3.1数字化

　　3.1.1矿山机械产品开发数字化

　　目前矿山机械产品的开发呈现数字化、并行化、集成化和知识化的趋势。其中数字已成为实现快速创新开发的核心技术。产品开发数字化的基本构思是利用数字对产品开发过程中的各种信息，包括图形、数据、知识、技能等，进行定量表达、存储和控制，从而实现以快速市场响应和创新开发为目标的全局优化运算。除传统的CAD/CAE/CAPP/CAM等计算机辅助设计与制造技术外，支持快速产品开发的数字化技术还包括数字建模与仿真、数字样机与虚拟制造，基于知识的设计技术和设计仓库、基于网络的产品协同设计等。

　　产品开发数字化的一个重要特征是产品开发和产品性能的可预测性。制造过程数字仿真的目的是借助于建筑在物理学和数学基础上的计算模型、计算机预演等手段，揭示制造工艺过程的本职，获得知识及进行制造工艺装备的自主设计，实现对产品制造、装配乃至产品整个生命周期过程的预测和优化控制能力。主要内容包括：1.设计过程仿真，包括外形仿真、装配仿真、运动学仿真、动力学仿真和多学科集成仿真等；2.加工过程仿真，包括切削过程仿真、焊接过程仿真、焊接过程仿真、冲压过程仿真和铸造过程仿真等；3.生产过程仿真，同贵哦建立制造系统的静态模型和动态模型，精准预测技术可行性、加工成本、工艺质量和生产周期。

　　3.1.2企业协作数字化

　　以因特网为代表的网络技术，使设计制造各个环节的信息与知识在数字化描述的基础上得到流通与集成，从而使异地的、不同企业的资源可以共享，使企业组织的组元化、分布化和扁平化成为可能，为用户介入生产、供应链与制造企业共同保证产品供货期和质量提供了条件。大型矿山机械设备具有技术含量高、投资额大、批量少、工作环境恶劣及研制试验周期长等特点，其开发适合采用全球分布式网络化协作模式，能够快速响应市场需求，实现资源的全球*优配置，通过虚拟价值链，快速满足顾客价值*大化的根本需求。未来矿山机械制造系统不再是单个企业与长期合作的有限供应商的稳态组合，而是无国界的、多企业的、短期的*优的动态系统。

　　3.1.3矿山数字化

　　近年来，地理信息系统在许多矿山得到迅速发展，它将地质勘探数据、测量数据、地质矿床模型、全矿巷道分布、地面各种建筑设计和总图布置综合在一起，以三位立体形式表现矿山内矿床、巷道和建筑间的相互关系，一目了然地表面矿山的空间组成和结构，构成了“数字化矿山”的基础。海量数据的存储技术、数据挖掘技术、多为可视化与虚拟现实技术以及光纤维通信技术和宽带计算机网络技术，各种新型采掘设备、选冶设备及相关控制管理系统为数字矿山建设提供了强大的技术支持。数字化矿山的功能包括：1.生产管理。各种数据采集、生成，实现了物流、资金流、人员流等实时动态查询，方便了管理层的科学决策：结合全球定位系统，实现车辆的调度、设备作业定位导向、地面的工程测量等。2.生产监测控制管理包括产品质量实时监控，电铲有效载荷称量、铲斗装载精确定位检测：设备的运行状况诊断；能源消耗的分析；露天边坡体形变、滑塌位移检测和排土场灾害防治和控制等。

　　3.2生态化

　　3.2.1矿山机械绿色设计

　　矿山机械是消耗资源的大户、污染的源头。面对日趋严峻的资源和环境约束，紧密围绕4R的产品全生命周期设计和管理是降低能耗、污染，实现可持续发展战略的重要手段。具体措施为：1.采用长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则。延长产品寿命，可减少机械的生产量和降低其报废量；降低产品能耗，可减少对环境的污染；而轻量化和高效率可减少材料和资源的消耗。2.尽量采用低环境负荷材料，尽可能不适用氟利昂（空调）、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。使废弃零部件处理的污染*小化及综合成本*优化，矿山机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小，零部件要解体方便、破碎容易，能焚烧处理或可作为燃料回收等问题；3.采用能再生利用的材料和资源，特别是结构件的设计应尽可能采用表容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料，提高机械材料的再生率；4.降低整机的振动与噪声，减轻对周围环境的污染。

　　3.3宜人化

　　矿山机械在产品设计中贯彻“以人为本”的原则，考虑人、机和环境的协调，采取必要的技术措施进行安全性设计，改善作业环境，降低振动与噪声，提高操纵者舒适性。

　　3.3.1安全性

　　矿山机械的安全性是矿山安全生产与工作人员生命安全的保证。矿山机械的安全特性应从两方面进行描述，一是矿山机械的安全功能，另一是相应安全功能的可靠性。不论是在含煤尘和易燃、易爆气体的煤矿井下或井口，还是在各种金属、非金属矿山，只有矿山机械具有弃权的安全功能与较高的安全可靠性，才能确保矿山生产正常进行，避免安全事故的发生。各种矿山机械的安全功能因工作环境不同而不尽相同，就煤矿井下使用的提升机而言，其安全功能主要有防爆、超速及过卷保护、过载过压保护、防坠保护等。矿山车辆安装防倾翻防落物保持结构，并且工作状态监测和计算机控制的安全功能，避免误操作。

　　3.3.2舒适性

　　运用人机工程学设计原理，改善司机的工作环境，注重驾驶员与操作界面的协调，缓解疲劳，提高作业效率。采用省力便捷的电子化控制技术，只需通过很少量的手臂的动作就可以精确地操纵负载，用手指尖就可以操作所有重要的操作部件，减轻了司机的负担。驾驶室采用隔热隔音全封闭结构，座椅采用可调节的油气悬架系统，引入电子监控仪表盘，声光信号报警等人性化的设计理念，为操纵人员创造安全舒适的作业环境。

　　3.3.3外观造型

　　注重矿山机械外观美学和机体本身的流线型设计，达到机械与环境的和谐，给人以视觉上的美感。矿山机械的造型不是单纯的能上能外观形式，而是功能、材料、结构、人机关系以及生产工艺等因素的综合表现。在进行造型设计时，一方面需要运用艺术手段和美学法则，使得采用了现代技术的产品具有符合人们审美要求的造型美感；另一方面为了有效的发挥产品的功能，产品的结构和形态又必须更加合理化。

　　21世纪的中国已经成为矿山机械制造大国而让世人瞩目，然而我们并不是矿山机械制造强国，我国制造的有自主知识产权的矿山机械高端产品至今并不多。通过自主创新，发展数字化、智能化、生态化与宜人化矿山机械，实现重大装备，高端成套，为我国的经济建设和社会发展做出更大贡献。