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

定制

机架尺寸1400mm*800mm*2150mm(长**高),立体仓库货位16

2

堆垛机

1

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

西门子

1S7-1500 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

西门子

V90伺服电机及控制器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

图尔克

2RFID读写器;

1RFID总线模块;

1个数据载体;

6

触摸屏

1

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

西门子

旋转按钮;

按钮:

急停按钮;

8

直流24V稳压电源

1

西门子

24V稳压电源  5A

9

输送电机及调速器

2

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

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

定制

机架尺寸1400mm*800mm*2150mm(长**高),立体仓库货位16

2

堆垛机

1

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

西门子

1S7-1500 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

西门子

V90伺服电机及控制器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

图尔克

2RFID读写器;

1RFID总线模块;

1个数据载体;

6

触摸屏

1

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

西门子

旋转按钮;

按钮:

急停按钮;

8

直流24V稳压电源

1

西门子

24V稳压电源  5A

9

输送电机及调速器

2

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

亚德客

分别控制出库输送机挡停及入库输送机挡停;