在隧道、礦山及地下工程領域，人工成本已不再是簡單的工資支出，它正演變為影響項目盈利、安全風險和企業可持續發展的核心變量。隨著熟練技術工人日益稀缺、勞動力成本持續攀升、以及安全事故帶來的高額隱性成本，傳統依賴“人海戰術”和“老師傅經驗”的施工模式正面臨巨大挑戰。對現有設備及施工體系進行智能化改造，已成為系統性降低人工依賴、重構成本結構的戰略選擇。本文將深入解析智能化改造如何通過三大路徑，實現人工成本的精準、持續降低。

一、 直面現實：傳統模式下人工成本的“冰山”

在計算智能化改造的收益前，必須認清傳統人工成本的完整構成：

1. 顯性直接成本：操作司機、支護工、維保人員的工資、社保、津貼等。

2. 顯性間接成本：人員招聘、培訓、管理、食宿、通勤等管理費用。

3. 低效與質量成本：因人員技能差異、疲勞、失誤導致的效率波動、材料浪費（如超挖）、質量返工。

4. 安全風險成本（隱性但致命）：安全事故帶來的直接賠償、停工損失、法律訴訟、聲譽損害及保險費率上浮。這是人工密集型作業中最不可控、最沉重的潛在成本。

5. 機會成本：因人力限制而無法實現的連續生產、多工作面同步作業等更高收益模式。

智能化改造的核心，正是系統性地化解這座“冰山”。

二、 降本路徑一：通過“機器代人”，直接減少崗位數量與依賴

這是最直觀的降本效果，通過自動化技術將人從重復、危險、高強度崗位上解放出來。

• 遠程遙控改造：將掘進機、鏟運機等設備的操作員從危險的工作面移至安全的地面集控中心或硐室。一名操作員可遠程操控一臺或多臺設備，實現 “一人多機”。這不僅能直接減少危險區域的人員配置，更能通過優化工作環境吸引和留住人才，降低特殊崗位津貼支出。

• 自動截割與巡航系統：為掘進機加裝基于高精度導航的自動截割系統。設備可按照預設的三維設計模型自動執行掘進作業，司機的角色從“全程手動操作者”轉變為“系統監控與管理者”。這降低了對頂尖操作手的絕對依賴，允許技能稍遜但責任心強的員工高效管理設備，大幅降低了因核心人才流失帶來的招聘與培訓成本及生產波動風險。

• 自動化后配套系統：集成自動化的渣土運輸、管片拼裝、錨桿支護系統。例如，改造后的“掘錨一體機”可在掘進后自動完成鉆孔、安裝錨桿，取代一個獨立的支護班組。

成效示例：一套成功的遠程遙控與半自動截割改造，可將一個工作面三班倒所需的直接操作及相關輔助人員減少 30%-50%，且人員安全得到根本保障。

三、 降本路徑二：通過“數據驅動”，提升人員效率與決策質量

智能化改造不僅是“代替人”，更是“增強人”。它通過提供精準數據和優化決策，讓每個在崗人員創造更大價值。

• 數字孿生與實時監控：改造后的設備成為數據采集終端，實時回傳位置、姿態、能耗、健康狀態等上百個參數。管理人員在指揮中心即可全局掌握所有設備動態，調度人員從“現場跑斷腿”變為“屏前點鼠標”，調度效率提升數倍，所需調度人員數量可縮減。

• 預測性維護：基于設備運行數據的智能分析，系統可提前預警主軸、電機等關鍵部件的潛在故障。這使得維修人員從“緊急救火隊”變為“計劃維護師”，可以提前準備備件、規劃停機窗口，極大減少非計劃停機時間，提升維修團隊的人均產出。同時，設備可靠性的提升也直接降低了對龐大現場應急維修團隊的需求。

• 工藝參數優化與知識沉淀：智能化系統能自動記錄不同地質條件下的最優掘進參數（如轉速、推力）。這些“數字經驗”可以固化下來，用于培訓新員工，使其快速達到接近優秀老師的操作水平，極大縮短了新員工的成長周期和試錯成本。

成效示例：引入預測性維護后，設備突發故障率可降低 70%以上，維修團隊可更專注于預防性工作，綜合維修人工成本下降 20%-35%。

四、 降本路徑三：通過“本質安全”，規避巨額風險成本

這是智能化改造在降低人工成本上最具戰略意義的一環。安全成本的降低，是最高效的“節流”。

• 創造本質安全環境：如前所述，遠程遙控使操作員遠離頂板冒落、突水涌泥等直接風險區域。自動化減少了人員在危險環境下的暴露時間和勞動強度。

• 過程標準化消除人為失誤：自動導航系統能確保隧道開挖的精度，從根源上減少因超欠挖造成的支護困難和潛在坍塌風險。程序化的操作流程杜絕了因疲勞、疏忽導致的違規操作。

• 風險可預測、可管控：集成的環境監測與地質預報系統，讓安全隱患從“不可知”變為“可預測”。管理人員可以主動介入，有計劃地規避風險，而非在事故后被動響應。

成效示例：盡管難以精確貨幣化，但一個重大安全事故的直接經濟損失（賠償、罰款、停工）往往高達數百甚至上千萬元，遠超一次智能化改造的投入。智能化改造是從根本上將安全這一最大不確定性成本，轉化為可控的預防性投入。

五、 實施路線圖：如何分步實現人工成本的結構性下降？

智能化改造并非一蹴而就，建議采用“由點及面、效益驅動”的漸進策略：

1. 第一階段：單點突破，快速見效（投資回收期通常在12-18個月）

• 選擇場景：在安全風險最高、或對頂尖操作手依賴最嚴重、或維保成本最不可控的環節啟動。

• 推薦改造：對關鍵掘進設備進行遠程遙控改造，或對故障率最高的系統加裝預測性健康管理系統。

• 目標：立即減少高危崗位，降低突發故障，獲得最直接的安全與成本收益，建立團隊信心。

2. 第二階段：流程優化，協同提效

• 選擇場景：在已實現單點自動化的基礎上，優化與之銜接的上下游工序。

• 推薦改造：為掘進機加裝自動截割導航系統，或對后配套運輸線進行自動化銜接改造。

• 目標：將“自動化孤島”連接成“自動化流”，進一步減少工序間等待和協調人力，提升整體工效。

3. 第三階段：系統集成，智慧決策

• 選擇場景：在整個工作面或項目層面，實現數據互通與智能決策。

• 推薦改造：部署集中智能調度平臺，集成所有智能設備數據，利用AI算法進行任務分配、路徑優化、能耗管理。

• 目標：實現“少人化”或“無人化”工作面，管理人員基于數據駕駛艙進行決策，人工成本占比實現結構性、永久性下降。

六、 投資回報分析：算清智能化的“經濟賬”

智能化改造的投入，應被視為一項 “高回報的生產性投資” ，而非單純的成本費用。

• 直接人工成本節約：以上述路徑一、二的成效為例，一個中型項目每年節約的直接與間接人工成本可達數百萬元。

• 效率提升收益：減少停機、提升掘進速度帶來的工期縮短，其經濟效益往往遠超人工節約本身。

• 風險成本規避：安全水平的根本性提升，避免了災難性損失，這筆“保險費”價值連城。

• 綜合投資回報率（ROI）：一個設計良好的智能化改造項目，其全生命周期內的年化ROI通常可超過 50%，靜態投資回收期在1-3年。

結論：從成本中心到價值引擎的轉變

對工程設備與施工體系進行智能化改造，其終極目標并非簡單地“裁減人員”，而是通過 “賦能人員”和“增強系統” ，將人力資源從重復、危險、低價值的體力勞動中解放出來，轉向更高價值的設備管理、數據分析和戰略決策崗位。

它實現的是一種更健康、更可持續的成本結構：降低的是直接、高風險、不可控的剛性人力成本，提升的是人員效率、安全水平和企業整體的運營韌性。

對于希望在未來競爭中保持成本優勢、吸引優秀人才、并實現安全高質量發展的企業而言，啟動智能化改造已不是一道“是否要做”的選擇題，而是“如何盡快做、如何做得好”的必答題。建議從一次針對您當前最大人工成本痛點的專業咨詢開始，制定一份清晰的智能化升級路線圖，邁出從“勞動密集”向“技術密集”轉型的關鍵一步。