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1、2018年福建省职业院校技能大赛“制造单元智能化改造与集成技术”赛项规程一、竞赛名称赛项编号：G-59赛项名称：制造单元智能化改造与集成技术赛项组别：高职组竞赛形式：团体赛赛项专业大类：装备制造大类二、赛项目的随着中国制造2025战略规划的推进，加快智能制造技术应用，是 落实工业化和信息化深度融合、打造制造强国的重要措施，实现制造业转 型升级的关键所在。“制造单元智能化改造与集成技术”赛项为落实制 造业人才发展规划指南，精准对接装备制造业重点领域人才需求，满足 复合型技术技能人才的培养，支撑智能制造产业发展设置而成。赛项旨在推动智能制造相关专业在人才培养模式、课程体系、教学条 件、考核评价、师
2、资队伍建设上的改革，提升高职院校适应先进制造业发 展需求的实习实训条件。本赛项针对传统制造生产系统向智能制造单元技术升级的实际问题， 以智能制造技术应用为核心，以汽车零部件加工打磨检测工序的智能制造 单元为背景，让选手实践从系统功能分析、系统集成设计、成本控制、布 局规划到安装部署、编程调试、优化改进等完整的项目周期，考察参赛队 的技术应用、技术创新和协调配合能力。竞赛平台集成智能仓储物流、工 业机器人、数控加工、智能检测等模块，利用物联网、工业以太网实现信 息互联，依托MES系统实现数据采集与可视化，接入云端借助数据服务实 现一体化联控，满足轮毂的定制化生产制造。本赛项将极大地提升高职院 校
3、智能制造相关专业的人才培养质量，进一步推动智能制造技术的应用。三、比赛方式与内容（一）比赛方式竞赛采用团体赛方式，每支参赛队由3名选手组成，配2名指导教师。 以院校为单位组队参赛，不得跨校组队。（二）比赛内容本赛项以汽车行业轮毂的生产制造为背景，竞赛过程中，参赛队在规 定时间内通过方案设计、硬件搭建、系统集成与调试等任务，完成智能制 造单元搭建，满足定制化的制造加工过程。工业机器人从立体仓库拾取待 加工轮毂，放置到数控机床中选择适当程序完成加工工序，工业机器人实 现打磨抛光加工，利用传感器检测加工效果，MES系统对制造过程信息和 设备状态实时采集和可视化，智能终端利用云端实现安全的制造数据远程
4、 监控和流程控制，优化工序流程提高生产效率。比赛时间3小时，任务连 续进行，完成以下部分或全部任务内容：任务一系统集成方案设计参考制造流程要求，细化完整的生产工艺路径，将工序内容与实现设 备一一对应；在场地面积条件下，合理设计单元的布局形式，完成完整工 序内容；根据工序流程和控制系统要求，确定控制网络结构；利用虚拟仿 真软件，在三维环境中按照设计的布局形式，搭建硬件环境，规划功能单 元的动作轨迹，仿真验证布局设计有效性。任务二硬件搭建及电气接线根据集成设计方案，将所选的功能单元按照布局规划拼接固定；根据 功能要求，完成各单元的机械结构安装、电气传感器接线、气动控制线路 连接、控制网络线路部署等
5、内容；手动测试单元功能动作正确。任务三制造单元的集成改造对PLC控制器和远程IO进行组态操作，满足控制设计要求；对PLC、 工业机器人，实现工业机器人从立体仓库中拾取零件；对PLC、数控机床 和工业机器人编程调试，实现工业机器人将待加工零件放入数控机床、选 取指定加工程序、完成加工任务、取出零件；对PLC、工业机器人进行编 程调试，实现对零件表面打磨加工；对PLC、工业机器人、视觉传感器进 行编程调试，实现对零件产品加工结果的检测与判别；对PLC、工业机器 人进行编程调试，根据视觉检测结果对零件进行分拣入位；对PLC编程调 试，实现各单元完成所需功能动作。任务四 控制网络的集成调试根据产品生产
6、制造流程，对立体库、工业机器人、数控系统进行编程 联调，利用物联网、工业以太网实现产品、设备和控制器之间的信息交互, 满足加工流程自动化；合理优化程序逻辑和设备运行参数，满足任务的生 产效率要求，可对异常情况进行监控并做出合理判断，确保生产安全；利 用MES系统开发平台完成信息采集、产品数据追溯、制造流程可视化、设 备状态可视化等功能模块，并完成智能制造单元的功能流程控制操作面板 开发，实现对生产流程控制。任务五云端数据服务的调试在MES系统开发平台中，将任务要求的生产流程数据、设备状态信息 存储到指定的云服务器中，可使智能终端实时获取数据并图形化显示；在 MES系统开发平台中，将智能制造单元
7、的功能流程控制接口开放到云服务 器中，在网络安全、用户认证后，可使智能终端远程控制单元制造加工。任务六职业素养竞赛过程中，对参赛选手的技术应用合理性、工具操作规范性、机械 电气工艺规范性、耗材使用环保性、功耗控制节能性以及赛场安全、文明 生产等进行综合评价。四、竞赛流程竞赛期间的流程安排如下安排，具体以竞赛指南为准。表1竞赛日程安排（具体安排视最终报名情况而定）日期内容第一天代表队报到（当日14： OO前）、指导教师会议、选手观看竞赛场地第二天第一场选手比赛、第二场选手比赛、第三场选手比赛第三天第一场选手比赛、第二场选手比赛、第三场选手比赛五、比赛技术平台（一）竞赛设备竞赛平台以汽车行业的轮毂
8、为产品对象，实现了仓库取料、制造加工、 打磨抛光、检测识别、分拣入位等生产工艺环节，以未来智能制造工厂的 定位需求为参考，通过工业以太网完成数据的快速交换和流程控制，采用 PLC实现灵活的现场控制结构和总控设计逻辑，利用MES系统采集所有设 备的运行信息和工作状态，融合大数据实现工艺过程的实施调配和智能控 制，借助云网络体现系统运行状态的远程监控。组件单元在设计时，以模块化设计为原则，每个单元间安装在可自由 移动的独立台架上，台架间设置有拼接端口可实现不同布局模式的自由组 合，布置远程IO模块通过工业以太网实现信号监控和控制协调，用以满足 不同的工艺流程要求和功能实现，充分体现出系统集成的功耗
9、、效率及成 本特性。每个单元的四边均可以与其他单元进行拼接，根据工序顺序，自 由组合成适合不用功能要求的布局形式，体现出系统集成设计过程中空间 规划内容，如图1所示。图1多样的布局形式（二）竞赛平台主要设备参数表2赛项推荐竞赛平台参数规格序号名称主要规格和功能数量备注1执行 单元1 .工业机器人，六自由度，额定负载3kg, 工作范围580mm,重复定位精度0.01mm, 本体重量25kg2 .工业机器人扩展IO适配器，支持 Devicenet通信，模块化结构可自由增 加减少通信板卡，满足数字量输入输出和 模拟量输入输出3 .工具快换工业机器人法兰侧，可实现与 工具侧的快速匹配、安装与释放，并可
10、以 接通6路气路和9路信号，以实现对工具 的动作控制4 .直线导轨，有效行程800mm,有效负载 100kg,最大速度5mms,由高性能PLC 实现运动控制，支持PRe）FlNET通信5 .PLC控制器，提供工业以太网 Profinet通信支持，50kb工作存储器 /1MB负载存储器，板载数字I/O为8点输 入/6点输出，板载模拟I/O为2路输入， 布尔运算执行速度0.08 s指令，实现流 程自动化控制1台IRB 120/SD 500；SIMATICS7-1212 （1 台）2工具 单元1 .轮辆外圈夹爪，气动控制，实现对零件 轮辆外圈的稳定拾取，配有快换系统工业 机器人法兰侧，可实现与工具侧
11、的快速匹 配、安装与释放2 .轮辐夹爪，气动控制，实现对零件轮辐 外侧的稳定拾取，配有快换系统工具侧， 可实现与工业机器人法兰侧的快速匹配、 安装与释放1台3 .轮毂夹爪，气动控制，实现对零件轮毂 外圈的稳定拾取，配有快换系统工具侧， 可实现与工业机器人法兰侧的快速匹配、 安装与释放4 .轮辆内圈夹爪，气动控制，实现对零件 轮器内圈的稳定拾取，配有快换系统工具 侧，可实现与工业机器人法兰侧的快速匹 配、安装与释放5 .吸盘工具，气动控制，实现对零件轮辐 表面的稳定拾取，配有快换系统工具侧， 可实现与工业机器人法兰侧的快速匹配、 安装与释放6 .端面打磨工具，电动控制，利用端面毛 刷对零件表面进
12、行打磨加工，配有快换系 统工具侧，可实现与工业机器人法兰侧的 快速匹配、安装与释放7 .侧面打磨工具，电动控制，利用侧面棉 布轮对零件表面进行打磨加工，配有快换 系统工具侧，可实现与工业机器人法拦侧 的快速匹配、安装与释放8 .工具支架，可提供7个标准化工具安装 位置，可根据需求随意摆放所需要的工具 以供工业机器人取放使用9 .工业机器人示教器摆放支架，可用于稳 妥摆放工业机器人示教器，防止意外滑落 或损坏3仓储 单元L提供六个仓储料位，每个料位可通过气 动将固定托盘推出，并配有传感器检测当 前料位是否存放零件，并通过指示灯反馈 状态ZPLC扩展IO适配器，支持工业以太网 PRoFlNET通信
13、，模块化结构可自由增加1台具备基于Profinet 的远程IO减少通信板卡，满足数字量输入输出和模 拟量输入输出4加工 单元L数控机床，典型的三轴立铳结构，轻量 化设计，桌面安装，可满足铝合金、木材、 塑料等零件加工，配套气动控制双侧安全 门和夹具，有效加工范围IOOmmxlOOmm, 有效厚度高度50mm2 .数控系统，10.4英寸彩色人机交互面板， 80位浮点数纳米计算精度，集成刀具管理 及刀具寿命监控功能，支持OPCUA通信3 .PLC扩展IO适配器，支持工业以太网 Profinet通信，模块化结构可自由增加 减少通信板卡，满足数字量输入输出和模 拟量输入输出1台Sinumerik828
14、D Basic铳削；具备基于Profinet的远程IO5打磨 单元L打磨工位，具备气动夹具，可稳定夹紧 零件，满足打磨加工过程2 .旋转工位，具备气动夹具，可稳定夹紧 零件，提供气动旋转能力，可实现对零件 轴线的旋转3 .翻转工位，气动驱动，可实现将零件在 打磨工位和旋转工位的自动翻转4 .PLC扩展IO适配器，支持工业以太网 PRoFlNET通信，模块化结构可自由增加 减少通信板卡，满足数字量输入输出和模 拟量输入输出1台具备基于Profinet 的远程IO6检测 单元1 .视觉系统，支持TCP/IP通讯协议，可与 工业机器人直接数据传输，对真实产品进 行拍照后与目标产品进行比对，分辨其形
15、状、尺寸、位置、角度等参数信息，彩色 相机，有效分辨率30万2 .配套光源及操作显示器1台FH L5507分拣 单元1 .传送带，皮带式结构，可带动零件稳定 传动2 .分拣机构，气动控制，实现将零件由传 送带推送到分拣道口并定位，各动作位置 均配有传感器反馈状态3 .PLC扩展K)适配器，支持工业以太网 Profinet通信，模块化结构可自由增加 减少通信板卡，满足数字量输入输出和模 拟量输入输出1台具备基于Profinet 的远程K)8总控 单元LPLC控制器，提供工业以太网 Profinet通信支持，50KB工作存储器 /1MB负载存储器，板载数字I/O为8点输 入/6点输出，板载模拟I/
16、O为2路输入， 布尔运算执行速度0.08 us指令，实现流 程自动化控制2.自动化编程软件，PLC配套组态及编程、 仿真测试平台，面向任务和用户的系统、 所有的程序编辑器都具有统一的外观、优 化后的工作区域画面布局工位灵活便捷、 网络与设备图形化的组合方式3 .MES编程平台，通用的应用程序，适合 所有工业领域的解决方案；内置所有操作 和管理功能，可简单、有效地进行组态； 可基于Web持续延展，采用开放性标准， 集成简便；支持工业以太网通讯，方便大 数据实时传输；基于最新软件技术的创新 组态界面、适用于用户定义对象和面板的 全面库设计、实现图形化组态和批量数据 处理的智能工具4 .离线编程软件
17、，内置硬件三维模型资源， 可方便拖拽到操作环境中实现布局设计， 验证工业机器人动作范围可达性；软件支 持多品牌工业机器人动作编程和程序文1台SIMATICS7-1212 （2 台）；SIMATICSTEP 7；SIMATICWinCC；RobotArt 竞赛版件导出；提供后置程序编辑器可方便的实 现程序手动修改；可将仿真结果生成三维 动画并发布网络后通过二维码扫描观看5 .移动终端，7英寸显示屏，安卓6.0操 作系统，支持WIFI,内置设备状态监控及控制软件6 .显示屏，可用于MES系统软件展示9配套 工具内六角扳手，螺丝刀，斜口钳，气管剪等1套(三)竞赛场地和环境标准L竞赛场地平整、明亮、通
18、风艮好，每个竞赛工位配备赛项平台1套, 操作桌1张，凳子3张。2 .单个竞赛工位面积不小于Mn? (8m5m),标明竞赛工位号码，有 明显区域划分，如图2所示。图2工位布局方式I8000unI=000g3 .每个竞赛工位提供220V-IOkW供电，包含独立的电源保护装置和安 全保护措施。有条件的情况下每个竞赛工位提供稳定的气源接口，压力不小于 O. 7MPao4 .每个竞赛工位提供编程用电脑2台，配置要求CPU为INTELi5同级 别或以上，独立NVIDIA显卡，4GB内存及以上，500GB硬盘及以上，正版 WindoWS操作系统，提供两个独立网口、二个独立视频接口。5 .赛场布置竞赛用云端数
19、据服务器，配置要求CPU为INTELi7同级别， 8GB内存及以上，ITB硬盘及以上，Windows Server操作系统，内置Windows SQL Server,可以实现与竞赛设备中MES系统和移动终端的联网，提供数 据存储支持。六、评分标准与评奖办法（一）评分标准评价方式采用过程评价与结果评价相结合，工艺评价与功能评价相结 合，能力评价与职业素养评价相结合，本着“科学严谨、公平公正、可操 作性强”的选择制定评分标准。（二）评分方法L赛项裁判组负责赛项成绩评定工作，设裁判长一名，全面负责赛项 的裁判和管理工作。6 .参赛选手根据赛项任务书的要求进行操作，注意操作要求，需要记 录的内容要记录
20、在比赛试题中，需要裁判确认的内容必须经过裁判员的签 字确认，否则不得分。7 .赛项裁判组本着“公平、公正、公开、科学、规范、透明、无异议” 的原则，根据裁判的现场记录、参赛队选手的赛项任务书及评分标准，评 定成绩。8 .名次按比赛成绩由高到低排列，比赛成绩高的参赛队名次在前；比 赛成绩相同，以完成工作任务总时间较短的参赛队名次在前；比赛成绩与 完成时间均相同，则职业素养分高的参赛队名次在前；若以上都相同，则 取“机械安装及电气接线”模块部分分数高的名次在前。如还相同，由裁 判长现场召开裁判会决定。（三）评分细则本赛项采用结果评分和现场评分两种方式，满分IOO分，具体评分细 则以竞赛实际任务内容
21、为准。（四）评奖办法按大赛组委会相关文件要求执行。七、比赛规则（一）熟悉场地赛项比赛前一天下午安排参赛队熟悉比赛场地，召开领队会议，宣布 竞赛纪律和有关规定。（二）文明参赛要求L竞赛所用的设备由大赛执委会统一提供，各参赛队可以根据需要选 择使用现场提供的设备、仪器、工具，禁止自行携带工具入场比赛。9 .参赛选手在比赛开始前30分钟前到达指定地点检录，接受工作人员 的身份、资格和证件检查。竞赛计时开始时，选手未到的视为自动放弃。10 比赛用仪器设备、赛位由抽签确定，不得擅自变更、调整。11 选手在竞赛过程中不得擅自离开赛场，如有特殊情况，须经裁判同 意。选手休息、饮水、上洗手间等，不安排专门用时
22、，统一计在竞赛时间 内。竞赛计时以赛场设置的时钟为准。12 竞赛期间，选手不得将手机等通信工具带入赛场。非同组选手之间 不得以任何方式传递信息，如传递纸条，用手势表达，使用暗语等。13 赛场内禁止喧哗，不得有影响其他选手完成工作任务的行为。14 爱护赛场提供的器材，不得移动赛场内台桌、设备和其他物品的定 置，不得故意损坏设备和仪器；比赛过程中，参赛选手须严格遵守相关操 作规程，确保人身安全及设备，并接受裁判员的监督和警示。15 比赛过程中，不得与其他选手讨论，不得旁窥其他选手的操作。16 有事应先举手示意与裁判人员协商，尊重裁判人员的意见。17 .参赛选手须在赛位的计算机上规定的文件夹内存储比
23、赛文档。18 .比赛过程中，选手因个人误操作造成人身安全事故和设备故障时， 裁判长有权中止该队比赛；如非选手个人原因出现设备故障，申请裁判长 确认后由技术支持人员排除故障后继续比赛，由裁判长确定给予排除故障 时间补偿。19 .参赛队需提前结束竞赛，应举手向裁判员示意，由裁判员记录比赛 结束时间。参赛队结束比赛后不得再进行任何操作。20 .选手须按照要求提交比赛结果，配合裁判做好赛场情况记录，并与 裁判一起签字确认，不得拒签。21 .竞赛结束后选手应先到指定地点，待工作人员宣布竞赛结束，方可 离开。22 .不乱摆放工具，不乱丢杂物，完成工作任务后应清洁赛位，工具， 线头、废弃物品及工具等不得遗留
24、在赛位上。23 .文明用语，尊重裁判和其他选手。24 .任何人不得以任何方式暗示、指导、帮助参赛选手，违者视情节轻 重给予处罚。25 .裁判长在比赛结束前15分钟提醒选手，裁判长发布比赛结束指令 后所有参赛队应立即停止操作，按要求清理赛位，不得以任何理由拖延。 对不听劝阻、无理取闹者追究相应责任，并通报批评。26 .参赛选手须经现场裁判员检查许可后方能离开赛场。选手不得将竞 赛任务书、图纸、草稿纸和工具等与比赛有关的物品带离赛场。27 .参赛队需按照竞赛要求提交竞赛结果，裁判员与参赛选手一起签字 确认。八、申诉与仲裁1 .福建省职业院校技能大赛设仲裁工作委员会，赛点设仲裁工作组， 组长由大赛组
25、委会办公室指派，组员为赛项裁判长和赛点执委会主任。2 .参赛队对赛事过程、工作人员工作若有疑异,在事实清楚，证据充分 的前提下可由参赛队领队以书面形式向赛点仲裁组提出申诉。报告应对申 诉事件的现象、发生时间、涉及人员、申诉依据等进行充分、实事求是的 叙述。非书面申诉不予受理。3 .提出申诉应在赛项比赛结束后1小时内向赛点仲裁组提出。超过时 效不予受理。提出申诉后申诉人及相关涉及人员不得离开赛点，否则视为 自行放弃申诉。4 .赛点仲裁工作组在接到申诉报告后的2小时内组织复议，并及时将 复议结果以书面形式告知申诉方。5 .对赛点仲裁组复议结果不服的，可由代表队所在院校校级领导向大 赛仲裁委员会提出
26、申诉。大赛仲裁委员会的仲裁结果为最终结果。6 .申诉方不得以任何理由拒绝接收仲裁结果；不得以任何理由采取过 激行为扰乱赛场秩序；仲裁结果由申诉人签收，不能代收；如在约定时间 和地点申诉人离开，视为撤诉。7 .申诉方可随时提出放弃申诉。九、赛项安全（一）赛场所有人员（赛场管理与组织人员、裁判员、参赛员以及观 摩人员）不得在赛场内吸烟。对不听劝阻者，责令其离开比赛现场并给予 通报批评，造成严重后果的将依法处理。（二）未经允许不得使用和移动竞赛场内的任何设施设备（包括消防 器材等），工具使用后放回原处。参赛选手不得触动非竞赛用仪器设备。（三）选手在竞赛中必须遵守赛场的各项规章制度和操作规程，安全、
27、合理的使用各种设施设备和工具，出现严重违章操作加工设备的，裁判视 情节轻重进行批评、警告，直至终止比赛。（四）参赛校在选手竞赛前应提前开展安全教育。竞赛中如发现问题 应及时解决，无法解决的问题应及时向裁判员报告。（五）参赛选手入场应穿工装和绝缘鞋，佩戴安全帽，并购买意外伤 害险。工装和绝缘鞋不允许出现院校名称或校标等院校信息。十、大赛违规处理规定（一）发现参赛选手不符合报名规定条件的、冒名顶替或弄虚作假的, 报经大赛组委会核实批准后，一律取消该选手参赛资格，追究有关领导责 任并通报批评。（二）选手有下列情形，需从参赛成绩中扣分：（1）在完成工作任务的过程中，因操作不当导致事故，扣1020分,
28、情况严重者取消比赛资格。（2）因违规操作损坏赛场提供的设备，污染赛场环境等不符合职业规 范的行为，视情节扣1020分。（3）扰乱赛场秩序，干扰裁判员工作，视情节扣1020分，情况严 重者取消比赛资格。（S）参赛选手不当操作造成竞赛仪器设备损坏，视情节由当事人单 位承担赔偿责任；参赛选手不当操作非竞赛仪器设备损坏的，由当事人单 位承担赔偿责任并通报批评；恶意破坏仪器设备的送交司法机关处理。（四）各参赛队（选手）须按照大赛规定和赛题要求提交竞赛成果， 禁止在竞赛成果上做任何与竞赛无关的标记；除大赛规定的填写信息外， 不能出现其他任何信息，否则视为作弊，取消相应赛项的成绩。（五）参赛队（选手）参加实践操作比赛前，应穿戴好防护用品并进 行安全检查，如发现无法解决的问题应及时向裁判员报告，由裁判员协调 处理。未执行有关安全规程而造成不良后果，由责任方承担相应责任；对 选手未发现的安全隐患或违章操作行为，裁判员应及时指出并予以纠正， 酌情扣除选手实践操作成绩并记录。十一、竞赛观摩L由于赛项特点及赛场条件限制，本赛项不设置观摩环节。2.受邀嘉宾、媒体等相关人员可到比赛现场进行观摩。竞赛观摩期间, 所有人员需遵守秩序，听从现场管理人员的管理，确保比赛顺利进行与人 身安全，不能影响比赛进行。
