2024年“中银杯”安徽省职业院校技能大赛（高职组）生产单元数字化改造赛项竞赛规程

12024年安徽省职业院校技能大赛(高职组)赛项名称：生产单元数字化改造赛项组别：高职学生组竞赛形式：团体赛本赛项以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的二十届三中全会和全国教育大会精神，落实立德树人根本任务。以探索省域现代职业教育体系建设新模式为统领，以推动职业教育与地方经济社会发展、促进人的全面发展相结合为重点，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。重点考核学生利用智能设备(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。三、竞赛内容(一)赛项职业典型工作任务2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(二)赛项检验选手专业核心能力与职业综合能力(三)赛项创新、创意的范围与方向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3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位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(25%)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(20%)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。模块一造方案与智能化集成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，完成智能仓小时，不单独分开赛事)模块二功能开发与信息化智能仓储、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120分钟(三4小时，不单独分开赛事)4模块三造验证与的控制下，AMR自主移动机器人完成物料的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，根据行过程中，实时采集仓位、智能机器人、产品生产小时，不单独分开赛事)为基础，进行统计、分析和规划，达到提升工作效率和质量等元的数字化改造过程，完成生产单元数字化改造评估总结范；设备、工具仪器使用情况；卫生清洁承办单位严格执行安徽省职业院校技能大赛相关文件要求，具体比赛(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(二)组队方式竞赛队伍组成：3名学生，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5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(一)选手报名参赛选手须为高等职业院校(专科、本科)全日制在籍学生。组队要求：以学校为单位报名参赛，每校参赛队不超过2队。参赛选手人员变更：参赛选手报名获得确认后不得随意更换。如备赛过程中，参赛选手因故无法参赛，须由参赛校于本赛项开赛10个工作日之前出具书面说明，并按相关参赛选手资格补充人员并接受审核，经大赛组委会办公室核实后予以更换，竞赛开始后，参赛队不得更换参赛选手，否则视为自各院校负责本单位参赛学生的资格审查工作，并保存相关证明材料的(二)熟悉场地安排各参赛队统一参观场地，参观时要限定在指定区域，不允许进入比赛区。禁止与现场工作人员进行交流，禁止拥挤，喧哗，以免发生意外(三)入场规则参赛队应按赛区规定时间准时到达赛场检录，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6裁判将对各参赛选手的身份进行核对。参赛选手须提供参赛证、身份证、经学校注册的学生证或经学校开具的教师证明材料，证件上的姓名、不允许携带任何工具、通讯及存储设备、纸质材料等物品，检查合格迟到的选手必须在赛场记录表相关栏目中说明到场时间、迟到原因，(四)赛场规则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。比赛过程中，应对数据实时保存，避免意外情况造成数据丢参赛选手须严格遵守安全操作规程，确保人身及设备安全。比赛过程比赛过程中，严重违反赛场纪律影响他人比赛者，违反操作规程不听(五)离场规则比赛结束前15分钟，裁判长提示一次比赛剩余时间。比赛结束信号给(六)成绩评定(七)其他7竞赛场地平整、明亮、通风良好，场地采光良好，可保证赛位在比赛赛场设置裁判室、保密室、统分室、医疗站等工作场所。赛场放置灭每个竞赛赛位配备竞赛平台1套，电脑3台，桌椅3套，安全帽3个，工(一)技术标准2.工业控制系统信息安全第1部分：评估规范GB/T30976.1-20143.工业控制系统信息安全第2部分：验收规范GB/T30976.2-20144.电气设备用5.基于PROFIBUSDP和PROFINETIO的功能安全通信行规-PROFIsafeGB/T20830-20156.工业通信网络现场总线规范第2部分：物理层规范和服务7.工业通信网络现场总线规范类型10:PROFINETI0规范第3部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/T5226.7-202012.制造执行系统(MES)规范第4部分：接口与信息交换SJ/T81.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2-02-38-1)(三)相关知识与技术技能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96.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。9.WMS系统应用10.AMR自主移动机器人应用12.数字孪生应用13.工业智能网关应用14.工业互联网应用九、技术平台生产单元数字化改造竞赛选用江苏汇博机器人技术股份有限公司设备 (型号HB-JZSC-A1)为竞赛平台，平台以数字化关键技术为核心，集成智能仓储、智能机器人、AMR自主移动机器人、智能视觉、SCADA系统监控、1.智能机器人(法奥FR5):六自由度，末端夹持力不小于3Kg,支持2.AMR自主移动机器人：具有激光导航，自主规划路径导航等功能。3.智能仓储：三轴堆垛机械手，不少于25个仓位。4.SCADA系统：系统基于采用B/S架构，支持云端和本地化部署，支持主流浏览器.支持Modbus(RTU/ASCII)、ModbusTCP、TCP/IP、OPC5.MES系统：具有产品管理、订单管理、生产调度、控制、数据监控、分析、等功能。6.智能视觉(康耐视Insight2000C):支持MODBUS-TCP通信和TCP/IP7.智能网关：具有3×10/100Mbps快速以太网端口。支持IP、云平台配8.三层管理工业交换机：支持ModbusTCP、Ethernet/IP、PROFINET等10.触摸屏：具有输入/输出字段、图形、趋势曲线、柱状图、文本和11.伺服控制系统：支持Modbus-TCP、或Ethernet/IP、或PROFINET等12.数字孪生系统：支持OPC、TCP/IP、PROFINET、Modbus-CP等多种常用工业通信协议，可将传感器数据与外部控制数据实现实时通信。支持与PLC、单片机、机器人控制器等多种真实控制设备的通信与联调。13.WMS系统：具有产品入库、产品出库、库存管理、特殊品库、调拨管理、盘点管理等功能。技术平台组成参考如图1所示：图1竞赛平台组成参考图竞赛平台主要由智能仓储单元、智能识别转运单元、智能装配检测单MES生产管理系统、机器人数据采集软件、数字孪生系统及配套等设备及软件组成。(1)智能仓储单元智能仓储单元主要由立体仓库、码垛机(三轴机器人)、RFID读写模块、电子看板、电气控制系统、人机界面等组成。立体仓库上部安装三色警示灯，用于设备故障报警，即时反馈设备工作状态。通过配置的码垛机(三轴机器人)自动化完成出入库搬运作业，使得托盘与工件输送AMR运载机器人，或将AMR运载机器人输送过来的成品件、次品等进行分类入库。单元采用独立的电气控制，可切换至单机模式，通过人机界面进行操作和实验，亦可切换至联机模式，实现与主控操作台交互通信，完成自动化流程作业。作业流程：在出库阶段，初始状态下，利用RFID读写模块根据每个仓位中托盘内放置的工件信息，更新各个托盘上的RFID芯片存储的状态信息，并将每个仓位的状态信息更新至WMS仓储管理系统，然后，通过MES系统下单，确定生产订单计划，WMS仓储管理系统根据订单计划，规划最优出库方式，控制码垛机依次从规划的仓位搬运托盘至对接位，将放有工件的托盘(2)智能识别转运单元觉系统可识别托盘中放置的待装配工件或成品工件的颜色、种类、坐标等信息，并传输至主控制器以及SCADA系统中，RFID读写模块可根据智能视觉系统识别的结果，对托盘中嵌入的RFID芯片进行数据更新，实现作业流程过上部输送带，将智能仓储单元出库的托盘输送至同向运行的输送线上，当托盘流转至智能视觉系统检测工位，触发相机拍照并调用视觉算法对托盘中的工件进行识别，获取工件的颜色、种类、坐标等信息，同步地，利用RFID读写模块更新对应托盘上的RFID芯片存储的状态信息，然后，智能机器人根据视觉系统识别的信息，利用不同的末端工具，在输送线的分拣工位完成对工件、空托盘的分拣抓取。在下料阶段，智能机器人将成品工件放置于托盘中，经视觉检测、RFID数据更新，通过输送线反向流转，将(3)智能装配检测单元单元由工作台、智能机器人、装配检测模块、暂存工位、安全光栅、电气控制系统、人机界面等组成。工作台一侧安装三色警示灯，用于设备通过配置的智能机器人与装配检测模块配合，自动化完成工件装配，并利用检测传感器判断装配是否成功。暂存工位用于存放无法及时进行成套装配的工件。(4)AMR运载机器人单元作业流程：在智能仓库单元出库阶段，AMR运载机器人移动至仓库对接点，等待码垛机将托盘放置于上部输送带，码垛机上料完成后，AMR运载机器人根据指令自主导航运动至智能识别转运单元的对接点，将装载的托盘依次输送至单元输送带上。在成品工件返库阶段，AMR运载机器人根据指令自主导航运动提前至智能识别转运单元的对接点，智能识别转运单元的输送带反转，将载有成品工件的托盘输送至AMR运载机器人单元的上部输送带上，然后，AMR运载机器人运动至智能仓储单元的对接点，由码垛机将托盘转运入库至立体仓库指定的仓位。(5)控制工作台单元单元由操作台、工业防火墙、交换机、路由器等组成，可进行工业网络系统的划分和网络资源的分配，提供对应的数据通信及安全管理服务。同时打通网络数据流，实现现场数据的快速、精确采集与网络通信，为系云平台等组成，支持ModbusTcp、端和本地化部署，支持主流浏览器，可轻量化部署，且采用WEB组态技术，具备低代码开发功能，可创建新工程并在新工程中增加多个子页面，实现持同时采集多个网关数据，通过对内置组件(包含按钮、表格、指示灯、常用图形库、指针仪表、曲线图等)进行简单布局，便可在WEB端完成系统采用B/S架构，支持轻量化部署，可支持云端或本地化两种部署方式。平台可通过后台服务直接采集智能仓储单元的PLC数据，可实现智能仓储的数据采集和数据的可视化。对生产订单进行统计分析，以可视化图形图标进行显示，可设置库存数量的上下限，当超过设定值后会产生预警提示。同时可根据RFID实现智能仓储的自动盘点功能，并可监控和控制RFID具备仓位信息管理能力，可实现仓库的状态信息显示和查询，可对码垛机进行停止、复位和启动控制和对指定库位的原料进行出入库、移库的管理。可在库存管理页面对库存信息的查询，对原料和成品状态信息的监控以及库存的报警信息显示；也可对生产数据进行统计以及RFID相关信息的查询；可实现码垛机对仓库货物进行RFID数据的读取和比对，实现仓库系统可实现在仓库内部实现指定数量的库位货物的转移，实现库内调拨的功能。还可以实现特殊物品管理，对仓库的库位信息进行分区划定，WMS仓储管理系统可在WEB页面对系统进行网络拓扑图进行绘制，完成系统运行重要参数的设定和数据的备份与恢复，同时，支持对系统运行日MES生产管理系统由MES生产管理软件等组成，作为整个系统的数字化信息化管理中心，以智能制造MES生产管理软件为核心，通过以太网进行协实现全系统的互联互通，并可通过监控与信息显示终端实现系统监控MES生产管理软件界面美观整洁、规范、可操作性强。在整个生产环节(9)机器人数据采集软件机器人数据采集软件采用C#语言进行开发设计，支持各种不同品牌的机器人数据采集，并将这些数据统一转换为0PCUA通用协议，可保证数据传时采集机器人I0信号、关节坐标等数据。为MES系统、数字孪生软件、数据可视化看板等第三方软件或系统提供机器人实时运行数据。软件界面简洁美观、易学易用，运行稳定，已广泛应用于多个项目中。可为数据可视化看板、MES数据提供准确可靠的实时数据，亦可为预测性维护系统提供实时可靠的设备状态数据。软件具备高可扩展性，可根据其他机器人厂商提供的接口实现快速集成。软件具有“中国合格评定国家认可委员会 (CNAS)”实验室认可证书资质的专业测试机构出具的带有“CNAS”标志(10)数字孪生系统数字孪生系统配置机电一体化数字孪生套件，包含机电一体化数字孪生软件、模型和资源等，可实现虚拟模型搭建、虚拟调试仿真、虚实结合等功能。支持OPC、TCP/IP、PROFINET等多种常用工业通信协议，可将传感器数据与外部控制数据实现实时通信。支持与PLC、单片机、机器人控制器评定依据结合国家及行业的相关标准和规范，全面评价参赛选手职业能力的要求，本着“科学严谨、公正公平、可操作性强”的原则制定评分根据赛题的竞赛内容设置评分标准，主要考察选手的基本知识，职业技能和职业素养等，评分标准见表2,评分细则以最终的赛题评分表为准。生产单元数字化改造方案与智能化集成智能化集成生产单元功能开发与信息化集成生产单元功能开发生成生产单元数字化改造验证与评估生产单元运行生产、数据应用、数字化改过程中评分按比赛成绩从高分到低分排列参赛队的名次。如竞赛成绩相同时，则生产单元运行生产任务成绩高的名次在前；如果生产单元运行生产任务的成绩相同，则生产单元信息化技术集成任务成绩高的名次在前；如果以上两项均相同时，则生产单元改造方案自评估任务成绩高的名次在前；如果赛项设一、二、三等奖，奖项设置按参赛人数(队数)四舍五入方法监督仲裁委员会负责确保监督赛事运行，及时解决赛项申办和比赛过程中(1)每次技能大赛开展过程中，由监督仲裁委员会下派监督仲裁工作(2)参赛人员或参赛院校如若需要申诉，需由领队向赛项的监督仲裁(3)监督仲裁工作组在收到书面申诉后，进行复议并书面答复。不受理的申诉参赛领队可进一步提交监督仲裁委员会进行申诉；受理的书面申诉，监督仲裁工作组要及时对受理的申诉进行深入调查，做出客观、公正(4)监督仲裁工作组在比赛过程中发现有失公正的现象或有关人员违规行为，有义务向赛项执委会提出改正建议，同时留取监督过程资料。(5)监督仲裁工作组在赛事结束后，需认真填写相关资料并直接递交监督仲裁委员会办公室存档。(1)各参赛队对不符合大赛和赛项规程规定的仪器、设备、工装、材料、物件、计算机软硬件、竞赛使用工具、用品，竞赛执裁、赛场管理，以及工作人员的不规范行为等持有异议时，由各参赛队领队向赛项监督仲裁工作组提出书面申诉。(2)监督仲裁人员的姓名、联系方式、工作地点应该在竞赛期间向参赛队和工作人员公示，确保信息畅通并接受大众监督。(3)赛项监督仲裁工作组只接受参赛队领队签字、递交的仅限于本队的书面申诉报告。(4)提出申诉的时间应在比赛结束后(选手赛场比赛内容全部完成)2小时内，超过时效不予受理。申诉报告应对申诉事件的现象、发生时间、涉及人员、申诉依据等进行充分、实事求是的叙述。(5)赛项监督仲裁工作组在接到申诉报告后的2小时内组织复议，并及时将复议结果以书面形式告知申诉方。申诉方对复议结果仍有异议，赛队领队可向大赛监督仲裁委员会提出申诉。大赛监督仲裁委员会的仲裁结果为最终结果。(6)仲裁结果由申诉人签收，不能代收。如在约定时间和地点申诉人离开，视为自行放弃申诉。(7)申诉方可随时提出放弃申诉。(8)申诉方必须提供真实的申诉信息并严格遵守申诉程序，提出无理申诉或采取过激行为扰乱赛场秩序的应给予取消参赛成绩等处罚。十三、竞赛观摩由于赛项特点及赛场条件限制，本赛项不设置观摩环节。新闻媒体等进入赛场必须经过赛项执委会允许，由专人陪同并听从现场工作人员的安排和管理，不能影响比赛进行。十四、竞赛视频赛场内部署录像设备，能实时录制赛场情况，现场不提供视频观摩。(一)参赛队须知1.参赛队名称统一使用规定的院校代表队名称，不使用其他组织、团2.参赛队选手在报名获得确认后，原则上不再更换，如筹备过程中，选手因故不能参赛，所在院校需出具书面说明并按相关参赛选手资格补充人员并接受审核。竞赛开始后，参赛队不得更换参赛选手，允许队员缺席3.参赛队按照大赛赛程安排凭大赛组委会颁发的参赛证和有效身份证、教师证明材料或学生证参加比赛及相关活动。4.各参赛队按赛项组委会统一安排参加比赛前熟悉场地环境的活动。5.各参赛队按赛项组委会统一要求，准时参加赛前领队会和抽签仪式。6.各参赛队在比赛期间，应保证所有参赛选手的安全，防止交通事故和其它意外