第五屆全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽決賽-數(shù)字孿生應(yīng)用技術(shù)員（智能制造控制技術(shù)方向）賽項(xiàng)實(shí)操樣題

2023年全國行業(yè)職業(yè)技能競(jìng)賽

——第五屆全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽

數(shù)字孿生應(yīng)用技術(shù)員（智能制造控制技術(shù)方向）賽項(xiàng)

（職工組/學(xué)生組）

實(shí)操題

（樣題）

大賽組委會(huì)技術(shù)工作委員會(huì)

二〇二三年十月

2023年全國行業(yè)職業(yè)技能競(jìng)賽——第五屆全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽

重要說明

1.比賽時(shí)間240分鐘，90分鐘后，選手可以棄賽，但不可提前離開賽

位場(chǎng)地，需要在賽位指定位置，與比賽設(shè)備隔離。

2.比賽共包括5個(gè)任務(wù)，總分100分，見表1。

表1：比賽任務(wù)及配分

序號(hào)名稱配分說明

1任務(wù)1：智能制造控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與裝調(diào)20過程結(jié)果評(píng)分

2任務(wù)2：產(chǎn)品工藝控制數(shù)字化仿真15過程結(jié)果評(píng)分

3任務(wù)3：智能生產(chǎn)數(shù)字化控制虛擬聯(lián)調(diào)20過程結(jié)果評(píng)分

4任務(wù)4：智能制造控制技術(shù)綜合應(yīng)用20過程結(jié)果評(píng)分

5任務(wù)5：智能制造控制可靠性分析20過程結(jié)果評(píng)分

6職業(yè)素養(yǎng)與安全意識(shí)5過程結(jié)果評(píng)分

7合計(jì)100

3.除有說明外，限制各任務(wù)評(píng)判順序，但不限制任務(wù)中各項(xiàng)的先后

順序，選手在實(shí)際比賽過程中要根據(jù)賽題情況進(jìn)行操作。

4.請(qǐng)務(wù)必閱讀各任務(wù)的重要提示。

5.比賽過程中，若發(fā)生危及設(shè)備或人身安全事故，立即停止比賽，

將取消其參賽資格。

6.比賽所需要的資料及軟件都以電子版的形式保存在工位計(jì)算機(jī)里

指定位置E:\ZL\。

7.選手對(duì)比賽過程中需裁判確認(rèn)部分，應(yīng)當(dāng)先舉手示意，等待裁判

人員前來處理。

8.參賽選手在競(jìng)賽過程中，不得使用自帶的U盤。

9.選手在競(jìng)賽過程中應(yīng)該遵守相關(guān)的規(guī)章制度和安全守則，如有違

反，則按照相關(guān)規(guī)定在競(jìng)賽的總成績(jī)中扣除相應(yīng)分值。

10.選手在比賽開始前，認(rèn)真對(duì)照工具清單檢查工位設(shè)備，并確認(rèn)后

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開始比賽；選手完成任務(wù)后的檢具、儀表和部件，現(xiàn)場(chǎng)需統(tǒng)一收回再提

供給其他選手使用。

11.賽題中要求的備份和保存在電腦中的文件，需選手在計(jì)算機(jī)指定

文件夾E:\2023ZN\中命名對(duì)應(yīng)文件夾（如：賽位號(hào)+PLC，賽位號(hào)+HMI），

賽位號(hào)為1個(gè)數(shù)字+3個(gè)字母+2個(gè)數(shù)字，如3CCB01。賽題中所要求備份的文

件請(qǐng)備份到對(duì)應(yīng)到文件夾下，即使選手沒有任何備份文件也要求建立文

件夾。

12.需要裁判驗(yàn)收的各項(xiàng)任務(wù)，任務(wù)完成后裁判只驗(yàn)收1次，請(qǐng)根據(jù)

賽題說明，確認(rèn)完成后再提請(qǐng)裁判驗(yàn)收。

13.選手嚴(yán)禁攜帶任何通訊、存儲(chǔ)設(shè)備及技術(shù)資料，如有發(fā)現(xiàn)將取消

其競(jìng)賽資格。選手擅自離開本參賽隊(duì)賽位或者與其他賽位的選手交流或

者在賽場(chǎng)大聲喧嘩，嚴(yán)重影響賽場(chǎng)秩序，如有發(fā)生，將取消其競(jìng)賽資格。

14.選手必須認(rèn)真填寫各類文檔，競(jìng)賽完成后所有文檔按頁碼順序一

并上交。

15.選手必須及時(shí)保存自己編寫的程序及材料，防止意外斷電及其它

情況造成程序或資料的丟失。

16.賽場(chǎng)提供的任何物品，不得帶離賽場(chǎng)。

17.在整個(gè)比賽期間，選手應(yīng)嚴(yán)格防止機(jī)器人運(yùn)動(dòng)造成人身傷害，嚴(yán)

格遵循相關(guān)職業(yè)素養(yǎng)要求及安全規(guī)范，包括安全文明參賽，著裝、操作

規(guī)范，工具擺放整齊，資料歸檔完整等。

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一、競(jìng)賽項(xiàng)目任務(wù)書

聚焦智能制造數(shù)字控制技術(shù)應(yīng)用實(shí)際，體現(xiàn)工業(yè)數(shù)字控制技術(shù)助推

傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的技術(shù)要素，以智能制造控制、數(shù)字孿生、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以

及控制可靠性等數(shù)字技術(shù)為支撐，完成智能制造控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與裝調(diào)、

產(chǎn)品工藝控制數(shù)字化仿真、智能生產(chǎn)數(shù)字化控制虛擬聯(lián)調(diào)、智能制造控

制技術(shù)綜合應(yīng)用以及智能制造控制可靠性分析等5個(gè)主要競(jìng)賽任務(wù)。競(jìng)

賽平臺(tái)總布局簡(jiǎn)圖如圖1所示。

圖1競(jìng)賽平臺(tái)參考圖

任務(wù)1：智能制造控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與裝調(diào)

任務(wù)描述：根據(jù)競(jìng)賽任務(wù)書有關(guān)要求及給定的技術(shù)條件，結(jié)合“智

能制造數(shù)字驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)理念”，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)備部署、感知數(shù)據(jù)

采集以及數(shù)字驅(qū)動(dòng)控制等方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)文件編制。

完成包括傳感器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、PLC、機(jī)器人、數(shù)控加工等智能設(shè)備安裝與

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調(diào)試；完成各生產(chǎn)數(shù)字驅(qū)動(dòng)單元聯(lián)通調(diào)試。

（一）系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與技術(shù)文件編制

對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)備部署、感知數(shù)據(jù)采集以及數(shù)字驅(qū)動(dòng)控制等方

案進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)文件編制。

1.制定智能制造控制系統(tǒng)的配置方案

選手編寫設(shè)備配置方案，并以PDF格式保存。配置方案包含單元名

稱、該單元的主要設(shè)備和機(jī)構(gòu)以及設(shè)備和機(jī)構(gòu)的數(shù)量。

對(duì)智能制造控制系統(tǒng)進(jìn)行配置規(guī)劃，規(guī)劃表格式如下表1所示。

表1規(guī)劃表格式

單元名稱設(shè)備/機(jī)構(gòu)名稱數(shù)量單位備注

……0x

Xxxx

……0x

2.按照網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要求和框架表，完善IP地址表繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D網(wǎng)絡(luò)

系統(tǒng)要求如下：

1)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)配置表進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)劃分，要求不同VLANID分配不同網(wǎng)段。

2)在搭建的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，為增加網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的穩(wěn)定性，對(duì)主干網(wǎng)絡(luò)搭

建冗余環(huán)網(wǎng)。

3)通過配置網(wǎng)絡(luò)安全策略對(duì)不同局域網(wǎng)進(jìn)行邊界防護(hù)，提高各網(wǎng)絡(luò)

及終端設(shè)備的安全性。

4)應(yīng)用軟件繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，以PDF文件保存到指定文件夾。

5)編寫完整網(wǎng)絡(luò)IP地址分配表，以PDF文件保存到指定文件夾。

網(wǎng)絡(luò)配置表如下表2所示：

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表2網(wǎng)絡(luò)配置表

完成任務(wù)1中(一)后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

（二）智能設(shè)備安裝與調(diào)試

按照任務(wù)數(shù)要求完成包括傳感器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、PLC、機(jī)器人等智能設(shè)

備安裝與調(diào)試。

1.按照任務(wù)1.1的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D和IP地址表進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置，網(wǎng)

線的制作和鏈接，通過網(wǎng)絡(luò)的連通性進(jìn)行評(píng)判。

（1）選手完成網(wǎng)線制作后，向裁判示意，裁判確認(rèn)后，由選手進(jìn)行

該網(wǎng)線的連接。

（2）配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并將網(wǎng)絡(luò)終端接入到對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中。對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)

進(jìn)行Ping通測(cè)試。

通過維護(hù)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)PC1進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)Ping通測(cè)試。對(duì)驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行截

圖。

要求PC1連接到SW2的“VLAN21”的對(duì)應(yīng)端口，進(jìn)行Ping通測(cè)試要

求使用CMD方式進(jìn)行Ping通測(cè)試，如下圖2所示。

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圖2Ping通測(cè)試圖

PING通測(cè)試要求如下：

1）Ping通VLAN22、VLAN23的網(wǎng)絡(luò)連接；

2）Ping通VLAN11、防火墻、服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)連接；

3）Ping通VLAN31、VLAN32、VLAN33的網(wǎng)絡(luò)連接。

（3）通過維護(hù)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)PC1進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連續(xù)Ping通SW3的VLAN31，

使使用CMD方式的指令“pingxxx.xxx.xxx.xxx-t”，如下圖所示。并

滿足如下圖3所示要求：

圖3連續(xù)Ping通示意圖

1）要求環(huán)網(wǎng)網(wǎng)線全部連接時(shí)可保持Ping通；

2）拔掉環(huán)網(wǎng)中任意一根網(wǎng)線（裁判評(píng)分時(shí)指定）時(shí)保持Ping通。

（4）網(wǎng)絡(luò)安全策略部署（Untrust口為外網(wǎng)口）

服務(wù)器、VLAN01、VLAN11可進(jìn)行外網(wǎng)訪問；

1)VLAN21、VLAN22、VLAN23、LAN31、VLAN32、VLAN33不可訪問外網(wǎng)；

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2)VLAN23、LAN31、VLAN33不可訪問服務(wù)器。

2.網(wǎng)絡(luò)搭建調(diào)試完成后，各終端設(shè)備接入到網(wǎng)絡(luò)種，依據(jù)IO變量表，

對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行在線監(jiān)控和硬件測(cè)試。

1)機(jī)器人本體手動(dòng)控制，機(jī)器人末端工具動(dòng)作；

2)皮帶輸送機(jī)運(yùn)行啟動(dòng)、停止運(yùn)行；

3)汽車模型裝配線前進(jìn)、后退運(yùn)行；

4)復(fù)合機(jī)器人場(chǎng)地內(nèi)，前進(jìn)、后退、旋轉(zhuǎn)人手動(dòng)控制；

5)數(shù)控系統(tǒng)夾具、自動(dòng)門等手動(dòng)控制。

完成任務(wù)1中(二)后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

（三）生產(chǎn)數(shù)字驅(qū)動(dòng)單元聯(lián)通調(diào)試

按照任務(wù)書要求完成各生產(chǎn)數(shù)字驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元聯(lián)通調(diào)試。

編寫PLC程序、機(jī)器人程序、設(shè)計(jì)HMI界面，通過HMI對(duì)生產(chǎn)數(shù)字驅(qū)

動(dòng)單元關(guān)鍵機(jī)構(gòu)和單元進(jìn)行控制，并對(duì)采集的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。

具體任務(wù)如下：

1.皮帶運(yùn)輸機(jī)單元：

1）通過HMI控制皮帶運(yùn)輸機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行，顯示光電開關(guān)檢測(cè)位置的

物料有無信息；

2）PLC采集通過編碼器采集數(shù)據(jù)，計(jì)算皮帶實(shí)時(shí)運(yùn)行速度（mm/s），

將測(cè)得的運(yùn)行速度在HMI上進(jìn)行顯示；

2.汽車模型裝配線

汽車模型裝配線用于汽車模型的運(yùn)輸和車輪裝配，現(xiàn)需要對(duì)汽車裝配

線進(jìn)行原點(diǎn)工位、汽車上下料工位、車窗裝配工位、車輪裝配工位的標(biāo)

定。分別定義為（P1\P2\P3\P4），位置由選手指定，要求各工位位置間

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隔不少于3cm。

將車窗放置在桌面步進(jìn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，根據(jù)要求進(jìn)行汽車模型的運(yùn)輸作

業(yè)。運(yùn)輸要求如下：

1)完成步進(jìn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的尋原點(diǎn)；

2)手動(dòng)操作運(yùn)行至指定位置；

3)通過觸屏觸發(fā)車窗運(yùn)輸流程。

3.桌面裝配機(jī)器人

編寫PLC程序、機(jī)器人程序，完成主控與裝配機(jī)器人的聯(lián)調(diào)完成裝配。

具體要求如下：

1)手動(dòng)運(yùn)行機(jī)器人，HMI能夠?qū)C(jī)器人實(shí)時(shí)關(guān)節(jié)坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示；

2)通過HMI觸發(fā)裝配機(jī)器人運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)車窗的自動(dòng)裝配。

自動(dòng)裝配流程如下：

1)觸發(fā)HMI控件，自動(dòng)裝配流程開始；

2)機(jī)器人獲取車窗零件；

3)機(jī)器人將車窗零件安裝到小車上。

4)運(yùn)行結(jié)束。

4.復(fù)合機(jī)器人

1）按照網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，將AGV物流單元接入對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中，完成AGV在

協(xié)調(diào)制造系統(tǒng)中的部署；

2）通過地圖掃描、目標(biāo)點(diǎn)標(biāo)定、軌跡規(guī)劃，完成復(fù)合機(jī)器人在汽車

智能涂膠與裝配生產(chǎn)單元的倉儲(chǔ)單元、數(shù)控加工單元、充電站、自定義

站點(diǎn)間的路徑規(guī)劃和自動(dòng)目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)行。

完成任務(wù)1中(三)后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

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任務(wù)2：產(chǎn)品工藝控制數(shù)字化仿真

任務(wù)描述：根據(jù)競(jìng)賽任務(wù)書和給定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝控制技術(shù)要求，

基于給定的生產(chǎn)技術(shù)平臺(tái)，對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，并利用

于數(shù)字建模和仿真軟件，通過建模、仿真場(chǎng)景搭建和參數(shù)配置，實(shí)現(xiàn)給

定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝控制的數(shù)字化加工生產(chǎn)全流程仿真和優(yōu)化。

（一）產(chǎn)品生產(chǎn)工藝分析和設(shè)計(jì)

根據(jù)競(jìng)賽任務(wù)書和給定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝控制技術(shù)要求，對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)

工藝進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。

1.產(chǎn)品數(shù)字化建模與生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)

根據(jù)任務(wù)書給定的輪轂產(chǎn)品圖紙，應(yīng)用CAD軟件，進(jìn)行產(chǎn)品3D設(shè)計(jì)

與數(shù)字化建模、產(chǎn)品生產(chǎn)工藝分析與設(shè)計(jì)、BOM構(gòu)建、編制產(chǎn)品加工工

藝表。

具體任務(wù)如下：

（1）根據(jù)任務(wù)書給定的附件產(chǎn)品圖紙，應(yīng)用CAD軟件，對(duì)輪轂產(chǎn)品

進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)，完成輪轂產(chǎn)品數(shù)字化建模；

（2）根據(jù)已設(shè)計(jì)的輪轂產(chǎn)品3D模型和產(chǎn)品加工工藝要求，進(jìn)行輪轂

產(chǎn)品生產(chǎn)工藝分析與設(shè)計(jì)，編制產(chǎn)品加工工藝表，編制的技術(shù)文件以PDF

文件保存到指定文件夾。

2.產(chǎn)品CAM編程與加工仿真

根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，應(yīng)用CAM軟件，進(jìn)行產(chǎn)品CAM編程和生成數(shù)控加

工程序，并對(duì)加工程序進(jìn)行仿真驗(yàn)證，生成的數(shù)控加工程序保存到指定

文件夾。

具體任務(wù)如下：

（1）根據(jù)已設(shè)計(jì)的輪轂產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，應(yīng)用CAM軟件，進(jìn)行輪轂產(chǎn)

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品CAM編程，并生成數(shù)控加工程序；

（2）根據(jù)已生成的數(shù)控加工程序，應(yīng)用CAM軟件，進(jìn)行產(chǎn)品加工仿

真驗(yàn)證。

（二）數(shù)字化建模與仿真場(chǎng)景搭建

根據(jù)任務(wù)書給定的任務(wù)要求，利用于數(shù)字建模和仿真軟件，根據(jù)產(chǎn)

品工藝要求，進(jìn)行建模和仿真場(chǎng)景搭建。

具體任務(wù)如下：

（1）根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求，應(yīng)用數(shù)字孿生仿真軟件，導(dǎo)入數(shù)控加

工單元、汽車智能涂膠與裝配生成單元、復(fù)合機(jī)器人等模型，搭建智能

制造生產(chǎn)數(shù)字化場(chǎng)景；

（2）根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求，在搭建的智能制造生產(chǎn)數(shù)字化場(chǎng)景基

礎(chǔ)上，調(diào)整模型布局，要求和實(shí)物場(chǎng)景布局一致。

（三）生產(chǎn)工藝數(shù)字化仿真驗(yàn)證與優(yōu)化

根據(jù)任務(wù)書給定的任務(wù)要求，通過參數(shù)的配置，完成現(xiàn)場(chǎng)給定產(chǎn)品生

產(chǎn)工藝控制的數(shù)字化加工生產(chǎn)全流程仿真和優(yōu)化。

1.單元機(jī)構(gòu)仿真與測(cè)試

根據(jù)搭建的智能制造生產(chǎn)數(shù)字化場(chǎng)景，分別對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)、汽車模型

裝配線、輪胎輪轂組裝機(jī)構(gòu)等單元機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真與測(cè)試。

2.數(shù)字化加工生產(chǎn)全流程仿真

根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求，完成數(shù)字化加工生產(chǎn)全流程仿真。

（1）仿真運(yùn)行前準(zhǔn)備要求如下：

待組裝的機(jī)車模型放置在倉儲(chǔ)單元汽車庫位；

1）車窗零件放置在倉儲(chǔ)單元車窗庫位；

2）輪胎放置在倉儲(chǔ)單元的輪胎庫位；

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3）待加工輪轂放置在倉儲(chǔ)單元的輪轂庫位；

4）清空汽車輪胎裝配機(jī)構(gòu)物料。

（2）數(shù)字化加工生產(chǎn)流程如下：

1）復(fù)合機(jī)器人從毛坯輪轂倉位取出待加工的輪轂；

2）復(fù)合機(jī)器人將毛坯輪轂運(yùn)輸?shù)綌?shù)控加工單元上下料位置；

3）復(fù)合機(jī)器人將毛坯輪轂放置數(shù)據(jù)加工單元；

4）數(shù)控加工單元完成輪轂加工；

5）復(fù)合機(jī)器人將加工完成的輪轂從數(shù)控加工中心取出；

6）復(fù)合機(jī)器人將成品輪轂運(yùn)輸?shù)狡囍悄芡磕z與裝配生產(chǎn)單元皮帶

運(yùn)輸機(jī)入口處。；

7）汽車裝配線滑臺(tái)運(yùn)行到汽車上下料位置；

8）機(jī)器人將汽車模型搬運(yùn)至汽車模型裝配線；

9）機(jī)器人獲取車窗，完成車窗涂膠；

10）汽車模型運(yùn)行至車窗裝配工位；

11）機(jī)器人完成車窗裝配；

12）皮帶運(yùn)輸機(jī)將成品輪轂運(yùn)輸?shù)侥┒送Ｖ梗?/p>

13）機(jī)器人分別獲取輪胎、輪轂并在輪胎組裝工位完成車輪組裝；

14）機(jī)器人將組裝完的車輪放置到汽車裝配線的汽車輪胎裝配機(jī)構(gòu)上；

15）汽車模型運(yùn)行至車輪裝配工位后完成車輪組裝；

16）汽車組裝完成后，汽車裝配線將汽車模型運(yùn)輸?shù)狡囅戮€工位；

17）機(jī)器人將汽車模型放回倉儲(chǔ)單元的汽車庫位；

18）汽車裝配完成。

完成任務(wù)1中（一）—(三)后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

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任務(wù)3：智能生產(chǎn)數(shù)字化控制虛擬聯(lián)調(diào)

任務(wù)描述：根據(jù)任務(wù)書給定的任務(wù)要求，構(gòu)建智能生產(chǎn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系

統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備、傳感系統(tǒng)和邊緣裝置等現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集、處理與和

可視化，打通智能生產(chǎn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流。根據(jù)產(chǎn)品工藝要求，基于任務(wù)

2的數(shù)字化仿真模型，通過程序編寫和調(diào)試，對(duì)智能生產(chǎn)數(shù)字化控制系

統(tǒng)進(jìn)行虛擬聯(lián)調(diào)，實(shí)現(xiàn)虛擬調(diào)試下的產(chǎn)品虛擬加工生產(chǎn)。

（一）基于調(diào)試平臺(tái)與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的數(shù)據(jù)交互

按照任務(wù)書要求，基于調(diào)試平臺(tái)，完成傳感器，邊緣端設(shè)備，工業(yè)

網(wǎng)關(guān)等智能設(shè)備的組態(tài)與通信，搭建工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，打通數(shù)據(jù)流。

具體任務(wù)如下（包括但不限于以下內(nèi)容）：

1）建立裝配機(jī)器人、主控PLC、邊緣端設(shè)備的連接，通過不同鏈路

和協(xié)議轉(zhuǎn)換，打通數(shù)據(jù)流；實(shí)現(xiàn)邊緣端對(duì)裝配機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)、運(yùn)行狀

態(tài)等信息的狀態(tài)監(jiān)控；

2）建立復(fù)合機(jī)器人、主控PLC、邊緣端設(shè)備的連接，通過不同鏈路

和協(xié)議轉(zhuǎn)換，打通數(shù)據(jù)流；實(shí)現(xiàn)邊緣端對(duì)復(fù)合機(jī)器人當(dāng)前坐標(biāo)、所在地

圖的實(shí)時(shí)位置、角度、運(yùn)行狀態(tài)、電量、電池電壓等信息的實(shí)施監(jiān)控；

3）建立數(shù)控系統(tǒng)、主控PLC、邊緣端設(shè)備的連接，通過不同鏈路和

協(xié)議轉(zhuǎn)換，打通數(shù)據(jù)流；實(shí)現(xiàn)邊緣端對(duì)數(shù)控系統(tǒng)機(jī)械坐標(biāo)、主軸轉(zhuǎn)速、

進(jìn)給倍率等信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控；

4）建立主控PLC和邊緣端設(shè)備的連接、通過不同鏈路和協(xié)議轉(zhuǎn)換，

打通數(shù)據(jù)流；實(shí)現(xiàn)邊緣端對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)前運(yùn)行模式的監(jiān)控，同時(shí)

可以通過數(shù)據(jù)下發(fā)，通過主控實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)、汽車裝配線等機(jī)構(gòu)的

遠(yuǎn)程控制；

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5）完成主控系統(tǒng)與虛擬仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn)控制器對(duì)虛擬仿

真系統(tǒng)中數(shù)子模型的驅(qū)動(dòng)，同時(shí)能夠?qū)崟r(shí)獲取數(shù)字模型的運(yùn)行狀態(tài)。

完成任務(wù)3中(一)后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

（二）基于系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可視化設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析

按照任務(wù)書要求，完成生產(chǎn)設(shè)備、傳感系統(tǒng)和邊緣裝置等現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的

采集、處理與和可視化。

具體任務(wù)如下，包括但不限于以下具體功能：

1.皮帶運(yùn)輸機(jī)數(shù)據(jù)采集和web顯示；

2.裝配機(jī)器人實(shí)時(shí)關(guān)節(jié)坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和web顯示；

3.復(fù)合機(jī)器人當(dāng)前坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和web顯示，包括所在地圖的

實(shí)時(shí)位置、角度、運(yùn)行狀態(tài)、電量、電池電壓等；

4.汽車智能涂膠與裝配生產(chǎn)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和web顯示，包括裝

配機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)顯示（運(yùn)行、停止）、皮帶運(yùn)輸機(jī)狀態(tài)顯示（運(yùn)行、停

止）、步進(jìn)機(jī)構(gòu)當(dāng)前位置、步進(jìn)機(jī)構(gòu)當(dāng)前速度；

5.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)車窗裝配控制按鈕功能、輪轂運(yùn)輸啟動(dòng)控

制按鈕功能等。

完成任務(wù)3中(二)后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

（三）數(shù)字模型驅(qū)動(dòng)與虛擬調(diào)試

按照任務(wù)書要求，根據(jù)任務(wù)2的設(shè)計(jì)規(guī)劃和驗(yàn)證結(jié)果。通過程序編寫

和調(diào)試，對(duì)智能生產(chǎn)數(shù)字化控制系統(tǒng)進(jìn)行虛擬聯(lián)調(diào)，完成虛擬調(diào)試下的

產(chǎn)品虛擬加工生產(chǎn)。

具體要求如下：

通過HMI或工業(yè)APP啟動(dòng)運(yùn)行流程，完成虛擬模型的“智能制造控制

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系統(tǒng)生產(chǎn)加工全流程”調(diào)試，數(shù)字模型由實(shí)體控制器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。虛擬調(diào)

試運(yùn)行過程中，桌面實(shí)物機(jī)構(gòu)處于靜止?fàn)顟B(tài)。

完成任務(wù)3中(三)后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)4：智能制造控制技術(shù)綜合應(yīng)用

任務(wù)描述：根據(jù)任務(wù)書給定的任務(wù)要求，基于智能制造控制技術(shù)平

臺(tái)工業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景，通過綜合操作、編程和調(diào)試，對(duì)平臺(tái)

設(shè)備進(jìn)行數(shù)字驅(qū)動(dòng)賦能和綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)基于生產(chǎn)數(shù)字驅(qū)動(dòng)技術(shù)平臺(tái)的

完整工藝生產(chǎn)流程，全流程體現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)核心設(shè)備的協(xié)同管理與監(jiān)控以及全

生產(chǎn)過程的數(shù)字孿生同步。

（一）數(shù)字驅(qū)動(dòng)技術(shù)的項(xiàng)目應(yīng)用

結(jié)合任務(wù)書內(nèi)容，繪制基于智能制造控制數(shù)字驅(qū)動(dòng)技術(shù)的綜合應(yīng)用

平臺(tái)技術(shù)要素實(shí)施邏輯架構(gòu)圖。

以實(shí)際項(xiàng)目為依據(jù)，依托數(shù)字孿生技術(shù)貫穿整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施。服務(wù)于

項(xiàng)目的完整生命周期。主要包含方案設(shè)計(jì)技術(shù)論證階段；設(shè)計(jì)實(shí)施系統(tǒng)

調(diào)試階段；生產(chǎn)制造運(yùn)行維護(hù)階段。

請(qǐng)根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施不同階段數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，繪制數(shù)字技術(shù)在智能控

制系統(tǒng)中的實(shí)施邏輯架構(gòu)圖，并以PDF文件保存到指定文件夾。

完成任務(wù)4中(一)后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

（二）智能制造控制系統(tǒng)綜合調(diào)試

按照任務(wù)書要求，通過綜合操作、編程和調(diào)試，通過綜合操作、編

程和調(diào)試，對(duì)平臺(tái)設(shè)備進(jìn)行數(shù)字驅(qū)動(dòng)賦能和綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)基于生產(chǎn)數(shù)

字驅(qū)動(dòng)技術(shù)平臺(tái)的完整工藝生產(chǎn)流程。

通過對(duì)PLC、機(jī)器人、數(shù)控系統(tǒng)、移動(dòng)機(jī)器人等單元進(jìn)行程序設(shè)計(jì)

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和調(diào)試，完成1套完整汽車模型的自動(dòng)生產(chǎn)。

具體任務(wù)要求如下：

1.運(yùn)行準(zhǔn)備要求如下：

1）待組裝的3個(gè)汽車模型放置在倉儲(chǔ)單元汽車庫位；

2）3個(gè)車窗零件放置在倉儲(chǔ)單元車窗庫位；

3）6個(gè)輪胎放置在倉儲(chǔ)單元的輪胎庫位；

4）6個(gè)毛坯輪轂放置在倉儲(chǔ)單元的輪胎庫位；

5）機(jī)器人調(diào)整到安全位置。

2.汽車輪轂加工工序如下：

1）復(fù)合機(jī)器人從毛坯輪轂倉位取出代加工的輪轂；

2）復(fù)合機(jī)器人將毛坯輪轂運(yùn)輸?shù)綌?shù)控加工單元上下料位置；

3）復(fù)合機(jī)器人將毛坯輪轂放置數(shù)據(jù)加工單元；

4）數(shù)控加工單元完成輪轂加工；

5）復(fù)合機(jī)器人將加工完成的輪轂從數(shù)控加工中心取出；

6）復(fù)合機(jī)器人將成品輪轂運(yùn)輸?shù)狡囍悄芡磕z與裝配生產(chǎn)單元皮帶

運(yùn)輸機(jī)入口處。

3.汽車組裝工序如下：

1）汽車裝配線滑臺(tái)運(yùn)行到汽車上下料位置；

2）機(jī)器人將汽車模型搬運(yùn)至汽車模型裝配線；

3）機(jī)器人獲取車窗，完成車窗涂膠；

4）汽車模型運(yùn)行至車窗裝配工位；

5）機(jī)器人完成車窗裝配；

6）皮帶運(yùn)輸機(jī)將成品輪轂運(yùn)輸?shù)侥┒?s后停止；

7）機(jī)器人分別獲取輪胎、輪轂并在輪胎組裝工位完成車輪組裝；

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8）機(jī)器人將組裝完的車輪放置到汽車裝配線的汽車輪胎裝配機(jī)構(gòu)上；

9）汽車模型運(yùn)行至車輪裝配工位后完成車輪組裝；

10）汽車組裝完成后，汽車裝配線將汽車模型運(yùn)輸?shù)狡囅戮€工位；

11）機(jī)器人將汽車模型放回倉儲(chǔ)單元的汽車庫位；

12）汽車裝配完成。

完成任務(wù)4中(二)后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

（三）智能制造控制系統(tǒng)虛實(shí)同步

按照任務(wù)書要求，通過實(shí)物機(jī)構(gòu)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)數(shù)字模型，全流

程展現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)核心設(shè)備的協(xié)同管理與監(jiān)控以及全生產(chǎn)過程的數(shù)字孿生。

要求：當(dāng)智能制造生產(chǎn)系統(tǒng)加工輪胎時(shí)，數(shù)字模型的運(yùn)行與實(shí)物一

致，不出現(xiàn)超前運(yùn)行的情況。跟隨流程，無明顯滯后和延遲。

完成任務(wù)4中(三)后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)五：智能制造控制可靠性分析

任務(wù)描述：借助低代碼開發(fā)平臺(tái)，通過工業(yè)APP相應(yīng)功能開發(fā)和調(diào)

試，并結(jié)合邊緣計(jì)算單元對(duì)加工過程的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)控和優(yōu)化

分析，并通過數(shù)字孿生系統(tǒng)，在小批量多件加工生產(chǎn)下對(duì)智能制造控制

關(guān)鍵設(shè)備、生產(chǎn)質(zhì)量等進(jìn)行可靠性分析。

（一）數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集

按照任務(wù)書要求，配置邊緣端設(shè)備與本地云平臺(tái)通信網(wǎng)絡(luò)，完成數(shù)

控系統(tǒng)與邊緣端設(shè)備的通信。

（1）配置邊緣端參數(shù)、數(shù)控機(jī)床參數(shù)和云平臺(tái)服務(wù)器參數(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)

據(jù)的互聯(lián)互通；

（2）通過云平臺(tái)搭建數(shù)控加工單元的監(jiān)控系統(tǒng)，以及參數(shù)配置，進(jìn)

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行數(shù)據(jù)可視化展示。數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)控和顯示要求如下（包括但不限于

以下內(nèi)容）：

1）數(shù)控系統(tǒng)機(jī)械坐標(biāo)，數(shù)值型控件顯示；

2）數(shù)控系統(tǒng)絕對(duì)坐標(biāo)，數(shù)值型控件顯示；

3）數(shù)控系統(tǒng)相對(duì)坐標(biāo)，數(shù)值型控件顯示；

4）主軸轉(zhuǎn)速，顯示10s內(nèi)的轉(zhuǎn)速變化；

5）進(jìn)給倍率，數(shù)值型控件顯示；

6）程序號(hào)，字符形式顯示。

完成任務(wù)5中(一)后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

（二）工業(yè)APP應(yīng)用開發(fā)

按照任務(wù)書要求，對(duì)邊緣計(jì)算單元進(jìn)行相關(guān)配置，通過對(duì)工業(yè)APP

相應(yīng)功能開發(fā)和調(diào)試實(shí)現(xiàn)加工過程的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)控和加工過

程可靠性分析。

APP功能需求如下（包括但不限于以下內(nèi)容）

1.APP采集數(shù)控機(jī)床的主軸的電流、電壓、以及振動(dòng)等并顯示。

數(shù)控機(jī)床振動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控：實(shí)時(shí)振動(dòng)數(shù)據(jù)（10s區(qū)間），采樣區(qū)間內(nèi)采

樣點(diǎn)不少于10個(gè)。

主軸電流、電壓實(shí)時(shí)監(jiān)控：在同一個(gè)二維坐標(biāo)系下進(jìn)行主軸電流和

電壓的顯示。橫軸為時(shí)間軸，縱軸為數(shù)值軸（每個(gè)刻度對(duì)應(yīng)數(shù)字選手自

定），按下采樣按鈕后，開始記錄20s內(nèi)的電流、電壓變化，并生成變化

曲線。電流曲線顏色為黃色，電壓曲線顏色為紅色。

2.系統(tǒng)預(yù)測(cè)性維護(hù)與報(bào)警提醒功能開發(fā)

刀具管理提醒：設(shè)定刀具使用壽命，錄入如刀具當(dāng)前使用次數(shù)，系

統(tǒng)根據(jù)刀具使用情況分等級(jí)進(jìn)行維護(hù)提醒。完成刀具維護(hù)后，當(dāng)前刀具

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使用次數(shù)清零。生成刀具維護(hù)記錄。

系統(tǒng)異常報(bào)警：人為觸發(fā)各單元急停，APP進(jìn)行報(bào)警提示，提示信

息包含報(bào)警內(nèi)容，報(bào)警工位以及報(bào)警時(shí)間。并生成報(bào)警記錄。

將開發(fā)完成的APP在服務(wù)器上進(jìn)行發(fā)布，通過選手設(shè)計(jì)電腦web端

進(jìn)行功能的驗(yàn)證和演示。

完成任務(wù)5中(二)后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

（三）智能制造控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與仿真

按照任務(wù)書要求，通過數(shù)字孿生系統(tǒng)，對(duì)智能制造控制關(guān)鍵設(shè)備、

生產(chǎn)質(zhì)量等進(jìn)行可靠性分析。

具體任務(wù)要求如下：

1.汽車模型裝配流程生產(chǎn)效率分析與優(yōu)化

分別按照以下兩種裝配流程，通過仿真軟件完成全流程的仿真運(yùn)行

演示。并根據(jù)裝配流程各環(huán)節(jié)時(shí)序繪制甘特圖，并對(duì)這兩種流程進(jìn)行優(yōu)

劣分析。

運(yùn)行準(zhǔn)備