2021年11月2日-5日,由中国机械工程学会主办、同济大学、上海犀浦智能系统有限公司等承办的中国大学生机械工程创新创意大赛第四届智能制造赛,在上海临港海洋科技广场成功举办,由我校机电学院董嘉伟老师带领机电学院学生吴俊杰、罗尹宁、龙玉峰、李仁裕与信息学院学生顾纪鸣一起参加了此次全国总决赛。
智能制造是信息技术与制造技术的深度融合,是生产组织方式与商业模式的创新变革,也是生产与制造的核心竞争力。本届大赛以智能产线为依托,从实际工业应用场景出发,综合考察选手应用数字化、网络化、智能化等新技术解决智能生产的复杂问题的能力,以及学生的创新能力与团队合作意识。
由2020年教育部产学合作协同育人项目《新工科背景下智能制造专业群人才培养模式研究》资助建设的超星课程《智能制造生产系统数字化驱动技术》以数字孪生与仿真技术为主线,包含了智能制造领域关键技术,实现智能制造全过程数字化驱动,并优化生产节拍时间和过程顺序。机电学院和信息学院40余位学生选修该课程,完成线上学习和线下训练,通过校内预选赛最终选拔出两支队伍参加本次大赛。
在本次大赛中,我校参赛队“你说的都对”队伍脱颖而出,共计斩获7个奖项,分别是:
1.市赛综合成绩一等奖
2.全国总决赛本科组综合成绩二等奖
3.本科组生产系统集成与调试赛项一等奖
4.本科组工业网络组网与网络安全赛项一等奖
5.本科组数字孪生与仿真赛项二等奖
6.本科组生产系统分析与优化赛项三等奖
7.摩莎科技工业以太网助理工程师培训证书
本次大赛比赛内容主要有以下几个方面:
赛项一、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)
赛项二、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
赛项三、生产系统集成与调试、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)
比赛设备:上海犀浦虚实融合智能制造实训平台
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。
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:
1.Process Simulate的基本操作、PLC编程、虚拟调试及虚实联动。
2.博图软件的使用、硬件组态、PLC编程
3.伺服驱动与堆垛机运动控制
4.HMI人机界面设计
5.RFID通讯与数据读写
6.传送线运动控制
7.传感器信号采集
8.工站整体联调
评分规则:评委专家根据结果现场打分,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