随着信息工作与材料科学技术的发展，科学家和工程师们从生物体进化的学习与思考中受到启示，提出了力图从根本上解决工程结构在生命周期内的安全，全面提高结构性能的新思路，引入智能结构和系统的概念。

    为了保障结构的安全，设计者往往采用保守设计，增大结构尺寸与质量，从而增加消耗，降低结构的有效载荷，增加人力、财力和资源的消耗。智能结构以生物界的方式感知结构的状态和外部环境，并及时做出判断、响应和自适应。

    矿山机械是消耗资源的大户、污染的源头。面对日趋严峻的资源和环境约束，紧密围绕 4R 产品全生命周期设计和管理是降低能耗、污染，实现可持续发展战略的重要手段。增强结构安全，减轻质量，降低能耗，提高性能的目的未来重大矿山机械产品在线监测的方向。具体措施为：

    一、采用长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则。延长产品寿命，可减少机械的生产量和降低其报废量；降低产品能耗，可减少对环境的污染；而轻量化和高效率可减少材料和资源的消耗。

    二、采用能再生利用的材料和资源，特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料，提高机械材料的再生率；

    三、尽量采用低环境负荷材料，尽可能不使用氟利昂（空调）含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。使废弃零、部件处理的污染小化及综合成本优化，矿山机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小，零、部件要解体方便、破碎容易，能焚烧处理或可作为燃料回收等问题；

    四、降低整机的振动与噪声，减轻对周围环境的污染。

    矿山机械应在产品设计中贯彻“以人为本”原则，考虑人、机和环境的协调，采取必要的技术措施进行安全性设计，改善作业环境，降低振动与噪声，提高操纵者舒适性。

    同时，要加强对外包工程施工队伍的管理和选择优质的开矿设备，提高外包工程施工队伍防范事故的能力并给工人灌输安全意识，加大生产现场安全检查力度，杜绝违章作业、违章指挥。

    不论是含煤尘和易燃、易爆气体的煤矿井下或井口，还是各种金属、非金属矿山，只有矿山机械具有齐全的安全功能与较高的安全可靠性，才能确保矿山生产正常进行，避免安全事故的发生。

    同时，注重矿山机械外观美学和机体本身的流线型设计，达到机械与环境的和谐，给人以视觉上的美感。矿山机械的造型不是单纯的能上能外观形式，而是功能、材料、结构、人机关系以及生产工艺等因素的综合表现。有效的发挥产品的功能，使产品的结构和形态又必须更加合理化。