2020年广西职业院校技能大赛高职组《工业产品数字化设计与制造》赛项规程

一、赛项名称

赛项编号：GZ-202015

赛项名称：工业产品数字化设计与制造

赛项组别：高职组

赛项归属产业：装备制造大类

二、竞赛目的

通过本次竞赛，融合高职机械大类专业的核心技能与知识，

重点考核参赛选手的实际动手能力、规范操作能力和创新创意实

践三个方面，让学生体验数字化、智能化产品开发和创新设计的

真实过程，激发学生对专业知识和职业技能的学习兴趣和训练热

情，提倡和发扬“工匠精神”，提升人才培养规格和质量，以适

应我国制造业快速发展对技能人才的需求。同时促进高职院校的

专业建设与教学改革，更好地实现工学结合的人才培养模式，为

我国机械行业培养出更多高素质的技能型人才。

三、竞赛内容

针对具有自由曲面的工业产品机械零部件实样，在规定时间

1

内完成调整与规范操作三维扫描仪获取实样的点云数据、三维逆

向建模设计、数字模型创新再设计和三维预装，进而采用数控加

工机床完成创新产品样件的数控加工和装配验证。

竞赛内容将以任务书、实样、NC数据模型的形式公布。

（一）第一部分：数据采集、建模、创新设计与数控编程

竞赛时间为3.5小时，竞赛队完成四项竞赛任务。

任务1：实样三维数据采集。利用给定三维扫描设备和相应

辅助用品，对指定的实样进行三维数据采集。该任务主要考核复

杂曲面点云准确获取及数模合理还原能力。

任务2：三维建模。利用任务1所采集的数据，选择赛项给

定软件的其中一种，对实样外观面进行三维数字化建模。该任务

主要考核三维数字化建模能力。

任务3：产品创新设计。利用给定实样和任务2所建数字化

模型，结合机械设计与制造知识进行创新产品再设计和三维预

装。该任务主要考核结构优化、功能创新的设计能力。

任务4：数控编程。根据任务3完成的创新产品数字模型和

赛场提供的机床类型、毛坯规格和刀具清单进行工艺设计，并选

择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序，并编制加工

工艺卡（或工序卡）。该任务主要考核机加工工艺、数控加工编

程能力

（二）第二部分：创新产品加工

竞赛时间为2小时，竞赛队完成两项竞赛任务。

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任务5：产品加工与装配验证。对创新产品进行数控加工。

该任务主要考核机加工工艺、数控加工机床操作能力；进而将样

件与实样装配为一个整体，验证吻合度和创新设计效果。该任务

主要考核现场装调及应变能力。

任务6：文明生产。本项任务是竞赛过程的隐形任务，选手

必须熟悉所接触设备的安全操作规程，规范、安全、合理地使用

赛场设施、设备和工具，确保人身和设备安全。该任务主要考核

文明生产、职业素养、规范操作。

四、竞赛时间

竞赛总时间为5.5小时（330分钟），分为第一部分“数据

采集、建模、创新设计与数控编程”（3.5小时）和第二部分“创

新产品加工”（2小时），赋分比例分别占70%和30%的权重。

具体竞赛时间安排详见表1、表2。

表1竞赛时间安排表A（以正式公布的比赛指南为准）。

日程时间事项地点简要说明

机械工程系实践

8:00－12:00参赛队报到教学中心赛务组接受报到

机械工程系实践

第一天14:30－16:00参赛队熟悉场地教学中心赛务组开放赛场

机械工程系实践裁判组作赛项说明和

16:10－17:10赛前说明会，抽签教学中心206答疑

机械工程系实践裁判组作任务说明、

7:30－8:00签录，分发任务书教学中心一楼摆定赛位号

8:00-11:30“数据采集、建模、创机械工程系实践根据抽签赛位同时启

（T1-T10）新设计与数控编程”教学中心205动和结束

第二天

12:00－14:00

（G1：T1－T5）机械工程系实践根据抽签确定启动时

“创新产品加工”教学中心：数控加序和赛位按5队×2

14:30－16:30工实训区组分时启动和结束

（G2：T6－T10）

3

日程时间事项地点简要说明

机械工程系实践裁判组说明竞赛情况

18:00－18:30点评会教学中心206和点评

注：1.报名参赛队不超过10个队时，则分组与启动时序按本表执行

2.比赛结束后10分钟清理还原现场工位

表2竞赛时间安排表B（以正式公布的比赛指南为准）。

日程时间事项地点简要说明

机械工程系实践

8:00－12:00参赛队报到教学中心赛务组接受报到

机械工程系实践

第一天14:30－16:00参赛队熟悉场地教学中心赛务组开放赛场

机械工程系实践裁判组作赛项说明和

16:10－17:10赛前说明会，抽签教学中心206答疑

机械工程系实践裁判组作任务说明、

7:30－8:00签录，分发任务书教学中心一楼摆定赛位号

8:00-11:30“数据采集、建模、创机械工程系实践根据抽签赛位同时启

（G1：T1-T10）新设计与数控编程”教学中心205动和结束

12:00-15:30“数据采集、建模、创机械工程系实践根据抽签赛位同时启

（G2：T11-T15）新设计与数控编程”教学中心205动和结束

12:00－14:00

第二天（G1：T1－T5）

机械工程系实践根据抽签确定启动时

14:30－16:30“创新产品加工”教学中心：数控加序和赛位按5队×3

（G2：T6－T10）工实训区组分时启动和结束

17:00－19:00

（G3：T11－T15）

机械工程系实践裁判组说明竞赛情况

20:30－21:00点评会教学中心206和点评

注：1.若报名参赛队超过10个，不超过15个队时，则分组与启动时序按本表执行

2.比赛结束后10分钟清理还原现场工位

五、竞赛试题

本赛项不设理论考试，对操作技能进行综合考核，专家组赛

前以任务书、测量样品、NC数据模型的形式准备题目，并封存

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至比赛当日按赛程安排现场开封，按抽签启动时序分别发放给参

赛各队。

六、竞赛规则

（一）参赛资格。

参见2020年广西职业院校技能大赛高职组《工业产品数字

化设计与制造》赛项比赛实施方案。

（二）遵循准则。

1.学生必须持本人身份证和参赛证参加比赛。

2.参赛选手出场顺序、位置由抽签决定，不得擅自变更、调

整。

3.参赛选手提前15分钟进入赛场，并按照指定位号参加比

赛。迟到15分钟者，取消比赛资格；比赛开始15分钟后，选手

方可离开赛场。

4.选手在比赛过程中不得擅自离开赛场，如有特殊情况，需

经裁判同意。选手若需休息、饮水或去洗手间等，耗用时间计算

在比赛时间内。

5.比赛结束时，参赛选手应立即停止操作，不得以任何理由

拖延比赛时间。选手操作完成后，在《实际操作现场记录表》上

签名确认，方可离开赛场。

七、竞赛环境

5

（一）竞赛环境安静、整洁。并设立紧急疏散通道，医疗服

务站。

（二）比赛场地环境简介：

1.“数据采集、建模、创新设计与数控编程”赛场环境：

比赛场地可容纳12个队同时参赛，面积在3-4㎡，赛位内

布置电脑席2个，配置Win3DD-M三维扫描装置1套，赛位间进

行隔离、互不干扰。

2.“创新产品加工”赛场环境：

比赛场地容纳5-6队同时参赛，根据报名队伍数目，分两批。

每个赛位（即每组）面积在10㎡左右，赛位内布置电脑席1个，

配置数控加工机床1台（操作系统为FANUC0iMate或FANUC31i

数控系统）配量具、刃具摆放台。赛位间适当分隔，现场保证良

好的采光、照明和通风，有压缩空气气源及气枪；有设备所需电

源。

（三）赛程紧凑，比赛过程谢绝观摩和介入。

（四）赛场有志愿服务人员，同时有治安人员维护比赛现场

秩序与卫生。

八、技术规范

《工业产品数字化设计与制造》赛项是以教育部颁布的职业

院校《机械设计与制造》专业、《机械制造与自动化》专业教学

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指导方案和国家职业标准《铣工》（四级）规定的技能要求为标

准。

九、技术平台

（一）计算机平台

1.硬件基本配置：≥2.4G双核处理器/4G内存/1T硬盘/1G

独显/19寸LED显示器；

2.软件平台：

（1）操作系统：MS-Windows7；

（2）文字处理软件：MS-Office2016；

（3）设计、编程、加工软件：中望3D2019、西门子NX12.0、

GeomagicWrap2015、GeomagicDesignX2016、GeomagicControlX、

DelcamPowerSHAPEpro2018、DelcamPowerMILL2018。

（4）扫描软件系统：Wrap-Win3D三维扫描系统V2.0、Win3D

三维扫描系统V1.2.0；

（二）三维扫描设备及附品

1.比赛用的三维扫描设备选用北京三维天下科技有限公司

生产的Win3DD-M三维扫描装置，共14套。主要参数如下：

名称规格

产品型号Win3DD-M

单幅扫描范围mm300×210×200

扫描距离mm600

扫描点距mm0.2～1.1

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名称规格

单幅扫描时间＜3秒

相机分辨率130万像素

扫描精度L单幅扫描/对角线长度

球空间误差0.005+L/15000

球面度误差0.005+L/40000

平面度误差0.005+L/25000

扫描方式非接触式（拍照式）

拼接方式全自动拼接

输出文件格式ASC，STL，IGS，OBJ

外形尺寸mm325×240×110

设备重量㎏2.5

接口USB

电源AC220V，50HZ

2.比赛用的三维扫描附品：

（1）手动二维转盘（规格Φ360×6mm）；

（2）标志点（5mm）；

（3）黑色背景布（1平方米）；

（4）双面胶带；

（5）黑色橡皮泥；

（6）黑色转盘垫块（两块）；

（7）量具：选手自备0-150mm游标卡尺1支。

（三）加工用数控机床及附品

1.比赛用的数控铣床设备选用南通机床股份有限公司生产

的V600数控铣床2台，大连机床有限公司DX40数控铣床1台，

西班牙Kondia加工中心4台。

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南通和大连机床主要参数如下：

名称规格

配置的数控系统FANUC0iMate

工作台尺寸800×400mm

主轴转速20－6000r/min

主电机功率7.5kw

主轴锥孔7：24，BT40

快速移动速度（x/y/z）30/30/30m/min

最大进给速度6000mm/min

定位精度0.02mm

重复定位精度0.008mm

数控系统后台编程支持

宏程序支持，#变量

西班牙Kondia加工中心4台，主要参数如下：

名称规格

配置的数控系统FANUC31i

工作台尺寸800×400mm

主轴转速20－8000r/min

主电机功率7.5kw

主轴锥孔7：24，BT40

快速移动速度（x/y/z）30/30/30m/min

最大进给速度10000mm/min

定位精度0.01mm

重复定位精度0.008mm

数控系统后台编程支持

宏程序支持，#变量

2.比赛用加工附品：

（1）赛场提供平口钳及其安装螺钉；

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（2）赛场提供垫铁一套；

（3）赛场提供油石1条；

（4）毛坯：赛场提供7075或6030铝合金，尺寸满足

题目要求；

（5）刀具：选手自备Φ16、Φ10、Φ6、Φ4立铣刀各

2把，Φ6、Φ3球形立铣刀各2把；

（6）量具：选手自备0-150mm游标卡尺1支，（0-10mm）

百分表和百分表座1套。

十、评分标准

（一）制订原则。

大赛裁判工作按照公平、公正、公开的原则进行。以教育部

颁布的职业学校相关专业教学指导方案和国家4级《组合机床操

作工职业标准》规定的应知、应会的要求为评分原则，依据参赛

选手整体表现综合评定，全面评价参赛选手职业技能水平。

（二）评分方法。

1.裁判员选聘。按照职业院校技能大赛专家和裁判工作管理

办法相关制度建立2020年广西职业院校技能大赛赛项裁判库。

裁判长由大赛裁判委员会向大赛组委会推荐，由大赛组委会聘

任。裁判长组建裁判组，执行裁判长负责制。

2.裁判员人数。总人数为5人（其中裁判长1人，裁判员4

人）。

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3.成绩审核方法。赛项成绩由裁判组全体成员进行核对确

认，无误后按照各项成绩所占比例统计选手最终成绩并排名，生

成参赛队总成绩表，裁判组全部成员签字确认。

4.成绩公布方法。裁判组评分完毕，召开点评会，由各位裁

判专家点评阅卷情况，按照报名表序号宣读各队得分，不涉及排

名，具体获奖排名等教育厅文件通知。

(三)评分标准。

1.评分指标体系（详见表3）

表3《工业产品数字化设计与制造》赛项考核要点和评分指

标

比赛内容任务考核一级指标比例

任务1实样三维数据采集20%

数据采集、建模与创新设计任务2三维建模25%

任务3产品创新设计25%

任务4数控编程

25%

创新产品加工任务5产品加工与装配验证

任务6文明生产5%

特别说明：“三维数据采集”不得损坏被测量实样原型，否

则酌情在总分中扣1-3分；“三维建模”不得使用整体点云拟合

的建模方式，否则零分；不得利用建模结果反向推导形成stl和

txt文件，否则零分。

2.评分细则（详见表4）

表4《工业产品数字化设计与制造》赛项评分细则

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任务任务名称(一级指标)赋分比例评分要点(二级指标)得分

正大面完整性满分5分

背大面完整性满分5分

任务1实样三维数据采集20%

细节特征及圆角处完整性满分4分

数据整体效果及精度满分6分

数据定位合理性满分2分

模型合理的完整性满分6分

分型线合理性满分2分

任务2三维建模25%

曲面拆分合理性满分5分

曲面光顺度满分5分

模型精度对比满分5分

外观创新设计合理性满分7分

局面特征创新设计合理性满分7分

任务3产品创新设计25%25%

人性化创新设计合理性满分7分

创新设计说明满分4分

工件完整性满分3分

曲面尺寸精度满分5分

曲面加工粗糙度满分5分

任务4数控编程

任务5产品加工与装配验证25%配合及尺寸公差满分5分

加工工艺完整性、合理性满分2分

装配互换性验证满分3分

运行验证满分2分

操作设备规范性满分1分

工量具使用规范性满分1分

任务6文明生产5%5%

现场安全满分1分

文明生产满分2分

十一、奖项设定

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参见2020年广西职业院校技能大赛高职组《工业产品数字

化设计与制造》赛项比赛实施方案。

十二、赛项安全管理

（一）赛场组织与管理员应制定安保须知、安全隐患规避方

法及突发事件预案，设立紧急疏散路线及通道等。确保比赛期间

所有进入赛点车辆、人员需凭证入内；严禁携带易燃易爆等危险

品及比赛严令禁止的物品进入场地；场地设备设施均可安全使

用。

（二）参赛选手在参赛过程中，必须服从场内裁判及工作人

员的指挥，严格按照制作规程进行操作，正确使用器具及设备。

（三）赛场设置警戒线，赛场24小时有人看管；比赛前两

天起，赛场实行全方位封闭，除工作人员外，选手和指导老师等

非工作人员不准进场。赛场设置联网的监控体系，可以对赛场进

行24小时监控。

（四）裁判员在比赛前，宣读安全注意事项，当现场出现突

发事件时，应及时给予处置。

（五）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。

（六）参赛选手对竞赛仪器设备造成损坏，由当事人单位承

担赔偿责任（视情节而定），并通报批评；参赛选手若出现恶意

破坏仪器设备等情节严重者将依法处理。

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十三、申诉与仲裁

（一）申诉。

1.参赛队对不符合竞赛规定的设备、工具、软件，有失公正

的评判，以及对工作人员的违规行为等，均可提出申诉。

2.申诉应在竞赛结束后2小时内提出，超过时效将不予受

理。申诉时，应按照规定的程序由参赛队领队向所在赛项裁判递

交书面申诉报告。报告应对申诉事件的现象、发生的时间、涉及

到的人员、申诉依据与理由等进行充分、实事求是的叙述。事实

依据不充分、仅凭主观臆断的申诉将不予受理。申诉报告须有申

诉的参赛选手、领队签名。

3.赛项裁判长收到申诉报告后，应根据申诉事由组织裁判团

队进行审查，2小时内书面通知申诉方，告知申诉处理结果。

4.申诉人不得无故拒不接受处理结果，不允许采取过激行为

刁难、攻击工作人员，否则视为放弃申诉。申诉人不满意赛项裁

判长的处理结果的，可向大赛仲裁组提出书面申请复议，复议申

请须有参赛单位盖章。

（二）仲裁。

1.大赛仲裁组负责受理大赛中出现的申诉复议并进行仲裁，

以保证竞赛顺利进行和竞赛结果公平、公正。

2.仲裁组的裁决为最终裁决，参赛队不得因申诉或对仲裁处

理意见不服而停止比赛或滋事，否则按弃权处理。

十四、竞赛观摩

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（一）观摩对象。比赛期间将设学生技能作品展示区，邀请

来自全区相关行业职业教育院校代表、优秀教育工作者、专家学

者、大型企业领导者、业界精英、专业学生等观摩。

（二）观摩方法及纪律要求。参加观摩的代表须遵守大赛纪

律，按照大赛组委会的组织有序观摩。比赛期间，保持观摩室安

静。凡观摩人员均不得进入赛场内部进行拍照、交流、观看。

十五、竞赛须知

（一）参赛队须知。

1.参赛队名称统一使用规定地区或院校全称，本赛项为团体

赛，不接受跨校组队报名。

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