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8年穿越净水科技“无人区” 方太跨界打造硬核“芯”

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  • 2020-05-30 01:15:00
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从0到1;

历时8年;

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总投入数亿元;

走访20多个国家;

1万多次试验检测;

100多种材料选型验证;

430多次改进……

2020年5月26日的“健康中国净水科技峰会”上,这串数字引起了国内净水行业多位专家的瞩目。针对疫情背景下的饮用水健康课题,各位专家探讨了净水技术领域的最新成果与未来趋势,还对方太NSP膜色谱双效净水机进行了深度品鉴。

 

与会专家包括:中国工程院院士王浩、中科院化学研究所教授陈观文、清华大学环境学院教授王小仛、天津工业大学教授张玉忠、中国膜工业协会副理事长王继文、中国疾控中心环境所研究员白雪涛、中国质量认证中心副处长邓旭、天津海水淡化与综合利用研究所主任潘献辉、中国疾病预防控制中心环境所水质安全研究室主任鄂学礼、中国质量万里行促进会环境产业委员会理事长吴屹

这是目前首台能够有效滤除水中重金属、保留有益矿物质的净水机。在冷门又高难的净水材料领域,实现了从0到1的突破。最终,专家们一致认为,NSP膜色谱净水技术非常值得业界关注,希望这项技术能够尽快推广,也看好其从民用拓展到商用的潜力。“方太把净水技术的安全与健康要求均衡兼顾,这非常难得。”中国工程院院士王浩教授的点评,让方太的研发团队倍感振奋。

与会专家现场品鉴方太净水机

时间回溯到2017年11月24日。当时的方太净水机初具雏形,项目组成员正忐忑地等待专家们的验收报告。

现场报告显示,膜色谱对重金属的滤除率稳定在99%以上,而膜色谱对钾、钠、钙、镁等矿物质离子几乎全部保留,实现了选择性过滤。我国膜分离技术领域的著名专家高从堦院士认为,这种膜技术在净水领域具有颠覆性。海水淡化研究所的潘献辉教授是国家反渗透及纳滤膜权威测试机构的负责人,在之前国内送检的各种类型的膜从没有出现这种选择性过滤的“奇怪”结果。在看到经过反复确认的检测报告后,潘教授在感到有些不可思议的同时,也对这种膜给予高度认可。

方太NSP膜色谱双效净水机

听到专家们对技术的肯定,大家难掩收获成功的喜悦与激动。从2012年立项,2017年通过技术验收,2019年正式上市,2020年获得国内专家广泛好评……一路走来的艰辛不易,唯有自知。

理想假设:从消费者出发,是“方太式”创新的源点

深耕厨电行业多年的方太,为什么要跨界研发净水机?这离不开其董事长兼总裁茅忠群为企业奠定的创新基因。

在上海交通大学完成本科与硕士学业后,茅忠群回到家乡,和父亲一起创办了方太集团。拥有理工科学术背景的他,把钻研与创新的工程师基因带给了方太。

1996年研发的首款方太油烟机

1996年,茅忠群和浙江大学工业设计专业的两位毕业生一起,首次引入工业设计理念生产出第一代深型吸油烟机打响市场。之后,他又带领方太经历了从设计到科技创新领跑的发展过程,第一台欧式油烟机、第一台侧吸式油烟机、第一台“三合一”水槽洗碗机……

创新推动了厨电科技的进步,也激发了方太对“创新”价值更深层的思考。为了进一步提升用户家庭的生活品质,方太未来的创新方向应该进行全局性的提升。“厨房是是住宅的心脏,是外界和家庭成员的身体产生最多接触的地方。我们不能满足于研发单品,而是要从空气、食物、水这三大人类生命要素的全局出发,从整体思维的高度,为用户提供健康、环保、有品位的生活方式。”茅忠群说。

2012年,方太宁波创新研究院成立,开启了从全局出发、从基础要素出发解决问题的新征程。研究院的第一个大项目——“H项目”也上马立项,并为此组建了近50人的研发团队及2个专业净水实验室。H是H₂O的首字母,也是health的首字母。这个项目代号后来一直被贴在研发办公室的墙上,时刻提醒每个研发人员:水与健康密切相关,必须切实为用户健康研发全新产品。

水的极端重要性促使方太在“健康好水”的领域开启大胆的跨界探索。先找到最适合人体健康的好水,为研发方向设立标准,是项目组的第一个目标,也是一个纯粹的理想假设。

义利抉择:选难走却正确的路

净水机行业在2012年左右进入快速发展期。放着赚钱的机会不做,偏要在源头上刨根问底。对于“H项目”第一阶段的目标,项目组的很多成员当时并不理解。“用今天的话来说,市场风口来了。国外品牌一进来就已经占据了行业高端地位,国内品牌买进口膜做成产品就能赚钱。茅总告诉我们,不急出产品,先要研究什么样的水才是真正适合人体的健康好水。”项目组资深成员邓工回忆。

项目成立的前3年,团队成员泡在浩如烟海的科技文献中,奔波在全国25个典型水质城市的走访旅途中,受教于全国30多位权威专家学者的访谈中。从广西巴马长寿村到济南泉城,从藏南冰川到千岛湖,几乎跑遍了全中国的优质水源地。

方太净水机产品线总经理刘戈博士介绍产品原理

在方太沉下心来研究健康好水标准的几年中,净水机市场飞速增长,最佳的入局机会早已错过。2015年,“三合一”水槽洗碗机作为方太推出的第一款水厨电产品顺利上市,引发了整个行业的轰动,集团上下士气大振。而“H项目”的团队成员却长时间体会不到成就感。

有人找茅忠群私下交流,“看到同学同事在朋友圈发布的新品照片,我每天领着工资心里也不踏实”。茅忠群回答,“再慎重一点,千万别赶时间。因为如果我们的决策错了,麻烦不断;决策对了,成功是迟早的事。水是让人喝的东西,每个数据必须明明白白。我都不急,你们急什么。”

在朝着目标缓慢前行的道路上,对理想的坚守,很可能就意味着对可见收益的舍弃,这是企业家最难的选择。而茅忠群坚持认为,“我们要从消费者出发,做别人不能做或者不愿意做的事情,无愧于做美善产品的初心”。

方太集团董事长兼总裁茅忠群对美善产品的坚持

始终走在行业创新前列的方太,只要坚信一个前瞻性的研发方向对于用户的健康和幸福有价值,就会坚持投入时间和预算。

攻坚克难:设身处地为家人研发

2014年底,经过大量研究论证,方太终于确定了净水技术的研发思路:洁净且保留天然有益矿物质的水,才是健康好水。但要想过滤出符合这一标准的好水,就要同时实现重金属去除和保留有益矿物质两种效果。当时国内市场上没有现成的技术;方太想自行研发,国外的科研机构又拒绝技术合作。

项目组又苦苦寻觅了一年,终于在国内某高校的实验室找到了技术方案雏形:创造性地运用医学生物蛋白色谱过滤方法,以聚砜/聚醚砜这种高分子材料为原料制成膜丝,具备选择性过滤的特点。但是过滤后的水距离理想的饮用品质还有很大的距离。

方太健康水过滤技术实验室

项目组立刻进入配方研发和迭代优化阶段。调整一次膜的配方通常需要3个月。但项目组50多位研发人员设置了高强度排班的测试模式,硬是在9个月内做了40多次配方的调整和几百次重金属吸附测试试验。

2016年9月,第1根能够滤除水中重金属、保留有益矿物质的膜丝终于成功问世。就如同光谱对各种波长的光进行选择性吸收或反射一般,这种膜丝也能对各种结构的离子进行选择性过滤。每根膜丝横截面上分布着上千亿个负电荷基团,一些活跃的离子遇到膜丝后,仿佛铁碰到了磁铁,那些对人体有害的重金属离子都被牢牢吸到了膜丝上;而对人体有益的矿物离子结构比较稳定,不易被膜丝吸附,能够顺利通过。研发团队兴奋地将这种膜丝命名为“NSP膜色谱”。

膜色谱的选择性过滤原理示意图

但是,兴奋过后要面对的却是更大的挑战。尽管找到了合适的原型材料,但是转化为产品后,其通水量和耐用度还必须满足实际使用的要求。而且,在实验室制备一小撮膜丝,和工业化生产成千上万平方米高一致性的膜丝,更有着天壤之别。如何提升材料过滤效率及耐用度,如何解决批量化一致性,是一个挑战度更高的难题。事实上,在材料创新的领域里,绝大多数在实验室里很有潜力的新材料,都无法走到成功量产的终点。但项目组不怕啃硬骨头,又经过60多次配方调整,300余次工艺参数调试,膜色谱双效净水技术终于能从实验室走向量产车间。

在反复调试的过程中,项目组很多成员都把铺盖搬到了实验室。对他们来说,创新带来的成就感足以慰劳辛苦。他们的家人们也都关心着新产品什么时候能上市。本着“为家人而研发”的初心,不少项目组成员干脆把样机先装到了自己家里,能够放心先给家人用的产品才是好产品。

2017年11月24日,方太“NSP膜色谱双效净水技术”顺利通过国内净水领域权威专家组的验收。这一年,方太的销售突破了100亿。艰苦攻关的方太净水机,却没有趁势上市,反而又等了近2年。

严控品质:走好从技术到产品的每一步

翻过了量产技术的山头,也顺利通过了专家的验收,但方太没有急着推动产品组装上市。

考虑到全国各地水质不尽相同,研发人员把净水机样机装到了全国30多个省份的400多名极客用户家中,请他们试用,对产品进行反馈,并参与“水体口感盲测”活动。在用户的帮助下,方太考虑了减少水垢、提升口感的综合要求,对膜色谱中矿物离子的保留量进行了下调。

会议现场的北京城区部分自来水水样检测展示

也是在用户的帮助下,研发人员才更深刻地理解到:中国的水文地理、生活自来水处理工艺、城市管网和社区给水等因素,与国外都存在着巨大的差异。生搬硬套国外的解决方案,并不能把真正的好水带给中国用户。在用户的建议下,研发人员还对净水机的内部结构和外部材质进行了优化,使得体积更小巧、工艺更精湛。

为确保用户的健康与安全,方太要求净水膜工厂每天生产的每条膜丝、每个滤芯,都必须达到实验室环境的严苛要求,上百个品控点都要达标。所有车间设备都采用了食品级不锈钢材料,所有冲洗工序都要用纯净水,以确保无菌。车间里的每位员工都要定期办理健康证,每个楼层独立设置不同的通道密码,确保人员流动的稳定性。在膜丝纺制车间,只有2位工人,也是为了把人工接触膜丝的机会降至最低。

2019年9月,方太NSP膜色谱净水机终于上市。尽管历程漫长,方太的研发团队却感到无比踏实,“因为我们视品质为生命,而生命只有一次。”

回溯展望:为方太安上一颗更加“硬核”的心

历经8年研发攻关、1万多次试验检测、100多种材料选型验证,其间所用的膜丝可绕地球一周……研发办公室里,是堆积如山的资料;研发人员的电脑中,是存量巨大的数据与图表。作为净水研发的“首席产品官”,茅忠群也没少下功夫。他的办公室里总共有18本与水相关的书,每本书都布满了密密麻麻的批注。

让茅忠群感动的是,8年里,项目组的核心成员坚守岗位;许多部件供应商在见不到任何短期回报的时候,凭着对方太的信任,投入了大量人力和资金,并且毫无怨言。

作为中国企业自主研发的硬核净水新品,方太NSP膜色谱净水机引发了各界的关注。有人问,投入那么多钱和那么长时间,自己从头开始研发净水膜,还把上市时间延迟了近两年,错过了市场的最佳窗口期,值得么?

方太净水机原理展示区

茅忠群认定,所有努力和付出都是值得的。“方太要成为一家的伟大的企业,就要拿出更多让用户感到幸福并具有市场竞争力的产品,这需要我们具有更加硬核的科技创新能力。”8年攻关,不计成本投入地为穿越净水科技“无人区”保驾护航,就是在夯实方太创新之基,为企业在新时期拓展创新的蓝海。

尽管“硬”科技没有噱头,也很难快速致富,并且常常会陷入即无人领航、无规则可循、也无人跟随的“无人区”困境;但方太坚信,“科技创新,唯有以善为本,择善固执,才能止于至善,才能给亿万家庭带来真正的福祉,才能让方太成为一家伟大的企业。”

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