2021中国大学生机械工程创新创意大赛——第四届智能制造赛
第二轮比赛赛项说明
（一) 研究生组赛项说明
赛项：智能生产系统创新与优化 |
时间：15-20分钟/队
比赛形式：各赛队现场展示及讲解报告PPT（10-15分钟），并答辩（5分钟)
报告要求：
报告应该包含以下内容
题目理解及主要思路；数据预处理（包含特征处理）；模型选择 ；模型训练（包含数据集划分）；模型优化、结果说明与分析；归纳总结 。
答辩要求：针对ppt提出问题，要求能够正确、有条理、在规定时间内完成回答。
评分方法：由评委组专家打分，取平均分。
（二）本科组赛项说明
赛项：工业网络组网与网络安全 |
比赛时间：120分钟
比赛形式：现场答题，现场评分
软件及工具：Office软件（Word、PowerPoint、Excel、Visio或其他可编辑Word文档、绘制流程图、网络设计图等的工具软件），工具软件（EDSConfig，MXview等配置工具软件）
赛题方向：在掌握工业网络组网与网络安全基础知识的前提下，能够分析工业场景需求，进行网络设计、网络配置等应用。
考察范围：
网络通讯原理、以太网组网与配置、工业网络设计方法、网络安全设计与配置、工业交换机与路由器配置。
评分规则：评委专家对结果现场打分，取平均分
比赛设备清单：
工业交换机3台(MOXA EDS-510A系列)
工业路由器2台(MOXA EDR-810-VPN-2GSFP)
工业电源2台(MOXA HDR-60-24)
赛项：数字孪生与仿真 |
比赛时间：180分钟
比赛形式：现场答题，现场评分
软件及工具：
西门子Tecnomatix v16.0-Process Simulate（自备）、西门子博图v16（自备）、PLCSIM Advanced 3.0（自备）
赛题方向：根据工艺流程要求对数字孪生模型进行配置、定义，使其能对PLC程序进行验证和虚拟调试，并能建立与物理产线的数据通讯，实时采集状态数据，实现虚实同步。
考察范围：
Process Simulate的基本操作、PLC编程、虚拟调试及虚实联动。
评分规则：评委专家根据结果现场打分，取平均分
赛项：系统集成与调试 |
比赛时间：180分钟
比赛形式：现场答题并评分
比赛设备：上海犀浦虚实融合智能制造实训平台，详见设备清单
比赛方向：根据要求完成设备的组装、PLC编程、调试，并与数字孪生建立通讯，实现实时数据采集。
考察范围：
博图软件的使用、硬件组态、PLC编程
伺服驱动与堆垛机运动控制
HMI人机界面设计
RFID通讯与数据读写
传送线运动控制
传感器信号采集
工站整体联调
评分方法：
评委现场根据结果进行打分，取平均分。
电脑及软件配置：
各赛队应自带至少2台电脑，电脑配置最低要求如下：
处理器： CoreTM i5-3320M 3.3 GHz 或者相当
内存：16G
硬盘：300 GB SSD
图形分辨率：最小 1920 x 1080
1个以太网有线网口
每台电脑上应安装以下软件：
（1）博图 V16.0
（2）V90伺服驱动器HSP文件
（3）RFID GSD文件
设备清单：
仓储工站 | |||||
序号 | 名称 | 数量 | 单位 | 品牌 | 规格说明 |
1 | 机架 | 1 | 台 | 定制 | 机架尺寸1400mm*800mm*2150mm（长*宽*高），立体仓库货位16个 |
2 | 堆垛机 | 1 | 套 | 定制 | 自动堆垛机，单立柱单叉结构，可以实现三轴运动。传动方式：丝杆传动。 |
3 | PLC | 1 | 套 | 西门子 | 1个S7-1500 CPU 1511T-1 PN； 2个数字量输入模块，16 DI； 2个数字量输出模块，16 DQ； |
4 | 伺服及控制器 | 1 | 套 | 西门子 | V90伺服电机及控制器各3个，分别控制堆垛机的三轴运动。额定功率0.2KW-0.4KW，集成profinet接口，带增量式编码器、绝对值编码器 |
5 | RFID | 1 | 套 | 图尔克 | 2个RFID读写器； 1个RFID总线模块； 1个数据载体； |
6 | 触摸屏 | 1 | 台 | 西门子 | 新一代精简面板7寸触摸屏（西门子KTP700）， 6.5万色显示，集成Profinet接口 |
7 | 控制按钮 | 1 | 套 | 西门子 | 旋转按钮； 按钮： 急停按钮； |
8 | 直流24V稳压电源 | 1 | 台 | 西门子 | 24V稳压电源 5A |
9 | 输送电机及调速器 | 2 | 套 | 精研 | 电机及调速器各两台，分别控制出库输送带及入库输送带 |
10 | 电磁阀 | 2 | 个 | 亚德客 | 分别控制出库输送机挡停及入库输送机挡停； |
赛项：生产系统分析与优化 |
比赛时间：300分钟
比赛形式：现场答题并提交成果
软件及工具：编程语言不限（Python、C++、Java等）、OpenCV开发包（自备，根据语言安装不同的开发包）、安装PyTorch、Tensorflow等深度学习框架，并建议电脑配置支持CUDA运算的独立显卡。
赛题方向：
1.编写程序实现产品识别，包括产品颜色、字母、二维码等标识。
2.对给定的一组产品图像，综合运用图像处理算法、机器学习或深度学习算法，对图像进行处理和分析，识别产品加工、装配过程中的质量问题。
考察范围：
图像处理基础算法；
机器学习或深度学习算法的应用，包括训练、检验、预测等；
机器学习或深度学习算法在图像分析中的应用，包括模型选择、参数调优等；
高级编程语言编程及OpenCV、机器学习或深度学习算法的调用。
提交文件：PPT报告、分析结果，程序源代码（结果可复现）
评分依据：
PPT报告（30分）：问题理解、解题思路、运行说明、结果展示与分析
分析结果、程序源代码（70分）：测试数据的正确率及程序执行效率
评分规则：评委组打分，取平均分
（三）高职组赛项说明
赛项：工业网络组网与网络安全 |
比赛时间：120分钟
比赛形式：现场答题，现场评分
软件及工具：Office软件（Word、PowerPoint、Excel、Visio或其他可编辑Word文档、绘制流程图、网络设计图等的工具软件）），工具软件（EDSConfig，MXview等配置工具软件）
赛题方向：根据工业场景需求和给定的工业网络设计方案，对网络设备进行配置。
考察范围：
网络通讯原理、以太网组网与配置、工业网络设计方法、网络安全设计与配置、工业交换机与路由器配置。
评分规则：评委专家现场根据配置结果进行打分。
比赛设备清单：
工业交换机3台(MOXA EDS-510A系列)
工业路由器2台(MOXA EDR-810-VPN-2GSFP)
工业电源2台(MOXA HDR-60-24)
赛项：生产系统集成与调试 |
比赛时间：180分钟
比赛形式：现场答题并评分
比赛设备：上海犀浦虚实融合智能制造实训平台，详见设备清单
比赛方式：根据要求完成设备的组装、PLC编程、调试。
考察范围：
博图软件的使用、硬件组态、PLC编程
伺服驱动与堆垛机运动控制
HMI人机界面设计
RFID通讯与数据读写
传送线运动控制
传感器信号采集
工站整体联调
评分方法：
评委现场根据结果进行打分，取平均分。
电脑及软件配置：
各赛队应自带至少2台电脑，电脑配置最低要求如下：
处理器： CoreTM i5-3320M 3.3 GHz 或者相当
内存：16G
硬盘：300 GB SSD
图形分辨率：最小 1920 x 1080
1个以太网有线网口
每台电脑上应安装以下软件：
（1）博图 V16.0
（2）V90伺服驱动器HSP文件
（3）RFID GSD文件
设备清单：
仓储工站 | |||||
序号 | 名称 | 数量 | 单位 | 品牌 | 规格说明 |
1 | 机架 | 1 | 台 | 定制 | 机架尺寸1400mm*800mm*2150mm（长*宽*高），立体仓库货位16个 |
2 | 堆垛机 | 1 | 套 | 定制 | 自动堆垛机，单立柱单叉结构，可以实现三轴运动。传动方式：丝杆传动。 |
3 | PLC | 1 | 套 | 西门子 | 1个S7-1500 CPU 1511T-1 PN； 2个数字量输入模块，16 DI； 2个数字量输出模块，16 DQ； |
4 | 伺服及控制器 | 1 | 套 | 西门子 | V90伺服电机及控制器各3个，分别控制堆垛机的三轴运动。额定功率0.2KW-0.4KW，集成profinet接口，带增量式编码器、绝对值编码器 |
5 | RFID | 1 | 套 | 图尔克 | 2个RFID读写器； 1个RFID总线模块； 1个数据载体； |
6 | 触摸屏 | 1 | 台 | 西门子 | 新一代精简面板7寸触摸屏（西门子KTP700）， 6.5万色显示，集成Profinet接口 |
7 | 控制按钮 | 1 | 套 | 西门子 | 旋转按钮； 按钮： 急停按钮； |
8 | 直流24V稳压电源 | 1 | 台 | 西门子 | 24V稳压电源 5A |
9 | 输送电机及调速器 | 2 | 套 | 精研 | 电机及调速器各两台，分别控制出库输送带及入库输送带 |
10 | 电磁阀 | 2 | 个 | 亚德客 | 分别控制出库输送机挡停及入库输送机挡停； |