖2為一款電子座便器產(chǎn)品。

圖2 電子座便器實樣

產(chǎn)品概況為：額定規(guī)格為220V，50Hz，1400W，沖洗水加熱方式為儲水式加熱，包含普通沖洗、女性沖洗、通便沖洗、按摩沖洗、座圈溫度調(diào)節(jié)、水溫調(diào)節(jié)、噴嘴位置調(diào)整、沖洗力度調(diào)整、省電模式等功能。評價人員在測試過程中發(fā)現(xiàn)其不具備學習能力，智能被動接受使用者的調(diào)整，斷電后再次通電無法記憶斷電前狀態(tài)，無防凍報警功能。依據(jù)上文所述評價得分表，最終得分見表3。

表3 電子座便器智能化評價評分實例

根據(jù)計算公式，該款產(chǎn)品的最終智能化評價得分如下：

Z=0×15%+20×15%+0×15%+80×10%+0× 10%+10×10%+0×10%+70×15%=22.5

根據(jù)GB/T 28219—2011智能化技術(shù)應用等級分類，該產(chǎn)品屬于應用等級4級產(chǎn)品。

4 結(jié)語

GB/T 28219—2011為智能家電評價技術(shù)提供了方向性指導。但對于特定的智能化家電產(chǎn)品，需要研究人員通過大量實際測評制定出適合于該類產(chǎn)品的評價規(guī)范。本研究對電子座便器產(chǎn)品進行的評價方法嘗試，是對GB/T 28219—2011的實踐應用操作，能夠基本滿足市售座便器產(chǎn)品的智能化評價需求。但同時也需考慮到產(chǎn)品和標準都是不斷發(fā)展的，今后評價方法還需不斷改進完善，從而更好地做好電子座便器產(chǎn)品的智能化評價。

[1]GB/T 28219—2011 智能家用電器的智能化技術(shù)通則

[2]劉東，尹怡欣，涂序彥，等. 廣義智能評價在智能家電標準中的應用初探：中國人工智能學會全國學術(shù)年會[C]. 2007.

Evaluation Methods for Intelligentization of Electrical Toilet Based on GB/T 28219—2011

Ni Bin, Huang Yi, Cheng Cheng, Quan Wangsun, Zhang Ganlin, Niu Daosen
( Technical Center for Mechanical and Electrical Product Inspection and Testing, Shanghai Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau )

This study is based on standard GB/T 28219—2011 General rules of intelligentization technology for intelligent household appliances. Researching the character of electrical toilets and developing a method for intelligentization evaluation of electrical toilets. The method is applicable for the testing institute which can rate the intelligence of electrical toilets and evaluate the intelligence grade of the product.

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