Dyson數位馬達旋起最強科技時尚暴風

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摘要:戴森的產品線遍布吸塵器、吹風機、幹手器、電風扇,未來還會推出電動汽車,20年積累的數位馬達技術無疑是戴森的硬核黑科技。數位馬達技術是戴森科技的核心,擁有數位馬達的產品像是被施加了魔咒,在市場持續爆紅。

作為科技行業的一名長期觀察者,我一直關注各行業的科技創新,對於學界科技創新史也格外關注。歷史上的三次工業革命,不但是製造技術的革命,也是新式能源使用的革命。第一次工業革命的標誌是蒸汽機和對煤的使用;第二次工業革命的標誌則是內燃機和發動機以及汽油和電力的使用,第三次則是原子能和計算機的使用。

工業革命給世界帶來了新的舶來語,比如引擎(Engine)。引擎是發動機的核心部分,是把汽油等化石能源轉化為機械動能的裝置。現在這個詞已經廣泛用於各行各業,遊戲行業的遊戲引擎、安全行業的殺毒引擎,還有互聯網的搜尋引擎。幾乎所有像發動機一樣的系統核心組件都被稱為引擎。

另外一個舶來語是「馬達」,是motor的音譯,也就是電動機。如果說引擎帶有濃重的內燃機色彩,那馬達則是電氣時代的重要特徵。盡管很多學者號稱,人們已經進入了工業4.0時代,可從內燃汽車到電動汽車的真正升級,才是最近幾年的事兒。

人們早在十年前就進入了移動時代,移動電源和家電正日益普及,可以預測的趨勢是,未來隨著電池技術的成熟,馬達正在成為驅動科技進步的重要引擎。而這個趨勢正在家電行業,悄悄地發生著。

數位馬達,戴森電器家族的硬核科技

十年前,挑戰Wintel聯盟並敢於跟蘋果叫板,徹底改變移動互聯網生態的引擎有兩個:一個是ARM架構的處理晶片,另一個是不斷迭代的安卓系統。多年來,英特爾與AMD高性能處理器之戰未見結果,但一個不爭的事實是,他們都錯失了移動晶片市場的風口紅利。

移動設備需要高性能處理器,但更迫切的需求是節能省電、體積小巧。ARM和安卓的雙A組合之所以在移動設備上取代Wintel聯盟,恰恰是在低功耗、體積小方面擁有了壓倒性優勢。移動互聯網進化的邏輯同樣適用於家電領域,移動化和輕量化革命正在家電行業悄然發生。而戴森憑借在數位馬達領域20多年的技術積累,已經成為這場革命的先行者。

戴森最初以吸塵器起家。第一代明星產品是一款雙氣旋真空吸塵器,這款產品通常被看作是1908年真空吸塵器發明以來的首次重大技術突破,徹底解決了舊式真空吸塵器氣孔容易堵塞從而導致吸力衰弱的問題。

無繩吸塵器作為無線家電,也帶來了新的挑戰——他們對重量和功率有著更為苛刻的要求。作為動力支持的馬達,不但需要性能強悍,而且還要重量輕、體積小。2019年3月,戴森推出新一代無繩吸塵器(Dyson V11 Absolute),在性能和便攜性做到了完美平衡,其中搭載最新研發的V11數位馬達功不可沒。

Dyson數位馬達旋起最強科技時尚暴風 科技 第1張

戴森V11數位馬達每分鐘轉速高達125000轉,新增三級定葉輪,比上一代馬達更高效地產生強勁吸力。傳統的有刷馬達受限於電刷的摩擦阻力,做到30000轉/分鐘已屬不易,而戴森V11卻能做到4倍轉速的提升。關鍵在於,戴森的數位馬達採用了無刷開關磁阻技術,通過數字脈沖以極高的頻率來控制線圈通斷,做到馬達的高速轉動。

此外,數位馬達的陶瓷中心軸,經過1600°C高溫固化處理,這種材質比鋼材更堅硬,而密度更小。880層超薄復合鋼板產生的磁場,不但驅動馬達高速轉動,而且解決了高速轉動對結構強度的需求;交疊設計的葉輪結構,大大增加了表面積,保障推動氣流的效率。

和智慧型手機類似,吹風機也算是不折不扣的手持家電。吹風機使用者多為女性,對於手感要求很高。但傳統吹風機的馬達被安裝在頭部,使用時難免有「頭重腳輕」的感覺,手感極差,還會產生較大的噪音,在耳邊吹風時,更是相當刺耳。搭載V9數位馬達的戴森吹風機,則完美解決了這些痛點。

如同CPU是PC、手機和數位產品的動力引擎,家電產品的馬達如同心臟。戴森的產品線遍布吸塵器、吹風機、幹手器、電風扇,未來還會推出電動汽車,20年積累的數位馬達技術無疑是戴森的硬核黑科技。

戴森數位馬達背後的故事

如果說戴森的產品是面子,那數位馬達就是里子。

在新青年Z世代的眼中,對於生活質量的極度關注已經成為各大廠商的關鍵決策信息。想要在消費家電產品中占據一席地位,實屬不易。但是戴森的產品幾乎款款都是爆紅產品。從美國到英國、從澳大利亞到日本,戴森吸塵器穩坐高端產品的頭把交椅。甚至於連英國王室的王宮里,也裝備了戴森吸塵器,「戴森旋風」刮遍全球。戴森也是真正把科技和藝術完美融合在產品並融入到生活中的發明家。

數位馬達技術是戴森科技的核心,擁有數位馬達的產品像是被施加了魔咒,在市場持續爆紅。自1999年以來,戴森在數位馬達的設計、開發和製造方面已投入超過3.5億英鎊,數位馬達的總生產量超過5000萬台。

馬達的工作原理很簡單,但是要製造出高精度、高穩定性的數位馬達實屬不易。從構想設計到落地執行,不僅僅需要高超的技術,不僅僅需要對藝術的理解,還需要不斷重復,並且要在質量上拒絕妥協。所以你看到戴森產品上的小小數位馬達,都是戴森的工程師們緊密合作、反復地模擬實驗、無數次性能測試之後,直至調節至最佳性能後,才會開始著手對零部件進行原型設計,到最後才開始正式量產。

在量產之後還遠遠沒有結束,原型馬達作為重要的模型,將會繼續接受各種嚴格測試,以確保正常運行。工程師們也會深入分析模擬馬達設計與實際測試之間的差異,並將結果反饋到迭代設計中,以便對後續馬達同步進行性能提升。此過程在項目的整個生命周期都會持續進行,直到馬達完全達到最終應用所要求的性能為止。

在這樣高標準的研發測試和產品迭代的循環中,戴森到如今做出了11代數位馬達,比如V8數位馬達在正式量產前,工程師們對新馬達的不同設計和部件進行了約50萬小時的測試,V10數位馬達更是經歷2500多個原型才鑄就了最終的成品馬達。

據戴森相關負責人透漏,在數位馬達V9的整個開發階段,戴森實驗室一共製造並測試的馬達原型數達到了4865個,每一次的仿真模擬也需要幾小時到幾天的試驗周期。就像James Dyson聲稱的那樣:「尋求與眾不同的科技手段來更好地解決人們日常生活中容易忽略的問題」。

Dyson數位馬達旋起最強科技時尚暴風 科技 第2張

V9系列數位馬達,其大小只相當於一枚硬幣,重量只有傳統吹風機馬達的一半,可以安裝在吹風機的手柄處,顛覆了傳統吹風機的結構設計;如此迷你的馬達,轉速卻高達11萬轉/分鐘,每秒推動13升氣流通過27毫米的圓孔,風力相當強勁;十三葉輪設計,則恰好保持其發出的部分聲響超過了人類可感知的聽覺頻率上限,將使用中產生的噪音降到最低。

最終讓搭載V9數位馬達技術的捲髮棒和吹風機燃爆整個亞洲。感謝戴森開啟了我們的生活美學的又一扇大門。

科研引擎刮起的最強科技時尚暴風

如果說,蘋果重新定義了智慧型手機,那麼,戴森也重新定義了很多家電品類。能夠定義行業,也許只有行業中真正的創新者和顛覆者才有這份底氣。但如何定義戴森公司,卻不是一件簡單的事兒。依托戴森數位馬達的核心技術,戴森在消費家電名聲大燥,很多廠商紛紛模仿。這些成就都離不開戴森在數位馬達的科研決心。

前面我們提到,戴森自1999年以來,戴森在數位馬達的設計、開發和製造方面已投入超過3.5億英鎊,數位馬達的總生產量超過5000萬台。其實戴森在全球範圍內申請了超過1000多項的數位馬達專利。並且在視覺系統、機器學習和智能方面持續投入和研發,未來甚至會推出自動駕駛的電動汽車。這些都是戴森「尋求與眾不同的科技手段來更好地解決人們日常生活中容易忽略的問題」所做的決心。

目前,戴森全球共有超過一萬兩千名員工,其中有近一半是工程師和科學家。戴森全球各地的研發團隊持續研發固態電池、高速數位馬達、視覺系統、機器學習技術及人工智能方面的新技術。

技術有了,資金有了,戴森也擁有了自己的人才梯隊。沒人告訴戴森什麼是「產學研一條龍」,但這家企業不折不扣地幹了一件產學研一體化的事情。戴森投入3100萬英鎊成立了戴森工程技術學院,在2017年9月正式開放,這個位於威爾特郡的馬姆斯伯里鎮,占地67英畝的學校,大大緩解了英國工程師匱乏的處境,為戴森輸送了不少人才。依靠學校優厚的政策,戴森吸引了不少科研力量。據了解,工程技術學院的學生還將在戴森的全球工程團隊中帶薪工作,接觸真實的工程項目,參與開發未來的戴森技術。

結束語

科技正在以前所未有的速度在進化。從一次工業革命的機器化到二次工業革命的電氣化、第三次工業革命的數字化和網路化,工業革命4.0迎來電池技術和人工智能為標誌的新時代。從蒸汽到電氣,再到電池技術的迭代,動力引擎的迭代,對整個社會發展帶來深刻的變化。

從內燃機到馬達時代的產業拼圖,還遠遠沒有完成。馬達作為新一代引擎,需要更強勁的動力,更小巧的體積和更輕的重量。而戴森數位馬達無疑是領引整個行業的關鍵節點之一,這也可能是戴森進軍電動車的底氣所在。說不定過不了多久,我們就可以坐在戴森電動車里笑了。

愛迪生發明電燈後說了這樣一句名言:在研制電燈時我失敗了2500多次,但這些失敗也讓我知道了2500多種使電燈不能亮的原因。戴森喜歡一個類似名言:「我未曾失敗,只是發現了一萬種無效的方法。」

王冠雄,著名觀察家,中國十大自媒體(見各大權威榜單)。主持和參與4次IPO,傳統企業「互聯網+」轉型教練。每日一篇深度文章,發布於微信、微博、搜尋引擎,各大門戶、科技博客等近30個主流平台,覆蓋400萬中國核心商業、科技人群。為金融時報、福布斯等世界級媒體撰稿人,觀點被媒體廣泛轉載引用,影響力極大,詳情可百度搜狗360。

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