2.3面向自然环境和谐发展的需要

　　我国“十一五”规划纲要中指出，要建设资源节约型、环境友好型社会，重点发展循环经济，坚持开发节约并重、节约优先，按照减量化、再利用、资源化原则，在资源开采、生产消耗、废物产生、消费等环节，逐步建立全社会的资源循环利用体系；要节约能源、节约用水、节约土地、节约材料、加强资源综合利用强化促进节约等政策。机械制造业要从单纯追求规模与效益的模式转向建设4R的循环经济方向。

　　面向自然环境实现和谐发展，要求矿山机械“生态化”，借助各种先进技术对制造模式、制造资源、制造工艺制造组织进行不断创新，使产品在整个生命周期内不产生环境污染或环境污染最小化，资源利用率最高，能源消耗最低，最终实现企业经济效益与社会效益的协调化。高效、零污染的燃料电池矿山机械具有很好的发展前景。

　　地热作为绿色的、可再生的资源，被世界各国确定为维系社会可持续发展的新能源，在地热资源丰富的发达国家已得到较好的利用，开发地壳热能资源和对固体废物资源化处理为矿山机械拓展了服务领域。

　　矿山机械在计算机技术、网络技术等多学科综合集成的支持下，面向经济建设，在市场需求的驱动下，在人类与自然界的和谐发展中，矿山机械已经向着数字化、智能化、生态化和宜人化方向发展。

　　3、机械发展方面

　　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、处和控制，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质，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、冲压过程仿真和铸造过程仿真等；3）生产过程仿真，通过建立制造系统的静态模型和动态模型，精确预测技术可行性、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，实现资源的全球最优配置，通过虚拟价值链，快速满足顾客价值最大化的根本需求。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、短期的最优的动态系统。

　　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，以三维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。海量数据的存贮技术、数据挖掘技术、多维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。各种数据的采集、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、滑塌位移监测和排土场灾害防治和控制等。

　　露天矿运输作业成本约占总成本60%，大型露天矿中电铲和汽车调度是矿山管理的重要内容，通过GPS卫星定位和多频道无线电通信，实现车-铲-调度室之间的信息传递。在软件上采用线性规划加动态规划的自动调度模式。首先在每班作业前用线性规划做出总体安排，然后随作业的进展在线及时地用动态规划予以修正，美国Modular公司着名的DISPATCH软件就是典型的示例，提高矿山企业的生产效率。