智能化改造如何降低人工成本：从“人海战术”到“智慧管控”的成本革命

 在隧道、矿山及地下工程领域，人工成本已不再是简单的工资支出，它正演变为影响项目盈利、安全风险和企业可持续发展的核心变量。随着熟练技术工人日益稀缺、劳动力成本持续攀升、以及安全事故带来的高额隐性成本，传统依赖“人海战术”和“老师傅经验”的施工模式正面临巨大挑战。对现有设备及施工体系进行智能化改造，已成为系统性降低人工依赖、重构成本结构的战略选择。本文将深入解析智能化改造如何通过三大路径，实现人工成本的精准、持续降低。

一、 直面现实：传统模式下人工成本的“冰山”

在计算智能化改造的收益前，必须认清传统人工成本的完整构成：

1. 显性直接成本：操作司机、支护工、维保人员的工资、社保、津贴等。

2. 显性间接成本：人员招聘、培训、管理、食宿、通勤等管理费用。

3. 低效与质量成本：因人员技能差异、疲劳、失误导致的效率波动、材料浪费（如超挖）、质量返工。

4. 安全风险成本（隐性但致命）：安全事故带来的直接赔偿、停工损失、法律诉讼、声誉损害及保险费率上浮。这是人工密集型作业中最不可控、最沉重的潜在成本。

5. 机会成本：因人力限制而无法实现的连续生产、多工作面同步作业等更高收益模式。

智能化改造的核心，正是系统性地化解这座“冰山”。

二、 降本路径一：通过“机器代人”，直接减少岗位数量与依赖

这是最直观的降本效果，通过自动化技术将人从重复、危险、高强度岗位上解放出来。

• 远程遥控改造：将掘进机、铲运机等设备的操作员从危险的工作面移至安全的地面集控中心或硐室。一名操作员可远程操控一台或多台设备，实现 “一人多机”。这不仅能直接减少危险区域的人员配置，更能通过优化工作环境吸引和留住人才，降低特殊岗位津贴支出。

• 自动截割与巡航系统：为掘进机加装基于高精度导航的自动截割系统。设备可按照预设的三维设计模型自动执行掘进作业，司机的角色从“全程手动操作者”转变为“系统监控与管理者”。这降低了对顶尖操作手的绝对依赖，允许技能稍逊但责任心强的员工高效管理设备，大幅降低了因核心人才流失带来的招聘与培训成本及生产波动风险。

• 自动化后配套系统：集成自动化的渣土运输、管片拼装、锚杆支护系统。例如，改造后的“掘锚一体机”可在掘进后自动完成钻孔、安装锚杆，取代一个独立的支护班组。

成效示例：一套成功的远程遥控与半自动截割改造，可将一个工作面三班倒所需的直接操作及相关辅助人员减少 30%-50%，且人员安全得到根本保障。

三、 降本路径二：通过“数据驱动”，提升人员效率与决策质量

智能化改造不仅是“代替人”，更是“增强人”。它通过提供精准数据和优化决策，让每个在岗人员创造更大价值。

• 数字孪生与实时监控：改造后的设备成为数据采集终端，实时回传位置、姿态、能耗、健康状态等上百个参数。管理人员在指挥中心即可全局掌握所有设备动态，调度人员从“现场跑断腿”变为“屏前点鼠标”，调度效率提升数倍，所需调度人员数量可缩减。

• 预测性维护：基于设备运行数据的智能分析，系统可提前预警主轴、电机等关键部件的潜在故障。这使得维修人员从“紧急救火队”变为“计划维护师”，可以提前准备备件、规划停机窗口，极大减少非计划停机时间，提升维修团队的人均产出。同时，设备可靠性的提升也直接降低了对庞大现场应急维修团队的需求。

• 工艺参数优化与知识沉淀：智能化系统能自动记录不同地质条件下的最优掘进参数（如转速、推力）。这些“数字经验”可以固化下来，用于培训新员工，使其快速达到接近优秀老师的操作水平，极大缩短了新员工的成长周期和试错成本。

成效示例：引入预测性维护后，设备突发故障率可降低 70%以上，维修团队可更专注于预防性工作，综合维修人工成本下降 20%-35%。

四、 降本路径三：通过“本质安全”，规避巨额风险成本

这是智能化改造在降低人工成本上最具战略意义的一环。安全成本的降低，是最高效的“节流”。

• 创造本质安全环境：如前所述，远程遥控使操作员远离顶板冒落、突水涌泥等直接风险区域。自动化减少了人员在危险环境下的暴露时间和劳动强度。

• 过程标准化消除人为失误：自动导航系统能确保隧道开挖的精度，从根源上减少因超欠挖造成的支护困难和潜在坍塌风险。程序化的操作流程杜绝了因疲劳、疏忽导致的违规操作。

• 风险可预测、可管控：集成的环境监测与地质预报系统，让安全隐患从“不可知”变为“可预测”。管理人员可以主动介入，有计划地规避风险，而非在事故后被动响应。

成效示例：尽管难以精确货币化，但一个重大安全事故的直接经济损失（赔偿、罚款、停工）往往高达数百甚至上千万元，远超一次智能化改造的投入。智能化改造是从根本上将安全这一最大不确定性成本，转化为可控的预防性投入。

五、 实施路线图：如何分步实现人工成本的结构性下降？

智能化改造并非一蹴而就，建议采用“由点及面、效益驱动”的渐进策略：

1. 第一阶段：单点突破，快速见效（投资回收期通常在12-18个月）

• 选择场景：在安全风险最高、或对顶尖操作手依赖最严重、或维保成本最不可控的环节启动。

• 推荐改造：对关键掘进设备进行远程遥控改造，或对故障率最高的系统加装预测性健康管理系统。

• 目标：立即减少高危岗位，降低突发故障，获得最直接的安全与成本收益，建立团队信心。

2. 第二阶段：流程优化，协同提效

• 选择场景：在已实现单点自动化的基础上，优化与之衔接的上下游工序。

• 推荐改造：为掘进机加装自动截割导航系统，或对后配套运输线进行自动化衔接改造。

• 目标：将“自动化孤岛”连接成“自动化流”，进一步减少工序间等待和协调人力，提升整体工效。

3. 第三阶段：系统集成，智慧决策

• 选择场景：在整个工作面或项目层面，实现数据互通与智能决策。

• 推荐改造：部署集中智能调度平台，集成所有智能设备数据，利用AI算法进行任务分配、路径优化、能耗管理。

• 目标：实现“少人化”或“无人化”工作面，管理人员基于数据驾驶舱进行决策，人工成本占比实现结构性、永久性下降。

六、 投资回报分析：算清智能化的“经济账”

智能化改造的投入，应被视为一项 “高回报的生产性投资” ，而非单纯的成本费用。

• 直接人工成本节约：以上述路径一、二的成效为例，一个中型项目每年节约的直接与间接人工成本可达数百万元。

• 效率提升收益：减少停机、提升掘进速度带来的工期缩短，其经济效益往往远超人工节约本身。

• 风险成本规避：安全水平的根本性提升，避免了灾难性损失，这笔“保险费”价值连城。

• 综合投资回报率（ROI）：一个设计良好的智能化改造项目，其全生命周期内的年化ROI通常可超过 50%，静态投资回收期在1-3年。

结论：从成本中心到价值引擎的转变

对工程设备与施工体系进行智能化改造，其终极目标并非简单地“裁减人员”，而是通过 “赋能人员”和“增强系统” ，将人力资源从重复、危险、低价值的体力劳动中解放出来，转向更高价值的设备管理、数据分析和战略决策岗位。

它实现的是一种更健康、更可持续的成本结构：降低的是直接、高风险、不可控的刚性人力成本，提升的是人员效率、安全水平和企业整体的运营韧性。

对于希望在未来竞争中保持成本优势、吸引优秀人才、并实现安全高质量发展的企业而言，启动智能化改造已不是一道“是否要做”的选择题，而是“如何尽快做、如何做得好”的必答题。建议从一次针对您当前最大人工成本痛点的专业咨询开始，制定一份清晰的智能化升级路线图，迈出从“劳动密集”向“技术密集”转型的关键一步。