2023年河北省职业院校（高职）数字化设计与制造教师赛规程及内容

一、赛项名称赛项编号：GZ013赛项名称：数字化设计与制造英文名称：DigitalDesignandManufacturing赛项组别：高等职业教育(教师赛)赛项归属产业：装备制造大类二、竞赛目的（一）产教融合，加快制造强国建设本赛项紧随制造业“智改数转”步伐，引入新知识、新技术、新工艺、新标准，以解决数字化生产的实际问题为导向，通过考察高职教师全面建设制造强国、数字中国国家战略的能力，为推动经济社会绿色化、低碳化发展，构建新发展格局做出贡献。（二）以赛促教，提高教育教学质量本赛项对接行业企业数字化设计与制造岗位实际工作过程，融入相关职业技能等级证书要求,“以赛促学、以赛促教”，培养教师数字化设计与制造实践能力和创新精神；深化“三教”改革，促进成果资源转化，提升“双师型”师资队伍建设水平，推动人才培养模式与课程体系改革，推动相关专业“岗课赛证”融通发展，促进校企合作。（三）对标立杆，看齐世界技能标准本赛项瞄准世界数字化设计与制造技术发展前沿，对接国际标准，借鉴世界技能大赛办赛机制，引导高职院校培养国家急需、国际水准、具有爱国情怀和具备精湛实践能力、创新能力的高质量、复合型技术技能人才。（四）营造氛围，大力弘扬工匠精神三、比赛方式1.竞赛为个人赛，每支参赛队1名选手，参赛选手必须是2023年度高职院校在职专任教师，不限性别。2.竞赛队伍组成：比赛以院校为单位组队参加，每所院校报名不超过1个参赛队，不设指导教师。四、比赛内容比赛共2个模块，分6个任务，总分为100分，竞赛总时长5小时。“模块一”为数字化设计，分为逆向建模与实物测量、创新设计与CAE分析、工程图绘制与产品展示3个竞赛任务，共计3个小时；“模块二”为数字化制造，主要完成协同设计与质量控制，产线运行与虚拟调试、3D打印与产品验证3个竞赛任务，共计2个小时。结合比赛过程，考核文明生产、规范操作、绿色环保、循环利用等职业素养。本赛项的所有电子图档均通过PLM系统进行提交，考核选手对信息化管理的应用能力。参赛选手登录PLM系统，根据提供的账号和密码下载资料，进行流程确立、设计管理，输出产品样机、虚拟装配仿真动画、图纸以及BOM信息。（一）模块一数字化设计任务1：逆向建模与实物测量（10分）根据给定的STL文件，使用三维建模软件进行逆向建模，对给定产品的实物关键部位进行手工测量，获取产品重要尺寸信息。利用逆向建模和测绘建模的数据，对所有模型进行虚拟装配。考核选手对于STL的逆向建模能力和手工测量能力。任务2：创新设计与CAE分析（30分）根据任务1生成的三维模型、设计资料，结合机械设计相关知识，按任务书要求进行结构和功能创新设计与优化。然后对指定的零件进行CAE有限元力学分析，再对设计的产品进行虚拟装配与运动仿真，导出运动仿真动画。考核选手结构优化、功能创新设计和有限元力学分析能力。任务3：工程图绘制与产品展示（20分）根据数字化创新设计的最终结果模型，生成零件图和装配图，并输出爆炸图。选手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，根据设计任务要求采用图文结合的方式，阐述创新设计的思路及设计结果，编写设计方案说明书。考核选手绘制零件图、装配图和爆炸图的能力，以及展示产品特点的能力。（二）模块二数字化制造任务4：协同设计与质量控制（10分）依托模块一成果文件进行产品BOM设计、图档管理和审批流程，输出图档（含产品样机）和BOM清单。依据产品中某个零件的数字化产线制造质量控制要求，开展SPC（统计过程控制）分析，形成质量控制分析报告。考核选手图档管理、数据分析和质量控制意识。任务5：产线运行与虚拟调试（15分）根据给定的企业制造部门生产线数字化模型，按照任务要求对生产线夹具进行改造，完成产线运行或机器人的虚拟调试。考核选手生产线的夹具改造和虚拟调试的能力。任务6：3D打印与产品验证（15分）使用光固化3D打印设备和考核选手对3D打印数据处理能力、设备调试能力及装配验证能力。五、比赛的软硬件环境（一）硬件环境（每个竞赛工位）序号设备名称设备数量品牌1图形工作站1套2工具及耗材1套3LCD光固化3D打印机2顶4测量工具2个（二）软件环境（每个竞赛工位）序号软件名称软件版本1操作系统Windows10专业版2输入法搜狗输入法9.3正式版3文本处理软件WPSOffice20194文本处理软件AdobereaderXI（11.0.20）5CAD设计软件CAXA、中望6CAE分析软件CAXA、中望7逆向设计软件CAXA、中望、DX8产线仿真软件CAXA、中望9PLM模块软件CAXA、中望六、竞赛流程竞赛流程安排日期时间事项地点参加人员第一天8:00-14:00参赛队报到住宿酒店参赛队15:00-16:00领队会、场次抽检会议室参赛队、裁判长、监督长16:00-17:00熟悉赛场竞赛场地参赛队17:00封闭赛场竞赛场地裁判长、监督长第二天7:30-8:00竞赛相关人员到达竞赛场地并完成参赛队检录、抽签竞赛场地裁判、工作人员、监督8:00-11:00正式比赛（模块一）竞赛场地裁判、技术人员、监督11:30-12:30午餐竞赛相关人员13:00-13:30竞赛相关人员到达竞赛场地并完成参赛队检录、抽签竞赛场地裁判、工作人员、监督13:30-15:30正式比赛（模块二）竞赛场地裁判、技术人员、监督16:00-18:00评分、解密竞赛场地竞赛相关人员19：00成绩公示竞赛场地裁判、技术人员、监督第三天9:00返程四、竞赛赛卷根据省教育厅下发的“关于印发《河北省职业院校学生技能大赛方案》的通知（冀教职成函〔2022〕72号）”“关于增设2023年河北省职业院校学生技能大赛赛项的通知（冀教职成函〔2023〕16号）”等文件精神，本赛项是新增教师赛的国赛赛项，样题参照2022年全国职业院校技能大赛“数字化设计与制造”公布样题（见附件），其省赛赛题使用国赛题库命题，由赛项执委会组织专家小组，根据国赛该赛项题库设计编制。编制A、B两套平行赛题及评分标准，A套为正式赛题，B套为备用赛题，比赛发生问题时，B套赛题某模块或某相应部分题目可起替代作用。专家小组在开赛前1个小时，在监督员的监督下向赛项裁判长提交赛题。五、评分规定（一）分值分配竞赛分值分配表项目名称总分比重逆向建模与实物测量10%创新设计与CAE分析30%工程图绘制与产品展示20%协同设计与质量控制10%产线运行与虚拟调试15%3D打印与产品验证15%职业素养倒扣分合计100%（二）评定方法（1）加密。裁判长正式提交评分结果并复核无误后，加密裁判在监督仲裁人员监督下对赛件和U盘进行二次加密。（2）职业素养评分。由2名现场裁判对参赛队操作规范、现场表现进行记录，依据职业素养要求对违规操作进行扣分。评判由现场裁判长主持，评判时，依据职业素养评分表，2人独立打分，取平均值。（3）竞赛成果评分。围绕竞赛任务模块，评分裁判分A、B组集体进行独立客观评分，两组评判结果无明显偏差方为有效，否则在裁判长主持下复检。（4）成绩分数和计算方法。本项目采用百分制，各个评分项的分数应精确到小数点后两位，小数点后第三位数字采用四舍五入（如1.055计1.06，1.054计1.05）。（5）成绩排序。按比赛成绩从高到低排列参赛队的名次。如总成绩相同，模块一成绩高的名次在前；如总成绩、模块一成绩均相同，则任务2成绩高的名次在前。（三）评分细则模块任务名称主要内容比赛时长(h)分值（分）模块一任务1：逆向建模与实物测量根据给定的STL文件，使用三维建模软件进行逆向建模，对给定产品的实物关键部位进行手工测量，获取产品重要尺寸信息3h10任务2：创新设计与CAE分析对产品进行结构和功能创新设计与优化，对创新优化后的模型进行有限元力学分析，将优化后的三维零件重新虚拟装配，完成运动仿真并对产品创新设计进行验证30任务3：工程图绘制与产品展示根据数字化创新设计的最终模型，生成零件图和装配图，并输出爆炸图。编写设计方案说明书，突出创新设计和产品特点20模块二任务4：协同设计与质量控制依托模块一成果文件进行产品BOM设计、图档管理和审批流程，输出图档（含产品样机）和BOM清单。依据数字化产线制造质量控制要求，开展SPC（统计过程控制）分析，形成质量控制分析报告2h10任务5：产线运行与虚拟调试根据给定的企业制造部门生产线数字化模型，根据任务要求对生产线夹具改造，完成产线运行或机器人的虚拟调试15任务6：3D打印与产品验证使用光固化3D打印设备和操作软件，对STL模型添加支撑，进行分层处理，输出3D打印数据文件。对打印设备进行调试，完成零件打印，对打印成型的产品进行后处理和装配验证15职业素养现场5S文明生产、规范操作、绿色环保2（倒扣分）注：该评分细则对应附件竞赛样卷，竞赛评分中各任务的配分比例原则不变，根据不同竞赛试题，由竞赛执委会与专家组对子项目和评分点做适当修改。（四）比赛公布记分员将解密后的各参赛队伍（选手）成绩汇总成比赛成绩，经裁判长、监督组签字后，公示比赛结果。公示2小时无异议后，公布成绩。六、竞赛须知（一）参赛队须知1.各校在组织参赛队时，为参赛选手购买竞赛期间的人身意外伤害保险。2.各校参赛队组成后，制定相关安全管理制度，落实安全责任制，确定安全责任人，签订安全承诺书，与赛项责任单位一起共同确保参赛期间参赛人员的人身财产安全。3.参赛队按照竞赛赛程安排，凭赛项组委会颁发的参赛证和有效身份证件、学生证参加比赛及相关活动。（二）指导教师须知1.各参赛代表队指导教师要发扬良好道德风尚，听从指挥，服从裁判，不弄虚作假。指导教师经报名、审核后确定，一经确定不得更换。如发现弄虚作假者，取消参赛资格，名次无效。2.在比赛阶段，不允许指导教师上场指导，禁止在未经裁判长允许的情况下使用通讯工具与选手私下沟通交流。3.指导老师应及时查看竞赛有关赛项的通知和内容，认真研究和掌握本赛项竞赛的规程、技术规范和赛场要求，指导选手做好赛前的一切技术准备和竞赛准备。（三）参赛选手须知1.严格遵守技能竞赛规则、技能竞赛纪律和安全操作规程，尊重裁判和赛场工作人员，自觉维护赛场秩序。2.佩带参赛证件及穿着统一服装进入比赛场地，穿着具备绝缘标志的电工鞋（自备），并接受裁判的检查，服装上不得有学校、身份标识。3.进入赛场前须将手机等通讯工具交赛场相关人员妥善保管。参赛选手请勿携带与竞赛无关的电子设备、通讯设备及其他资料与用品进入比赛场地。4.严格遵守赛事时间规定，准时抵达检录区，提供参赛队选手的身份证、学生证、参赛证，缺一不可，在开赛15分钟后不准入场，开赛后未经允许不得擅自离开赛场。5.竞赛结束时间到，应立即停止一切竞赛内容操作，不得拖延。竞赛完成后按裁判要求迅速离开赛场，不得在赛场内滞留。6.参赛选手须在确认竞赛内容和现场设备等无误后开始竞赛。在竞赛过程中，如有疑问、设备软件故障、身体不适等情况出现，参赛选手应举手示意。7.在比赛过程中，参赛选手由于操作失误导致设备不能正常工作，或造成安全事故不能进行比赛的，将被终止比赛。（四）工作人员须知1.配合裁判完成竞赛过程相关工作，严格遵守竞赛规章制度，文明礼貌，认真做好服务工作。2.所有工作人员必须统一佩戴由大赛组委会签发的相应证件，着装整齐，赛场除现场工作人员以外，其他人员未经允许不得进入赛场。3.新闻媒体等进入赛场必须经过赛项组委会允许，并且听从现场工作人员的安排和管理，不能影响竞赛进行。七、申诉与仲裁（一）申诉（1）参赛队对不符合竞赛规定的软硬件设备，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）申诉时，应递交由参赛队领队亲笔签字同意的书面报告，报告应对申诉事件的现象、发生的时间、涉及的人员、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不予受理；（3）申诉时效：竞赛结束后1小时内提出，超过时效将不予受理申诉；（4）申诉处理：赛场专设仲裁工作组受理申诉，收到申诉报告之后，根据申诉事由进行审查，3小时内书面通知申诉方，告知申诉处理结果；（5）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。（二）仲裁（1）组委会下设仲裁工作组，负责受理竞赛中出现的所有申诉并进行仲裁，以保证竞赛的顺利进行和竞赛结果公平、公正；（2）仲裁工作组的裁决为最终裁决，参赛队不得因申诉或对处理意见不服而停止比赛或滋事，否则按弃权处理。

附件：2023年全国职业院校技能大赛河北省选拔赛DigitalDesignandManufacturing赛项编号：GZ-013赛项名称：数字化设计与制造（教师赛）赛项组别：高职组竞赛模块：M1-数字化设计竞赛时间：180分钟竞赛任务书（样题）2023年4月（A4，共10页）一、竞赛准备请你在计算机D盘上以“M1-赛位号”建立1个文件夹，在文件夹下以“1-逆向建模与实物测量”“2-创新设计与CAE分析”“3-工程图绘制与产品展示”建立3个子文件夹，M1模块的竞赛作品按任务书要求存入对应子文件夹中，并作为评分的唯一依据。文件名不得出现工位号，文件不准做任何文字、记号、图案特殊标记，否则按违规处理。二、竞赛资源1.竞赛任务书；2.M1模块电子文件位于D盘文件夹：M1-TG。三、竞赛任务M1模块竞赛工作流程如图1所示。逆向建模逆向建模与实物测量创新设计与CAE分析工程图绘制与产品展示图1工作流程图图1工作流程图（一）任务一逆向建模与实物测量（10分）情境描述：请你分别以测绘员、三维造型师的角色，完成以下3项子任务：子任务1：利用赛场给定软件，对产品中的齿轮轴、齿条活塞杆2个零件的STL格式数据进行逆向建模，并对照实物结合手工测量数据还原零件重要部位的尺寸精度和几何公差。子任务2：对产品的实物关键部位进行测量获取产品重要尺寸信息。利用通用测量工具，手工测量产品中的齿轮轴、配气盘2个零件，根据使用功能确定产品零件重要部位的尺寸精度和几何公差。子任务3：利用逆向建模和测绘建模的数据模型和现场提供的stp模型，并调用标准件结合简图（附件1）对所有零件模型进行虚拟装配。1.设计要求（1）合理还原产品数字模型，对尺寸进行圆整处理，特征拆分合理，转角衔接圆润。（2）实物的表面特征不得改变，数字模型比例(1:1)不得改变。（3）标准件需要通过测量确定型号，并在软件标准件模型库中调用。（4）不得使用整体拟合功能。2.提交材料（1）齿轮轴、齿条活塞杆、配气盘，源文件格式和stp格式。（2）产品三维装配模型，源文件格式和stp格式。3.提交位置将以上2类文件保存到“1-逆向建模与实物测量”子文件夹内。（二）任务二创新设计与CAE分析（30分）情境描述：请你以机械设计工程人员的角色，根据任务一生成的三维模型、设计资料，结合机械设计相关知识，完成以下2项子任务：子任务1：从提升产品耐用度和旋转速度的角度对齿轮轴、齿条活塞杆进行合理优化。生成优化后的齿轮轴、齿条活塞杆三维模型。子任务2：对创新优化后的齿轮轴进行有限元力学分析，将优化后的三维零件重新虚拟装配，完成运动仿真并对产品创新设计进行验证。1.设计要求（1）齿轮轴、齿条活塞杆优化之后使得结构紧凑、美观、合理，并符合加工的可行性、工艺性、经济性等。（2）在旋转气缸气体压力不变的条件下，气体推动齿轮齿条旋转速度加快。（3）对齿轮轴设置合理的边界和约束条件，进行有限元分析，生成应力云图。（4）根据旋转气缸的工作原理对整个装配体进行虚拟运动仿真，展示旋转气缸工作状态下的外部和内部运动，并导出产品360°旋转展示动画，时长10-15秒。2.提交材料（1）齿轮轴、齿条活塞杆（优化后的三维模型），源文件格式和stp格式。（2）旋转气缸产品模型，源文件格式和stp格式。（3）应力云图，源文件格式和PDF格式。（4）产品运动仿真动画，源文件格式和avi格式。3.提交位置将以上4类文件保存到“2-创新设计与CAE分析”子文件夹内。（三）任务三工程图绘制与产品展示（20分）情境描述：请你以机械设计工程人员的角色，根据任务二生成的产品三维模型，完成以下2项子任务：子任务1：生成产品的爆炸图，绘制产品装配图及齿轮轴、齿条活塞杆的二维工程图。子任务2：采用图文结合的方式编制包含创新设计、运动仿真、有限元分析等内容的创新设计报告，展示创新后的产品功能和特点。1.设计要求（1）零件与装配须符合机械制图的国家标准中的规定。要求结构表达完整，图形清晰，看图方便，尺寸标注做到规范、正确，排列整齐。（2）创新设计内容包含创新件的设计思路和工作原理。（3）运动仿真包含旋转气缸运动状态的工作原理说明。（4）有限元分析包含应力云图的结果分析，提出改进方案。（5）创新报告要求逻辑性强，言简意赅，采用规范技术术语，排版整齐美观。2.提交材料（1）产品爆炸图，源文件格式和PDF格式。（2）产品装配图，源文件格式和PDF格式。（3）齿轮轴、齿条活塞杆的二维工程图源文件格式和PDF格式。（4）创新设计报告，源文件格式和PDF格式。3.提交位置将以上4类文件保存到“3-工程图绘制与产品展示”子文件夹内。四、附件附件1装配简图附件2CAE分析应力云图请选手根据结构机构运动的工况，在工作状态下齿轮轴的有限元分析，并完成下表的填空。贴应力云图截图步骤情况说明受力分析产品材料网格划分约束设置载荷设置应力云图附件3工程图绘制要求工程图设计应符合ISO或GB机械制图相关技术标准，具有要求如下：表1零件图标题栏填写要求序号项目填写内容说明1赛项名称数字化设计与制造赛项2日期2023/4/153材料根据实物材料填写4图样名称齿轮轴齿条活塞杆旋转气缸5图样代号XZQG-03XZQG-07XZQG-0006比例自定义注：上表内容为标题栏必备信息，每张零件图均需完整填写，信息缺失或错误将酌情扣分；标题栏内不得出现除上述规定填写内容以外的信息，否则视为以做标记形式作弊，该图判零分。附件4创新设计报告要求请选手根据赛题要求，采用图文结合的方式编写创新设计报告，要求表述专业、逻辑性强、技术术语规范、排版整齐美观，内容主要包括：1.设计任务说明。阐述一下产品创新背景，包括产品功能、存在缺陷等；2.创新设计方案说明，包括创新设计思路及涉及到的知识点、关键技术，创新设计流程，创新功能实现情况；3.结合装配运动仿真，展示创新设计后的旋转气缸；4.结合附件2有限元力学分析结果，如有改进需要，进一步说明改进方案。20附件5安全文明素养现场评价表

序号内容倒扣分选手编号扣分原因扣分值选手签字裁判签字1在完成工作任务的过程中，因操作不当导致事故。视情节扣总分1-2分，情况严重者取消比赛资格。（现场裁判共同商议确定扣分分值。）2因违规操作损坏赛场提供的设备，污染赛场环境等严重不符合职业规范的行为。视情节扣总分1-2分，情况严重者取消比赛资格。（现场裁判共同商议确定扣分分值。）3扰乱赛场秩序，干扰裁判员工作。视情节扣总分1-2分，情况严重者取消比赛资格。（现场裁判共同商议确定扣分分值。）4没有按照比赛规程和任务书要求。比赛现场工具摆放不整齐、作业流程混乱、着装不规范。视情节扣总分1-2分。（现场裁判共同商议确定扣分分值。）5其他视情节扣总分1-2分。（现场裁判共同商议确定扣分分值。）2023年全国职业院校技能大赛河北省选拔赛DigitalDesignandManufacturing赛项编号：GZ-013赛项名称：数字化设计与制造（教师赛）赛项组别：高职组竞赛模块：M2-数字化制造竞赛时间：120分钟竞赛任务书（样题）2023年4月（A4，共7页）一、竞赛准备请你在计算机D盘上以“M2-赛位号”建立1个文件夹，在文件夹下以“4-协同设计与质量控制”“5-产线运行与虚拟调试”“6-3D打印与产品验证”建立3个子文件夹，M2模块的竞赛作品按任务书要求存入对应子文件夹中，并作为评分的唯一依据。文件名不得出现工位号，文件不准做任何文字、记号、图案特殊标记，否则按违规处理。二、竞赛资源1.竞赛任务书；2.M2模块电子文件位于D盘文件夹：M2-TG。三、竞赛任务M2模块竞赛工作流程如图1所示。协同设计协同设计与质量控制产线运行与虚拟调试3D打印与产品验证图1工作流程图（一）任务四协同设计与质量控制（10分）情境描述：请你分别以产品设计主管、设计人员和质量管控员的角色，完成以下2项子任务：子任务1：依据模块1设计成果，按照协同设计理念，构建完整产品设计BOM，分发相关协作任务，搭建BOM结构并准确上传图档，完成图档审核后导出BOM图档（含产品样机）和BOM清单。子任务2：生产线加工齿轮轴质量控制监测尺寸为∅25表1尺寸测量数据表零件阀芯样品数量N=15时间间隔检测频次5次/件测量特征直径∅UCLLCL次数样件12345平均值124.9324.9224.9424.9524.96224.924.9224.9124.9224.92324.8924.924.9124.924.88424.8624.8724.8824.8924.88524.9124.8624.8924.8924.91624.924.9224.9124.9224.92724.9624.9724.9724.9824.99824.9724.9824.9724.9824.99924.924.9224.9124.9224.921024.8924.924.9124.924.881124.8924.8724.8824.8624.881224.8924.8724.8924.8824.91324.8924.8624.8724.8524.921424.8724.8924.8924.8924.991524.8824.8924.8824.8724.881.提交材料（1）BOM图档(含产品样机)，源文件格式和ZIP格式。（2）BOM清单，源文件格式和pdf格式。（3）质量控制答题纸，源文件格式和pdf格式。2.提交位置将以上3类文件保存到“4-协同设计与质量控制”子文件夹内。（二）任务五产线运行与虚拟调试（15分）情境描述：请你以产线生产调度员的角色，完成以下2项子任务：子任务1：生产虚拟调试：提供“夹持给定数据”，根据“物料块”形状特点自主设计夹持手爪部分，设计的夹持手爪能够与“夹持给定数据”完全配合，应具有良好的装夹能