全国职业院校技能大赛竞赛项目方案申报书赛项名称机器人.docx
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全国职业院校技能大赛竞赛项目方案申报书赛项名称机器人
2017年全国职业院校技能大赛
竞赛项目方案申报书
赛项名称：
机器人技术应用
赛项组别：
中职组■高职组□
专业大类：
加工制造类
方案设计专家组组长：
莫剑中
专家组组长手机：
13033513345
方案申报单位（盖章）：
全国机械职业教育教学指导委员会
方案申报负责人：
马骁
联系手机：
13811917487
邮箱号码：
jixiehzwjs@
通讯地址：
北京市西城区三里河路46号
邮政编码：
100823
申报日期：
2016-8-22
2017年全国职业院校技能大赛
竞赛项目方案
一、赛项名称
（一）赛项名称
机器人技术应用
（二）压题彩照
（三）赛项归属产业类型
先进制造、机器人产业、制造业、新兴技术产业
（四）赛项归属专业大类
机械制造技术，专业代码051100
机械加工技术，专业代码051200
电气运行与控制，专业代码053000
电气技术应用，专业代码053100
机电技术应用，专业代码051300
机电设备安装与维修,专业代码051600
电子电器应用与维修，专业代码053200
计算机应用，专业代码090100
电子技术应用，专业代码091300
数控技术应用，专业代码051400
二、赛项申报专家组
姓名
单位
专业
职务/职称
年龄
手机号码
邮箱
陶飞
北京航空航天大学
自动化
自动化学院副院长/长江学者、教授
35
138********
ftao@
张维津
天津机电职业技术学院
自动化
院长/教授
50
139********
zwj3817@
杨翠明
湖南机电职业技术学院
自动化
院长/教授
49
139********
Prfycm@
王立刚
上海工业技术学校
自动化
校长/教授
51
139********
Wlg710@
孙波
潍坊工业学校
自动化
校长/教授
43
139********
Sun661099@
莫剑中
无锡机电高等职业技术学校
机器人
副校长/高级讲师
45
130********
13033513345@
蒋正炎
常州轻工职业技术学院
机器人
系主任/教授
37
138********
7753428@
叶晖
上海abb工程有限公司
机器人
工程师/ABB教育负责人
36
133********
13380032537@
肖谅
上海新时达机器人有限公司
机器人
工程师/新时达教育负责人
33
183********
xiaoliang@
罗红宇
北京华航唯实机器人科技有限公司
机器人
总经理
37
186********
luohongyu@
三、赛项目的
在《中国制造2025》、制造业转型升级的大背景下，工业机器人在生产实际中的应用越来越广，人才需求日益增强。
为主动适应工业机器人产业发展，近两年来，越来越多的职业院校已经或正在筹备开设工业机器人应用相关专业。
为了促进工业机器人应用技术及其相关专业的建设，促进学生在工业机器人工作站安装、调试、编程及应用等方面的技能和水平的提升，搭建集教学、比赛于一体的竞技与交流平台，推进以学生为主体的理实一体化教学模式改革，赛项专家组根据中职教育教学的要求与特点设计此赛项方案。
2016年6月，该赛项平台由教育部发布的《工业机器人领域职业教育合作备忘录》（教职成司函[2016]105号）中被列为推荐平台。
在该项竞赛中，选手利用赛项设备平台对典型的计算机/通讯/消费类电子产品行业（以下简称3C行业）工业机器人工作站进行机械安装、电气安装、基础程序编制、典型应用程序编制等工作任务，考核学生在工业机器人工作站的安装、调试、编程、团队协作及职业素养等方面的综合职业能力，通过该大赛能够很好的检验与体现各参赛选手的专业核心能力与核心知识，加快工学结合人才培养和课堂改革，推进新专业的又好又快的建设。
四、赛项设计原则
（一）坚持公开、公平、公正
赛项设计以公开、公平、公正为基本原则，赛项使用统一的竞赛平台，由专业的设备厂家提供，保证平台的通用性和普适性。
且每个竞赛平台都经过严格的测试和调试检验，保证所有赛队使用同样标准条件下的比赛设备进行公平竞赛；竞赛任务、相关的各竞赛内容统一公布，确保每个参赛队在比赛前得到相同的比赛信息；比赛过程中，由经过专门遴选和培训过的人员担任竞赛裁判，保证评分的公平和公正性；大赛同时设置监督组和仲裁工作组；全面保证赛项整个过程的公平、公开与公正性。
（二）赛项关联职业岗位面广、人才需求量大、职业院校开设专业点多
随着我国劳动力成本快速上涨，人口红利逐渐消失，生产方式向柔性、智能、精细转变，构建以智能制造为根本特征的新型制造体系迫在眉睫，对工业机器人的需求将呈现大幅增长。
据世界机器人联合会统计，2015年，我国新增工业机器人6.8万台。
按照工信部的规划，到2020年，我国工业机器人总装机量将达到100万台，到2025年，总装机量将达到200万台。
随着工业机器人的大量装机，目前工业企业中机器人专业人才极其缺乏，根据人社部2013年发布的数据，工业机器人应用人才的缺口达20万，而且每年还在以30%左右的速度增长，其中尤以工业机器人安装调试及程序编制的需求量最大。
在这种时代背景下，从2013年开始，全国范围内开设工业机器人方向的中职及技工类学校如雨后春笋一样蓬勃发展。
在实际教学过程中，越来越多的学校都把工业机器人作为自动化类、机械设计制造类、机电一体化类、电子信息类等专业的学习内容，让这些学生也能够掌握和了解工厂中不可或缺的一个基础设备。
（三）竞赛内容对应相关职业岗位或岗位群、体现专业核心能力与核心知识、涵盖丰富的专业知识与专业技能点
工业机器人的全产业链包括：
上游的核心零部件制造、工业机器人本体及离线编程仿真软件的生产和开发；中游的工业机器人系统集成以及下游的工业机器人终端应用。
其中上游产业相对成熟，属于技术密集型产品，对应用人才的需求量不大。
目前在国内的制造业转型升级的大环境背景下，工业企业普遍存在自动化改造升级的迫切需求，这些自动化改造项目基本都需要由熟悉相关工艺的机器人系统集成商完成。
这几年全国范围内出现大量的工业机器人系统集成商，据广东省经信委统计，在经信委登记在册的工业机器人系统集成相关的企业即达3000多家，这些企业需要大量的系统集成、现场安装调试编程、售后维护的技能型人才。
今后几年，随着越来越多的工厂完成自动化升级改造，工业机器人已经逐渐成为生产型工厂的标配设备，这些工厂也需要相应的技能人才对这些设备进行编程和维护。
综上所述，工业机器人安装调试工程师、工业机器人现场编程员等岗位是目前市场最为紧缺的岗位，而且这些人才也正是适合广大职业院校培养的人才。
在该竞赛中，使用的竞赛平台来自于3C行业最常见的零部件装配检测机器人工作站，竞赛内容与实际应用技术相结合，包含工业机器人工作站安装与调试、工业机器人现场编程、工业机器人离线编程、电工基础、电工电子技术、自动检测技术、PLC技术应用、机电设备控制技术、自动控制系统技术、设备电气控制与维修技术、传感器技术、机电设备运行与控制技术等，考核学生的典型工业机器人工作站的机械装调、电气装调和基本程序编制等能力，体现了工业机器人相关专业的专业核心能力与核心知识，涵盖丰富的专业知识与专业技能点。
（四）竞赛平台成熟。
根据行业特点，赛项选择相对先进、通用性强、社会保有量高的设备与软件
在该项竞赛中，选用3C行业最为常见的零部件装配检测机器人工作站为原型，在其上添加了部分适合于院校教学的模块，该工作站已经过大量实际工业检验，技术成熟、稳定可靠。
在该工作站中，机器人本体选用目前工业和学校都大量采用的六关节工业机器人，PLC选用工业及学校使用范围最广的品牌及型号，其它主要零部件也都选用工业及学校常用的品牌及型号，最大限度的让更多的院校能够参与到比赛中来。
该竞赛设备在设计过程中充分考虑了院校的实际教学情况，在不失工业实际的情况下，设计了很多适合于教学的功能，可以满足日常实训教学，受到了广大院校的一致好评，并成功举办了相应的赛项以及部分省市的省赛，竞赛平台成熟。
五、赛项方案的特色与创新点
（一）紧密结合专业教学要求，与实际工作过程对接
工业机器人作为一个典型的机电一体化设备，目前被广泛应用在各个工业领域中。
传统上，工业机器人的第一大应用领域是汽车行业，但是随着全球3C电子消费品行业的崛起，自2014年以来，3C行业逐渐成为工业机器人增长最为迅猛的行业，在3C行业中，工业机器人以其精度高、速度快等优点，被大量用来执行零部件搬运、成品检测、电子产品装配等工作。
在本竞赛中，紧贴工业生产现场，以实际工厂应用为模板，按照3C行业中产品装配、检测等典型工作场景进行设置，合理规划工艺流程，将零部件搬运、零部件装配、视觉检测等机器人实际使用中最常见的工艺融合在一个机器人工作站中，将竞赛过程与工作过程对接，以达到锻炼职业能力、提高职业素养的目的，进而推动职业教育“校企合作、工学结合”人才培养模式的教育教学改革。
（二）以信息技术为支持，现代教学理念为指导。
发展信息化教学，可以为实施创新教育，培养高素质的创新型人才提供广阔的教育舞台，有利于提升学生的职业素养和综合能力，提高教师创新素质和教学水平，促进产教融合及创新人才培养模式，加快工学结合人才培养和课堂改革，真正实现实训过程及比赛过程量化检测。
在竞赛过程中，应用信息技术及智能传感器技术等手段，将所有环节数字化，优化竞赛过程，提高质量和效率。
竞赛平台结合多种工业实际使用的智能传感设备，能够在比赛过程中自动评判学生是否完成相应的任务，使得比赛结果的评判更加客观公正。
同时，该平台配备有智能摄像设备，它能够起到多方面的作用。
一是在机器人实际教学环节中，教师会频繁使用机器人示教器给学生演示操作过程，但是由于示教器较小，只有教师周边的两三个学生能够看到教师的操作，这样使得课堂教学效率低下。
有了智能摄像设备之后，教师能够将所有的操作过程投影到教室的大屏幕上，让所有同学都能够看到教师的操作过程，可以显著提高教学效率。
二是添加了智能摄像设备之后，可以利用公共教学平台（如学徒宝）进行比赛现场直播，对于赛事交流推广有很大好处。
三是将比赛过程全程录像之后，方便规范、管控比赛工作流程，做到投诉有据可查。
（三）引入工业机器人离线编程技术
以“智慧工厂、智能制造”为主题的第四次工业革命中，工业机器人是极其重要的基础设施，离线编程仿真技术作为工业机器人技术的三大发展方向之一，越来越多的用在各行各业的工业机器人应用领域中。
利用离线编程技术进行干涉碰撞检测，优化轨迹与机器人姿态，完成一些轨迹复杂、精度要求高的任务。
在离线编程软件中可以通过仿真验证程序，使编程者远离危险环境，保证安全。
另外，实践是学习技术最重要的环节，离线编程技术可以在保证学生练习时间的前提下大幅度降低成本，优化教学质量。
（四）成果资源转化与平台建设
以赛促教、以赛促学、以赛促改，按职业教学资源开发的要求和中职人才的培养标准，对赛项设计和实施的过程进行及时收集、整理，使赛项能够作为教学项目和案例纳入专业课程体系和教学计划，推动专业教学改革。
该申报方案中的软硬件设备已经在全国多所职业院校得到了实际教学使用，在教学过程中，与教育部工业机器人国家教学资源库合作，形成了以文本文档、演示文稿、视频文件、Flash文件、图形/图像素材、三维虚拟和网页型资源等形式的教学资源，与高等教育出版社、机械工业出版社合作，出版了《工业机器人技术基础》、《工业机器人现场编程》和《工业机器人离线编程》等10本一体化教材。
这些教学资源都以公开方式在移动端学徒宝APP上展示，该信息化教学平台以项目任务式教学为指导思想，将教学资源碎片化，在教材相应内容旁边搭配二维码，学生通过扫描二维码可以随扫随学，在线浏览知识技能点及任务相关的视频及讲解等课程资源。
目前已有大量职业院校老师和学生通过该平台进行学习。
六、竞赛内容简介（须附英文对照简介）
该赛项采用团体比赛方式进行，内容融合了工业机器人技术、电工技术、PLC技术、气动技术、传感器技术等。
参赛选手在规定时间内，根据赛场提供的具体任务书，完成以下工作：
Thisisateam-workcompetitionandthecontentsincludeindustrialrobot，electrotechnology，PLC，pneumatics，sensors,etc.Playershavetocompletefollowingjobswithin the stipulated timereferringtheexaminationquestionsandothermaterials.
任务一工业机器人安全知识考核
题型为选择题和判断题，内容主要涉及在实际操作过程中无法考核的安全知识。
Task1Safetyknowledgeofindustrialrobots
Playershavetocompletesometrue-or-false questionsandsomechoicequestionsreferringsafetyknowledgeofindustrialrobots.
任务二工业机器人工作站机械电气部分安装
根据任务书要求，参考相应的图纸及技术标准，完成机器人末端执行器、物料传送带等部分的机械安装和电气安装任务。
Task2Electricalandmechanicalassemblyofrobotstation
Followingtherequirementsofsuppliedmaterials,playershavetoassemblyanend-effector,aconveyorbelt，anassemblingfixtureandsomeotheraccessoriesoftherobotstation.
任务三工业机器人基础操作编程
根据任务书要求及技术标准，手工示教完成工业机器人的一些基础操作。
Task3Basicprogrammingofrobots
Followingtherequirementsofsuppliedmaterials,playershavetocompletesomecodesreferringbasicskillsofprogramming.
任务四工业机器人应用编程
1.根据任务书要求及技术标准，手工示教结合离线编程完成工业机器人部分编程任务，任务类型有：
机器人搬运、机器人装配、视觉检测、机器人雕刻等工艺动作。
2.根据任务书要求及技术标准，编写PLC程序，实现整个工作站按照任务书要求完成完整的零件自动生产加工检测过程。
Task4Programmingandadjustmentoftherobotstation
1.Followingtherequirementsofsuppliedmaterials,playershavetocompleteseveraltasksusingmanualprogrammingandoff-lineprogramming,includingpalletizing,lasercutting,checking,assembling,etc.
2.Followingtherequirementsofsuppliedmaterials,playershavetoprogramusingPLCandrobottocompletethepistonautomatically.
任务五职业素养
1.设备操作的规范性。
2.原材料利用、生产效率及设备装配过程中的材料消耗。
3.工具、量具的使用。
4.现场的安全、文明生产。
Task5Professionalquality
1.Standardization of operation.
2.Materialsconsumptionduringproductionandassembly.
3.Usageoftoolsandmeasuringtools.
4.Safeandcivilizedproduction
七、竞赛方式（含组队要求、是否邀请境外代表队参赛）
参赛选手是中等职业院校2017年度在籍学生，竞赛以团体赛方式进行，每支参赛队由2名比赛选手组成，性别和年级不限。
每队可配1-2名指导教师。
根据《2016年全国职业院校技能大赛参赛报名办法》：
（一）以省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团、计划单列市（以下简称省）为单位组织报名参赛。
报名通过全国职业院校技能大赛网络报名系统统一进行。
（二）根据预报名的名额确定正式参赛的名额，每省参赛队不超过4支，同一学校报名参赛队不超过2支。
凡组织有该项目省级选拔赛的省份，经全国大赛执行委员会备案，可增加一支参赛队。
（三）参赛选手须为全日制中职学校和五年制高职院校一至三年级（含三年级）的在籍学生，年龄不超过21周岁（当年），即参赛当年7月1日前不满22周岁。
（四）竞赛时间连续4小时，包括笔试、机械电气安装、程序编制等，比赛总成绩满分100分。
注：
不邀请境外代表队参赛。
八、竞赛时间安排与流程
（一）竞赛时间
各竞赛队在规定的时间内（持续不断的4小时），独立完成规定的竞赛任务。
（二）竞赛流程
具体竞赛日期，由全国职业院校技能大赛执委会及赛区执委会统一规定，以下所列为竞赛期间的流程安排。
日期
时间
内容
地点
第一天
13:
30前
报到
酒店
14:
00-15:
00
领队会（分组、分批抽签、赛前说明）
报告厅
15:
30-16:
30
大赛开幕式
报告厅
16:
30-17:
00
选手熟悉赛场
（限定在观摩区，不进入比赛区）
赛场
17:
10-18:
00
回宾馆、晚餐
酒店
第二天
8:
00
第一批选手集合上车
酒店
8:
30
第一批选手到达赛场检录
赛场
8：
30-9：
00
第一批选手赛位抽签、就位准备
赛场
9:
00-13:
00
第一批选手正式比赛
赛场
13:
00-14:
00
第一批比赛成绩评定
赛场
14:
00-16:
00
技术人员恢复赛场设备
赛场
第三天
8:
00
第二批选手集合上车
酒店
8:
30
第二批选手到达赛场检录
赛场
8：
30-9：
00
第二批选手赛位抽签、就位准备
赛场
9:
00-13:
00
第二批选手正式比赛
赛场
13:
00-14:
00
第二批比赛成绩评定
赛场
15:
00-17:
30
闭幕式、参赛选手返校
报告厅
九、竞赛试题
（一）赛项采取提前公开10套竞赛用试题，正式试题由这10套试题中抽取。
（二）竞赛试题详见附件一中职组“机器人技术应用”赛项样题。
十、评分标准制定原则、评分方法、评分细则
根据《2016年全国职业院校技能大赛成绩管理办法》的相关要求，制定评分标准制订原则、评分方法、评分细则。
（一）评分标准的制订原则
参照工业机器人技术相关行业企业规范，以及国家职业技能标准《机械设备安装工国家职业标准》、《电气设备安装工国家职业标准》、《可编程序系统设计师》中规定的国家职业资格高级工、技师的技能操作要求，依据选手完成竞赛任务的情况，按照竞赛标准进行现场评分。
评价方式采用过程评价与结果评价相结合，工艺评价与功能评价相结合，能力评价与职业素养评价相结合，本着“科学严谨、公平公正、可操作性强”的选择制定评分标准，赛项总成绩满分为100分。
（二）评分方法
1.赛项裁判组负责赛项成绩评定工作，设裁判长一名，全面负责赛项的裁判和管理工作。
2.参赛选手根据赛项任务书的要求进行操作，注意操作要求，需要记录的内容要记录在比赛试题中，需要裁判确认的内容必须经过裁判员的签字确认，否则不得分。
3.文明生产评价为扣分项包括工作态度、安全意识、职业规范、环境保护等方面。
4.赛项裁判组本着“公平、公正、公开、科学、规范、透明、无异议”的原则，根据裁判的现场记录、参赛队选手的赛项任务书及评分标准，最终按总评分得分高低，确定参赛队奖项归属。
5.按比赛成绩从高到低排列参赛队的名次。
比赛成绩相同，取名次并列。
6.评分方式结合世界技能大赛的方式，以小组为单位，裁判相互监督，对检测、评分结果进行一查、二审、三复核，确保评分环节准确、公正。
成绩经工作人员统计，组委会、裁判组、仲裁组分别核准后，闭赛式上公布。
（三）评分细则
详细评分细则见中职组“机器人技术应用”赛项样题评分表。
序号
项目
考核范围
权重
评判方式
1
基础知识考核
考核工业机器人基础、安全、维护等知识
5%
结果评判
2
工业机器人工作站机械电气部分安装
工业机器人末端执行器、物料传送带、活塞装配工装、空气过滤器、传感器、电磁阀等工业机器人工作站外围设备的机械电气安装
25%
过程评判与结果评判相结合
3
工业机器人基础操作编程
工业机器人TCP标定、工件坐标系设立、基础轨迹编程等
15%
过程评判与结果评判相结合
4
工业机器人应用编程
利用机器人示教及离线编程，结合PLC，完成机器人搬运零部件、机器人装配、机器人视觉检测、机器人雕刻等工作
40%
过程评判与结果评判相结合
5
工业机器人操作技巧比赛
编写机器人程序，使得机器人在规定时间按照任务书完成码垛竞赛
10%
结果评判
6
职业素养和安全规范
现场操作遵守安全规范、文明参赛；工具摆放、接线等符合职业岗位要求；团队分工合作合理；着装规范整洁，爱护设备，保持竞赛环境清洁有序；公平竞赛，遵守赛场纪律，抗工作环境干扰能力强、善于与裁判沟通
5%
过程评判
十一、奖项设置
参照执行《2016年全国职业院校技能大赛奖惩办法》的有关规定。
本赛项奖项设团体奖。
竞赛奖项的设定为：
一等奖占比10%，二等奖占比20%，三等奖占比30%（小数点后四舍五入）。
获得一等奖的参赛选手指导教师由组委会颁发优秀指导教师证书。
十二、技术规范
（一）职业道德
1.敬业爱岗，忠于职守，严于律已，刻苦钻研。
2.勤于学习，善于思考，勇于探索，敏于创新。
3.认真负责，吃苦耐劳，团结协作，精益求精。
4.遵守操作规程，安全、文明生产。
5.着装规范整洁，爱护设备，保持工作环境清洁有序。
（二）相关知识与技能
1.工业机器人应用技术
2.传感器技术
3.机械装配技术
4.PLC技术应用
5.机电技术应用
6.机械部件的装配工艺编制、装调
7.变频调速、步进驱动系统、交流伺服驱动系统原理与应用
8.气动技术
9.通用机电设备安装、调试、保养及维护
（三）参考相关职业标准和技术标准
1.工业机器人坐标系和运动命名原则GB/T16977-2005
2.工业机器人编程和操作图形用户接口GB/T19399-2003
3.工业机器人抓握型夹持器物体搬运词汇和特性表示GB/T
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