GZ044 智能制造生产线信息集成与控制.docx
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GZ044智能制造生产线信息集成与控制
2018年全国职业院校技能大赛
赛项申报书
赛项名称:
智能制造生产线信息集成与控制
赛项类别:
常规赛项■行业特色赛项□
赛项组别:
中职组□高职组■
涉及的专业大类/类:
装备制造大类
方案设计专家组组长:
手机号码:
方案申报单位(盖章):
中国职业技术教育学会校企合作委员会
方案申报负责人:
方案申报单位联络人:
联络人手机号码:
电子邮箱:
通讯地址:
邮政编码:
申报日期:
2017年8月30日
2018年全国职业院校技能大赛
赛项申报方案
一、赛项名称
(一)赛项名称
智能制造生产线信息集成与控制
(二)压题彩照
(三)赛项归属产业类型:
先进制造业
(四)赛项归属专业大类/类
现行《普通高等学校高等职业教育(专科)专业目录(2015年)》中的分类、专业代码及全称:
56装备制造大类
5603自动化类560301机电一体化技术
560302电气自动化技术
560303工业过程自动化技术
560304智能控制技术
560305工业网络技术
560307液压与气动技术
560309工业机器人技术
5602机电设备类560201自动化生产设备应用
560203机电设备维修与管理
5601机械设计制造类560102机械制造与自动化
560103数控技术
二、赛项申报专家组
三、赛项目的
本赛项考核参赛选手对智能制造技术的综合应用能力,即MES(智能生产制造管理)系统集成、安装调试以及运行管理能力。
同时考核参赛选手的统筹计划能力、工作效率、质量意识、安全意识和节能环保意识等职业素养。
本赛项旨在通过竞赛引领全国职业院校自动化类、机电类、机械制造类专业建设、实训基地建设、师资队伍的提升、课程教学的改革和优化,引导职业学校关注行业在智能制造方面的发展趋势及新技术的应用,探索培养符合工业4.0、《中国制造2025》规划中“智能工厂”、“智能生产”要求,企业急需的智能制造生产线信息集成与控制的高素质技能型人才新途径、新方法。
通过本赛项重点考核参赛选手掌握以下知识和技能:
1.MES软件操作与系统运行
2.工业机器人工作站的硬件安装与调整
3.系统电气线路的连接
4.控制系统设置与编程调试
5.智能制造生产线信息集成与控制系统调试
四、赛项设计原则
(一)坚持公开、公平、公正
赛前公布竞赛平台名称,公布操作工艺规范和要求,公布题库和配分细则,做到比赛内容、比赛过程、工艺标准、评分要求公开、公平与公正。
在赛项组织方面,按照大赛成绩管理办法的成绩管理流程执行,成绩采用过程评判和结果评判相结合;严格把关专家和裁判选用制度,对裁判进行培训和考核,统一执裁尺度;借鉴世界技能大赛赛场布置模式,设置参观区域,允许观众和指导教师现场观摩大赛。
按要求组织赛项各个环节,保证竞赛公开、公平、公正。
(二)赛项关联职业岗位面广、人才需求量大、职业院校开设专业点多,服务国家重点战略。
2015年5月《中国制造2025》规划中提出加快制造业转型升级,建设“智能工厂”和“智能生产”。
其中“智能工厂”重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产实施的实现,“智能生产”主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程的应用。
本赛项通过考核参赛选手对智能制造生产线信息集成与控制系统的综合应用能力,展现未来制造业发展方向,适应国家战略性产业结构调整与企业发展岗位需求,赛项设备及赛项内容的设计都具有一定先进性,符合先进职业教育发展方向。
目前,多数高职院校开设的机电一体化、智能控制技术、机械制造与自动化、电气自动化、检测技术及应用、机电设备维修与管理等专业均开设了智能工厂、柔性制造等相关内容的课程。
(三)竞赛内容对应相关职业岗位或岗位群、体现专业核心能力与核心知识、涵盖丰富的专业知识与专业技能点。
赛项坚持技能竞赛与教学改革相结合,涉及MES软件操作与系统运行、订单管理、柔性制造系统的优化调整、生产节拍的调整、RFID检测、装配机器人调试、装配质量控制、生产运行管理等职业岗位日常工作任务。
竞赛贴近实际应用。
竞赛环境与实际应用场景基本相同,使得比赛内容更加直观、形象、真实,为学生迅速投入实际工作打下良好基础。
(四)竞赛平台成熟。
为了探索“智能制造生产线信息集成与控制”赛项的新思路,通过校企合作途径,以该项目的综合实训课程开发为载体,推动专业建设和课程改革,并成功举办了2011年-2015年连续五届全国职业院校现代制造及自动化技术教师大赛“柔性自动化系统安装与调试”赛项,2011年浙江省中等职业学校专业课教师职业技能大赛“柔性自动化系统安装与调试”赛项。
同时该项目成功举办2016年全国高等院校工程应用技术教师大赛“智能制造生产线信息集成与控制”赛项,该赛项得到了广大职业院校的积极响应、支持和认可,社会影响反应良好。
五、赛项方案的特色与创新点
(一)竞赛内容方面
针对智能制造专业工作主要集中在MES软件操作与系统运行、订单管理、机器人、RFID检测等工作内容,方案强化了智能制造方向内容考核,并结合制造业转型升级—机器换人的发展要求,增设工业机器人、PLC、RFID及智能人机等考核内容。
(二)竞赛过程方面
根据企业生产特点,赛项通过考核参赛选手对MES系统集成、安装调试以及运行管理能力,再现制造企业订单获取、产品设计、生产及装配等各个阶段智能化生产制造管理,实现竞赛内容与企业生产实际对接。
(三)竞赛结果方面
在竞赛结果评判方面,严格按照《全国职业院校技能大赛专家和裁判工作管理办法》和《全国职业院校技能大赛成绩管理办法》规定的工作流程和评判方法进行竞赛结果的评判。
(四)资源转换方面
将资源转换成果,融入互联网技术和现代教学方法,促进参赛学校交流和学习,推进高等职业院校课程改革与创新。
比如联合赛项专家、合作企业、获奖优秀指导教师共同开发制作微课程;搭建智能制造职业教育云平台,包括资源共享、资源下载、技术交流、在线学习、题库建设等。
六、竞赛内容简介
赛项以MES系统为核心,有效融合智能制造技术、自动化控制技术、机器人技术和检测技术为一体,完成MES系统的生产需求、任务下达、生产派单、工序过程、品质检验、成品输出等环节。
通过系统权限管理进行设置,通过授权的用户也可通过移动终端如智能手机、平板电脑等下达订单,利用互联网和物联网将设备和各个不同阶段联系在一起,体现“云制造”的理念。
通过竞赛考核学生在完成MES系统整个过程中的MES软件的操作、工业机器人工作站安装与调整、柔性制造系统的优化调整、生产节拍的调整、RFID检测、装配机器人控制、装配质量控制、生产运行管理等方面的能力。
并将过程数据实时上传到各信息系统进行处理与展示,实现智能工厂制造系统运行与管理的数字化管控功能。
ThecompetitionfocusesonMESsystem,integrateswithintelligentmanufacturingtechnology,automationcontroltechnology,robottechnologyanddetectiontechnologytocompleteMESsystem’smanufacturerequirement,missionassignment,productionordersending,process,qualityrestriction,finishedproductoutput,etc.Setthroughsystemauthoritymanagement,authorizedusercanreleaseorderthroughsmartphoneortabletPC,andequipmentscanbeconnectedtogetherthroughinternet.
Itexaminesstudents’abilitiesincluding:
MESsoftwareoperation,robotworkstationinstallationandadjustment,flexiblemanufacturingsystemoptimizationandadjustment,productiontaktadjustment,RFIDdetection,assemblyrobotcontrol,machiningandassemblyqualitycontrol,productionandoperationmanagement.Andprocessdatacanbeuploadedtoinformationsystemtorealizedigitalmanagement.
七、竞赛方式
高职组“智能制造生产线信息集成与控制”赛项为团体赛,2名选手为一队,共同完成智能制造生产线的MES软件操作、工业机器人工作站装调、柔性制造系统优化、生产运行管理等工作任务。
组队方式参考《全国职业院校技能大赛参赛报名办法》。
赛项邀请境外代表队参赛。
八、竞赛时间安排与流程
竞赛场次:
根据参赛队伍数量确定竞赛场次。
竞赛流程:
参赛队报到——组织参赛选手赛前熟悉场地、介绍比赛规程——举办开赛式——正式比赛(期间组织观摩、交流体验活动)——比赛结束(参赛队上交比赛成果)——成绩评定——闭赛式(赛项点评、公布成绩、颁奖)。
表1竞赛日程及内容
日期
时间
内容
地点
第一天
下午
13:
30前
报到
酒店
14:
00-15:
00
领队会(分批抽签、赛前说明)
报告厅
15:
30-16:
30
大赛开赛式
报告厅
16:
30-17:
00
选手熟悉赛场
(限定在观摩区,不进入比赛区)
赛场
第二天
上午
6:
30
第一批选手集合上车
酒店
7:
00
第一批选手检录(一次加密)
赛场
7:
10-7:
30
第一批选手赛位抽签(二次加密)
赛场
7:
30-11:
30
第一批选手正式比赛
赛场
11:
30-13:
00
第一批比赛成绩评定
赛场
下午
10:
30
第二批选手集合上车
酒店
11:
00-11:
30
第二批选手检录并带入隔离室
隔离区
11:
30-13:
00
第二批选手隔离休息
隔离区
13:
00
第二批选手赛场检录(一次加密)
赛场
13:
10-13:
30
第二批选手赛位抽签(二次加密)
赛场
13:
30-17:
30
第二批选手正式比赛
赛场
15:
00-15:
30
赛场观摩
赛场
17:
30-19:
00
第二批比赛成绩评定
赛场
第三天
上午
10:
00-11:
00
闭赛式
报告厅
九、竞赛试题
(一)本次比赛将预先建立赛题库,开赛一个月前在大赛网络信息发布平台上(www.chinaskills-jsw.org)公开题库。
(二)样卷详见附件一高职组“智能制造生产线信息集成与控制”赛项样卷。
十、评分标准制订原则、评分方法、评分细则:
根据《全国职业院校技能大赛成绩管理办法》的相关要求,制定评分标准制订原则、评分方法、评分细则。
(一)评分标准的制定原则
按照智能工厂员工职业岗位的能力要求,结合制造业、职业技术标准、规范要求进行评分,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”的原则制定评分标准,满分为100分。
(二)评分方法
1.裁判组实行“裁判长负责制”,设裁判长1名,全面负责赛项的裁判与管理工作。
2.裁判员根据比赛工作需要分为检录裁判、加密裁判、现场裁判和评分裁判,检录裁判、加密裁判不得参与评分工作。
(1)检录裁判负责对参赛队伍(选手)进行点名登记、身份核对等工作;
(2)加密裁判负责组织参赛队伍(选手)抽签并对参赛队伍(选手)的信息进行加密、解密;
(3)现场裁判按规定做好赛场记录,维护赛场纪律;
(4)评分裁判负责对参赛队伍(选手)的技能展示、操作规范和竞赛作品等按赛项评分标准进行评定。
3.赛项裁判组负责赛项成绩评定工作,现场裁判每小组按每4~6个赛位1位裁判员设置,现场裁判设组长一名,组长协调,组员互助,现场裁判对检测数据、操作行为进行记录,不予以评判;评分裁判按每10~15个赛位5位裁判员设置,对现场裁判的记录、设计的参数、程序进行评判;赛前对裁判进行一定的培训,统一执裁标准。
4.参赛选手根据赛项任务书的要求进行操作,注意操作要求,需要记录的内容要记录在比赛试题中,需要裁判确认的内容必须经过裁判员的签字确认,否则不得分;评价项目主要工量具的规范使用、装配工艺、电气连接、参数设置、设备联调、产品流程等。
5.文明生产评价为扣分项包括工作态度、安全意识、职业规范、环境保护等方面。
6.赛项裁判组本着“公平、公正、公开、科学、规范、透明、无异议”的原则,根据裁判的现场记录、参赛队选手的赛项任务书及评分标准,通过多方面进行综合评价,最终按总评分得分高低,确定参赛队奖项归属。
7.按比赛成绩从高到低排列参赛队的名次。
比赛成绩相同,完成竞赛任务所用时间少的名次在前;比赛成绩和完成竞赛任务用时均相同,按职业素养成绩较高的名次在前;比赛成绩、完成竞赛任务用时、职业素养成绩相同,名次并列。
8.评分方式结合世界技能大赛的方式,以小组为单位,裁判相互监督,对检测、评分结果进行一查、二审、三复核。
确保评分环节准确、公正。
成绩经工作人员统计,组委会、裁判组、仲裁组分别核准后,闭赛式上公布。
9.扣违规分情况
选手有下列情形,需从参赛成绩中扣分:
(1)在完成竞赛任务的过程中,因操作不当导致事故,扣10~20分,情况严重者取消比赛资格。
(2)因违规操作损坏赛场提供的设备,污染赛场环境等不符合职业规范的行为,视情节扣5~10分。
(3)扰乱赛场秩序,干扰裁判员工作,视情节扣5~10分,情况严重者取消比赛资格。
10.比赛结束后,由专家对赛项的技术要点、选手表现、比赛结果等进行点评。
(三)评分细则(评分指标)
一级指标
比例
二级指标
比例
MES软件操作与系统运行
25%
1.MES软件设置与操作,下发批次任务订单,系统自动运行加工,并实现生产订单管理、可追溯性管理、数据库管理。
10%
2.生产数字化看板管理系统运行与调试、实时信息发布。
5%
3.系统运行衔接、系统集成与运行调试
10%
工业机器人工作站的硬件安装与调整
10%
1.机器人抓手安装及配套线路连接
5%
2.机器人电磁阀组安装及配套线路连接
5%
系统电气线路的连接
10%
1.电气电路连接
10%
工业机器人设置与编程调试
20%
1.机器人参数设置与程序编写;
10%
2.机器人装配流程工艺调试;
10%
控制系统设置与编程调试
15%
1.控制系统参数设置
5%
2.控制系统程序优化、生产节拍调整与调试
10%
系统整体运行调试
10%
1.根据系统要求调试气动元件和检测传感器
10%
综合素质
10%
1.设备操作规范性
2%
2.材料利用效率,接线及材料损耗
2%
3.工具、仪器、仪表使用情况
2%
4.竞赛现场安全、文明情况
2%
5.团队分工协作情况
2%
总计
100%
十一、奖项设置
(一)参赛选手奖励
赛项只设团体奖,设一、二、三等奖。
以实际参赛队总数为基数,一、二、三等奖获奖比例分别为10%、20%、30%(小数点后四舍五入)。
(二)指导教师奖励
获得一等奖的参赛队的指导教师获“优秀指导教师奖”。
十二、技术规范
(一)专业教育教学要求
按照教育部机电一体化、电气自动化技术、智能控制技术、工业网络技术、工业机器人技术、自动化生产设备应用等专业教学基本要求。
熟悉智能制造下的企业生产管理模式,掌握智能工厂制造与数字管控系统相关技术,提供学生各种技术的综合应用能力和创新能力。
参照国际和国家人力资源社会保障部有关工种职业技能标准。
1.具有安全文明生产、遵守操作规程和节能环保意识。
2.具备识读零件图、装配图的能力。
3.掌握机械基础、电工电子基础知识和基本技能。
4.熟悉PLC、运动控制技术。
5.能进行机器人的安装、调试、维护等操作。
(二)行业、职业技术标准
1.GB/T4064电气设备安全设计导则
2.GB/T4728(所有部分)电气简图用图形符号
3.《工业自动化系统集成—制造软件互操作性能力建规第1部分:
框架》GB/T19902.1-2005
4.《工业自动化系统集成—制造软件互操作性能力建规第3部分:
接口服务、协议及能力模板》GB/T19902.3-2006
5.《现代设计工程集成技术的软件接口规范》GB/T18726-2002
6.《信息技术软件生存周期过程风险管理》GB/T20918-2007
7.《低压配电设计规范》GB50054-95
8.《可编程序控制器》GB/T15969-1995
9.《工业机器人、安全实施规范》GB/T20867
10.《装配机器人通用技术条件》GBT26154
十三、建议使用的比赛器材、技术平台和场地要求:
(一)比赛技术平台
建议参考THIMZX-2型智能制造生产线信息集成与控制实践平台,工具、量具、耗材统一提供。
(二)技术平台组成如下:
1.本赛项平台包括供料分拣一体工作站、工业机器人工作站、多功能仓储站、智能生产制造管理系统以及配套的工、量、检具组成。
各工作站通过RS485网络通信,工业机器人与PLC通过以太网通信,PFID与PLC通过RS232通信。
1)供料分拣一体工作站
主要由以下模块组成:
型材安装平台1张(尺寸1100mm×750mm×800mm),长程机械手1套,单轴传动模组1条、导杆缸1条、气动爪手1套、磁感应器若干,电磁阀5只,斜槽式料仓3个,供料料仓3个。
电气控制板1块、PLC可编程控制器1台、7寸彩色触摸屏1块、漏电开关、继电器、开关电源1套、开关控制面板1块。
功能:
完成物料的依次送出和物料的分类回收。
2)工业机器人工作站
由工业铝型材和铝板做成,将不同颜色的物料进行组装。
组装工作站由以下模块组成:
型材安装平台1张(尺寸1100mm×750mm×800mm),输送带1条,对物料的可调速传送。
调速控制器及电机1套,RFID系统1套。
双工位井式送料机构1套、三工位井式送料机构1套、迷你缸5条,配磁感应器10个,电磁阀5个。
光纤放大器2个,工件仓储1个。
电气控制板1块、PLC可编程控制器1台、7寸彩色触摸屏1块、漏电开关、继电器、开关电源1套、开关控制面板1块。
组装机器人1套,采用三菱RV-4FL工业机器人,垂直多关节构造,6轴伺服驱动,可搬运重量4kg,最大动作半径640mm,位置重复精度0.02mm。
功能:
完成工件由上料位、装配位及仓储位等位置的搬运及组装工作。
3)多功能仓储站
主要由以下模块组成:
由型材安装平台1张(尺寸1100mm×750mm×800mm)、4行6列的立体仓库、X轴水平移动机构、Z轴垂直移动机构、弹性联轴器、滚珠丝杆、交流伺服电机、金属传感器、光电传感器、行程开关、双联气缸、气动手爪、磁性开关。
RFID系统1套,电气控制板1块、PLC可编程控制器1台、7寸彩色触摸屏1块、漏电开关、继电器、开关电源1套、开关控制面板1块。
功能:
将装配好或加工好的工件进行分类存放,也可将仓库库存产品送出进行回收。
4)智能生产制造管理系统
软件进行产品的多种自由组合,实现产品多样化,通过订单的规划和验证,可以为产品制定有针对性的制造方法并加以验证;软件设有操作权限,可添加各级别的操作人员,对软件的可操作性进一步改善。
5)赛项平台的输入电源为单相三线~220V±10%50Hz,功率容量<2kVA,具有过载保护、短路保护和漏电保护功能。
(2)配套工具
序号
类别
名称、型号、规格
数量
1
工具
剥线钳、斜口钳、尖嘴钳、压线钳、剪刀、钩形扳手、活动扳手、内六角扳手、十字螺丝刀、一字螺丝刀、钟表螺丝刀、试电笔、万用表、橡皮锤等
1套
(三)赛场要求
1.竞赛场地光线充足,照明良好;供电供水设施正常且安全有保障,并配置备用电源;场地整洁;每个赛位占地不小于15m2(5m×3m),场地净高不低于3m,且标明赛位号,布置比赛平台1套(含配套工量具,图纸等)、实训桌及工作准备台各1张;电脑桌2张、计算机(或笔记本)2台,每个竞赛赛位提供380V、220V交流电源,提供独立的电源保护装置和安全保护措施。
2.竞赛场地内屏蔽通信信号,并设置隔离带,非裁判员、参赛选手、工作人员不得进入比赛场地;竞赛场地划分为检录区、竞赛操作区、现场服务与技术支持区、休息区、观摩通道等区域,区域之间有明显标志或警示带;标明消防器材、安全通道、洗手间等位置。
3.赛场设有保安、公安、消防、医疗、设备维修和电力抢险人员待命,以防突发事件;赛场还应设有生活补给站等公共服务设施,为选手和赛场人员提供服务。
4.赛场设置安全通道和警戒线,确保进入赛场的大赛参观、采访、视察的人员限定在安全区域内活动,以保证大赛安全有序进行。
十四、安全保障
(一)安全保障组织机构
根据《全国职业院校技能大赛安全管理规定》
(二)选手安全要求
1.进入赛场,必须穿符合安全要求的服装。
不得穿背心、短裤和拖鞋进入竞赛场地;
2.严格遵守操作规程,不得擅自开启电源,不得带电操作,以免造成伤害和事故;
3.参赛人员应爱护竞赛场所的仪器设备,操作设备时应按规定的操作程序谨慎操作,不得触动非竞赛用仪器设备。
操作中若违反安全操作规定导致发生较严重的安全事故,将立即取消竞赛资格;
4.连接电路时应断开电源,不允许带电连接电路;断开电源开关后,必须用验电器进行验电,确认无电后方可连接电路;
5.进行设备组装和调试时,工具和检测仪器、仪表等应放置在规定的位置,不得摆放在设备和连接的电路上;
6.进行设备调试时,应先确认设备无电,且工作台上无其他物件时,方可合闸通电。
身体的任何部位不得触及带电的物体;
7.当更改或调整电气线路时,必须断开电源,方能进行操作;
8.有可能造成意外带电的机械部件、电气元件的金属外壳等都必须接地,赛场提供的黄、绿双色绝缘导线,只能作接地线;
9.带电调试和检查电路时,必须有防止触及带电体和电路中裸露带电部位的措施,必须有防止短路的措施;
10.竞赛结束时,参赛选手必须清扫、整理工作现场,与赛场工作人员办理终结手续后,方可离开赛场。
(三)安保工作要求
1.指挥员在发生突发事件时要掌握信息,统一布置工作,其他人员不得干扰;
2.发生突发事件时,全体安全保卫人员必须服从命令、听众指挥,以大局为重,不得顶撞、拖延或临时逃脱;
3.突发事件发生时,全体安全保卫人员要坚守岗位、尽职尽责,在未接到撤岗指令之前,不得离开岗位;
4.发现安全隐患或突发事件时,现场人员应立即向保卫组汇报,保卫组接报后要火速到达案发现场,指挥并配合公安干警及安全保卫人员搞好抢救工作;
5.视突发事件的具体情况,分别向上级主管部门和相关部门报告,并立即启动《赛区安全保卫突发事件处理预案》;
6.发生火警和恶性事件时,现场人员可主动向公安机关报警并向领导汇报,立即组织抢救,以免贻误战机;启用消防应急广播,通知疏散路线,稳定人心,避免踩踏伤人;
7.安全出口执勤人员,接到
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