(高职)GZ020生产单元数字化改造赛项规程(师生同赛).docx
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全国职业院校技能大赛赛项规程
赛项名称:
生产单元数字化改造
英文名称:
Digitaltransformationofproductionunits
赛项组别:
高等职业教育(师生同赛)
赛项编号:
GZ020
一、赛项信息
赛项类别
每年赛隔年赛(单数年/双数年)
赛项组别
□中等职业教育高等职业教育
学生赛(□个人/团体)教师赛(试点)师生同赛(试点)
涉及专业大类、专业类、专业及核心课程
专业大类
专业类
专业名称
核心课程
(对应每个专业,明确涉及的专业核心课程)
46装备制造大类
4601机械设计制造类
460103数控技术
机床电气控制技术
数控设备维护与装调
460104机械制造及自动化
液压与气压传动
工业机器人应用
传感器与检测技术
4602机电设备类
460201智能制造装备技术
机械装配工艺
液压与气压传动
电机与电气控制技术
可编程控制技术及应用
工业机器人操作与运维
智能制造装备安装与调试
智能装备故障诊断与维修
智能制造单元集成应用
智能制造虚拟仿真
460202机电设备技术
电气控制与可编程控制技术
工业机器人编程与应用
机电设备装调与维护
机电设备故障诊断与维修
通用设备安装与维护
机电设备管理
工业网络与组态技术基础
4603自动化类
460301机电一体化技术
液压与气动技术
传感器与检测技术
电气控制线路安装与调试
机电设备装配与调试
可编程控制器技术与应用
运动控制技术与应用
机电设备故障诊断与维修
1
自动化生产线集成与应用
自动化生产线运行与维护
460302智能机电技术
电气控制与可编程控制器
机器视觉与语音识别
智能机器人技术应用
工业机器人编程与操作
工业互联网与智能产线控制
物流设备智能化技术应用
机电设备智能运维
460303智能控制技术
可编程控制技术应用
变频器与伺服驱动应用
工业控制网络与通信
机器视觉系统应用
工业数据采集与可视化
智能线数字化设计与仿真
460304智能机器人技术
可编程控制技术
人工智能技术基础
智能传感器技术
智能视觉技术应用
协作机器人技术应用
自主移动机器人技术
智能机器人系统集成
460305工业机器人技术
工业机器人现场编程
工业机器人离线编程与仿真
数字孪生与虚拟调试技术应用
工业机器人应用系统集成
工业机器人系统智能运维
460306电气自动化技术
可编程控制器技术与应用
自动控制系统
工业网络与组态技术
工业机器人操作与编程
460310工业互联网应用
智能控制技术
工业网络技术
工业互联网标识解析应用技术
工业数据采集技术
工业边缘计算应用技术
工业管理软件应用
工业互联网平台应用
工业控制系统安全
2
对接产业行业、对应岗位(群)及核心能力
产业行业
岗位(群)
核心能力
(对应每个岗位(群),明确核心能力要求)
战略新兴
产业(高端装备)
智能化工厂系统集
成、信息管理、应用
研究和生产管理
智能产线和智能设备机械本体、电气系统、液压与气动系统、控制系统、工业网络等的安装与调试能力
智能产线和智能设备的操作运行与日常维护能力
机器视觉与语音、机器人、智能控制系统等的编程能力
应用数字孪生技术搭建智能产线、智能设备系统,实现仿真调试的能力
智能产线和智能设备集成应用系统预测性维修、远程维护、故障诊断与排除能力
智能产线和智能设备数据采集与管理平台基本应用能力
智能制造产品检测、质量控制和生产过程管理的能力
工业传感器、智能控制系统、工业网络设备选型、安装、调试与维护的能力
智能控制系统
集成应用
编程调试可编程控制系统、调整变频器、步进与伺服控制系统参数的能力
搭建工业控制网络并实现典型通信协议转换的能力
智能制造控制系统的设备选型、安装调试、维护维修、系统集成等能力
使用数字孪生等软件实现智能线的虚拟调试、虚实联调、工业数据采集与可视化应用的能力
基于机器人操作系统对智能机器人进行编程调试与故障检修、应用制造执行系统的能力
对智能机器人集成应用系统进行装调、安全运维的能力
智能传感器选用、可编程控制器编程与操作、工业互联网实施、工业机器人应用系统现场及远程运行维护能力
3
车间智能控制
系统管理
适应产业数字化发展需求的数字技术和信息技术的应用能力
安全生产、绿色制造、质量管理相关意识和数字技术、信息技术的应用能力
常用工业软件与工业互联网平台的设备管理、生产管理、运营管理的能力
工业网络安全防护设备安装、策略配置、安全漏洞检测及入侵检测的能力
遵守质量管理规定,实施安全生产、安全防护的能力
数控机床和工业机器
人安装、调试、维护
和维修
可编程控制系统、嵌入式系统的安装、编程调试与故障检修能力
机器视觉、语音交互系统的安装、编程调试与故障检修能力
相关数字技术和信息技术的应用能力,能够适应数控制造数字化升级需求
自动化系统、工业网络、工业制造的安装调试、生产制造、维修维护、技术支持
识读机械图、电气工程图及计算机绘图的能力
机电设备机械安装与调试,电气系统选型、安装与调试能力
机电设备的故障诊断与维修维护能力
机电设备和自动化生产线整机调试、故障处理、简单编程能力
机电设备和自动化生产线控制系统程序开发、通信与网络连接、技术改造能力
工业互联网标识解析系统安装调试、数据采集应用、系统运行监测的能力
工业数据采集系统方案设计、数据采集分析与系统运维的能力
工业互联网多场景集成应用的方案设计、安装调试、项目管理与运行维护的能力
4
二、竞赛目标
本赛项贯彻落实党的二十大“推进新型工业化,加快建设制造强国、网络强国”精神,对标“加快数字化发展,建设数字中国”的“十四五”发展规划,面向装备制造业数字化转型升级需求,培养具备劳模精神、劳动精神、工匠精神、团队协作、安全意识等职业素养的“生产单元数字化改造”的懂工艺、精操作、会管理、善协调、能创新的工程技术技能人才。
实现中小微企业离散制造生产单元智能化、数字化生产,助力装备制造业的高质量发展。
重点考核师生利用智能设备(如高端装备、智能机器人、智能视觉)和数字化技术(如MES、SCADA、RFID、数字孪生、工业智能网关、工业互联网)进行生产单元数字化改造的共性技术技能和系统化思维解决现场复杂工程技术的实践能力。
有效促进产教协同育人,引领机械制造及自动化、数控技术、机电设备技术、智能制造装备技术、机电一体化技术、智能机电技术、智能控制技术、智能机器人技术、工业机器人技术、电气自动化技术、
工业互联网应用等专业建设与教学改革,推动专业的跨界融合。
5
三、竞赛内容
(一)赛项职业典型工作任务
面向智能化工厂系统集成、信息管理、应用研究和生产管理、智能控制系统集成应用、车间智能控制系统管理、数控机床和工业机器人安装、调试、维护和维修、自动化系统、工业网络、工业制造的安装调试、生产制造、维修维护、技术支持等岗位的典型工作任务,包
括:
1.工业数字化设计与制造。
2.工业网络集成、数据采集、系统监控。
3.生产单元数字化改造方案的制定及安装、调试、维护。
4.智能制造控制系统的开发及集成应用,工艺文件和流程的编
制、实施等。
(二)赛项检验选手专业核心能力与职业综合能力
1.设计生产单元数字化改造方案。
2.生产单元的智能化集成,工业网关配置,智能传感数据采集和
分析、智能机器人等设备的应用。
3.SCADA系统监控。
4.MES系统的部署和集成。
5.WMS系统的部署和集成。
6.AMR自主移动机器人的地图构建、点位部署、线路规划。
7.利用数字孪生实现虚实结合。
(三)赛项创新、创意的范围与方向
6
在全球数字化变革的背景下,中小微企业为适应数字经济环境下企业生存发展和市场变化,企业现有生产单元进行数字化升级改造成为必然。
对传统生产模式和管理模式进行创新重塑,通过数字孪生虚实结合,优化再造生产单元物理世界的生产流程,实现企业高质量生存和发展。
通过生产单元数字化改造方案设计、仿真、智能硬件、数字化网络设备的搭建与测试、智能机器人等集成;通过SCADA系统监控、WMS系统、AMR自主移动机器人和MES系统部署与集成,构建一个全面感知、无缝联接、高度智能的数字化生产
单元。
(四)赛项竞赛内容结构、成绩比例
任务一生产单元数字化改造方案设计(15%)
任务二生产单元智能化集成(10%)
任务三生产单元功能开发(30%)
任务四生产单元信息化技术集成(10%)
任务五生产单元运行生产(15%)
任务六生产单元数据应用(10%)
任务七生产单元改造方案自评估(5%)
任务八职业素养(5%)
(五)赛项模块
赛项模块、比赛时长及分值配比见表1。
表1竞赛模块明细
模块
主要内容
比赛时长
分值
模块一
生产单元数字化改造方案与智能化集
生产单元数字化改造方案设计:
根据竞赛任务书要求及给定的技术条件,完成生产单元的功能规划及仿真验证、生产数据的采集方案规划设计和网络部署方案设计等
80分钟(三个模块,整体6小时,不单
25
7
成
生产单元智能化集成:
根据设计方案完成生产单元的安装、接线与测试,并配置相关网络参数、编写通讯程序,完成智能仓储、智能装配、智能视觉、AMR自主移动机器人、RFID的数据采集与可视化等
独分开赛事)
模块二
生产单元
功能开发
与信息化
集成
生产单元功能开发:
根据任务书要求完成智能仓储、智能装配、AMR自主移动机器人的功能开发与验证等
150分钟(三个模块,整体6小时,不单
独分开赛事)
40
生产单元信息化技术集成:
根据任务书要
求,通过WMS系统的部署与配置、SCADA系统的界面制作与配置、MES系统的部署与解析,完成各系统的信息化功能测试与可视化等
模块三
生产单元
数字化改
造验证与
评估
生产单元运行生产:
根据任务书要求,在
MES系统中制定下发任务订单,在WMS系统的控制下,AMR自主移动机器人完成物料的转运,智能机器人与智能视觉配合完成任意位置物料的检测与抓取,按照任务订单要求,完成定制产品的组装与检测,根据检测结果,放置到指定仓位。
生产任务执行过程中,实时采集仓位、智能机器人、AMR自主移动机器人、智能视觉、RFID等相关数据,数字孪生实现虚实结合,完成产品生产
130分钟(三个模块,整体6小时,不单
独分开赛事)
35
生产单元数据应用:
以生产过程中的数据为基础,进行统计、分析和规划,达到提升工作效率和质量等
生产单元数字化改造自评估:
根据生产单元的数字化改造过程,完成生产单元数字化改造评估总结
职业素养:
考查选手操作过程中的安全规
范;设备、工具仪器使用情况;卫生清洁情况;穿戴规范;工作纪律,文明礼貌等
8
四、竞赛方式
(一)竞赛形式
采用线下比赛的形式,多场次进行。
由赛项执委会按照竞赛流程组织各领队参加公开抽签,确定各参赛队场次。
参赛队按照抽签确定的参赛时段分批次进入比赛场地。
按照抽取的赛位号进
场,然后在对应的赛位上完成竞赛规定的赛项任务。
(二)组队方式
采用团体赛方式。
每支参赛队由3名选手组成,性别不限,其中1名选手须为职业院校(专科、本科)教龄2年以上(含)的在职专任教师,另外2名选手为本年度高职学校全日制在籍学生或五年制高职四至五年级全日制在籍学生,本科院校中高职类全日制在籍学生可报名参加高职组比赛。
凡在往届全国职业院校技能大赛中获一等奖的选手,不能再参加今年同一专业类赛项的
比赛。
教师和学生必须为同一院校。
五、竞赛流程
具体的竞赛日期,由全国职业院校技能大赛执委会及赛区执委会统一规定,本赛项竞赛4天,选手第一天上午报到,下午召开领队会议和场次抽签活动并安排选手熟悉赛场;第二、三天进行正式比赛;第四天举行闭赛式、颁发获奖证书。
竞赛流程如图1所示。
竞赛日程
见表2。
9
图1竞赛流程
10
表2竞赛日程表(具体时间以竞赛指南为准)
日期
时间
事项
地点
参加人员
第一天
9:
00-14:
00
参赛队报到
住宿酒店
参赛队
15:
00-16:
30
领队会
会议室
领队、专家组长、裁判长、监督长、仲裁长
16:
30-17:
00
熟悉赛场
竞赛场地
裁判长、参赛队
17:
00
封闭赛场
竞赛场地
裁判长、监督长、仲裁长
第二天
6:
00-6:
30
竞赛相关人员到达竞赛场
地并完成参赛队检录
(一次加密)
竞赛场地
一次加密裁判、工作人员、监督
6:
30-7:
00
竞赛队伍抽签
(二次加密)
赛前准备
竞赛场地
二次加密裁判、工作人员、监督
7:
00-13:
00
正式比赛
(第1场)
竞赛场地
裁判长、现场裁判、技
术人员、监督、仲裁
13:
00-14:
30
参赛队退场、午餐及裁判评分
竞赛场地
裁判长、功能裁判、工
艺裁判、监督、仲裁
14:
30-15:
30
竞赛设备恢复
竞赛场地
技术人员
14:
30-15:
00
竞赛相关人员到达竞赛场
地并完成参赛队检录
(一次加密)
竞赛场地
一次加密裁判、工作人员、监督
15:
00-15:
30
竞赛队伍抽签
(二次加密)
赛前准备
竞赛场地
二次加密裁判、工作人员、监督
15:
30-21:
30
正式比赛
(第2场)
竞赛场地
裁判长、现场裁判、技
术人员、监督、仲裁
21:
30-22:
00
参赛队退场、晚餐裁判评分
竞赛场地
裁判长、功能裁判、工
艺裁判、监督、仲裁
22:
00-23:
00
竞赛设备恢复
竞赛场地
技术人员
第三天
6:
00-6:
30
竞赛相关人员到达竞赛场
地并完成参赛队检录
(一次加密)
竞赛场地
一次加密裁判、工作人员、监督
6:
30-7:
00
竞赛队伍抽签
(二次加密)
赛前准备
竞赛场地
二次加密裁判、工作人员、监督
7:
00-13:
00
正式比赛
(第3场)
竞赛场地
裁判长、现场裁判、技
术人员、监督、仲裁
13:
00-14:
30
参赛队退场、午餐裁判评分
竞赛场地
裁判长、功能裁判、工
艺裁判、监督、仲裁
14:
30-15:
30
竞赛设备恢复
竞赛场地
技术人员
14:
30-15:
00
竞赛相关人员到达竞赛场地并完成参赛队检录
竞赛场地
一次加密裁判、工作人员
11
(一次加密)
15:
00-15:
30
竞赛队伍抽签
(二次加密)
赛前准备
竞赛场地
一次加密裁判、工作人员、监督
15:
30-21:
30
正式比赛
(第4场)
竞赛场地
二次加密裁判、工作人员、监督
21:
30-22:
00
参赛队退场、晚餐裁判评分
竞赛场地
裁判长、现场裁判、技
术人员、监督、仲裁
22:
00-23:
00
竞赛设备恢复
竞赛场地
裁判长、功能裁判、工
艺裁判、监督、仲裁
第四天
9:
00-10:
00
闭赛式
报告厅
参赛队、裁判组、监督
组、专家组、工作人员
等
六、竞赛规则
(一)选手报名
1.参赛选手须为高等职业院校(专科、本科)同校教龄2年以上
(含)的在职专任教师和全日制在籍学生。
2.各地区选手资格审查工作由省级教育行政部门负责。
大赛执委
会办公室行使抽查的权利。
(二)熟悉场地
竞赛前一天,各参赛队在赛项承办单位与裁判长的组织下有序熟
悉场地。
(三)入场规则
1.参赛队应提前60分钟到达赛场检录,接受工作人员对选手身份、资格和有关证件的核验,选手不得将手机、移动存储设备等与竞
赛无关的物品带入赛场。
2.经二次加密确定各参赛队赛位,不得擅自变更、调整。
3.比赛开始30分钟后不得入场。
12
(四)赛场规则
1.选手进入赛场后,必须听从现场裁判的统一指挥。
2.比赛过程中如有竞赛题目文字不清、软硬件环境故障等问题
时,可向裁判员示意。
3.比赛过程中,应对数据实时保存,避免意外情况造成数据丢失。
4.比赛过程中,因故终止比赛或提前完成工作任务需要离场,应报告现场裁判,在赛场记录表的相应栏目填写离场时间、离场原因并
由现场裁判签名和参赛选手签赛位号确认。
5.比赛过程中,严重违反赛场纪律影响他人比赛者,违反操作规程不听劝告者,有意损坏赛场设备或设施者,经现场裁判报告裁判长,
经赛区执委会主任同意后,由裁判长宣布取消其比赛资格。
(五)离场规则
1.比赛结束信号给出,由裁判长宣布终止比赛。
2.裁判长宣布终止比赛时,选手(除需要补时的选手)应停止操作。
现场裁判组织、监督选手退出赛位。
按裁判长指令,统一离开赛
场。
(六)成绩评定
1.评分裁判叫到赛位号的选手,进入赛场,与评分裁判一起评定
任务完成情况。
2.完成成绩评定的选手,应整理赛位环境,符合职业规范。
3.完成成绩评定后的选手,离开赛场。
(七)成绩公布
13
赛项成绩解密汇总后,经裁判长、监督组长、仲裁组长签字,在
赛项执委会指定的地点,以纸质形式向全体参赛队进行公布。
(八)其他
其它未尽事宜,将在竞赛指南或领队会向参赛队做详细说明。
七、技术规范
(一)技术标准
1.机床数控系统通用技术条件JB/T8832.1-2001
2.工业控制系统信息安全第1部分:
评估规范GB/T
30976.1-2014
3.工业控制系统信息安全第2部分:
验收规范GB/T
30976.2-2014
4.电气设备用图形符号第2部分:
图形符号GB/T5465.2-2008
5.基于PROFIBUSDP和PROFINETIO的功能安全通信行规
-PROFIsafeGB/T20830-2015
6.工业通信网络现场总线规范第2部分:
物理层规范和服务定
义GB/T16657.2-2008
7.工业通信网络现场总线规范类型10:
PROFINETIO规范第
3部分:
PROFINETIO通信行规GB/T25105.3-2014
8.制造业信息化技术术语GB/T18725-2008
9.教学仪器设备安全要求总则GB21746-2008
10.教学仪器设备安全要求仪器和零部件的基本要求GB
21748-2008
14
11.机械电气安全机械电气设备第7部分:
工业机器人技术条
件GB/T5226.7-2020
12.制造执行系统(MES)规范第4部分:
接口与信息交换SJ/T
11666.4-2016
(二)职业标准
1.机械设备安装工国家职业标准(职业编码6-23-10-01)
2.电气设备安装工国家职业标准(职业编码6-23-10-02)
3.计算机程序设计员国家职业标准(职业编码4-04-05-01)
4.工业机器人系统运维员国家职业技能标准(职业编码
6-31-01-10)
5.智能制造工程技术人员国家职业技能标准(职业编码
2-02-07-13)
6.工业互联网工程技术人员国家职业技能标准(职业编码
2-02-10-13)
7.物联网工程技术人员国家职业技能标准(职业编码
2-02-10-10)
8.大数据工程技术人员国家职业技能标准(职业编码
2-02-10-11)
9.云计算工程技术人员国家职业技能标准(职业编码
2-02-10-12)
10.机器人工程技术人员国家职业技能标准(职业编码
2-02-38-10)
15
(三)相关知识与技术技能
1.系统集成方案制定与数字化改造
依照实际工艺及工作流程,结合现有资源设计生产单元布局,规划网络拓扑结构,利用数字孪生实现虚实结合,完成生产单元数字化
改造方案。
2.机电安装
参照机械及电气操作规范,完成设备安装和电路、气路、通讯线
路的接线及调试。
3.PLC应用
结合现有资源完成HMI界面设计和PLC编程,实现动作要求。
4.智能机器人应用
结合现有资源完成智能机器人程序编制,实现动作要求。
5.智能视觉应用
利用适当的检测模板和条件完成视觉系统设置和调试,实现对目
标产品不同特征的检测反馈。
6.工业网络技术应用
利用工业网络通讯协议,结合现有资源实现PLC、智能机器人、
智能视觉系统和分布式IO等的实时通讯。
7.MES系统应用
利用工业软件,结合现有资源实现对不同控制器、执行设备、传
感器的运行状态监控和工艺流程控制。
8.SCADA系统应用
16
9.WMS系统应用
10.AMR自主移动机器人应用
11.RFID应用
12.数字孪生应用
13.工业智能网关应用
14.工业互联网应用
八、技术环境
(一)竞赛环境
1.竞赛场地平整、明亮、通风良好,场地采光良好,四周无太阳
直射,照明条件优良,可保证赛位在比赛期间稳定的光源环境。
2.赛场规划独立参观通道,不得影响竞赛正常进行。
3.赛项设置合理数量监控,保证无死角全覆盖所有赛位和人员活
动范围。
4.赛场设置裁判室、保密室、统分室、医疗站等工作场所。
5.赛场放置灭火器。
6.单个赛位标明竞赛赛位号码,有明显区域划分,准备若干备
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