秦顯柱

山東省七五生建煤礦 山東棗莊 277606

在我國以往的礦山機械理念中可以看出，機械的造型設計主要受到產(chǎn)品功能性、安全性以及使用方式等因素的影響。在以往的礦山機械造型設計中，主要以技術指導為主題，但隨著造型設計要求的提升，礦山機械造型設計也再不斷發(fā)生轉變。礦山機械造型設計的主要理念在于將礦山機械產(chǎn)品的使用方式以及設計理念充分展現(xiàn)在產(chǎn)品造型外觀上，同時考慮到礦山機械在使用過程中惡劣的工作環(huán)境，需要同樣考慮到工業(yè)設計理論[1-2]。將礦山機械整體設計達到最優(yōu)化的同時，使機械整體造型設計考慮到細節(jié)處理考究、布局合理、造型新穎以及線條優(yōu)美等因素。具體如下：

1 礦山智能化系統(tǒng)

1.1 煤礦智能化軌道物流監(jiān)控管理系統(tǒng)

系統(tǒng)可以實時掌握機車與礦車的具體位置和所載貨物等信息，是集井下車輛考勤、礦車與物料運行軌跡跟蹤、信息發(fā)布、日常管理等一體的綜合性智能化軌道運輸物流監(jiān)控管理系統(tǒng)，大大提高了礦井軌道運輸調度的自動化、信息化和智能化水平。精干輔助、重點梳理崗位運行人員，明確減人目標。一站式運輸形成了設備運輸?shù)拈]環(huán)管理。使用單位還可對運輸情況進行評價，評價結果納入運輸隊伍的績效考核，極大地提高了運輸人員的責任心和積極性。在煤礦這個高危行業(yè)，全面推行機械化換人、自動化智能化換人、大數(shù)據(jù)換人，全面推行“4D歸零”重大工程，將礦井上下的枯燥（Dull）、骯臟（Dirt）、危險（Dangerous）和昂貴（Dear）的崗位和工種全部用自動化智能化置換清除，實現(xiàn)本質安全生產(chǎn)。

1.2 無人值守煤場計量系統(tǒng)

通過無人值守煤場計量系統(tǒng)的實施實現(xiàn)對從進門—稱皮重—裝載—稱毛重—出門的整體煤炭發(fā)運管理。煤炭運銷現(xiàn)場管理系統(tǒng)包括兩個子系統(tǒng)：運銷作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)和運銷信息管理系統(tǒng)。運銷作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)主要完成對煤炭運銷作業(yè)全流程的監(jiān)測和控制，包括門禁子系統(tǒng)、稱重子系統(tǒng)、裝載子系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛從進門—稱皮重—裝載—稱毛重—出門全過程的監(jiān)控。運銷信息管理系統(tǒng)主要完成對圍繞運銷作業(yè)的業(yè)務數(shù)據(jù)的信息化管理，滿足運銷生產(chǎn)作業(yè)數(shù)據(jù)的管理需求和生產(chǎn)需求。

1.3 煤礦安全生產(chǎn)共享平臺

基于臨礦集團統(tǒng)一GIS“一張圖”管理理念和統(tǒng)一的業(yè)務規(guī)范流程，采用云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術建立新驛煤礦安全生產(chǎn)共享平臺，包括：龍軟GIS3．2繪圖平臺、“一張圖”協(xié)同管理平臺、安全生產(chǎn)共享平臺、透明化礦山平臺、安全生產(chǎn)共享綜合管理移動門戶系統(tǒng)，實現(xiàn)高度透明化和一體化管控，改善、提升礦企的整體形象和效益，為礦企管理層正確決策提供科學的礦山管理依據(jù)，使各級領導和管理部門能夠及時、全面、準確地掌握情況，發(fā)揮系統(tǒng)的管理、分析與決策作用，實現(xiàn)礦企對安全生產(chǎn)情況的“看得見、管得了、控得住”的管理理念。

2 智能化礦山機械外形設計

礦山機械智能化設計主要利用系統(tǒng)對機械通用特征、標準特征以及自由特征進行分析。其中通用特征主要針對機械中使用相同或相似配件進行分析，在保證機械外形的同時將維修成本與制造成本控制在一定范圍內；標準特征主要針對機械在設計中符合人機工程學的同時，滿足國家或國際標準的相關要求，從而決定整體機械骨架結構；自有特征主要針對機械外形視覺的美觀感與舒適度等因素進行設計，針對不同使用功能對機械的形態(tài)、色彩、材質等視覺與觸覺進行分析設計。

3 智能化機械結構設計

礦山機械結構的主要設計為整體機械造型與內在支撐造型，通過整體結構設計與內在結構設計的結合，增加使用者的便捷程度，從而提升機械附加值。而操控室結構的合理設計能夠讓使用者在機械操作過程中更加準確，提升機械安全性。礦山機械的結構設計，考慮到其使用程度與操作行，需要結合機械使用場景，才能使機械結構設計更加具有有效性。由于礦山機械所使用造型環(huán)境較為復雜，主要用于露天或地下，背景為天空或植被，因此系統(tǒng)背景色較為復雜。根據(jù)機械工作環(huán)境對整體大背景進行分析，設定機械結構的顏色能夠增加其醒目程度，例如，道路被判斷為灰色系、植被為綠色系、天空為藍色或白色。系統(tǒng)針對不同機械工作環(huán)境，利用拾色器對系統(tǒng)工作環(huán)境中每隔100像素進行飽和度、色相以及明度進行采樣，通過分析后取平均值。

4 實驗分析

為驗證基于智能化的礦山機械造型設計系統(tǒng)的有效性，設計如下對比實驗。以兩組設計機械后的工作效率作為實驗對象，分為兩組，其中基于智能化的礦山機械造型設計系統(tǒng)為實驗組，傳統(tǒng)設計方法作為對照組，在控制單一變量的前提下，分別記錄兩組的機械工作效率工作效率。對兩組實驗數(shù)據(jù)設定相應的條件，為保證實驗的公平性，實驗組、對照組參數(shù)始終保持一致。為了驗證礦山機械造型設計的差異，實驗組將按照需求使用基于智能化的礦山機械造型設計系統(tǒng)進行操作，而對照組采用傳統(tǒng)處理的方式。礦山機械工作效率對比。實驗組與對照組同時對機械工作效率進行實驗，分別記錄5、10、15、20、25個小時后，實驗組與對照組的工作效率。為避免突發(fā)性事件對實驗結果造成的干擾，實驗組與對照組處理參數(shù)相同。對比上圖實驗結果，引入對照組和實驗組礦山機械工作效率進行對比，實驗組機械工作效率遠遠好于對照組。觀察上圖，利用實驗組設計出的礦山機械與對照組設計出的礦山機械進行工作效率對比，實驗組的工作效率為95．45，且效率較為穩(wěn)定，與對照組相比，實驗組工作效率得到4．86%的提升[3]。

5 結語

礦山機械造型的智能化設計，能夠為使用者提供一個更加愉快的使用環(huán)境，在提高工作效率的同時降低事故發(fā)生率，從而推動我國礦山機械產(chǎn)業(yè)不斷進步。