全國服務型制造應用技術技能大賽決賽競賽-計算機程序設計員（個性定制與設計服務）競賽平臺主要設備技術標準（指導版）

附件7

2022年全國行業(yè)職業(yè)技能競賽

——全國服務型制造應用技術技能大賽決賽

計算機程序設計員（個性定制與設計服務）

競賽平臺主要設備技術標準

（指導版）

大賽組委會技術工作委員會

二〇二二年十一月

2022年全國行業(yè)職業(yè)技能競賽

——全國服務型制造應用技術技能大賽決賽

計算機程序設計員（個性定制與設計服務）

競賽平臺主要設備技術標準

一、技術平臺簡介

本賽項“個性化定制與設計服務平臺”主要包括“個性化訂單管

理系統(tǒng)”、“協(xié)同設計服務系統(tǒng)”、“產品設計驗證系統(tǒng)”、“生產

數字化服務系統(tǒng)”4個功能系統(tǒng)。其中，“個性化訂單管理系統(tǒng)”主

要針對客戶多批次、小批量、個性化等需求特性，進行統(tǒng)計、梳理、

分析和交互確認，形成準確體現客戶定制要素的產品訂單及其相應的

信息庫，為下一步的個性化設計服務提供必要基礎；“協(xié)同設計服務

系統(tǒng)”主要是以客戶確認的產品訂單信息為依據，通過常見的產品形

狀設計、結構設計、功能分析、工藝設計、創(chuàng)意設計等軟件工具的集

成應用，輔以全流程的客戶交互協(xié)同設計，完成個性定制產品的數字

化設計，形成“數據包”；“產品設計驗證系統(tǒng)”主要利用相應的數

字虛擬仿真技術和加工設備，對客戶定制產品的設計數據、個性要素、

訂單信息等進行試驗、試制、評價，為客戶提供優(yōu)化設計和驗證服務；

“生產數字化服務系統(tǒng)”主要是依據“產品個性化、設計數字化、工

藝數據化、制造智能化”的技術要求和生產規(guī)范，基于已形成的客戶

定制產品設計與驗證結果，進行產品生產數字化工藝文件、管理文件

編制，提供智能排產、柔性加工、可視化管理和場景搭建、品質保證

整體解決方案。平臺系統(tǒng)功能模塊如圖1所示。

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個性化訂單協(xié)同設計產品設計生產數字化

管理系統(tǒng)服務系統(tǒng)驗證系統(tǒng)服務系統(tǒng)

訂單信息采集設計數據分析虛擬仿真加工生產加工管理

客戶需求分析方案協(xié)同設計增材制造仿真設備配置管理

交互協(xié)同處理設計數據服務物料配送管理

訂單數字化管理產品設計軟件檢驗檢測管理

圖1平臺系統(tǒng)功能模塊

二、技術平臺主要設備配置

個性化定制與設計服務平臺主要配置清單見下表。

表1個性化定制與設計服務平臺主要配置清單

序號設備名稱數量單位備注

1個性化訂單管理系統(tǒng)1套參考具體技術參數

2協(xié)同設計服務系統(tǒng)1套參考具體技術參數

3產品設計驗證系統(tǒng)1套參考具體技術參數

4生產數字化服務系統(tǒng)1套參考具體技術參數

三、技術平臺主要設備技術參數

個性化定制與設計服務平臺主要設備的技術參數如下：

（一）個性化訂單管理系統(tǒng)

1.總體要求

個性化訂單管理系統(tǒng)是客戶與企業(yè)的信息交互平臺，通過此系

統(tǒng)，客戶可提出自己個性化定制想法與需求，包括產品性能要求、供

貨周期、售后質量要求等，企業(yè)可根據用戶意見，結合產品設計、制

造工藝、企業(yè)生產情況等進行具體引導與細化，雙方完善項目個性需

求，形成產品數字化訂單，明確設計輸入（包括個性定制設計所需的

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圖紙、個性需求、交付方式、產品技術參數等技術資料）；企業(yè)通過

此系統(tǒng)可以完成客戶需求分析、客戶訂單內部流轉、確認訂單狀況和

詳細明細、訂單進度管理等。

2.系統(tǒng)功能要求

個性化訂單管理系統(tǒng)主要分為訂單信息采集、客戶需求分析、交

互協(xié)同處理、訂單數字化管理4個功能模塊。

（1）訂單信息采集

1）客戶下單。用戶登錄系統(tǒng)后，調用標準的個性化定制設計訂

單模板，根據個人需求進行在線下單，提交產品個性定制要求文檔，

包括性能要求、使用場景、項目周期、參考圖樣等技術資料。

2）確認訂單。企業(yè)與客戶通過系統(tǒng)交互溝通，確認用戶的真實

需求，并能完善落實成符合企業(yè)規(guī)范的定制服務訂單，雙方在線簽章

生成電子訂單，確認訂單啟動項目。

（2）客戶需求分析

通過系統(tǒng)訂單分析系統(tǒng)，明確用戶需求，把用戶想法拆分成標準

的幾個需求項目，并給予相關權重，匹配相應設計服務人員，給出人

員設計工作量分析評估，提交訂單報價和工期。

（3）訂單信息交互

在客戶與企業(yè)之間搭建協(xié)同交互平臺，在相應權限范圍內對訂單

進行修改、完善、確認；搭建溝通平臺，客戶與企業(yè)圍繞訂單完善產

品數字化訂單所需的圖紙、樣本、個性需求、交付方式等技術資料及

參數進行信息交互。

（4）訂單數字化管理

訂單數字化管理功能，實現從個性化定制訂單到原材料采購、生

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產、出貨的全過程管理，不同業(yè)務流程可以按照企業(yè)的業(yè)務流程進行

設置，并實現可視化展現；具有標準業(yè)務流程，各階段完成時，可以

通知給下一階段的負責人；根據業(yè)務訂單拆分成設計任務書、生產計

劃書等文件，并實現技術資料的關聯(lián)。

（二）協(xié)同設計服務系統(tǒng)

協(xié)同設計服務系統(tǒng)包括協(xié)同設計服務平臺和產品設計軟件，具體

如下：

1.協(xié)同設計服務平臺

（1）總體要求

1）全中文操作界面。

2）支持Windows系統(tǒng)平臺，支持數據庫SQLServer。

3）系統(tǒng)具有開放性，能夠與“個性化訂單管理系統(tǒng)”、“產品

設計驗證系統(tǒng)”、“生產數字化服務系統(tǒng)”有效集成。

4）與企業(yè)實際設計制造流程相符。

2.系統(tǒng)功能要求

功能主要分為文檔管理、數據集成、產品管理、流程管理、任務

管理、設計數據分析與服務6個模塊。

（1）文檔管理

1）圖文檔管理。軟件采用電子倉庫的方式，對所有的圖紙、Office

文件、圖片、加工代碼文件、CAM軟件文件等電子文檔進行集中管理。

2）圖文檔瀏覽。系統(tǒng)支持對二維CAD文件（DWG格式）、三維

CAD文件、圖片、Office文檔等多種電子文件在線瀏覽。

3）數據檢索?？梢愿鶕鞣N模糊組合條件快速查詢產品、零件、

圖紙、文檔等各種資源，查找到資源后可以直接定位，可以對數據進

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行重用。

4）打印管理。DWG格式圖紙發(fā)布時可選擇轉成PDF格式文件進

行發(fā)放，同時支持導出時設置帶水印導出。

（2）數據集成

1）二維CAD集成。實現提取二維CAD裝配圖明細表信息，生成

產品結構樹；實現二維CAD的出庫啟動對應軟件，入庫更新文件；實

現DWG格式文件的在線瀏覽。

2）三維CAD集成?？梢约沙Ｓ萌SCAD軟件，實現三維CAD

的出庫啟動對應軟件，入庫更新文件。

3）EXCEL集成?？梢詫隕XCEL報表，生成產品結構樹，根據

導入的產品代號與系統(tǒng)零部件做對比，判斷其為自制件、借用件、標

準件的信息。

4）MES系統(tǒng)集成。和MES系統(tǒng)進行集成，通過導入報表、數據

庫交互等方式實現與MES系統(tǒng)的集成。

5）CAM數據集成?？梢约沙Ｓ肅AM軟件，實現三維CAD的出

庫后啟動對應軟件，進行CAM編程，完成后，將CAM軟件文件和代碼

文件入庫。

（3）產品管理

1）產品結構管理。以結構樹的方式顯示產品的裝配組成關系，

以結構樹為中心管理產品、零部件、圖紙等。

2）產品庫管理。在產品結構樹的基礎上，建立同類產品的系列

產品庫，以實現產品借用、改型設計等。

3）BOM表管理?？梢詫崿FBOM表設計、BOM借用與配置、零部件

變化引起B(yǎng)OM版本的自動更新等；可以輸出產品結構對應的各種BOM

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表，如零部件匯總表、自制件表等。

4）改型設計。在產品結構樹的基礎上，可以進一步實現產品的

改型設計：可拷貝原產品結構樹，采用復制或者借用的方式，生成可

更改的新零件或者直接借用的零件。

5）工藝編制。系統(tǒng)具有工藝編制模塊，可以進行工藝編制，基

礎信息從零部件基本信息中自動提取，工藝路線、工藝參數可以在頁

面中填寫。

（4）流程管理

1）流程定義。具有流程圖形化定義工具，賽場將根據競賽要求

定義好競賽流程模板，選手直接調用。工作節(jié)點可以是順序執(zhí)行、同

步執(zhí)行或者回退執(zhí)行。

2）流程監(jiān)控。可以監(jiān)控流程的狀態(tài)、進程、相關負責人、完成

時間等。

3）流程統(tǒng)計?？梢越y(tǒng)計不同人員完成流程工作的相關數據。

4）任務提醒。任務到達后可以自動提醒相關人員完成工作。

（5）任務管理

1）支持任務接收和任務提交。

2）工作提醒。工作郵件、業(yè)務流程、工作計劃、未完成的圖文

檔（檢出文件列表）、公告首頁集中提醒。

3）溝通管理平臺。包括即時消息、通訊錄、郵件、公告、審批、

收發(fā)管理、報告、任務管理、文檔管理、工作圈等功能。

（6）設計數據分析與服務

1）分析客戶個性化定制產品數字化訂單及其需求特性資料，形

成產品初步設計方案，明確需要與客戶進行交互協(xié)同設計的工作內

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容。

2）設計數據與產品訂單信息進行比對分析，得到設計任務完成

情況分析報告。

3）根據客戶設計需求、加工意愿，編制數字化設計與制造解決

方案，提交給用戶。

3.產品設計軟件

（1）2D設計

1）軟件支持的加載應用程序包括LISP應用程序、VBA應用程序、

ZWCAD應用程序（ZRX、vls）在內的二次開發(fā)應用程序。

2）軟件支持快速出版功能PUBLISHRASTER，可以指定打印白邊

距的裁剪范圍，能夠設置包括RGB、CMYK、單色等色彩空間，出版尺

寸可以自定義設置，圖片分辨率從100-300DPI可選，能夠支持預覽

功能。

3）軟件支持導入PDF格式，PDF文件輸入到軟件中直接變成可

編輯的圖線。

4）軟件具有工具選項面板，工具選項面板可以通過組合快捷鍵

調用，包含命令工具樣例、建筑、繪圖、電力、填充圖案、機械和建

模等標簽。

5）軟件支持dwg、dxf、dwt、dwf、dwfx、dws的文件格式，同

時用戶可以根據需求自行定制dwt格式樣板文件，支持輸出wmf、sat、

bmp、dwf、dwfx、dgn、stl、svg等格式文件。

6）軟件能夠識別鼠標連續(xù)運行軌跡的差異來輸入的命令。例如，

用鼠標右鍵在繪圖區(qū)域畫出字母“C”，系統(tǒng)則自動執(zhí)行圓（Circle）

命令。

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7）軟件可將Office軟件中的文字或圖片內容復制后直接粘貼到

軟件中，軟件繪制的圖形也可以直接粘貼到Office中，無需通過中

間文件進行轉換。

8）軟件具有智能標注功能，可以根據選擇實體對象的不同，自

動進行長度、直徑或半徑的標注設置。標注過程會實時進行命令提示

可以在不同標注方式中任意選擇。

9）軟件標準庫中一級目錄的種類包含66類別的標準件，如：螺

栓、螺釘、氣缸、線性滑軌、電動機、減速機、變壓器、起重件、操

作件、輸送件、模具（包括塑料、沖壓）結構標準件，以及數控機床

標準件、汽車行業(yè)標準件、重工行業(yè)標準件、GB標準法蘭、HG化工

法蘭、CB船用法蘭、JB機械法蘭、SH石化法蘭、EN歐洲法蘭、ASME

美國法蘭、NB能源行業(yè)標準件等各種行業(yè)標準件，支持參數化設計。

10）軟件可以調用超級符號庫，超級符號庫中包含4種符合國家

標注符號內容，包括液壓氣動符號庫、電氣符號庫、機構運動符號庫、

金屬結構件。同時在軟件中用戶可以建立自己的符號庫，并可以重復

調取，并且支持在調用過程中調整比例。

（2）3D設計加工

1）軟件支持實體與曲面的混合建模方式，具體表現為支持實體

的建模命令如打孔、布爾運算等命令可以應用在曲面上，支持實體直

接與曲面進行布爾運算操作。

2）提供多角色設置，包括初級、中級、高級、專家4種角色配

置，根據使用者能力的不同，自行選擇適合的角色。能夠滿足教學多

樣化需求，所有角色配置均可自定義，包括新建角色配置自定義、保

存、導入和導出等。

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3）軟件可直接一鍵導入和復制/粘貼ZWCAD圖形中的二維輪廓到

三維軟件的草圖或工程圖內，復制后的圖形輪廓可以直接調用來編輯

及建模。

4）軟件支持將jpg、png等格式圖片轉換成圖線，可以直接調用

轉換后的圖線進行編輯和建模。

5）軟件具有鈑金模塊，包含對鈑金的基本設置，可以進行全凸

緣、輪廓凸緣、局部凸緣、褶彎凸緣、放樣鈑金、掃掠凸緣、沿線折

疊、轉折等鈑金特征的創(chuàng)建，能夠創(chuàng)建凹陷、增加百葉窗等。支持鈑

金零件的展開或折疊。支持將鈑金展開圖投影到二維工程圖模塊中，

可以自動顯示折彎線、生成折彎角度和折彎半徑等信息，方便加工。

可直接把展平圖樣輸出成dwg/dxf格式方便切料加工。

6）軟件能夠提供固定和連接各型材的焊接件設計功能，提供了

包括DIN、GB、ISO、JIS標準在內的4種常用國際標準的焊接結構件。

同時還提供包括三角形和多邊形等類型的腳撐板、用于封閉結構構件

的頂端蓋、連續(xù)的或間隙性的焊縫等結構特征。

7）軟件能夠提供模具項目管理功能，可以根據不同的產品結構

特點來區(qū)分型芯與型腔區(qū)域，對各區(qū)域用不同的顏色進行標記?？梢?/p>

通過參數化設計流道、澆口、滑塊頭、斜頂、虎口等結構；模具標準

件庫功能提供主流廠商的模具標準件庫，標準件庫包含模架、頂針、

司筒、定位環(huán)、螺釘等各種模具標準件，模架種類包含FCPK、FUTABA、

HASCO、LKM、MEUSBURGER、RABOURDIN、DME等廠家的產品，模具模

塊注重于滿足專業(yè)模具設計流程，簡化設計步驟，使用戶更專注于設

計之中。

8）軟件支持二軸、三軸、五軸以及鉆孔編程方式，也包含二軸

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和三軸Volumill高速動態(tài)加工方式?？梢愿鶕卣鬟x擇不同的策略

進行加工編程，支持根據不同的策略自動選取刀具類型，保證用戶可

以合理排布切削工藝，生成加工刀路軌跡。

9）軟件支持GSK、HNC、FANUC、KND、SINUMERIK等常用數控銑、

數控車后處理文件。支持通過界面或者腳本語言的形式讓用戶自己配

置后處理。

10）軟件內置“工藝電子表格”功能，可以將所有工序的參數以

類似EXCEL表格的形式展示，支持導出為csv格式表格，方便快速查

看和編輯整體參數；單元格中所有工序的每一個參數均可實現快速編

輯功能，單擊表格中的對應參數，就可以在彈出的對話框中進行編輯

修改。支持自定義EXCEL等格式的工藝清單，輸出工藝清單指導數控

加工。

11）軟件支持導入導出點云數據格式，如STL、OBJ、txt、asc、

csv、dat、exp、pts、xyz等格式，軟件支持快速生成三角網格面或

曲面，支持編輯點塊、網格。軟件具備通過截面線、跟蹤區(qū)域、測地

線路徑、跟蹤尖銳邊、跟蹤輪廓等方式創(chuàng)建曲線。

12）創(chuàng)建基準面時通過輸入數據的方式精準定位基準面位置，可

以通過拖拽基準面的方式來改變基準面大小，同時可根據用戶需求支

持自定義基準面顏色、邊界線寬和線型屬性。

（3）結構仿真

1）軟件包括線性靜力分析、非線性靜力分析、屈曲分析、模態(tài)

分析、穩(wěn)態(tài)傳熱、瞬態(tài)傳熱以及動力學分析等模塊。

2）仿真維度涵蓋三維實體以及一維梁單元和二維殼單元。

3）靜力分析、屈曲分析以及模態(tài)分析中，可施加的約束類型為

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“固定約束”、“滾軸/滑塊約束”以及“用戶自定義約束”；可施

加的載荷類型為“力”、“壓力”和“扭矩”，在載荷中用戶可自定

義力和扭矩施加在點、線或者面之上。

4）傳熱分析中可施加的邊界條件包括“溫度”、“熱功率”、

“熱流”、“對流”和“熱輻射”。

5）可實現裝配體“綁定”接觸。

6）用戶可自選一階或二階網格，支持裝配之間兼容網格。

7）用戶可自選直接法或者間接法進行運算，軟件默認自動根據

模型來選擇。

8）對于屈曲和模態(tài)分析，用戶可自選子空間法、逆冪法、蘭索

斯法和雅可比法進行運算，軟件默認自動根據模型來選擇；用戶可自

選求解的模態(tài)階數。

9）后處理中，靜力分析可展示變形位移、應力、單位應變能和

約束反力；屈曲分析可展示屈曲變形及屈曲系數；模態(tài)分析可展示各

階模態(tài)形狀及頻率；傳熱分析可展示溫度及熱流。

10）后處理輔助功能包括動畫、鼠標點選任意位置計算結果以及

調整變形系數等。

11）可出具建模過程及結果分析報告。

（三）產品設計驗證系統(tǒng)

產品設計驗證系統(tǒng)包括虛擬仿真加工系統(tǒng)和增材制造虛擬仿真

軟件，具體性能要求如下：

1.虛擬仿真加工系統(tǒng)

（1）數控程序加工仿真

1）支持驗證3軸銑削、2軸車削程序的切削路徑仿真，包括類

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似刀位程序文件和G代碼程序文件。

2）支持銑削、鉆孔、車削、磨削的仿真。

3）提供包括Siemens、Fanuc、Heidenhain、Mazak等標準控制

系統(tǒng)庫。

4）支持控制系統(tǒng)的創(chuàng)建及修改功能。

5）支持仿真系統(tǒng)內所有模型（機床模型、夾具模型、零件模型、

加工模型等）的測量分析功能，能進行壁厚、槽寬、深度、距離、角

度、孔徑、殘留高度、特征/記錄、刀具軌跡等幾何信息的測量。

6）支持實時的機床加工狀態(tài)（主軸轉速、進給速度、坐標位置、

冷卻液狀態(tài)、工作平面、切削寬度、切削深度、切削時間、空切時間

等信息）顯示。

7）支持檢查加工過程中發(fā)生的各種錯誤（刀柄碰撞、過切、快

速進給切削等），并且錯誤信息與加工位置、數控程序行及加工狀態(tài)

自動匹配。

（2）機床仿真

1）支持數控機床完整的軸運動及切削過程仿真，包括線性軸、

回轉軸、主軸回轉、中心架、尾座、自動送料機構等組件的仿真。

2）支持組件間的碰撞、干涉檢查，并可以設置任意組件間的安

全距離。

3）支持銑削、鉆孔、車削、磨削的仿真。

4）支持完整的刀具換刀動作仿真，并可以檢查刀具鏈上刀具長

度是否合規(guī)。

5）支持多個附件頭的加工仿真，包括附件頭的自動更換動作及

對應的換刀動作。

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2.增材制造虛擬仿真軟件

（1）軟件功能

1）具有激光熔融學習模式和考核模式。

2）可以選擇選擇激光熔融打印模型。

3）可以模擬選取防護裝備及工具。

4）可以模擬激光熔融設備操作，包括開啟冷水機，選擇冷水機

開啟參數設定，啟動IGAM-Ⅰ，打開工作腔，安裝打印基板，安裝橡

膠刮刀等。

5）可以模擬設備調試，進行設備調平，塞尺調平，送粉缸和工

作缸調試，進行鋪粉，打開進氣閥，打開過濾等調試模擬。

6）可以進行金屬3D打印、零件進行后處理整個過程模擬仿真。

7）可以自動生成模擬考核成績。

（四）生產數字化服務系統(tǒng)

主要包括生產加工管理、設備配置管理、物料配送管理、檢驗檢

測管理4個功能模塊，具體如下：

1.生產加工管理

（1）BOM管理。根據給定的2D（DWG）文件，生成EBOM（工程

報表）、PBOM（工藝報表）和數控加工工藝文件，手動修改EBOM或

PBOM后可自動更新工藝卡。

（2）排程管理。排程管理模塊包括手動排程、自動排程和程序

管理。

1）手動排程

a）根據加工和成形需要選擇手動排程，生成工件的加工工序和

成形工序。

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b）通過排列組合，完成零件的加工。