2021年广西职业院校技能大赛高职组《工业设计技术》赛项竞赛规程

2021年广西职业院校技能大赛

高职组《工业设计技术》赛项

竞赛规程

一、赛项名称

赛项编号：GZ-202116

赛项名称：工业设计技术

赛项组别：高职组

赛项归属产业：装备制造大类

二、竞赛目的

本赛项全面考察高职学生三维数据采集、逆向建模、创新设

计、CNC编程与加工、3D打印、装配验证等前沿的知识、技术技

能以及职业素养能力。全面检验学生工业设计的工程实践能力和

创新能力。

本赛项按照行业企业工业设计技术岗位真实工作过程设计

竞赛内容，通过“以赛促学、以赛促教、以赛促改”，培养学生

工业设计技术实践能力和创新精神，提升学生职业素养和就业能

力，促进“双师型”师资队伍建设，推动工业设计等专业人才培

养模式与课程体系改革，提升学生从事工业设计相关岗位的适岗

性，提高专业建设水平。

1

三、竞赛内容

参赛选手利用三维扫描仪扫描获得给定产品外形的“实样”

点云后，进行三维逆向建模和产品创新再设计，生成产品装配图

及零件图，采用CNC机床和3D打印设备将“创新产品”制造出

来，再进行“创新产品”装配验证，实现从“实样”到“创新产

品”的研发和制造过程。

（一）竞赛内容

本竞赛进行操作技能竞赛。比赛分三个阶段完成，共16个

小时。第一阶段为数字化设计，分数据采集、逆向建模与创新设

计三个竞赛任务，竞赛时间为8小时。第二阶段为CNC加工，主

要完成CNC编程与加工竞赛任务，竞赛时间为4小时。第三阶段

为3D打印与装配、主要完成3D打印与装配验证二个竞赛任务，

竞赛时间为4小时。结合比赛过程，考核文明生产、职业素养、

规范操作、绿色环保、循环利用等职业素养。

第一阶段：数字化设计

任务1：三维数据采集

参赛选手对赛场提供的三维扫描装置进行标定。

利用标定成功的扫描仪和附件对任务书指定的实物进行扫

描，获取点云数据，并对获得的点云进行相应取舍，剔除噪点和

冗余点后保存点云文件。考核高职学生复杂表面点云准确获取能

力。

2

任务2：逆向建模

利用任务1所采集的点云数据，使用逆向建模软件，对实物

外表面进行三维数字化建模。对逆向建模的模型进行数字模型精

度对比（3D比较、2D比较、创建2D尺寸），形成分析报告。考

核高职学生数模合理还原能力。

任务3：创新设计

利用给定实物和任务2所建数字化模型，结合相关知识，按

任务书要求进行结构和功能创新设计，生成装配图及零件图。选

手结合设计任务要求编写设计方案说明书，采用文字结合图片的

方式从设计方案的人性化、美观性、合理性、可行性、工艺性、

经济性等方面描述创新设计的思路及设计结果。考核高职学生外

观美化、结构优化、功能创新的设计能力。

第二阶段：CNC加工

任务4：CNC编程与加工

根据赛场指定的机床、刀具、毛坯等加工条件，分析指定样

件的工艺，制定加工工艺过程，编制加工工序卡；利用自动编程

软件，根据制定的工艺编制数控加工程序，使用提供的机床和编

制的数控程序完成指定样件加工。考核高职学生机械加工工艺应

用、CNC编程与加工的能力。

第三阶段：3D打印与装配

任务5：3D打印

根据实体建模文件进行封装和打印参数设置，打印出样件。

3

将打印好的样件进行去支撑、表面修整等后处理，以保证零件质

量达到要求。考核高职学生增材制造工艺应用、3D打印设备操

作，3D打印样件后处理能力。

任务6：装配验证

将加工得到的样件，与其它实物机构装配为一个整体，验证

创新设计的效果。考核高职学生现场安装与调试能力。

（二）各部分竞赛成绩所占总成绩的比例

第一阶段成绩占总成绩的65%、第二阶段占总成绩的18%、

第三阶段占总成绩的12%，职业素养贯穿比赛全过程占总成绩的

5%。

竞赛内容及成绩占比，见表1。

表1竞赛内容、分值与竞赛时间

时间

竞赛内容任务名称描述分值（h）

任务1

三维数据采扫描仪标定，三维数据采集。10

集

第一阶段:任务2三维逆向建模，数字模型精度对比，8

数字化设计逆向建模分析报告。20

任务3结构创新设计，生成装配工程图及零

创新设计件工程图，编写设计方案说明书35

任务4：

第二阶段:CNC编程与编制加工工序卡、加工工艺说明和数184

CNC加工加工控程序，进行样件加工。

根据实体建模文件进行封装和打印参

任务5：数设置，打印出样件，将打印好的样7

第三阶段:3D打印件进行去支撑、表面修整等后处理，

3D打印与装配以保证样件质量达到要求。4

任务6：

装配验证创新产品装配，验证创新设计的效果。5

安全文明生产、操作规范、绿色环保、

职业素养循环利用5

4

四、竞赛时间

本赛项比赛时间为960分钟,竞赛以单人方式进行。

比赛采用相同赛题，分三个阶段单独进行。第一阶段为数字

化设计，分数据采集、逆向建模与创新设计三个竞赛任务，竞赛

时间为8小时。第二阶段为CNC加工，主要完成CNC编程与加工

竞赛任务，竞赛时间为4小时。第三阶段为3D打印与装配、主

要完成3D打印与装配验证二个竞赛任务，竞赛时间为4小时。

不限制每个阶段内各项任务的完成时间。

第一阶段在一天内完成，第二阶段、第三阶段分别交替进行。

分场次进行，第一场次选手进场后对其余场次选手进行封闭。承

办校如参赛必须安排首场比赛。组与组之间间隔30分钟。在竞

赛开始前30分钟，选手进行抽签，确定技能竞赛的工位号。

详见表2。

表2竞赛时间安排表（以正式公布的比赛指南为准）

时间安排

竞赛地

项目日期内容场次队伍检录时点

间竞赛时间

比赛前提交参赛

报到一天资料领队、选手预备会前提交

广西工

业职业

第1场T1-T1307:3008:00-16:00技术学

院精工

第一阶段:楼D208

第一天数字化设

计广西工

技能比业职业

赛第2场T14-T269：009:30-17:30技术学

院精工

楼D208

广西工

第二天第二阶段:第1场T1-T6第一天8：00-12：00业职业

第三天CNC加工7：30技术学

5

时间安排

竞赛地

项目日期内容场次队伍检录时点

间竞赛时间

院精工

楼C106

广西工

业职业

第2场T7-T12第一天12：30-16：30技术学

12：00院精工

楼C106

广西工

业职业

第3场T13-T18第一天17：00-21：00技术学

16：00院精工

楼C106

广西工

业职业

第4场T19-T24第二天8：00-12：00技术学

7：30院精工

楼C106

广西工

业职业

第5场T25-T26第二天12：30-16：30技术学

12：00院精工

楼C106

广西工

业职业

第1场T13-T26第一天8：00-12：00技术学

7：30院精工

第三阶段:楼D208

第二天3D打印与

第三天装配广西工

第二天业职业

第2场T1-T127：308：00-12：00技术学

院精工

楼D208

广西工

比赛总业职业

结第三天总结18:30-19:00技术学

院

五、竞赛试题

本赛项不设理论考试，技能竞赛题为不公开试题。竞赛对操

作技能进行综合考核，详见本赛项规程的竞赛内容。

6

六、竞赛规则

（一）参赛资格。

参见2021年广西职业院校技能大赛高职组《工业设计技术》

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；

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

（一）竞赛环境安静、整洁。须设立紧急疏散通道，医疗服

务站。

（二）第一阶段、第三阶段赛场提供Win3DD-M三维扫描装

置、UP-300型号3D打印机各14套（备用1套），根据报名队

7

伍数目，分2场进行。赛位间进行隔离、互不干扰。

第一阶段、第三阶段赛场另布置设计赛位30个，备用赛位

4个，比赛场地可容纳30个队同时参赛，面积在3-4㎡，赛位

内布置电脑席1个。

第二阶段布置为6个赛位，备用赛位1个，根据报名队伍数

目，分4至5场进行。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

（一）职业标准

国家职业标准《数控铣工》（国家职业资格三级)

国家职业标准《加工中心操作工》（国家职业资格三级)

国家职业标准《增材制造(3D打印)设备操作员》

《数控车铣加工》职业技能等级标准

（二）教学标准

高等职业教育工业设计专业教学标准

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高等职业教育机械设计与制造专业教学标准

高等职业教育模具设计与制造专业教学标准

高等职业教育数控技术应用专业教学标准

高等职业教育机械制造与自动化专业教学标准

（三）技术标准

GB18568-2001加工中心安全防护技术条件

GB15760-2004金属切削机床安全防护通用技术条件

GB/T18229-2000CAD工程制图规则

GB/T4458.1-2002机械制图图样画法视图

GB/T4457.4-2002机械制图图样画法图线

GB/T4458.4-2003机械制图尺寸注法

GB/T4458.5-2003机械制图尺寸公差与配合注法

GB/T18784.2-2005CAD/CAM数据质量保证方法

GB/T21012-2007精密加工中心技术条件

GB/T15236-2008职业安全卫生术语

GB/T1008-2008机械加工工艺装备基本术语

GB/T6477-2008金属切削机床术语

GB/T4863-2008机械制造工艺基本术语

GB/T12204-2010金属切削基本术语

GB/T18726-2011现代设计工程集成技术的软件接口规范

GB/T30174-2013机械安全术语

GB/T35076-2018机械安全生产设备安全通则

9

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3D2018、西门子NX12.0、

GeomagicWrap2017、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

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

10

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。

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

11

名称规格

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6000mm/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

（四）3D打印机及附品

1.比赛用的3D打印设备选用北京太尔时代科技有限公司生

产的UP-300型号，共14套。主要参数如下：

项目单位技术参数

L200～220

打印尺寸mmW180～200

H200～220

12

项目单位技术参数

喷头数量只1

喷嘴直径mm≥0.4

层分辨率mm≦0.1

≦

定位精度X/Y轴0.01

(ISO230-2)mmZ轴≦0.0025

重复定位精度(ISO230-2)mm≦0.008

打印耗材ABS（白色）

耗材直径mm1.75

支持的系统MS-WINDOWS7以上

支持的文件类型STL、OBJ

2.比赛用的3D打印设备附品

（1）500克ABS耗材1卷；

（2）铲刀+手套，从打印平台取下模型；

（3）尖嘴钳+斜口钳+木工雕刻刀；剥离支撑材料用；

（4）内六角扳手1套；设备维修拆装用。

3.比赛用加工附品：

（1）赛场提供平口钳及其安装螺钉；

（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。

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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职业标准《数控铣

工》（国家职业资格三级)、国家职业标准《加工中心操作工》

（国家职业资格三级)、国家职业标准《增材制造(3D打印)设备

操作员》、《数控车铣加工》职业技能等级标准规定的应知、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2021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7人（其中裁判长1人，裁判员6

人）。

3.成绩审核方法。（举例：各项作品打分均由裁判员签字，

现场工作人员对裁判员的成绩进行核对无误后送至统分室进行

成绩录入。成绩录入完毕后，工作人员交换岗位进行核对，无误

后，按照各项成绩所占比例统计选手最终成绩并排名，打印完毕

交至裁判长审核签字）。

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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。

具体评分标准件表3。

表3《工业设计技术》赛项考核要点和评分标准

竞赛内容任务名称描述分值

任务1

三维数据采扫描仪标定，三维数据采集。10

集

第一阶段:

数字化设计任务2三维逆向建模，数字模型精度对比，分

逆向建模析报告。20

任务3结构创新设计，生成装配工程图及零件

创新设计工程图，编写设计方案说明书35

任务4：

第二阶段:CNC编程与加编制加工工序卡、加工工艺说明和数控18

CNC加工工程序，进行样件加工。

根据实体建模文件进行封装和打印参数

任务5：设置，打印出样件，将打印好的样件进7

第三阶段:3D打印行去支撑、表面修整等后处理，以保证

3D打印与装配样件质量达到要求。

任务6：

装配验证创新产品装配，验证创新设计的效果。5

安全文明生产、操作规范、绿色环保、

职业素养循环利用5

十一、奖项设定

参见2021年广西职业院校技能大赛高职组《工业设计技术》

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

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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。

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长

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

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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

（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、专业学生等观摩比赛。

（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

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场内部进行拍照、交流、观看。

十五、竞赛须知

（一）大赛人员须知。

根据新冠疫情防控要求，各参赛学校要遵循“科学防控，精

准施策”指导思想开展防控工作。按照“一地一策”、“一校一

策”原则，细化落实本地本校防控方案。在常态化疫情防控下，

所有参赛人员、专家、裁判员、监督员、仲裁员、技术支持人员

及与会领导、工作人员、列席人员、志愿者、观摩人员等均纳入

大赛人员健康管理。

1.健康状况排查。所有纳入大赛健康管理的人员，需主动申

领广西健康码，赛前不前往国内疫情中、高风险地区，不出国(境),

不参加聚集性活动。并进行报到前14天健康状况排查（流行病

学史筛查）。存在以下情形人员，不得参赛。

（1）确诊病例、疑似病例、无症状感染者和尚在隔离观察

期的密切接触者。

（2）近14