秦顯柱

山東省七五生建煤礦 山東棗莊 277606

在我國(guó)以往的礦山機(jī)械理念中可以看出，機(jī)械的造型設(shè)計(jì)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(jī)械造型設(shè)計(jì)中，主要以技術(shù)指導(dǎo)為主題，但隨著造型設(shè)計(jì)要求的提升，礦山機(jī)械造型設(shè)計(jì)也再不斷發(fā)生轉(zhuǎn)變。礦山機(jī)械造型設(shè)計(jì)的主要理念在于將礦山機(jī)械產(chǎn)品的使用方式以及設(shè)計(jì)理念充分展現(xiàn)在產(chǎn)品造型外觀上，同時(shí)考慮到礦山機(jī)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(shè)計(jì)理論[1-2]。將礦山機(jī)械整體設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)化的同時(shí)，使機(jī)械整體造型設(shè)計(jì)考慮到細(xì)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(shí)時(shí)掌握機(jī)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(yùn)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(yùn)輸物流監(jiān)控管理系統(tǒng)，大大提高了礦井軌道運(yùn)輸調(diào)度的自動(dòng)化、信息化和智能化水平。精干輔助、重點(diǎn)梳理崗位運(yùn)行人員，明確減人目標(biāo)。一站式運(yùn)輸形成了設(shè)備運(yùn)輸?shù)拈]環(huán)管理。使用單位還可對(duì)運(yùn)輸情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果納入運(yùn)輸隊(duì)伍的績(jī)效考核，極大地提高了運(yùn)輸人員的責(zé)任心和積極性。在煤礦這個(gè)高危行業(yè)，全面推行機(jī)械化換人、自動(dòng)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(xiǎn)（Dangerous）和昂貴（Dear）的崗位和工種全部用自動(dòng)化智能化置換清除，實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全生產(chǎn)。

1.2 無人值守煤場(chǎng)計(jì)量系統(tǒng)

通過無人值守煤場(chǎng)計(jì)量系統(tǒng)的實(shí)施實(shí)現(xiàn)對(duì)從進(jìn)門—稱皮重—裝載—稱毛重—出門的整體煤炭發(fā)運(yùn)管理。煤炭運(yùn)銷現(xiàn)場(chǎng)管理系統(tǒng)包括兩個(gè)子系統(tǒng)：運(yùn)銷作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)和運(yùn)銷信息管理系統(tǒng)。運(yùn)銷作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)主要完成對(duì)煤炭運(yùn)銷作業(yè)全流程的監(jiān)測(cè)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(shí)現(xiàn)車輛從進(jìn)門—稱皮重—裝載—稱毛重—出門全過程的監(jiān)控。運(yùn)銷信息管理系統(tǒng)主要完成對(duì)圍繞運(yùn)銷作業(yè)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的信息化管理，滿足運(yùn)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(tái)

基于臨礦集團(tuán)統(tǒng)一GIS“一張圖”管理理念和統(tǒng)一的業(yè)務(wù)規(guī)范流程，采用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)建立新驛煤礦安全生產(chǎn)共享平臺(tái)，包括：龍軟GIS3．2繪圖平臺(tái)、“一張圖”協(xié)同管理平臺(tái)、安全生產(chǎn)共享平臺(tái)、透明化礦山平臺(tái)、安全生產(chǎn)共享綜合管理移動(dòng)門戶系統(tǒng)，實(shí)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(xué)的礦山管理依據(jù)，使各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和管理部門能夠及時(shí)、全面、準(zhǔn)確地掌握情況，發(fā)揮系統(tǒng)的管理、分析與決策作用，實(shí)現(xiàn)礦企對(duì)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(jī)械外形設(shè)計(jì)

礦山機(jī)械智能化設(shè)計(jì)主要利用系統(tǒng)對(duì)機(jī)械通用特征、標(biāo)準(zhǔn)特征以及自由特征進(jìn)行分析。其中通用特征主要針對(duì)機(jī)械中使用相同或相似配件進(jìn)行分析，在保證機(jī)械外形的同時(shí)將維修成本與制造成本控制在一定范圍內(nèi)；標(biāo)準(zhǔn)特征主要針對(duì)機(jī)械在設(shè)計(jì)中符合人機(jī)工程學(xué)的同時(shí)，滿足國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，從而決定整體機(jī)械骨架結(jié)構(gòu)；自有特征主要針對(duì)機(jī)械外形視覺的美觀感與舒適度等因素進(jìn)行設(shè)計(jì)，針對(duì)不同使用功能對(duì)機(jī)械的形態(tài)、色彩、材質(zhì)等視覺與觸覺進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。

3 智能化機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

礦山機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要設(shè)計(jì)為整體機(jī)械造型與內(nèi)在支撐造型，通過整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與內(nèi)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)合，增加使用者的便捷程度，從而提升機(jī)械附加值。而操控室結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)能夠讓使用者在機(jī)械操作過程中更加準(zhǔn)確，提升機(jī)械安全性。礦山機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，考慮到其使用程度與操作行，需要結(jié)合機(jī)械使用場(chǎng)景，才能使機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加具有有效性。由于礦山機(jī)械所使用造型環(huán)境較為復(fù)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(fù)雜。根據(jù)機(jī)械工作環(huán)境對(duì)整體大背景進(jìn)行分析，設(shè)定機(jī)械結(jié)構(gòu)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(lán)色或白色。系統(tǒng)針對(duì)不同機(jī)械工作環(huán)境，利用拾色器對(duì)系統(tǒng)工作環(huán)境中每隔100像素進(jìn)行飽和度、色相以及明度進(jìn)行采樣，通過分析后取平均值。

4 實(shí)驗(yàn)分析

為驗(yàn)證基于智能化的礦山機(jī)械造型設(shè)計(jì)系統(tǒng)的有效性，設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)。以兩組設(shè)計(jì)機(jī)械后的工作效率作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，分為兩組，其中基于智能化的礦山機(jī)械造型設(shè)計(jì)系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)組，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法作為對(duì)照組，在控制單一變量的前提下，分別記錄兩組的機(jī)械工作效率工作效率。對(duì)兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)定相應(yīng)的條件，為保證實(shí)驗(yàn)的公平性，實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組參數(shù)始終保持一致。為了驗(yàn)證礦山機(jī)械造型設(shè)計(jì)的差異，實(shí)驗(yàn)組將按照需求使用基于智能化的礦山機(jī)械造型設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行操作，而對(duì)照組采用傳統(tǒng)處理的方式。礦山機(jī)械工作效率對(duì)比。實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組同時(shí)對(duì)機(jī)械工作效率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別記錄5、10、15、20、25個(gè)小時(shí)后，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的工作效率。為避免突發(fā)性事件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的干擾，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組處理參數(shù)相同。對(duì)比上圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果，引入對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組礦山機(jī)械工作效率進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)組機(jī)械工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于對(duì)照組。觀察上圖，利用實(shí)驗(yàn)組設(shè)計(jì)出的礦山機(jī)械與對(duì)照組設(shè)計(jì)出的礦山機(jī)械進(jìn)行工作效率對(duì)比，實(shí)驗(yàn)組的工作效率為95．45，且效率較為穩(wěn)定，與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組工作效率得到4．86%的提升[3]。

5 結(jié)語

礦山機(jī)械造型的智能化設(shè)計(jì)，能夠?yàn)槭褂谜咛峁┮粋€(gè)更加愉快的使用環(huán)境，在提高工作效率的同時(shí)降低事故發(fā)生率，從而推動(dòng)我國(guó)礦山機(jī)械產(chǎn)業(yè)不斷進(jìn)步。