第十六届山东省职业院校技能大赛高职组“生产单元数字化改造”赛项样题.docx

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1、第十六届山东省职业院校技能大赛高职组“生产单元数字化改造”赛项样题选手须知：1 .任务书共27页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，并进行任务书的更换。2 .参赛队应在6小时内完成任务书规定内容。3 .任务书中只能填写竞赛相关信息，不得出现学校、姓名等与身份有关的信息或与竞赛过程无关的内容，否则成绩无效。4 .在完成任务过程中，请及时保存程序及数据。比赛结束前，请选手自行备份项目程序及文件至“E:赛位号”文件夹。5 .选手在竞赛过程中创建的录屏文件、源程序、表格、图片等文件必须存储至E:赛位号”文件夹下，未存储到指定位置的文件均不予给分。文件夹需要自己新建，例：赛位号：1号，

2、文件夹名称为：GZ020XS01；评价时只评价对应文件夹下的文件。6 .由于参赛选手人为原因导致竞赛设备损坏，以致无法正常继续比赛，将取消参赛队竞赛成绩。7 .竞赛过程中，选手需使用计算机安装的录屏软件全程录制视频。因选手原因造成无视频文件或视频文件不全者，取消竞赛成绩O8 .每一个任务的初始状态和具体测试要求根据评判要求在近蹇时、任务评分前或任务评分时给定。9 .大赛提供的部分3D模型、器件手册及相关资料已存储至yE:资料”文件夹下。竞赛场次：第一场赛位号：第一号竞赛平台描述：生产单元数字化改造竞赛平台是以数字化关键技术为核心，集成智能仓储、智能机器人、AMR自主移动机器人、智能视觉、SCA

3、DA系统监控、WMS系统、MES系统、数字挛生的综合应用单元。竞赛平台参考示意图如图1所示。控制工作台计算机1讨算机2计算机3可视修端图1竞赛平台布局参考示意图其生产工艺参考流程为：根据客户联接器生产任务定制需求,在装配单元原料模块上放入工件1、工件2、工件3,在WMS软件中选择原料入库功能，装配单元智能机器人先从托盘区取托盘放置到相机拍照工位，再取原料区的工件放置到托盘上，智能视觉识别工件种类、颜色、尺寸，将智能视觉识别结果写入托盘RF1D标签中，然后由AMR自主移动机器人运输到智能仓储单元入库，入库仓位的指示灯颜色要与产品状态信息一致。在MES系统中下发任务订单，由智能仓储机器人完成订单指

4、定物料的取料，AMR自主移动机器人将物料运送至智能装配区，智能机器人与智能视觉配合完成物料的检测与抓取，按照任务订单要求，完成定制产品的组装与检测，根据检测结果，放置到指定仓位。生产任务执行过程中，实时采集仓位、智能机器人、AMR自主移动机器人、智能视觉、RF1D等相关数据，通过数字挛生实现虚实结合，完成联接器装配。联接器装配示意图如图2所示。图2联接器装配示意图任务一：生产单元数字化改造方案设计(15%)任务1.1生产单元功能规划及仿真验证1.1.1 根据生产工艺流程，绘制生产单元的工艺流程图，并生成PDF版本，以“赛位号+生产单元工艺流程图”为文件名，保存在E:赛位号”文件夹下。任务要求：

5、(1)如图1所示的原料区放置两个不同类型的合格工件以及1个不合格的工件；(2)如图1所示的智能仓储区，划分为原料仓储区、废料仓储区、成品仓储区；(3)原料质检入库流程：在装配单元原料模块上放入两个不同类型的合格工件以及1个不合格的工件，在WMS软件中选择原料入库功能，装配单元智能机器人先从托盘区取托盘放置到相机拍照工位，再取原料区的工件放置到托盘上，智能视觉识别工件种类、颜色、尺寸，将智能视觉识别结果写入托盘RF1D标签中，然后由AMR自主移动机器人根据检测结果，将原料模块运输到智能仓储区的原料仓储区或废料仓储区。(4)订单自动生产流程：在MES系统中下发任务订单，由智能仓储机器人完成订单指定

6、物料的取料，AMR自主移动机器人将物料运送至智能装配区，智能机器人与智能视觉配合完成物料的检测与抓取，按照任务订单要求，完成定制产品的组装与检测，根据检测结果，放置到于智能仓储区的成品区或废料区。(5)整个生产流程由MES系统下单启动，SCADA系统、WMS系统、数字李生仿真系统分别实现同步数据监控、出入库规划和虚实联动。测试要求：补充完善原料质检入库流程图和订单自动生产流程图，生成PDF版本，以“赛位号+生产单元工艺流程图”为文件名，保存在E:赛位号文件夹下(初始原料质检入库流程图和订单自动生产流程图存放在E:赛位号”文件夹下)。1.1.2 生产单元仿真设计根据设计的工艺流程图和提供的设备单

7、元的数字李生模型，在数字李生仿真软件中构建生产单元设备布局，完成生产单元仿真工作站搭建。根据测试平台中提供的模型设置物理属性，创建智能机器人、流水线、智能仓储等单元的运动属性，完成基础功能测试任务。任务及测试要求：(1)在已构建的数字李生模型基础上导入模型，合理布局。(2)根据竞赛平台中提供的模型设置物理属性，要求工件能够应重力下落。创建运动属性，添加信号表。(3)在数字李生仿真系统中控制智能仓储机器人的X轴、Y轴、Z轴正反向运动。(4)在数字李生仿真系统中实现智能装配区与AMR自主移动机器人对接，并通过机器人仿真验证位置合理性，智能机器人能够抓取智能视觉区输送线上的工件，并放到待装配区，运行

8、中无干涉,不超限位。(5)实现实物与数字李生模型位置的1:1布局，同时生成平面布局图，以“赛位号+生产单元设备布局图”为文件名，并以PDF版本保存在“E:赛位号”文件夹下。1.1.3 生产单元系统仿真测试基于构建的生产单元仿真工作站，配置通信和信号，编写P1C程序和触摸屏界面，通过P1C控制生产单元数字李生模型，完成智能仓储单元出入库、AMR自主移动机器人运行到指定站点、智能机器人装配单元装配等仿真与测试，最终完成生产单元整体设备仿真与运行。任务及测试要求：(1)基于构建的生产单元仿真工作站，编写仿真程序和触摸屏界面，控制智能仓储机器人(码垛机)完成托盘的出库和入库仿真(2)在数字李生仿真系统

9、中，实现智能仓储码垛机从8号仓位取出托盘，转运至号仓位。任务1.2生产数据采集方案规划设计1.2.1 根据生产工艺流程中对数据采集的要求，编制数据采集方案如表1所示，需明确采集数据内容、智能硬件、通信协议、数据格式和通信链路，以“赛位号+数据采集方案为文件名，并生成PDF版本保存在“E:赛位号”文件夹下。表1数据采集方案格式序号数据内容智能硬件通讯协议数据格式通信链路121.2.2 根据生产数据采集方案，绘制生产单元网络拓扑图，并规划各硬件网络IP地址，以“赛位号+网络拓扑图(采集)”为文件名，并生成PDF版本保存在“E:赛位号”文件夹下。任务及测试要求：(1)根据生产工艺流程中对数据采集的要

10、求，编制数据采集方案，以“赛位号+数据采集方案”为文件名，并生成PDF版本保存在“E:赛位号”文件夹下。(2)根据生产数据采集方案应用绘图软件绘制网络拓扑图(采集)，并体现各个硬件设备名称、IP地址和通信协议。其中智能装配单元P1C1、智能仓储单元P1C、智能装配单元触摸屏、智能仓储单元触摸屏、智能机器人需按照表2数据采集网络IP地址配置表进行配置。以“赛位号+网络拓扑图(采集)”为文件名，并生成PDF版本保存在“E:赛位号”文件夹下。表2数据采集网络IP地址配置表序号设备名称IP地址1智能装配单元P1C1192.168.8.302智能装配单元触摸屏192.168.8.313智能机器人192.

11、168.8.324智能仓储单元P1C192.168.8.335智能仓储单元触摸屏192.168.8.341.2.3数据库环境搭建及测试根据数据采集方案和网络拓扑图的设计思路，利用提供的数据库管理工具，在提供的基础数据库中自行设计数据表。然后，完成如下测试任务：任务要求：(1)在提供的基础数据库中，建立如下关于设备数据采集的数据库表:表2数据采集表(tesdata)主键ID数据名称data_name数据类型type数值Va1ue备注信息remark1智能机器人6关节坐标0,0,0,0,0,02AMR机器人X坐标11.03(2)使用数据库管理工具，按照上面设备数据采集表提供的数据表字段名(tesj

12、data)及主键ID,在系统提供的基础数据库中建立一张新的数据库表，并将上面表格中的示例数据一起写入到数据库表中。(3)通过数据库管理工具对上表中的数据库变量进行通信测试，可在数据库表中展示采集的智能机能人6关节坐标的实时数据。测试要求：(1)对数据库管理工具软件界面进行截图保存，截图中应包含数据表字段名称(testdata)、数据类型及数值，以及从数据库中查询录入的示例数据显示结果。(2)手动操作智能机器人，数据库表中显示的智能机器人6关节坐标数据实时更新。将截图放在一个文件中，以“赛位号+数据库环境搭建及测试”为文件名，保存在E:赛位号”文件夹下。任务1.3网络部署方案设计1.3.1 基于

13、网络安全和工业云平台数据应用，绘制基于防火墙和工业网关的网络拓扑图，以“赛位号+网络拓扑图(安全)”为文件名，并生成PDF版本保存在“E:赛位号”文件夹下。1.3.2 能够对赛项设置的网络“攻击”行为实施数据分析、防护处置和网络管控，并填写网络信息安全分析报告。任务及测试要求：(1)编制、使用网络安全工具软件检查并分析工业网络，找到可能的危险数据。使用两台计算机，计算机1向计算机2发送三次数据，获取对应数据，以.pcapng格式进行保存，查看获取的数据信息，分析发送信息的时间和数据长度。（2）基于网络监控与分析，追溯危险数据来源。使用两台计算机，使用te1net明文传送方式，计算机1通过TCP

14、协议向计算机2发送三条信息（信息内容分别为：第一次发“123”、第二次发“abc”、第三次发“sd456”）,计算机2获取对应数据，以.pcapng格式进行保存，查看获取的数据信息，分析计算机1的IP地址及计算机1发送的数据内容（包含：时间、来源、目的地、协议、长度）。（3）根据上述网络攻防模拟测试的情况，能够对赛项设置的网络攻击行为实施数据分析、防护处置和网络管控，并填写网络信息安全分析报告，以“赛位号+网络信息安全分析报告”为文件名,并生成PDF版本保存在“E:赛位号”文件夹下。完成任务一中1.11.3后，举手示意裁判进行评判！任务二:生产单元智能化集成（10%）任务2.1智能装配单元安装

15、调试根据前述设计的系统布局方案，在已构建的数字李生模型基础上测量、标定实物设备的位置，实现实物与数字李生模型位置的岂工布局，调整装配模块相对位置,完成应用平台的硬件安装、电气、气路、网络接线及调试，要求安装位置与布局图一致，布线规范整齐。任务2.2生产单元网络搭建根据生产单元数字化改造方案设计的网络拓扑图，完成交换机、数据采集设备、生产单元设备软、硬件的网络连接及IP地址配置任务要求：(1)根据任务1所设计的生产数据采集方案网络拓扑图，选择需要的网络设备，完成现场设备的网络布局和连接。要求按照网络拓扑图连接网线，布线规范整齐；(2)根据任务1所设计的采集方案网络拓扑图，配置各个硬件设备的IP地址。测试要求：通过计算机1对关键硬件设备进行Ping通测试，要求使用CMD方式进行Ping通测试，测试智能机器人、AMR、仓储单元X轴伺服驱动器的网络通断情况。任务2.3生产单元网络通讯测试测试生产单元的网络通讯状态，显示同一局域网下所有网络设备IP地址及连接状态。测试要求：(1)打开网络测试软件，测试生产单元的网络连接，显示生产单元所有网络设备