数字孪生智能制造单元集成与应用赛项简介
2024第八届一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛
数字孪生智能制造单元集成与应用赛项简介
(一)赛项名称
数字孪生智能制造单元集成与应用
(二)压题彩照
(三)赛项归属产业类型
智能制造与先进装备制造业
(四)赛项归属专业大类
赛项归属加工制造类及机械制造加工大类,也可以延申到自动化、模具设计、汽车维修等专业。
组别 |
专业类别 |
专业代码 |
专业名称 |
中职 |
加工制造类 |
51100 |
机械制造技术 |
中职 |
加工制造类 |
51200 |
机械加工技术 |
中职 |
加工制造类 |
51300 |
机电技术应用 |
中职 |
加工制造类 |
51400 |
数控技术应用 |
中职 |
加工制造类 |
51500 |
模具制造技术 |
中职 |
加工制造类 |
51600 |
机电设备安装与维修 |
中职 |
加工制造类 |
51700 |
汽车制造与检修 |
中职 |
加工制造类 |
52000 |
船舶机械装置安装与维修 |
中职 |
加工制造类 |
59900 |
加工制造类新专业 |
中职 |
加工制造类 |
52800 |
光电仪器制造与维修 |
中职 |
交通运输类 |
82500 |
汽车运用与维修 |
中职 |
交通运输类 |
82600 |
汽车车身修复 |
中职 |
加工制造类 |
51600 |
机电设备安装与维修 |
中职 |
加工制造类 |
52300 |
机电产品检测技术与应用 |
中职 |
加工制造类 |
52800 |
光电仪器制造与维修 |
中职 |
加工制造类 |
53200 |
电子电器应用与维修 |
中职 |
交通运输类 |
80800 |
城市轨道交通车辆运用与检修 |
中职 |
交通运输类 |
81800 |
港口机械运行与维护 |
中职 |
土木水利类 |
41800 |
工程机械运用与维修 |
高职 |
机械设计制造类 |
460101 |
机械设计与制造 |
高职 |
机械设计制造类 |
460102 |
数字化设计与制造技术 |
高职 |
机械设计制造类 |
460103 |
数控技术 |
高职 |
机械设计制造类 |
460104 |
机械制造及自动化 |
高职 |
机械设计制造类 |
460107 |
材料成型及控制技术 |
高职 |
机械设计制造类 |
460113 |
模具设计与制造 |
高职 |
机械设计制造类 |
460114 |
特种加工技术 |
高职 |
机械设计制造类 |
460115 |
智能光电制造技术 |
高职 |
机械设计制造类 |
460118 |
机械装备制造技术 |
高职 |
机电设备类 |
460201 |
智能制造装备技术 |
高职 |
自动化类 |
460303 |
智能控制技术 |
高职 |
自动化类 |
460304 |
智能机器人技术 |
- 赛项设立背景
工业4.0发展的重要趋势之一就是“数字孪生”虚拟现实技术的大范围应用,随着技术发展,数字孪生智能制造产线已经成为未来发展的主流设备,通过大赛,让选手学习和使用智能制造产线的各类技术和应用场景,提早培养他们对数字孪生智能制造产线的操作能力,为未来发展打下坚实的基础。
- 赛项总体目标
赛项依托数字孪生、智能制造、虚拟现实等技术,以数字孪生智能制造虚实融合实验台为载体,考察参赛选手对智能产线软件系统应用的综合能力。实际考核选手智能制造系统架构、智能制造单元虚拟仿真、零件数字化设计与编程、机器人(含第七轴)编程、智能制造控制系统的联调、零件智能加工与生产管控 ,实现对选手的实际工作能力考核赛项主要目的:
- 通过每年设计不同主题的赛项题目,尤其是国家积极推进的先进制造业相关领域和行业,组织选手对相关行业专业技能综合能力的竞赛,从而推进学校对各个制造业行业的教学和发展,结合虚拟现实技术,全面提升学生的知识面和综合应用能力,为学生进入社会提供更大的选择空间。
- 通过实训智能驾驶舱系统,实现大赛全过程的数字化跟踪和分析,包括实时在线发放比赛题目、比赛过程参赛选手操作过程自动跟踪分析、大数据分析比赛选手的技能水平,通过实训智能驾驶舱系统进行参赛数据采集、数据处理、数据分析并确保数据安全。能够帮助选手快速分析和判断操作结果,并加以改进,从而提升选手发现问题、分析问题、解决问题的工程能力和综合素养,有效提高个人综合素质。
- 通过引入虚拟现实技术与相应的虚拟融合的硬件设备,让选手既有硬件设备操作手感,又能形成完全仿真的虚拟现实操作,选手结合数字孪生技术可以更加逼真体验设备操作全过程,大幅度减少比赛过程中各类工具、耗材、设备等损耗,大大降低了比赛消耗性成本,提高了赛事的通用性和普适性
- 通过采集选手日常学习和训练的数据,并作为大赛评比的参考数据,可以实现以赛促教、以赛促学的积极效应,通过大赛来促进中高职院校的日常教学活动,提升学生的综合素质和能力。
1.公开原则
(1)赛项设计源于相关职业岗位具体要求,能够展现通用技术与选手能力。
(2)赛题全部提前公开,比赛过程公开进行,选手依规自由比赛,观众依规自由观摩。
2.公平、公正原则。
(1)赛项筹划公字当头,采取多项措施保证公平、公正。赛前精心制定竞赛方案,采取如全部公开竞赛赛题、科学制定评分标准、合理设计竞赛流程、采用通用技术平台、无差别抽签设计、多种虚拟现实数字孪生可供选择等诸多措施,确保公平、公正。
(2)赛项实施客观公正,竞赛成绩反映选手真实水平。通过举办赛前说明会、严格执行竞赛规程、全面严格培训裁判、选手充分熟悉设备、全面客观评判成绩等措施,公开透明办赛,客观反映选手水平。
(二)赛项关联专业人才需求量大或行业人才紧缺或职业院校开设专业点多,服务国家重点战略。
1.制造业是我国支柱产业之一,中国作为世界制造业的中心,具备全球最完整的制造业产业链,制造业关联专业较多、开设院校众多、职业岗位面广、人才需求量大,服务国家重点战略。
2.竞赛内容和职业学校核心专业教学紧密结合,坚持技能竞赛与行业用人、岗位要求、技术进步以及教学改革相结合,引导职业教育办学模式、培养模式、评价模式和教学改革的创新。
3.赛项设计坚持技能比赛与素质考察相结合,在展示技能风采的同时,突出职业素养、团队协作和创新意识的考察。
4.赛项设计坚持现场比赛与展示体验相结合,吸引社会公众人员和行业企业参与竞赛工作。
(三)竞赛内容对应相关职业岗位或岗位群、体现专业核心能力与核心知识、涵盖丰富的专业知识与专业技能点。
1.赛项合作企业深度参与竞赛工作,提供技术保障,体现校企合作的办学导向,竞赛内容对应相关职业岗位群。
2.赛项按职业教学资源开发的要求设计,对赛项实施过程进行及时收集、整理,使赛项能够作为教学项目和案例纳入专业课程体系和教学计划,推动相关专业教学改革。
3.赛项设计坚持德技并举,将专业知识考察纳入比赛内容,竞赛体现专业核心能力与核心知识,涵盖丰富的专业知识与专业技能点。
(四)竞赛平台成熟。
1.根据行业特点,赛项选择相对先进、通用性强、社会保有量高的设备与软件。
2.赛项选用的虚实融合设备,经多年的学校应用和测试,已经非常成熟和稳定,完全可以满足比赛的各项要求。
3.赛项的竞赛平给台选用遵循以下原则:
(1)适用与安全原则。比赛设备技术性能必须满足赛项规定的技术要求,符合国家标准和安全规范。
(2)自主优先原则。在满足赛项要求前提下优先选用具有国内自主知识产权的品牌和产品,本赛项方案所选设备为国内自主知识产权的产品。
(3)勤俭办赛原则。结合虚拟现实技术,可以大幅度减少比赛过程中的设备、配件、辅料的材料耗损,节约比赛成本,提高赛事的普及程度。
四、竞赛规模
本次大赛本着质量第一、追求卓越的办赛理念,通过各地赛区展开选拔赛,通过优选各省参赛队伍,拟选拔40只队伍参加总决赛。
五、竞赛举办地点、竞赛时间、比赛流程时间安排
本次大赛相关基本信息如下:
大赛地点:待定
竞赛时间:2024年十一月(2天)
竞赛流程:
本赛项竞赛总时间为连续不间断4小时(含编程和加工),按照抽取的竞赛顺序号和机位号进行。
具体的竞赛日期,由大赛执委会及赛区执委会统一规定,竞赛期间的日程安排如下表:
日期 |
时间 |
事项 |
备注 |
第一天 |
16:00之前 |
参赛队报到 |
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16:30~17:30 |
熟悉竞赛场地,赛前说明会,竞赛场次抽签。 |
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第二天 |
08:00~12:00 |
第一场竞赛 |
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13:30~17:30 |
第二场竞赛 |
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第三天 |
09:00~10:30 |
大赛颁奖,赛事总结。 |
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... |
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六、赛项方案的特色与创新点
1.实质贯彻大赛主旨。
赛项以一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛制度要求为依据制定竞赛方案,深刻贯彻“以赛促学、以赛促教、以赛促改”的办赛目的,以产教融合为支撑,以赛项优化设计为着力点,切实发挥大赛检验职业教育教学成果、引领专业建设与教育改革的重要作用,把大赛“公平、公正、公开”的精神实质贯彻始终。
2.办赛目的明确。
数字孪生智能制造产线比赛是综合性竞赛,通过竞赛,检验和展示职业学校各制造业相关专业的教学改革成果以及学生的通用技术与职业能力,考察学生基于工作过程的质量、效率、成本、安全环保意识、团队协作、计划组织的综合职业能力,引领和促进职业院校与赛项相关专业的教学改革,深化校企合作,提升产教融合深度,服务产业发展,推进职业院校培养适应企业需求的高素质技术技能型人才的水平。
3.赛项设计思路清晰。
赛项在参考传统的制造业相关比赛的基础上加以创新,通过引入虚拟现实技术,为制造业相关比赛提供了新的亮点,本届赛项设计思路是:数字化、智能化、虚拟化和理实一体化:
(1)数字化:赛项全面导入数字化概念,实现赛事全过程的数字化跟踪、分析和存储,记录选手从比赛开始到结束的全过程数据,并可以对不同选手之间的数据进行对比分析,如果需要,可以调用选手日常训练的相关数据,形成以数字化为导向的大赛新模式,通过数据提供公平、公正的比赛环境。
(2)智能化:引入智能分析系统,提供智能导学功能,将选手的日常训练和学习与比赛进行有机的结构,实现以赛促教、以赛促学的大赛目标,系统智能分析结果,也可以大大降低裁判的工作强度,为裁判减负,帮助裁判将更多的精力投入到比赛的核心功能和结果上。
(3)数字孪生:通过引入数字孪生虚拟现实技术,结合数字孪生比赛理念,形成完全仿真的各类制造业工作全流程,大幅度减少比赛过程中各类工具、耗材、设备等损耗,大大降低了比赛消耗性成本,提高了赛事的通用性和普适性,有利于将比赛推广到职业院校的日常教学过程中,真正实现以赛促教、以赛促学。
(4)理实一体化:通过虚实融合设备,结合智能分析机制,实现理实一体化的比赛思路,选手在比赛过程中,除了体现实际操作能力和职业素养外,可以将相关的理论知识融入到比赛过程中,实现赛中学、学中赛,操作中蕴含理论考核,理论中融入操作检验,形成理实一体化的比赛模式。
4.竞赛任务紧贴实际。
赛题设计紧贴职业院校学生日常教学和企业生产实际,注重制造业的实际工艺流程和技术特点,吸纳企业典型产品的特征和要素,以操作技能为主线,突出团队协作和制造业综合应用技术的赛项特色。
5.采用通用技术平台。
竞赛使用的虚实结合数字孪生各类虚实融合设备,结合虚拟现实软件等均为常用主流设备,成熟可靠、普及率高、通用性强,且多种可选,涵盖了绝大多数院校。
6.竞赛过程安排合理。
竞赛过程组织严密、流程清晰。赛前精心制定裁判工作手册,认真细致进行裁判员培训,进行在岗模拟演练,使裁判员了解赛项整体情况,明确岗位职责、熟悉工作流程、统一执裁标准、客观公正评判,齐心协力完成竞赛执裁工作。
7.成绩评判客观公正。
(1)竞赛评分标准秉持科学严谨、公平公正、可操作强的原则制定,并随赛题一起提前公布,让选手充分理解和准备。
(2)竞赛成绩评判全部采用结果评分,细化评分体系,明确评分标准,严格执行评分流程。
(3)使用全过程数字化存储,保证比赛结果的公平公正,系统提供选手全流程数据,裁判根据数据进行评价和裁定,相关数据可以复盘,充分体现了客观性和专业性的结合。
8.资源转化惠及广泛。
(1)重视竞赛资源转化。加强赛后资源转化工作、加大大赛成果推广力度、惠及更多院校师生,鼓励职业院校师生积极将大赛内容融入教学过程,强化实践教学,锤炼匠心精神,使更多学生和教师从中获益,提升我国职业院校人才培养工作水平。
(2)收集素材应用教学。赛项按职业教学资源开发的要求对赛项设计和实施的过程进行及时收集、整理,使赛项能够作为教学项目和案例纳入专业课程体系和教学计划,推动专业教学改革,坚持技能比赛与素质考察相结合,将专业知识考察纳入比赛内容,体现专业核心能力与核心知识、涵盖丰富的专业知识与专业技能点。
(3)资源转化成果丰富。明确列出赛项资源成果转化方案,专家组、承办校和参赛师生共同开展资源转化工作,形成竞赛题库、赛项点评、赛项分析报告、风采展示片、大赛作品集、功能测试视频及专利论文等成果,惠及更多师生。
(二)赛项方案的创新点
1.基于大数据智能化比赛
本赛项实现全流程的数据采集和分析,可以实现数据的横向分析与纵向采集,从选手选拔开始到参加比赛的每个细节,都可以形成大数据,结合智能分析,为裁判提供全面的数据服务,并可以实现历史数据的对比,对持续改进和推动赛项有巨大帮助。
2.赛、教、学三位一体
赛项方案紧密结合职业教育改革方向,实现以赛促教、以赛促学,通过数据分析和对比参考,可以将教学和学习过程数据作为比赛参考信息,将比赛与日常教学形成更加紧密的结合,结合智能分析,可以引入虚拟智能裁判,学生和老师在日常实训和教学中,也可以引入模拟赛事,从而更好地激发学生参赛热情,将比赛、教学、实训实现更加紧密的结合。
3.理实一体化创新比赛模式
结合虚拟现实技术,比赛的形式可以突破传统制造类专业赛项的比赛模式,通过技术形成赛事的创新,将理论与实践进行有机组合,实现在选手动手操作时,引入理论考核,选手检验理论知识的同时,引入实践操作考核,在理论中考实践,在实践中考理论,更好地检验选手对理论的理解,对实践操作的认知提升,将比赛目的与教学目的形成有机体,培养和训练学生更加综合的能力,更好地掌握发现问题、分析问题、解决问题的职业能力。这样的比赛模式可以促进学生在理论中思考实践操作,在实践中升华理论知识,真正做到理实一体化的教学与比赛。
4.比赛过程透明、评价公正
本赛项采用全过程数据跟踪与存储,从技术手段和机制上彻底保障了比赛过程的公开透明,结合数据发布机制,让选手、学校、裁判、专家、领导、观众等各方都可以及时准确地掌握比赛过程信息,比赛的结果评判,全部基于数据采集与数据分析,评判的标准有充分的数据支撑,评判的结果可以随时复盘,从机制上保证了评价的公正性,最大限度减少了裁判个人主观性的影响,让选手可以专心比赛,心无旁骛,取得更好的成绩。
5.低成本、高安全的赛事
赛项通过引入虚拟现实技术,与传统的制造业赛项相比,没有设备损耗、配件耗材等各类成本,直接降低了赛项的各项成本,对赛项的推广和普及都创造了良好的条件,同时由于采用虚拟现实技术制作各种部件及数字孪生产品,避免了可能出现各类安全隐患,没有人员伤残的风险,专家、学者、观众可以自由观察, 不会产生意外的损害,大大降低了赛项的各种安全隐患,同时引入虚实结合的比赛设备,让选手在一个接近真实环境下操作,操作的手感和体验和真实的加工非常接近,不影响比赛的实际体验感,这也是未来的发展方向,对赛项的推广和普及都拥有积极的意义。
七、竞赛内容简介
(一)赛项概要
数字孪生智能制造单元集成与应用赛项是指利用数字孪生产线仿真软件完成制造单元的生产管控、运行联调相关工作 。即由参与者以给定的试题模块图纸、3D图档及相关技术要求为标准,使用数字孪生产线仿真软件在规定的时间内完成制造系统架构、智能制造单元虚拟仿真、零件数字化设计与编程、机器人(含第七轴)编程、智能制造控制系统的联调、零件智能加工与生产管控等内容的实际操作比赛。
本文件按照《智能制造系统架构》国家职业技能标准(三级)及以上要求,适当吸收世界技能大赛相关技术要求编制,含项目技术描述、试题与评判标准、场地设施设备安排、健康安全要求等内容。未尽事宜,将在补充通知或赛前项目技术说明时予以说明。
(二)基础知识与能力要求
相关要求 |
权重比例(%) |
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基本知识 |
• 数学知识; • 测量知识; • 材料切削性能知识; • 延伸知识: • 工艺设计知识; • 计算机技术知识; • 公差与配合等标准; • 金属切削工艺知识。 • 力学 • 运动学 • 机械原理 • 自动控制 • 数电 • 模电 • 单片机 • 计算机编程 • 机器人操作系统 • 物联网与工业互联网技术 • 自动化与控制技术 • 传感器与检测技术 • 工业网络与通信技术 |
10 |
实操能力 |
• 识图技能:能对图形、图标、标准、表格和技术要求进行解释; • 工件装夹:能以操作需求为工件选择安装夹持的方法和系统; • 刀具知识:能针对工件材料和加工需求选择切削刀具; • 操作技能:能完成在数控多轴加工中心上安装刀具和附件的整个过程、识别和确定在数控铣床上各种不同的加工操作、识别和确定在数控铣床上加工操作所需的各种功能及参数; • 金属切削:能针对工件材料、图形结构、加工状况确定其加工方式、加工流程、加工路线及切削参数; • 工业控制系统能力:智能制造中广泛采用工业控制系统,因此需要具备工业自动化控制系统的能力,包括PLC编程、机器人编程、数控加工编程等。 • 检测技能:能选择和使用测量仪器及测量方法; • 故障排查和处理能力:智能制造设备和系统可能会出现各种故障和问题,因此需要具备故障排查和处理的能力,包括设备故障诊断、系统故障排查、紧急处理等方面的技能 • 团队协作能力:智能制造需要多个部门和团队之间的协作和配合,因此需要具备团队协作的能力,包括沟通、协调、合作等方面的技能 •安全防护:遵守相关安全防护条例和环境保护要求。 |
90 |
合计 |
|
100% |
八、竞赛方式
此次大赛的数字孪生智能制造单元集成与应用赛项,是依托数字孪生、智能制造、虚拟现实等技术,以数字孪生智能制造虚实融合实验台为载体,考察参赛选手对智能产线软件系统应用的综合能力。实际考核选手智能制造系统架构、智能制造单元虚拟仿真、零件数字化设计与编程、机器人(含第七轴)编程、智能制造控制系统的联调、零件智能加工与生产管控 ,实现对选手的实际工作能力考核。
数字孪生智能制造单元集成与应用赛项是指利用数字孪生产线仿真软件完成制造单元的生产管控、运行联调相关工作 。即由参与者以给定的试题模块图纸、3D图档及相关技术要求为标准,使用数字孪生产线仿真软件在规定的时间内完成制造系统架构、智能制造单元虚拟仿真、零件数字化设计与编程、机器人(含第七轴)编程、智能制造控制系统的联调、零件智能加工与生产管控等内容的实际操作比赛。
样题见附件。
正式比赛试题可做不超过 30%的调整。未尽事宜,将在赛前技术说明会时予以说明。
本赛项竞赛总时间为连续不间断4小时(含编程和加工),按照抽取的竞赛顺序号和机位号进行。
具体的竞赛日期,由大赛执委会及赛区执委会统一规定,竞赛期间的日程安排如下表。
日期 |
时间 |
事项 |
备注 |
第一天 |
16:00之前 |
参赛队报到 |
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16:30~17:30 |
熟悉竞赛场地,赛前说明会,竞赛场次抽签。 |
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第二天 |
08:00~12:00 |
第一场竞赛 |
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13:30~14:00 |
第二场选手检录,抽取工位号 |
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第三天 |
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... |
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九、竞赛试题
(一)赛题全部公开
本赛项承诺于开赛1个月前,在大赛信息发布平台上发布赛题库。
(二)赛卷数量
赛题库中有不少于10套竞赛赛卷,各套赛卷的重复率不超过50%。
(三)赛前说明会
在赛前一个月举行赛前说明会,对竞赛题型、结构、考点、评分、注意事项等进行说明和答疑。
(四)确定正式赛卷
正式赛卷在赛前,由赛项执委会指定专人在监督组的监督下,从赛卷库中随机抽取,并印制、装订和保管。
- 样题及评分标准
样题:智能制造切削加工与生产管控
任务 1:智能制造系统运行测试
根据任务书要求,选手对智能制造系统各基本单元进行功能测试,设计智能制造控制系统架构拓扑图,以给定的 S7-1200 型 PLC 的 IP 地址为基础, 定义其他相关设备的合理 IP 地址并进行设置,完成智能制造系统各单元网络通讯连接,安装大赛管控软件。
- 智能制造系统基本单元检测
任务描述:选手对智能制造系统各基本单元进行功能检测,确认设备是否能够正常运行,并进行故障排除。功能检测包括:(1)检查数控车床和加工中心是否能够正常运行,包括主轴、 运动轴、气动门以及动力夹具等;
(2)检查机器人单元是否能够正常运行, 包括机器人手动运行、机器人夹具以及传感检测等;
(3)对智能制造系统各单元网络通讯进行检查,是否正常连接,包括数控车床、数控加工中心、机器人、和 MES 部署计算机。
3正确设置 IP
任务描述: 选手根据主控系统 PLC 的 IP, 定义其他相关设备的合理 IP 地址,并分别设置相关设备 IP,组成通信网络。
(1) 以 S7-1200 型 PLC 的 IP 地址为: 192.168.8.10 , 定义其他相关设备的合理 IP 地址。
(2) 设置 IP 地址,完成组网、 接通。
任务 2:零件数字化设计与编程
根据任务书要求,选手根据给定的图纸,应用 CAD/CAM 软件,进行零部件三维建模与装配体构建、产品加工工艺设计、 BOM 构建、零件生产过程质量控制、零件加工工艺、零件加工程序编制,并将相应的文件保存在 MES 系统要求指定文件夹中。
1. 零件数字化设计
任务描述:选手根据给定的图纸,应用 CAD/CAM 软件,进行零部件三维建模与装配体构建、产品加工工艺设计、 BOM 构建、零件生产过程质量控制、零件加工工艺。根据任务和加工图纸(加工零件图纸见附件)的要求,具体任务如下:
(1)根据附件加工工件图纸,对图纸中零件进行三维建模并建三维装配体;
(2)操作大赛管控软件生成 EBOM/PBOM, 调出数控加工工艺表;
(3)编制4个零件的数控加工工艺表 。
2. CAM 编程与 NC 代码上传
任务描述: 根据加工工艺, 要求对工件进行 CAM 编程, 并对加工程序进行仿真验证;生成对应数控车床和加工中心的 NC 加工程序,根据 MES 操作流程,程序上传到 MES 系统并进行相应的操作。
(1)对工件进行 CAM 编程,并对加工程序进行仿真验证;
(2)生成对应数控车床和加工中心的 NC 加工程序,按标准命名规范进行命名,并放入 MES 要求指定文件夹,进行刀具与刀号对应关系的确认。
任务 3:机器人(含第七轴)编程
根据任务书要求,通过示教器完成工业机器人示教编程。实现机器人自动到指定的仓位抓取工件,并放置到数控车床和加工中心的卡盘上;编写 PLC 程序,实现 PLC、机器人、数控车床、加工中心之间的连接和通信程序。
1.编写 PLC,实现与机器人连接和通信
任务描述: 编写 PLC 及 HMI 界面程序,调试 PLC 与机器人连接和通信。编写 PLC 与机器人通信测试程序,实现与机器人之间的数据通信,在机器人端改变数据,能够在 PLC 端同步显示;
2.机器人示教器编程
任务描述:编写工业机器人示教程序、完成工业机器人工具坐标系设定,数控车床与立体仓库之间上下料示教编程与自动调试,加工中心与立体仓库之间上下料示教编程与自动调试,数控车床与加工中心之间上下料示教编程与自动调试。
(1)数控车床与立体仓库之间上下料示教编程与自动调试
1)示教编程工业机器人与数控车床和立体仓库的取放程序;
2)在 PLC 端 HMI 上选取取料仓位(2,2) 并启动,机器人取出立体仓库中仓位(2,2)的毛坯, 放置到数控车床卡盘位置,并能夹紧;
3)在 PLC 端 HMI 启动取料, 机器人从数控机床正确取料,放回到立体仓库中原仓位位置。
(2) 加工中心与立体仓库之间上下料示教编程与自动调试
1)示教编程工业机器人与数控车床和立体仓库的取放程序;
2)在 PLC 端 HMI 上选取取料仓位(3,2)并启动, 机器人取出立体仓库中仓位(3,2)的毛坯,放置到数控加工中心气动增压钳夹口位置,并能夹紧;
3) 在 PLC 端 HMI 启动取料,机器人从数控加工中心正确取料,放回到立体仓库中原仓位位置。
(3) 数控车床与加工中心之间上下料示教编程与自动调试
1)示教编程工业机器人与料库到数控车床、数控车床到加工中心、加工中心到料库的取放程序;
2)在 PLC 端 HMI 上选取取料仓位(3,2)并启动,机器人取出立体仓库中仓位(3,2)的毛坯, 放置到数控车床卡盘位置,并能夹紧;
3)在 PLC 端 HMI 启动数控车床取料加工中心上料,机器人从数控车床取料,放置到数控加工中心气动增压钳夹口位置,并能夹紧。
4)在 PLC 端 HMI 启动数控加工中心取料,机器人从数控加工中心取料,放回到立体仓库中原仓位位置。
任务 4:智能制造控制系统联调
根据任务书给定的要求, 编写 PLC 与 MES、 RFID 系统、 立体仓库、在线检测装置等系统之间的连接和通信程序。 对数控机床、工业机器人、 在线检测装置、 RFID 系统、立体仓库、 视频监控系统等进行数据采集,能够完整实现工业机器人从立体仓库取出待加工毛坯,同时读取 RFID 数据,送至数控设备,加工、在线测量后,再由工业机器人送回立体仓库规定的仓位中,更新 RFID 数据的柔性化加工控制要求,具有完成多个不同零件上下料和加工等功能。
RFID 标签信息编码规则如下:
A.场次定义: A、 B、 C、 D、 E;
B.零件种类指选手需要加工的零件种类;
C.零件材料定义: 0:铝材, 1:45 钢;
D.最后两位零件状态定义如下: 00:空, 01:毛坯, 02:正在加工, 03:合格品, 04:不合格品,05:车床加工完成(中间状态), 06:加工中心加工完成(中间状态)。
1.编写主控 PLC 程序与 RFID 和立体仓库之间的通信连接程序
任务描述:编写主控 PLC 与 RFID 系统、立体仓库之间的连接和通信程序。
对立体仓库规定仓位的 RFID 按照规定的编码规则进行读写操作。对仓位 1(1,2)、仓位 2(2,3)和仓位 3(3,4)按照本场次 A 场次,钢件,零件种类为 01,分别对应空、毛坯和正在加工进行写入,并按照仓位 2(2,3)、仓位 3(3,4)和仓位 1(1,2)的仓位顺序依次读取该仓位 RFID 标签信息。
2.编写 PLC 与 MES 连接和通信程序
任务描述:主控 PLC与MES 系统之间的通信连接。
(1)基于MES系统和PLC的通讯的协议和变量地址, 编写主控PLC 的 MSE 通信测试程序,能够实现主控 PLC 与 MES 之间的数据交互;
(2)在 MES 系统中下发工单,在主控 PLC 能够接收。
3.设备层数据的采集和可视化
任务描述:根据任务书要求,对数控机床、工业机器人、检测装置、 RFID 系统、立体仓库等进行数据采集,并根据要求上传到 MES 系统中,能够在 MES 系统中实现数控机床等设备状态信息的可视化显示。
(1)实现三个显示终端智能看板的显示,三个智能看板分别显示立体仓库状态、加工过程状态和在线检测状态;
(2)选手手动操作工业机器人,在 MES 设备测试界面中能够显示机器人运动状态、第六七两轴的坐标信息;
(3)在规定的立体仓库仓位(3,2)中放入毛坯,在仓库测试界面中实时显示有无料状态。并操作 MES 系统实现仓位指示灯显示,将仓库第一、第二、第三排指示灯整体分别显示毛坯、合格和不合格对应的颜色;
(4)选手手动操作机床设备,在 MES 测试界面中分别进行机床开关门、卡盘状态、主轴速度状态信息的实时显示。
4.智能制造控制系统的联调
(1)根据附件图纸零件加工要求, 调试工业机器人和主控系统 PLC的程序,操作 MES 软件,实现零件的自动加工。
具体要求如下:
1)工件毛坯放置于立体仓库库位(3,4)中;
2)加工任务由 MES 下发;
3)机器人自动取放料;
4)每加工流程状态按编码规则需写入到原仓位 RFID 中;
5)机器人取毛坯时应先读 RFID,后取毛坯;
6)加工完成后,工件需放入原仓位;
7)整体运行过程中,工业机器人与数控设备之间能协调、互锁运行,能够实现自动开关门、上下料及装夹等功能。
评判要求:
选手完成任务确认后,举手示意裁判,请求现场裁判提供 1 个毛坯,选手自行按照任务要求放置立体仓库的指定库位中。
满足上述条件后,选手可请求裁判开始进行评判,除了下达任务以外,在评判过程中选手不允许进行其他人工干预,否则扣除相应分数。
任务 5:零件智能加工与生产管控
根据任务书给定的要求,依据 BOM 中的数据在 MES 系统中对现场加工零件任务进行排产和工单下达,完成规定零部件的加工与生产、质量检测。能够结合 MES 系统实现生产数据管理、报表管理、智能看板等任务。 同时, 对加工零件指定的尺寸进行在线检测,实现生产过程质量追溯,能够结合 MES 系统进行数据采集并实现零件工艺优化与质量改进。
1.操作管控软件手动排产、工单下发、加工一组零件并在线检测
任务描述: 根据任务书要求,完成附图组套 2 个零件手动排产, 工单下发, MES 启动加工,对配合尺寸精度进行在线检测。
(1) 手动排产
(2) 工单下发
(3) MES 启动加工
2.操作管控软件实现设备管理
任务描述:通过 MES 看板实现加工过程的机床数据采集、 机器人数据采集、料仓管理、生产状态统计等。
(1) 看板显示机床数据
1)看板显示离线、在线、加工、空闲、报警等;
2)看板显示工作模式、进给倍率、轴位置、主轴速度等;
3)看板显示机床正在执行的加工程序名称;
4)看板显示机床的刀具信息。
(2) 看板显示机器人数据
1)看板显示机器人轴位置信息,包括关节 1、关节 2、 关节 3、关节 4、关节 5、关节 6 和第七轴;
2)看板显示机器人工作状态信息;
3)看板显示机器人通信状态信息。
(3)看板显示料仓管理状态
1)看板显示物料类型、场次;
2)看板显示物料信息跟踪,实时跟踪物料状态信息,包括无料,待加工,加工中,加工异常,加工完成,不合格状态。
(4)生产数据统计
1)单个零件的生产件数统计,零件的合格、不合格、异 常个数占比统计等;
2)多个零件综合生产件数统计,零件的合格、不合格、 异常个数占比统计等。
第一届数字孪生智能制造单元集成应用大赛项目评分表 |
|||||
选手姓名 |
|
选手编号 |
|
总成绩 |
|
单位(学校) |
|
检测号 |
|
评分项目:
序号 |
评分项 |
单项分值 |
评分方式 |
说明 |
1 |
智能制造系统架构 |
15 |
系统打分 |
|
2 |
零件数字化设计与编程 |
15 |
裁判打分 |
|
3 |
机器人(含第七轴)编程 |
20 |
裁判打分 |
|
4 |
智能制造控制系统联调 |
20 |
系统打分 |
|
5 |
零件智能加工与生产管控 |
30 |
裁判打分 |
|
合计:100分 |
|
|
零件图纸:
毛坯图纸
十、评分标准制定原则、评分方法、评分细则
(一)竞赛评判标准
1、竞赛试题配分
比赛采用系统评分和主观评分两种方式进行评分。数字孪生智能制造单元集成与应用竞赛项目满分为 100 分。其中智能制造系统架构 15 分、零件数字化设计与编程15 分、机器人(含第七轴)编程 20 分、智能制造控制系统的联调 20 分、零件智能加工与生产管控 30 分。具体评分细则如表 1、表 2 所示。 所有的评分由2名以上裁判进行,以确保比赛评分的公平性和公开性。
表-1评分细则(参考)
比赛内容 |
分值 |
评分方法 |
审核方法 |
公布方法 |
智能制造系统架构 |
15 |
现场根据评分表评分 |
参赛选手、现场评分裁判、监督签字 |
大赛执委会 |
零件数字化设计与编程 |
15 |
现场根据评分表评分 |
参赛选手、现场评分裁判、监督签字 |
大赛执委会 |
机器人(含第七轴)编程 |
20 |
现场根据评分表评分 |
参赛选手、现场评分裁判、监督签字 |
大赛执委会 |
智能制造控制系统的联调 |
20 |
现场根据评分表评分 |
参赛选手、现场评分裁判、监督签字 |
大赛执委会 |
零件智能加工与生产管控 |
30 |
其中 17 分为现场根据评分表评分, 13 分为加工质量检测,采用结果评分。 |
参赛选手、现场评分裁判、监督签字 |
大赛执委会 |
表-2评分细则(适用样题,供参考)
竞赛内容 |
具体评分项 |
评分要求 |
|
评分内容 |
配分 |
||
任务一
|
1.智能制造系统基本单元检测 |
5 |
参照规程和样题任务要求 |
2.进行智能制造控制系统工业网络拓扑结构架构并进行在线测试 |
5 |
||
3.正确设置 IP |
5 |
||
任务二 |
1.根据任务书给定 2D 图进行 3D图设计(包括装配图、零件图) |
4 |
参照规程和样题任务要求 |
2. 调出数控加工工艺表 |
2 |
|
|
3.编制 4 个零件的数控加工工艺表 |
3 |
|
|
4.4 个零件加工程序编制 |
6 |
|
|
任务三
|
1.编写 PLC 与机器人、数控车床、加工中心之间的连接和通信程序 |
6 |
参照规程和样题任务要求 |
2.数控车床与立体仓库之间上下料示教编程与自动调试 |
5 |
|
|
3.加工中心与立体仓库之间上下料示教编程与自动调试 |
5 |
|
|
4.数控车床与加工中心之间上下料示教编程与自动调试 |
4 |
|
任务四
|
1.编写 PLC 与 RFID 系统、立体仓库之间的连接和通信程序 |
3 |
参照规程和样题任务要求 |
2.编写 MES 与 PLC 连接和通信程序 |
3 |
|
|
3.智能制造控制系统的联调 |
9 |
|
|
4.设备层数据的采集和可视化 |
5 |
|
|
任务五
|
1.操作管控软件手动排产、工单下发、加工一组零件 |
5 |
参照规程和样题任务要求 |
2.操作管控软件手自动排产,工单下发、 自动连续加工多组零件 |
8 |
|
|
3.操作管控软件实现设备管理 |
2 |
|
|
4.操作管控软件实现生产统计 |
2 |
|
2、成绩计算方式
多轴铣项目采用100分制。各个评分项的分数应精确到小数点后两位,小数点后第三位数字采用四舍五入(如1.055计1.06,1.054计1.05)。
3、评判方法
3.1.系统评分
考生结束后提交试卷,系统自动自计算出对应成绩,同时生成得分电子清单,包含安全操作试题、机床使用规范性、测量工具操作、主要尺寸、次要尺寸、表面质量及相符性几个大类的各单项得分,单项得分明细。
3.2.主观评分
同一主观评判组负责同一模块所有试件的评判工作。每一评价要素由3人组成的裁判组打分(从0-10),取平均分,再除以基数作为该要素计分系数。裁判组打分从0-10,但最高最低分差不得大于3分,大于3分时最低分者须解释缘由,然后重新打分。主观评判要点见表3。
表-3主观评判要点
评价要素 |
评价要点 |
备注 |
机床倒角 |
1、大于2mm的轮廓线段,面与面交接处。 2、孔口含螺纹孔口。 4、倒角的大小、角度。 |
应由机床倒角但用手工倒角的,属不符合。 |
手工倒角 |
1、小于2mm的轮廓线段,面与面交接处。 2、倒角的大小、角度。 3、细小毛刺不含其中。 |
|
面与图样相符度 |
1、未加工要素。 2、轮廓(含孔)错误等与图样不相符。 |
同一问题造成面 与图样不符时,只记一面。 |
4、成绩并列
按比赛总成绩从高到低排列参赛选手的名次。比赛总成绩相同,按主要尺寸成绩较高的名次在前;如总成绩、主要尺寸成绩均相同,按完成竞赛任务所用时间少的名次在前。
竞赛细则
本次竞赛设立专家组,负责编写技术文件、命题和落实赛场设备设施(含工具物料)保障。本次竞赛设立裁判组,由1名裁判长,若干裁判员组成。裁判长由专家组长兼任。
1、裁判长
裁判长按照本项目技术文件,对裁判员进行培训和工作分工,带领裁判员对本项目比赛设备设施和现场布置情况进行检验;组织选手进行安全培训并熟悉赛场及设备,保障所有选手在比赛前掌握必备的安全知识和安全操作规范;比赛期间组织裁判员执裁,并按照相关要求和程序,处理项目内出现的问题;组织统计、汇总并及时录入大赛成绩等工作;赛后组织开展技术点评。裁判长应公平公正组织执裁工作,不参与评分。
2、裁判员
裁判人员需在本项目领域有工作经验、大赛管理或执裁经验,赛前需参加技术规则培训,掌握大赛技术规则、项目技术文件等要求。裁判员应服从本项目裁判长的工作安排,诚实、客观和公正执裁。
根据裁判员的相关工作经验以及赛前培训的情况,裁判员分成多个小组,并各司其职:
加密组:主要负责选手的检录、核实证件身份并对选手所提交的作品进行加密和解密工作。
现场执裁组:主要负责竞赛现场监考工作和安全巡查,做好维护赛场纪律;
记录赛场情况,做好监考记录;纠正选手违规行为,并对情节严重者及时向裁
判长报告作好记录并给出处罚结果;核查实际操作竞赛使用材料、设备;记录
每位选手的实际工作时间。时间记录组:负责记录每位选手的实际工作时间。
检测组:由第三方检测人员组成,根据检测项目分若干检测小组,每小组分配相似分数的评分项目。每项检测评分结果小组成员均需签字确认。
评判组:负责赛件检测结果的评判、成绩复核和汇总工作,然后报裁判长复核后,由录分员录入系统。
1、赛前准备
1.1根据项目实际需要,裁判长与协办单位于赛前2-3天对场地设备设施等准备工作进行最终确认;裁判长与裁判员于赛前1至2天进行集中培训、技术对接和设备设施、耗材确认。
1.2参赛选手报到时需领取参赛证、参赛资料、参赛物料、抽取参赛选手编号,报到完毕后提前前往赛场,熟悉场地。
1.3赛前30分钟,到指定检录口进行检录,由检录人员核实编号,开
赛后迟到15分钟的选手视为自动放弃参赛。
1.4检录完毕,每位选手按照选手抽签工位号到指定位置。可携带竞赛规则规定的工具,必备的用具(如笔等)等。所有通讯、照相、摄像、磁盘等工具一律不得带入比赛现场。
2、比赛入场
2.1参赛选手凭参赛证、身份证按正式竞赛开始时间提前30分钟准时到达赛场集合,赛前15分钟抽取赛位号,选手按赛位号进场进行各项准备工作,现场裁判将对各参选手的身份进行核对。选手在竞赛开始15分钟后不得入场,竞赛结束按照赛场要求离场。
2.2除严格规定的量具或其他物品外,参赛选手不允许携带任何通讯及存储设备、纸质材料等物品进入赛场。
2.3竞赛所用相应的工、量、辅具由参赛单位根据竞赛的要求进行准备,不符合要求的工、量、辅具一律不得带入赛场。
3、比赛过程
3.1选手进入赛场必须听从现场裁判人员的统一布置和指挥,首先需对竞赛设备、选配部件、工量具等物品进行检查和测试,如有问题及时向裁判人员报告。
3.2参赛选手必须在裁判宣布竞赛开始后才能进行竞赛。
3.3参赛选手所携带进入赛场的参赛证件和其它物品,现场裁判员有权进行检验和核准。
3.4竞赛过程选手不得随意离开赛位范围,不得与其他赛位选手交流或擅自离开赛场。如遇问题时须举手向裁判员示意询问后处理,否则按作弊行为处理。
3.5竞赛过程中只允许裁判员、工作人员进入现场,其余人员未经组委会同意不得进入赛场。
3.6竞赛过程中,选手必须严格遵守安全操作规程,确保人身和设备安全,并接受现场裁判和技术人员的监督和警示。因选手造成设备故障或损坏,无法继续竞赛,裁判长有权决定终止竞赛。非人为因素造成设备故障,由裁判长视具体情况做出裁决。如果确定为设备故障问题,裁判长将酌情给予补时。
4、比赛结束
4.1在竞赛结束前30分钟、10分钟,裁判长提醒竞赛即将结束,选手应做好结束准备,结束哨声响起时,宣布竞赛正式结束,选手必须停止一切操作。
4.2参赛队若提前结束竞赛,应由选手向裁判员举手示意,竞赛终止时间由裁判员记录,参赛选手结束竞赛后不得再进行任何操作。
4.3竞赛结束后,做好竞赛设备的整理工作,包括设备移动部件的复位,归还工具,整理个人物品。
4.4参赛选手不得将竞赛任务书、图纸、草稿纸等与竞赛有关的物品带离赛场,选手必须经现场裁判员检查许可后方能离开赛场。
4.5任何人不得以任何方式暗示、指导、帮助、影响参赛选手。对造成后果的,视情节轻重酌情对当事人做出处罚。
4.6参赛选手结束比赛时需按照比赛要求提交比赛任务书等,裁判员与参赛队员要在相应签字处签字确认。
5、成绩评定及公布
5.1组织分工
在赛项执委会的领导下成立由裁判组、监督组和仲裁组组成的成绩管理组织机构。具体要求如下:
(1)裁判组实行“裁判长负责制”,设裁判长1名,全面负责赛项的裁判管理工作并处理比赛中出现的争议问题,以及足够数量的裁判员。
(2)监督组对裁判组的工作进行全程监督,并对竞赛成绩抽检复核。
(3)仲裁组负责接受由参赛队领队提出的对裁判结果的申诉,组织复议并及时反馈复议结果。
5.2成绩评定
(1)现场评分
现场评分需2名以上裁判组成评分小组,依据有关要求,对参赛队的操作规范、现场表现等进行现场记录、共同签字,并由参赛选手签字确认后,由加密裁判加密,交由评分裁判评分。
(2)结果评分
对参赛选手提交的竞赛成果,由评分裁判以小组为单位,依据赛项评价标准进行小组评分。裁判应相互监督,确保评分环节准确、公正。
(3)抽检复核
为保障成绩统计的准确性,监督组对赛项总成绩排名前30%的所有参赛队伍的成绩进行复核;对其余成绩进行抽检复核,抽检覆盖率不得低于20%。监督组将复检中发现的错误通过书面方式及时告知裁判长,由裁判长更正成绩并签字确认。错误率超过5%的,则认定为非小概率事件,裁判组需对所有成绩进行复核。
5.3成绩公布
闭赛式前,比赛成绩经工作人员统计、汇总、排序后交由执委会、裁判组共同检查,确认裁判工作无误后,在监督组的监督下集体解密,裁判组、监督组集体签字生效,解密后立即移交到赛项执委会并在闭赛式上公布。
6、赛场规则
6.1参赛选手按规定时间到达指定地点,凭参赛证、身份证进入赛场,并随机抽取工位号。选手迟到15分钟取消比赛资格。
6.2裁判组在赛前30分钟,对参赛选手的证件进行检查及进行比赛相关事项教育。
6.3参赛选手不得携带通讯工具和其它未经允许的资料、物品进入比赛场地,不得中途退场。如出现较严重的违规、违纪、舞弊等现象,经裁判组裁定取消比赛成绩。
6.4比赛过程中出现设备故障等问题,应提请裁判确认原因。如影响比赛进程,裁判请示裁判长裁定后,可将该选手比赛时间酌情后延。
6.5比赛结束后,参赛选手提请裁判到比赛工位检查确认并登记相关内容,选手签字确认后听从裁判指令离开赛场。裁判填写执裁报告。
6.6如果选手要求提前结束比赛,应报裁判批准。比赛终止时间由裁判记录在案,批准并通知提前结束比赛后,选手不得再进行任何操作。提前结束比赛的选手不准提前离开赛场。
6.7当听到比赛结束指令时,参赛选手应立即停止操作,不得以任何理由拖延比赛时间。离开比赛场地时,不得将草稿纸等与比赛有关的物品带离比赛现场。
6.8各类赛务人员必须统一佩戴由大赛执委会签发的相关证件,着装整齐。
6.9除现场裁判员和参赛选手外,其他人员不得进入比赛区域。赛场安全员、设备和软件技术支持人员、工作人员必须在指定区域等待,未经裁判长允许不得进入比赛区域,候场选手不得进入赛场。
6.10允许参观的赛项,参赛队有关人员可在规定时间,以小组为单位,在赛场引导员引导下,有序进入赛场观摩。观摩时不得议论、交谈,并严禁与选手进行交流;不得在工位前停留,以免影响选手比赛;不准向场内评委及工作人员提问;禁止拍照。凡违反规定者,立即取消其参观资格。新闻媒体等进入赛场必须经过大赛执委会允许,由专人陪同并且听从现场工作人员的安排和管理,不能影响比赛进行。
6.11未经允许,各参赛队的领队、教练员和随从人员一律不得进入比赛区域。
7、抽签办法
本次比赛各代表队的抽签顺序和操作比赛的场次,在领队会议上现场抽签确定。每位选手比赛的赛位号,在比赛检录时抽签确定。抽签工作由裁判长主持,赛务组负责组织实施,竞赛监督人员现场监督。
7.1各代表队按照所抽取的抽签顺序号,依次抽取本队参加操作比赛的场次。
7.2各代表队所有参赛选手的操作比赛,均为同一场次比赛,一次抽签确定。
7.3比赛场次和比赛赛位号抽签确定后,原则上选手不准随意调换。
8、纪律处罚规定
为保证竞赛公平、公正、公开,对违反竞赛纪律的行为做如下处罚规定:
8.1参赛选手不符合报名规定条件,或冒名顶替、或弄虚作假,经大赛组委会核准后,一律取消该选手参赛资格。
(1)不按规定填写姓名、编号或在试卷、试件上作各种标记。
(2)在赛场内有偷看、暗示、交头接耳等作弊行为。
(3)在赛场使用通讯工具与他人联系。
(4)在规定的比赛时间结束后,仍强行操作。
(5)不服从裁判员的裁决,扰乱比赛秩序,影响比赛过程,情节恶劣。
(6)其他违反比赛规则的不听劝告者。
8.3参赛选手如造成比赛用设备损坏,视情节由当事人及参赛单位承担赔偿责任,参赛选手若人为蓄意破坏仪器设备,由当事人承担赔偿责任并通报批评。
8.4选手未能按规定正确使用仪器设备,由在场裁判员及时予以纠正,并按规定扣除比赛成绩。
8.5任何人不得以任何方式暗示、指导、帮助、影响参赛选手。对造成后果的,视情节轻重酌情扣除参赛选手成绩。
8.6对裁判员、仲裁委员会成员、其他工作人员违反工作守则,经大赛组委会核实后视情节轻重予以警告处分或取消其任职资格。
8.7对违反比赛各种纪律的参赛选手及所在单位,视情节轻重、后果影响、予以取消比赛评奖资格或通报批评。
十一、奖项设置
(一)奖项设置
本赛项设团体一、二、三等奖。以赛项实际参赛队总数为基数,一、二、三等奖获奖比例分别为10%、20%、30%(小数点后四舍五入);获一等奖参赛队的指导教师获“优秀指导教师奖”。
(二)名次排序方法
1.竞赛名次的排序根据参赛队最终成绩从高到低依次排定。
2.参赛队最终成绩相同者,按完成时间较短者优先。
(一)职业道德
1.敬业爱岗,忠于职守,严于律已。
2.刻苦学习,钻研业务,善于观察,勤于思考。
3.认真负责,吃苦耐劳。
4.遵守操作规程,安全、文明生产。
5.着装规范整洁,爱护设备,保持工作环境清洁有序。
(二)职业标准
序号 |
名称 |
发布或开始执行时间 |
1 |
GB/T 40647-2021《智能制造 系统架构》 |
2022年5月1日施行 |
2 |
GB/T 40659-2021《智能制造 机器视觉在线检测系统 通用要求》 |
2022年5月1日施行 |
3 |
GB/T 40648-2021《智能制造 虚拟工厂参考架构》 |
2022年5月1日施行 |
4 |
GB/T 40654-2021《智能制造 虚拟工厂信息模型》 |
2022年5月1日施行 |
5 |
GB/T 40655-2021《智能生产订单管理系统 技术要求》 |
2022年5月1日施行 |
竞赛联系企业生产实际,关注行业发展,结合技术技能人才培养要求和职业岗位需要,适当增加新知识、新技术、新技能等相关内容。
(三)教学标准
按照职业学校各数控专业相关教学标准(试行)要求实施,赛项符合职业院校电子技术、机电技术、数控技术、机械制造技术等专业相关实训教学内容的需求。
(四)技术指标
1.机电电路
参照GB38755-2019电力系统安全稳定导则、GB/T38296-2019电器设备内部连接线缆等相关技术标准执行。
2.竞赛的加工精度要求
加工精度等级:尺寸精度等级IT7~9,个别IT6;形位精度等级达到IT8级;表面粗糙度Ra1.6~3.2,个别Ra0.8。
相关国家标准:
(1)《产品几何技术规范(GPS) 公差原则》GB/T 4249-2009。
(2)《形状和位置公差》GB/T 1184-1996。
(3)《表面结构 轮廓法 表面粗糙度参数及其数值》GB/T 1031-2009。
(一)平台运行的服务端推荐配置要求:
基本配置要求(最低要求) |
|
CPU |
至强E3三代的或至强E52系列及以上,主频3.0G以上,不低于6核 |
内存 |
16G以上,建议用ECC内存 |
硬盘 |
不低于1T,建议用SAS硬盘 |
操作系统 |
windowsserver2008R2 |
带宽 |
内网网络100M以上 |
推荐配置要求 |
|
CPU |
至强E5三代(3系列以上)及以上不低于8核 |
内存 |
32G以上 |
硬盘 |
不低于1T,建议固态硬盘 |
操作系统 |
windowsserver2008R2 |
带宽 |
内网网络1000M以上 |
平台运行的客户端推荐配置要求:
基本配置要求(最低要求) |
|
CPU |
IntelCorei3(4代)及以上 |
内存 |
4G以上 |
硬盘 |
不低于500G |
独立显卡 |
GTX650以上,显存2G(建议用nVIDIA) |
操作系统 |
win732位或64位以上 |
IE |
8.0版本及以上(推荐用8.0版本) |
带宽 |
内网网络100M以上 |
推荐配置要求 |
|
CPU |
IntelCorei5及以上 |
内存 |
8G以上 |
硬盘 |
不低于500G |
独立显卡 |
GTX750以上,显存2G(建议用nVIDIA) |
操作系统 |
win732位或64位以上 |
IE |
8.0版本及以上(推荐用8.0版本) |
带宽 |
内网网络1000M以上 |
(二)场地要求
1.竞赛场地内应设置满足容纳代表队竞赛的场地。
2.一个参赛队坐在同一桌,每一桌3个机位。
3.竞赛场地内设置主席台、裁判席、仲裁席、技术支持人员专席、新闻媒体席、观摩席等,便于竞赛全程的观摩、监督和裁判等相关工作。
4.竞赛场地内设置背景板、宣传横幅等,营造竞赛氛围。
5.竞赛场地内设置大屏幕,屏幕实时显示竞赛过程和竞赛结果。
6.开辟专门场所设立机电、电子大类成果展示区、体验观摩区。竞赛区域及观摩区采取必要的物理性隔离,确保互不干扰。
7.局域网络。采用星形网络拓扑结构,安装千兆交换机。网线与电源线隐蔽铺设。采用独立网络环境,不连接INTERNET,禁止外部电脑接入。
8.采用双路供电安全保障。采用统一的杀毒软件对服务器进行防毒保护。屏蔽竞赛现场使用的电脑USB接口。
9.利用UPS防止现场因突然断电导致的系统数据丢失,额定功率:3KVA,后备时间:3.5小时,电池类型:输出电压:230V±5%V。
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10.设置安全通道和警戒线,确保进入赛场的大赛参观、采访、视察的人员限定在安全区域内活动,以保证大赛安全有序进行。
(三)相关设备要求
1.赛场设在规范的实训室,赛场符合防火安全规定,防火疏散标识清晰、齐全,疏散通道畅通;赛场采光、照明和通风良好,提供稳定的水、电,并配有供电应急设备等。
2.竞赛场地划分为检录区、发卷区、加工区、现场服务与技术支持区、休息区、医疗区、观摩通道。
3.赛场提供数字孪生智能制造实验台数量不少于20台;每个赛位有足够的操作区域,占地面积不少于10平方米,并标明赛位号;每个赛位区域相对独立,确保选手比赛不受外界影响。
4. 每台数字孪生智能制造实验台旁边配备一台计算机和一个计算机桌,计算机与数字孪生智能制造实验台实现USB数据通讯连接;在数字孪生智能制造实验台正面配备一个1800mm×450mm的工作台。
5.赛场中心位置设置醒目的数字电子计时器1个。
6.赛场设有保安、公安、消防、设备维修和电力抢险人员待命,以防突发事件。
7.赛场配备维修服务、医疗、生活补给站等公共服务设施,为选手和赛场人员提供服务。
1、竞赛场地光线充足,照明良好;每个赛位占地不小于12m(4m×3m),场地净高不低于4.5m,且标明赛位号,每个竞赛赛位提供380V、220V交流电源,每个赛位提供独立的电源保护装置和安全保护措施。
2、竞赛场地设置隔离带,非裁判员、参赛选手、工作人员不得进入比赛场地;竞赛场地划分为检录区、竞赛操作区、现场服务与技术支持区、休息区、观摩通道等区域,区域之间有明显标志或警示带;标明消防器材、安全通道、洗手间等位置。
3、赛场设有保安、公安、消防、医疗、设备维修和电力抢险人员待命,以防突发事件;赛场还应设有生活补给站等公共服务设施,为选手和赛场人员提供服务。
4、赛场设置安全通道和警戒线,确保进入赛场的大赛参观、采访、视察的人员限定在安全区域内活动,以保证大赛安全有序进行。
1、赛场提供设施、设备清单
序号 |
设备名称 |
型号或主要参数 |
单位 |
数量 |
1 |
数字孪生智能制造虚实融合实验台 |
|
台 |
20 |
2 |
工作台(桌) |
|
个 |
20 |
3 |
数字孪生西门子PLC智能实验箱 |
西门子1200系列PLC |
台 |
20 |
3 |
电脑 |
CPU——Intel Corei7-7700;运行内存8G;独立显卡,显存4G;分辨率不低于1366*768,采用win10系统。 |
台 |
20 |
4 |
CAM软件 |
中望3D教育版2021 MasterCAM2021教育版 CAXACAM制造工程师2020 西门子公司NX1926(不得自带其它软件) |
套 |
20 |
2、禁止自带使用的设备和材料
序号 |
设备和材料名称 |
1 |
U盘等存储设备、含存储介质的电子设备及拍照设备 |
2 |
严禁选手自带WD-40防锈清洗剂等易燃易爆危险化学品。 |
3 |
技术资料、笔记本及纸张等纸质资料 |
安全保障是大赛一切工作顺利开展的先决条件,是赛事筹备和运行工作必须考虑的核心问题。赛项执委会采取切实有效措施保证大赛期间参赛选手、指导教师、裁判员、工作人员及观众的人身安全。
(一)比赛环境
1.执委会须在赛前组织专人对比赛现场、住宿场所和交通保障进行考察,并对安全工作提出明确要求。赛场的布置,赛场内的器材、设备,应符合国家有关安全规定。如有必要,也可进行赛场仿真模拟测试,以发现可能出现的问题。承办单位赛前须按照执委会要求排除安全隐患。
2.赛场周围要设立警戒线,要求所有参赛人员必须凭执委会印发的有效证件进入场地,防止无关人员进入发生意外事件。比赛现场内应参照相关职业岗位的要求为选手提供必要的劳动保护。在具有危险性的操作环节,裁判员要严防选手出现错误操作。
3.承办单位应提供保证应急预案实施的条件。对于比赛内容涉及高空作业、可能有坠物、大用电量、易发生火灾等情况的赛项,必须明确制度和预案,并配备急救人员与设施。
4.严格控制与参赛无关的易燃易爆以及各类危险品进入比赛场地,不许随便携带书包进入赛场。
5.配备先进的仪器,防止有人利用电磁波干扰比赛秩序。大赛现场需对赛场进行网络安全控制,以免场内外信息交互,充分体现大赛的严肃、公平和公正性。
6.执委会须会同承办单位制定开放赛场和体验区的人员疏导方案。赛场环境中存在人员密集、车流人流交错的区域,除了设置齐全的指示标志外,须增加引导人员,并开辟备用通道。
7.大赛期间,承办单位须在赛场管理的关键岗位,增加力量,建立安全管理日志。
(二)生活条件
1.比赛期间,原则上由执委会统一安排参赛选手和指导教师食宿。承办单位须尊重少数民族的信仰及文化,根据国家相关的民族政策,安排好少数民族选手和教师的饮食起居。
2.比赛期间安排的住宿地应具有宾馆/住宿经营许可资质。以学校宿舍作为住宿地的,大赛期间的住宿、卫生、饮食安全等由执委会和提供宿舍的学校共同负责。
3.大赛期间有组织的参观和观摩活动的交通安全由执委会负责。执委会和承办单位须保证比赛期间选手、指导教师和裁判员、工作人员的交通安全。
4.各赛项的安全管理,除了可以采取必要的安全隔离措施外,应严格遵守国家相关法律法规,保护个人隐私和人身自由。
(三)组队责任
1.各组队单位组织代表队时,须安排为参赛选手购买大赛期间的人身意外伤害保险。
2.各代表队组成后,须制定相关管理制度,并对所有选手、指导教师进行安全教育。
3.各代表队须加强对参与比赛人员的安全管理,实现与赛场安全管理的对接。
(四)应急处理
1.比赛期间发生意外事故,发现者应第一时间报告赛项执委会,同时采取措施避免事态扩大。赛项执委会应立即启动预案予以解决并报告大赛执委会。
2.赛项出现重大安全问题可以停赛,是否停赛由赛项执委会决定。事后,赛项执委会应向大赛执委会报告详细情况。
(五)处罚措施
1.因参赛选手原因造成重大安全事故的,取消其获奖资格。
2.参赛选手有发生重大安全事故隐患,经赛场工作人员提示、警告无效的,可取消其继续比赛的资格。
3.赛事工作人员违规的,按照相应的制度追究责任。情节恶劣并造成重大安全事故的,报相关部门按相关政策法规追究相应责任。
1、选手参赛前应接受过系统的职业安全教育;
2、赛前裁判长宣读竞赛规则、安全注意事项;
3、任何时候,参赛选手不得修改与本赛项无关的机床参数;
4、裁判、技术人员、选手应严格遵守设备安全操作规程;
5、竞赛过程中,技术支持人员有责任对选手使用的设备安全进行监护,发现问题及时制止,避免发生设备损坏;
大赛对未按要求佩戴相应防护用品的现象将进行制止,选手未更正前不得进入竞赛现场,比赛过程中对违反安全与防护、违反操作规程者将阻止其比赛,但对违反者不扣分。
1、竞赛相关人员,要注意保持环境整洁卫生,垃圾集中存放。
2、竞赛人员要做好劳动保护,按照要求穿戴工作服装、安全鞋、手套、安全眼镜等劳保用品,遵守职业规范。
3、竞赛相关人员必须保持场地秩序,有序进入规定线路和区域。
4、交通路线、走廊、楼梯、紧急疏散通道必须保持畅通无障碍,灭火器等消防救生设备齐全有效。
5、每场竞赛结束后,选手要做到工完场清,赛场保洁人员要保障赛场整体的环境卫生,体现安全、整洁、有序,赛场所有废弃物应有效分类并处理,尽可能回收利用。
6、赛场严格遵守我国环境保护法;切削乳化液和切削油不得随意倾倒。
执行国家及本次大赛疫情防控的相关规定。