1.礦山機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化

　　目前像挖掘機(jī)，裝載機(jī)等礦山機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)呈現(xiàn)數(shù)字化、并行化、集成化和知識(shí)化的趨勢(shì)。其中數(shù)字已成為實(shí)現(xiàn)快速創(chuàng)新開發(fā)的核心技術(shù)。產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化的基本構(gòu)思是利用數(shù)字對(duì)產(chǎn)品開發(fā)過程中的各種信息，包括圖形、數(shù)據(jù)、知識(shí)、技能等，進(jìn)行定量表達(dá)、存儲(chǔ)、處和控制，從而實(shí)現(xiàn)以快速市場(chǎng)響應(yīng)和創(chuàng)新開發(fā)為目標(biāo)的全局優(yōu)化運(yùn)算。除傳統(tǒng)的CAD/CAE/CAPP/CAM等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)外，支持快速產(chǎn)品開發(fā)的數(shù)字化技術(shù)還包括數(shù)字建模與仿真、數(shù)字樣機(jī)與虛擬制造、基于知識(shí)的設(shè)計(jì)技術(shù)和設(shè)計(jì)倉(cāng)庫(kù)、基于網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)等。

　　產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化的一個(gè)重要特征是產(chǎn)品開發(fā)和產(chǎn)品性能的可預(yù)測(cè)性。制造過程數(shù)字仿真的目的是借助于建筑在物理學(xué)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上的計(jì)算模型、計(jì)算機(jī)預(yù)演等手段，揭示制造工藝過程的本質(zhì)，獲得知識(shí)及進(jìn)行制造工藝裝備的自主設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品制造、裝配乃至產(chǎn)品整個(gè)生命周期過程的預(yù)測(cè)和優(yōu)化控制能力。主要內(nèi)容包括：1）設(shè)計(jì)過程仿真，包括外形仿真、裝配仿真、運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真、動(dòng)力學(xué)仿真和多學(xué)科集成仿真等；2）加工過程仿真，包括切削過程仿真、焊接過程仿真、沖壓過程仿真和鑄造過程仿真等；3）生產(chǎn)過程仿真，通過建立制造系統(tǒng)的靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型，精確預(yù)測(cè)技術(shù)可行性、加工成本、工藝質(zhì)量和生產(chǎn)周期。

　　2.企業(yè)協(xié)作數(shù)字化

　　以因特網(wǎng)為代表的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使設(shè)計(jì)制造各個(gè)環(huán)節(jié)的信息與知識(shí)在數(shù)字化描述的基礎(chǔ)上得到流通與集成，從而使異地的、不同企業(yè)的資源可以共享，使企業(yè)組織的組元化、分布化和扁平化成為可能，為用戶介入生產(chǎn)、供應(yīng)鏈與制造企業(yè)共同保證產(chǎn)品供貨期和質(zhì)量提供了條件。大型礦山機(jī)械設(shè)備具有技術(shù)含量高、投資額大、批量少、工作環(huán)境惡劣及研制試驗(yàn)周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，其開發(fā)適合采用全球分布式網(wǎng)絡(luò)化協(xié)作模式，能夠快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，實(shí)現(xiàn)資源的全球最優(yōu)配置，通過虛擬價(jià)值鏈，快速滿足顧客價(jià)值最大化的根本需求。未來礦山機(jī)械制造系統(tǒng)不再是單個(gè)企業(yè)與長(zhǎng)期合作的有限供應(yīng)商的穩(wěn)態(tài)組合，而是無國(guó)界的、多企業(yè)的、短期的最優(yōu)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。

　　3.礦山數(shù)字化

　　近年來，地理信息系統(tǒng)在許多礦山得到迅速發(fā)展，它將地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)、測(cè)量數(shù)據(jù)、地質(zhì)礦床模型、全礦巷道分布、地面各種建筑設(shè)計(jì)和總圖布置綜合在一起，以三維立體形式表現(xiàn)礦山內(nèi)礦床、巷道和建筑間的相互關(guān)系，一目了然地表面礦山的空間組成和結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了“數(shù)字化礦山”的基礎(chǔ)。海量數(shù)據(jù)的存貯技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、多維可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及光纖維通信技術(shù)和寬帶計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，各種新型采掘設(shè)備、選冶設(shè)備及相關(guān)控制管理系統(tǒng)為數(shù)字礦山建設(shè)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。數(shù)字化礦山的功能包括：1）生產(chǎn)管理。各種數(shù)據(jù)的采集、生成，實(shí)現(xiàn)了物流、資金流、人員流等實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)查詢，方便了管理層的科學(xué)決策；結(jié)合全球定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛的調(diào)度、設(shè)備作業(yè)定位導(dǎo)向、地面的工程測(cè)量等。2）生產(chǎn)監(jiān)測(cè)控制管理包括產(chǎn)品質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控，電鏟有效載荷稱量、鏟斗裝載精確定位檢測(cè)；設(shè)備的運(yùn)行狀況診斷；能源消耗的分析；露天邊坡體形變、滑塌位移監(jiān)測(cè)和排土場(chǎng)災(zāi)害防治和控制等。

　　趨勢(shì)二：生態(tài)化

　　礦山機(jī)械綠色設(shè)計(jì)

　　礦山機(jī)械是消耗資源的大戶、污染的源頭。面對(duì)日趨嚴(yán)峻的資源和環(huán)境約束，緊密圍繞4R的產(chǎn)品全生命周期設(shè)計(jì)和管理是降低能耗、污染，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要手段。具體措施為：（1）采用長(zhǎng)壽命、低能耗及減輕重量的設(shè)計(jì)原則。延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命，可減少機(jī)械的生產(chǎn)量和降低其報(bào)廢量；降低產(chǎn)品能耗，可減少對(duì)環(huán)境的污染；而輕量化和高效率可減少材料和資源的消耗。（2）盡量采用低環(huán)境負(fù)荷材料，盡可能不使用氟利昂（空調(diào)）、含氯橡膠、樹脂及石棉等有害材料。使廢棄零、部件處理的污染最小化及綜合成本最優(yōu)化，礦山機(jī)械產(chǎn)品在設(shè)計(jì)初始階段就要考慮報(bào)廢件處理簡(jiǎn)單、費(fèi)用低和污染小，零、部件要解體方便、破碎容易，能焚燒處理或可作為燃料回收等問題；（3）采用能再生利用的材料和資源，特別是結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能采用比較容易裝配和分解的大模塊化結(jié)構(gòu)和無毒材料，提高機(jī)械材料的再生率；（4）降低整機(jī)的振動(dòng)與噪聲，減輕對(duì)周圍環(huán)境的污染。

　　21世紀(jì)的中國(guó)已經(jīng)成為礦山機(jī)械制造大國(guó)而讓世人矚目，然而我們并不是礦山機(jī)械制造強(qiáng)國(guó)，我國(guó)制造的有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的礦山機(jī)械高端產(chǎn)品至今并不多。通過自主創(chuàng)新，發(fā)展數(shù)字化、智能化、生態(tài)化與宜人化礦山機(jī)械，實(shí)現(xiàn)重大裝備，高端成套，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。