山东省第一届职业技能大赛工业

PAGE1PAGE山东省第一届职业技能大赛工业4.0项目淄博市选拔赛技术工作文件淄博市选拔赛组委会2023年4月14日PAGE37目录一、项目简介 1(一) 项目描述 1(二) 考核目的 1(三) 相关文件 2(四) 参赛选手要求 2二、选手需具备的能力 2三、竞赛项目 12(一) 竞赛模块 12(二) 模块简述 12(三) 命题方式 14四、评分标准 15(一) 评价分（主观） 15(二) 测量分（客观） 15(三) 评分流程说明 15(四) 统分方法 17(五) 参赛队排名 17(六) 裁判构成和分组 17五、竞赛相关设施设备 19(一) 竞赛设备及要求 19(二) 竞赛准备要求 49(三) 赛场每个比赛工位所需设施 52(四) 场地设备 53(五) 耗材清单 55(六) 选手自备的设备和工具 56六、项目特别规定 58(一) 安全防护措施要求 58(二) 有毒有害物品的管理和限制 58(三) 选手其他约定 59(四) 裁判要求及约定 60七、赛场布局要求 61(一) 场地面积要求 61(二) 场地照明要求 62(三) 场地消防和逃生要求 62(四) 医疗设备和措施 63八、健康安全和绿色环保 63(一) 环境保护 63(二) 循环利用 63九、开放赛场 64(一) 对于公众开放的要求 64一、项目简介项目描述新一代信息技术与制造业的深度融合，将使制造模式、生产组织方式和产业形态发生着深刻变革，昭示着第四次工业革命（工业4.0）即将来临。纵向集成和网络化制造、价值网络的横向集成和跨越整个价值链的端到端的集成，出现了产品个性化定制、网络化协同制造和远程运维等新模式，极大提高了生产效率，降低运营成本，缩短产品研发周期，降低产品不良品率和单位产值能耗。工业4.0将对劳动力的结构产生影响，从业人员的技能要求发生着极大的变化。工业4.0是系统的系统（Systemofsystems），只有既懂机械自动化，又懂网络通信和工业软件的系统的综合型技能人才，才能满足未来基于信息物理融合的工作环境。工业4.0项目通过将现场生产设备和加工对象等制造资源的互联互通，并实现与制造执行系统和系统仿真软件的纵向集成，高效、柔性安全地完成产品个性化定制。考核目的依据世界技能大赛中关于工业4.0项目的技术要求和国家职业标准，注重基本技能和专业化操作，注重操作过程和质量控制，借鉴世界技能大赛（以下简称世赛）理念，使参赛选手、裁判员、赛场工作人员等进一步熟悉世赛技术要求，加深对项目技术要求的认识与理解，加深对技能发展趋势的了解与认识，为我国承办第47届世赛培养锻炼竞赛组织实施队伍。相关文件本项目技术工作文件只包含项目技术工作的相关信息。除阅读本文件外，开展本技能项目竞赛还需配合其他相关文件一同使用。参赛选手要求人数要求：工业4.0项目以团队方式进行，每支参赛队由2名选手组成。专业推荐：1名选手为机电/机械/电工/自动化工程师（ME）1名选手为计算机科学/IT工程师（IT）年龄要求：选手应1999年1月1日以后出生。二、选手需具备的能力选手能力要求包括：工作的组织与管理；交流与人际沟通；设计、装配和调试；软件设计和实现；网络和网络安全；测试、维护和故障查找；增强和优化；分析、评估和报告；说明见表1。表1选手能力要求及说明序号内容说明1工作的组织与管理个人需要了解和理解：集成自动化生产的原则和参数他们在集成自动化生产中的特定角色项目管理的原则、应用、责任和技术广泛而具体地安全工作实践的原则和应用设备、设施和材料的用途、使用、保养和维护组织、控制和管理工作及其结果的原则和方法他们在分配的角色，项目和任务方面的个人优势和局限性个人应能够：建立并保持安全、清洁和高效的工作区域保持适当的准备状态，并准备好有效，有效和安全地接收，安排和处理请求和任务根据制造商的说明和公认的良好做法，订购，选择，使用和保养所有设备，设施和材料小心谨慎地进行自我和所有操作，并考虑其他人员，成本效率和环境在个人权限范围内，通过合理的流程监控进度，修改或改变计划或方法完成任务，并将工作区恢复到准备状态以备后续使用作为持续专业发展的一部分，反思并审查他们的个人表现。2交流与人际沟通个人需要了解和理解：他们的个人优势和局限感知和意识与熟悉的和陌生的其他人交流作为同事，领导者，学习者或助理工作沟通原则和有目的的社会学习正式和非正式，直接和间接的标准和协议与团队成员，经理和客户沟通角色所需的技术语言，包括内容和英语语言的结构电子和电子通信的标准和协议网络空间纸质文档和电子文档的范围和目的所有格式的例行报告和例外报告的要求分析，综合，使用和传播数据的原则和方法。个人应能够：接收任务，确定其重点，并提出问题以便澄清和确认以所有可用格式阅读，解释和提取给定文档中的技术数据和说明与相关其他人讨论并计划任务的复杂，联合和重叠要素使用确保清晰度，效率和有效性的方法，以口头，书面和电子方式进行沟通以所需格式制作和保留有关进度，问题和行动的报告向其他人提供反馈和支持审查团队的表现，自己的贡献，以及个人和集体学习要点。3设计、装配和调试个人需要了解和理解：•工程科学和技术在虚拟和真实设计和生产商品和服务中的实际应用•将本地/人工智能与更广泛的通信能力相集成的原则和方向•原则和应用、设计、装配、连通性和试运行，满足网络物理要求的硬件和外围设备•集成自治子系统和组件的原则和方法•数据收集、存储、网络和使用的原则和应用。个人应能够：•阅读和解释指令说明，使用提问技巧和研究来检查、验证和准备•设计系统，用于生产任务的自动化和通信，按照给定的网络物理系统参数•根据设计方案进行测试和实施•组装机器和设备•选择和应用传感器技术、通信技术及相关设备实现运动控制、过程控制和网络控制•根据设计的预期要求来测试电气、电子、机械集成系统和设备的性能•数据采集、联网、交换和使用用于系统集成；•调试系统•创建和维护项目文件。4软件设计和实现个人需要了解和理解：•数学及应用•电子学的原理及应用•计算机能力•计算机硬件和软件及应用•关于代码规范、样式指南、用户界面设计，管理目录和文件所需的标准•人机通讯的原理和应用。个人应能够：•编写、分析、审查和重写程序•通过进行适当的修改来纠正错误，重新检查生成的所需结果•执行或直接修订、修复或扩展现有计划，以提高运营效率或适应新要求•编写、更新和维护计算机程序或软件包以处理特定工作，如存储或检索数据、控制其他设备等5网络和网络安全个人需要了解和理解：•组织遭受信息安全破坏的漏洞的规模和性质•恶意攻击的趋势、性质和意图•人为和系统性的偶然和意外数据泄露的性质和原因•建立和维护最高程度的信息安全和数据完整性的原则和方法•解决轻微（漏洞）入侵行为的原则和方法•设计和实施问题恢复计划的原则•开发环境软件•网络协议和拓扑•网络检测软件•传输安全和病毒防护软件•网络平台开发软件。个人应能够：•设计并实现网络协议和拓扑结构•制定计划，以保护计算机文件免遭意外或未经授权的修改、破坏或泄露，并满足紧急数据处理需求•保持准备就绪，以及在应对恶意攻击的风险和趋势相称的预防和防御工具的可用性•监视计算机病毒的报告，以确定随时更新病毒防护系统•加密数据传输和建立防火墙，以在传输过程中隐藏机密信息，并防止受污染的数字传输•进行风险评估，并对数据处理系统进行测试，以确保数据处理和安全措施的安全运行•修改计算机安全文件以合并新软件、更正错误或更改个人访问状态•监控数据文件的使用并规范对保护信息的访问•审查违反程序的行为并采取措施防范其再次发生•记录计算机安全和紧急措施、政策、步骤和测试•测试和模拟灾难恢复计划•培训用户并提升安全意识，确保系统安全，提高服务器和网络效率。6测试、维护和故障查找个人需要了解和理解：•智能维护的原理和应用，基于数据，启用状态监测、数据分析和相互关系、预测性维护、移动维护•使用增强现实和其他新兴技术和工具•使用仿真模型，重新配置和虚拟化•操作参数/过程数据•使用约束和变量、限制、备选方案、冲突目标和数值参数来概念化和定义问题•设计替代方案和制定决策和建议的原则和方法•维护记录的目的和性质。个人应能够：•识别需要应用智能维护的生产系统零件•建立零件操作的参数•在适当的数据点或移动设备上使用访问工具•监控每个零件的状况，需要时使用增强现实或其他工具•与相关人员讨论并检查调查结果•通过审查替代行动方案和安排或建议最佳措施，以进行预防性或预测性维护•使用可用的技术和措施进行维护，同时最大限度地减少对生产的干扰。7增强和优化个人需要了解和理解：•智能生产系统可增强的潜力在生产中实现更大的灵活性和个性化缩短生产中的反应和响应时间减少生产中的时间和成本收集、分享和使用信息以进行持续增强•识别、分析和寻求加强能力的机会的原则和方法•增加数据存储和交换的影响•成本效益分析的原则和方法•工作组织和劳动力规划与发展的原则和方法。个人应能够：•通过消除浪费和消费来降低成本生产过剩、库存和存储、过度和不必要的工艺、质量低劣传输和移动、等待的时间•分析并推荐使用优化的方法仿真、原型设计、数字阴影/双胞胎•关注以下相关趋势横向和纵向一体化、使用云技术•确定优化的成本效益影响，包括财务和人力。8分析、评估和报告个人需要了解和理解：•应用批判性思维的原理和复杂问题的解决•自我监测设备和工具的用途和可用性•基于技术和工具创建和使用绩效分析模型处理下列数据，包括设计要求或规范、数值和可量化的参数、数据要求、约束和变量、备选方案•如何概念化、定义和评估提交给他们的问题，并为解决方案提出建议•用于不同目的的报告的内容、结构和表达•管理人员、同行和客户进行演示/陈述的原则和应用•成本效益分析，用于推荐替代之前方案。个人应能够：•考虑系统和子系统设计中的监测、审查和评估要求•在可行的范围内优化自我监测设备和工具的使用•设计并应用适当的模型，以监控和评估与规范相关的性能•预期反馈和报告请求，并在数据合理的基础上做出相应准备•为日常和例外情况报告准备适当格式的报告•根据特定群体和个人定制的演示文稿•保持对新的可能性和改进方案的认识，在投资回报的基础上提出建议。三、竞赛项目竞赛模块表2比赛任务、时间及分数模块编号模块名称竞赛时间min分数评价分测量分合计A单站安装、编程、调试及运行12003030B把工业3.0改造成工业4.03002020C生产系统集成、调试、运行、优化、分析及报告3005050总计1800100100模块简述模块A：单站安装、编程、调试及运行需要选手根据比赛现场提供的资料、组件、零件对已知单站进行安装、编程、调试及运行。工作过程中分别使用自己携带准备的工具、仪器、电脑、备件、及现场准备的已知设备、电子资料、操作台、组件、零件、耗材等。考核范围涵盖：机械设备的组装与调整、系统的连接、PLC技术、传感器技术、驱动技术、HMI人机界面开发、系统调试及运行等。模块B：把工业3.0改造成工业4.0需要选手根据比赛现场提供的资料、组件、零件调试好的单站基础上进行完善和升级，2人配合完成已知单站的安装、编程、调试及运行，将设备从工业3.0升级到工业4.0。考核范围涵盖：RFID技术、IO-LINK技术、WEB软件开发、PLC技术、HMI人机界面开发、系统调试及运行等。3.模块C：生产系统集成、调试、运行、优化、分析及报告，对整条生产线进行安装、调试、优化、运行，使用MES软件对系统进行控制，通过优化生产系统的流程、参数等，提高生产效率，降低生产成本，消除人力、财力的浪费，并提供评估报告；获取零件操作的参数、监控设备状态进行预防性或预测性维护。考核范围涵盖：系统集成、MES操作、PLC技术、优化及分析、评估报告等。命题方式本届竞赛命题依照如下原则命制：依据世界技能大赛工业4.0项目技术文件为基础，并结合工业4.0发展趋势和行业应用以及设备实际进行试题命制。四、评分标准采用测量和评价两种评分。单站及系统运行功能采用测量评分（客观评分）；相关技术文档的制作采用评价评分（主观评分）。本次竞赛评分按照全国选拔赛系统的格式。评分流程说明评分流程本项目采用任务完成后评分，中间过程不评分。各模块评分日期和评判人数如下：评分项任务模块评分日评判小组人数A单站安装、编程、调试及运行C12人及以上B把工业3.0改造成工业4.0C12人及以上C生产系统集成、调试、运行、优化、分析及报告C12人及以上统分方法由裁判进行统分，统分后由裁判复核签字，最后由工作人员录入系统。裁判构成和分组参加选拔赛技术工作的裁判人员，应具备以下条件：1.1坚持习近平新时代中国特色社会主义思想，具有坚定的理想信念，热爱祖国、拥护中国共产党领导，带头增强“四个意识”、坚定“四个自信”、做到“两个维护”；积极践行社会主义核心价值观，遵纪守法、品德高尚；具有良好的心理、身体素质，身体健康。1.2热爱本职工作，责任心强，服从组织安排，自愿承担本次大赛执裁工作，严守竞赛纪律，自觉坚持公平、公正原则，秉公执裁，不徇私情。具备较强的团队合作精神。1.3具备良好的本专业理论知识、实操技能和工作经验。1.4了解掌握职业技能竞赛政策、工作规则，并能较为准确、熟练运用。参与过国家级或行业（省级）职业技能竞赛执裁或其他技术工作的优先。对于未开展过国家级竞赛的项目，参照上述条件在相关职业（领域）推荐经验丰富、专业能力强的人员担任裁判员。五、竞赛相关设施设备竞赛设备及要求竞赛设备见表4。表4竞赛设备表序号名称数量要求1单站模块6模块化设计，能够单站使用也能集成到系统，模拟对工件进行车、铣、钻等某一加工与装配方式。工业4.0实训平台（分拣站）6模块化设计，具有传送、分拣、检测、仓储或供料等功能。竞赛设备详细配置2.1单站模块(单套)详细配置：名称型号/规格分拣应用模块（一）概述本装置由安装在一套铝合金支撑平台上的供料机构、传输检测机构、机械手、滑道、电气回路、气动回路组成；整机可通过台面下方的抽拉式配电网孔板实现操作控制功能；能够实现机械装调、气路搭建、电机驱动、传感检测、编程控制、低压配电、识图配线等实训功能。整体尺寸：≥750*900*1400mm，容量：≤0.5KVA，供电电源：220VAC±10%（50Hz）。★该产品需与标准展示屏采用集线器形式连接，同一套实验装置，可以此外，该实验装置通过先进PLC控制器以及紧凑型PLC控制器来进行控制，此外，系统还应具有以下特点：1、工业性：产品所配的电气元件、检测元件等均采用实际工业用器件，非标件的加工符合工业标准，并配备摆动机械手、传输机等典型工业模块，最大程度的缩短了与工业级设备的差距。2、开放性：网孔板将整机的电气控制系统结构完全开放，便于学生观察电气配置方式；被控部分同样采用开放式结构设计，方便用户可以从各个方向观察传动变化的动作过程；分线器的应用使网孔板可以外接其他被控对象，同时被控对象可以外接其他控制器。3、综合性：产品涵盖了机械装调、气路搭建、电机驱动、传感检测、编程控制、低压配电、识图配线等知识点、有效提高了学生的实训兴趣与实训效果。4、便捷性：整机采用一体化设计模式，配置刹车脚轮、配电网孔板等，使得实训能够更加安全便捷的进行。（二）主要配置清单1、支撑平台≥750*900*750mm，铝型材框架，横槽铝型材台面，丝杆刹车脚轮，配底板。2、抽屉导轨：静音滚珠三节轨，长度≥450mm，宽度≥45mm，≥1.2mm厚镀锌钢，承重30KG，闭合卡紧功能。3、标准网孔板：尺寸≥630*500*30mm，安装孔距≥170mm，网孔≥6.5*40mm，网孔间距≥5mm，板厚≥1.5mm，Q235冷板，静电喷涂白皱。4、铝合金把手：氧化太空铝，孔距≥96mm，长度≥100mm，高度≥25mm，宽度≥10mm，独立包装。5、剩余电流动作断路器：2极，额定10A，C型脱扣特性，剩余动作电流0.03A。6、导轨插座：3孔，三极插座，额定10A/250VAC，导轨安装，模块插座，白色，宽≥35mm。7、开关电源：单组输出24VDC，额定≥100W/4A，尺寸≥150*90*35mm。8、按钮盒：5孔，Ф22，黄黑色；配有复位型平钮，红色、绿色、黄色3个，Ф22，1开1闭；紧急钮：扭动释放型，红色，Ф22，1开1闭；闪光蜂鸣器：红色，Φ22，24VDC/AC，LED灯。9、塔灯：白炽灯泡，3段（红绿黄），长亮，24VDC，ABS树脂，配订短款黑色安装机架。10、继电器模块：线圈电压24VDC，8个宽脚，触点负载10A/250VAC，绿灯显示，触点材料银合金。继电器底座：配JQX-13F系列继电器，铜带连接。11、分线器模块（50P）：50芯IDC插座，国标C45导轨安装，奇偶行标注，Max100mA，Max50VAC/30VDC。12、分线器电缆（50P）：50芯IDC插头，线长1.5m，线径0.3mm²，圆形电缆。13、光电开关（漫反射）：圆柱形，；M18*1，检测距离300mm，扩散反射式，PNP三线NO（常开），金属壳，灵敏度调节器，12-24VDC供电，LED指示。14、接近开关（电感）：方形，检测距离10mm，电感式，PNP三线NO（常开），≥35*25*25mm，PBT外壳，非屏蔽式，10-30VDC供电，LED指示。15、调压过滤器：介质空气，内螺纹PT1/4，差压排水式，Mpa刻度，滤水杯容量15CC。16、手阀：外螺纹R1/4，接管外径Ф8，由插管端流向螺纹端。17、笔形气缸：复动型，缸径Ф10，行程50mm，附磁石，径向进气型，轴向固定架，内螺纹M5*0.8，防撞垫缓冲。18、气爪（Y型）：复动型，缸径Ф16，内螺纹M5*0.8，压力范围0.1-0.7Mpa，防撞垫缓冲，适配CS1-G感应开关。19、双轴气缸：复动型，缸径Ф16，行程100mm，附磁石，内螺纹M5*0.8，防撞垫缓冲。20、感应开关：两线式，有接点磁簧管型，常开型，线长2m，5-30VDC供电，红色LED指示，适用范围M型（用于PB、MA、MAL、MI、MF气缸），不锈钢缸体，缸径Φ10。21、感应开关：两线式；有接点磁簧管型；常开型；线长2m；5-30VDC供电；红色LED指示；适用范围G型（用于MD、MK、TR、TC、ACP、ACQ、STM、TWH（M）、TWQ、SDA气缸）。22、单向节流阀：L型，排气节流型，外螺纹M5，接管外径Ф4。23、气体电磁阀：五口二位，先导式，双位置单电控，内螺纹M5，工作电压24VDC，DIN插座式，铝合金，压力范围0.15-0.8Mpa，介质空气。24、电磁阀底座：3连座，适用4V100系列电磁阀。25、消声器：外螺纹R1/4，铜制，通用型。26、永磁直流减速电机：24VDC，≥1A，减速比1/180，≥7Rpm，30Kg.cm，轴径Ф8。27、行星减速步进电机：精密型，减速器参数（减速比1/5、长度≥50mm、额定负载≥6Nm、效率95%、回差≤15arcmin）；步进电机参数（57系列步进电机、机身长≥76mm、相电流≥3.0A、单出轴、步距角1.8°、引线数4、保持力矩15kg.cm、相电压1.5V、相电阻0.5Ω、相电感1.3mH）。28、两相步进电机驱动器：输入电压24~48VDC，输入信号电压4~28VDC，输入电流1~4.5A，步进脉冲频率2~2MHz，3位拨码开关，8种电流细分选择。29、弹性联轴器：内径Ф10-Ф14，长30mm，外径Ф25，绕线螺旋式，顶丝式，硬质铝合金。30、深沟球轴承：内径Ф10，外径Ф30，宽度9mm，带防尘盖。31、同步带：L型齿形（节距9.525mm），节线长1143mm，带宽1.5英寸（38.1mm），齿数120，材质橡胶。32、同步带轮：L型齿形（节距9.525mm），14齿，配带宽1.5英寸（38.1mm），AF轮型，氧化铝合金。（三）实现项目1、气动系统的安装与调试、气动方向控制回路的安装、气动速度控制回路的安装、气动顺序控制回路的安装；气动机械手装置的安装、气动系统安装与调试。2、电气控制电路的安装和PLC程序编写、电动机正反转控制电路的连接与控制程序编写、电动机调速控制电路的连接与控制程序编写、气动方向控制程序编写、气动顺序动作控制程序编写、气动机械手控制程序编写、皮带输送机控制程序编写、机电一体化设备控制程序编写、自动生产线控制程序编写。3、机电设备安装与调试、传动装置同轴度的调整、皮带输送机的安装与调整、搬运机械手设备安装与调试、送料设备的安装与调试、自动生产线设备安装与调试。4、自动控制系统安装与调试、多种传感器的安装与调试、机械手的自动控制、皮带输送机的自动控制、机电一体化设备的自动控制、PLC控制系统的安装与调试、自动生产线的安装与调试、机械构件的装配与调整能力、机电设备的安装与调试能力、电路安装能力、气动系统的安装与调试能力、机电一体化设备的控制程序的编写能力、自动控制系统的安装与调试能力。竞赛准备要求电脑各参赛队自带两台适当的电脑（每个选手一台）用于编程和处理技术文档及各种资料；电脑中需预装相应的软件；电脑至少拥有一个USB接口，选手将会通过U盘获得比赛任务书、文档和软件等资料；电脑具备有线网卡和无线网卡；竞赛过程中，电脑的屏幕将会连接至扩展显示器中，赛场将提供VGA接口的连接电缆，若参赛电脑无VGA接口，需自带接口转换器；电脑中需安装软件如表5所示，软件版本原则上不得低于清单要求。表5软件清单序号软件版本功能/备注1PLC编程软件TIAPORTALV16包括工作系统、单元及模块的PLC编程软件2触摸屏编程软件WinCCComfort/AdvancedV16包括工作系统、单元及模块的人机界面编程软件3PLC仿真软件S7-PLCSIMAdvancedV3.0PLC仿真软件4运动控制软件StartdriveV16变频器配置工具5伺服调试软件V-assistant伺服驱动器配置工具6IO_link配置工具S7