全国职业院校技能大赛.docx
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全国职业院校技能大赛
2019年全国职业院校技能大赛
赛项申报方案
一、赛项名称
（一）赛项名称
工业产品数字化设计与制造。
（二）压题彩照
（三）赛项归属产业类型
装备制造大类
（四）赛项归属专业大类/类
组别
专业大类
专业类
专业代码
专业名称
高职
装备制造大类
机械设计制造类
560101
机械设计与制造
高职
装备制造大类
机械设计制造类
560102
机械设计与自动化
高职
装备制造大类
机械设计制造类
560113
模具设计与制造
高职
装备制造大类
机械设计制造类
560103
数控技术
2、赛项申报专家组
三、赛项目的
本赛项着眼《中国制造2025》中“创新驱动、质量为先”等二十字指导方针，紧贴“高端数控机床”项目发展方向，利用三维数字化设计与制造技术，针对复杂曲面的工业产品及零部件，进行数字化建模、创新设计和制造过程，融合高职装备制造大类专业的核心技能与核心知识，重点考核实际动手能力、规范操作和创新创意实践三个方面，提升人才培养规格和质量，提倡和发扬“工匠精神”，以适应我国制造业快速发展对技能人才的需求。
本赛项树立“引领教学、丰富教学内容、展示教学成果”的赛项宗旨，贴近装备制造大类专业知识与技能特点，向全社会展示高职院校数字化设计与制造专业（方向）教育的面貌，搭建教育成果与经验的交流、展示平台，促进产教深度融合、校企协同创新。
本赛项力求通过竞赛，让学生体验数字化、智能化的产品开发和创新设计的真实工作过程，激发学生对专业知识和职业技能的学习兴趣和训练热情。
四、赛项设计原则
（一）公开、公平、公正。
1.本赛项以企业产品开发经验丰富、熟悉学校教学的专家任赛项设计组长，并以此为主组建赛项专家组，赛项内容公开。
竞赛过程实行裁判长负责制（由第三方专家选聘担任）。
借鉴世界技能大赛的组织评分规则，确保竞赛公正、公平。
2.本赛项的竞赛内容均集中在比赛现场完成。
赛前1个月，针对参赛选手举办赛项说明会，公布样题，公开竞赛考核的知识点和技能点。
3.赛后完全公开赛卷和评分标准。
（二）赛项关联专业人才需求量大、行业人才紧缺，职业院校开设专业点多，服务国家重点战略。
1.本赛项依照企业产品创新设计与研发实际工作过程进行顶层设计，与教学改革内容相结合，将逆向工程与创新性思维融入赛项内容。
涉及逆向工程师、正向及产品设计师、结构设计师、数控编程员、数控机床操作员等职业类别，适合装备制造大类专业群的各专业所对应的职业岗位。
2.近几年，随着“双创”的有力推进，作为智能制造的重要环节，三维数字化设计与制造技术正在广泛应用于企业产品创新，但企业大量缺少产品建模、改型、数字化等产品开发领域的快速响应人员，尤其是中小企业。
3.本赛项2018年度竞赛有76支参赛队伍，来自全国27个省、直辖市和自治区，包括1支国际队。
几乎涵盖装备制造大类所有专业，如计算机辅助设计与制造、模具设计、工业设计、机械设计与制造、数控技术等相关装备制造大类专业。
本赛项促进了专业协作与融合。
（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。
1.竞赛内容对应机械大类产品开发岗位群，以工业产品数字化设计与制造为竞赛主线，增加“创新产品”装配验证模块，突出“数字化创新设计”和“智造”的产品研发特色，围绕创新设计这一核心内容展开。
2.竞赛着重考核选手在三维逆向扫描、逆向建模设计、正向创新设计、制造创新产品、文明生产和装配验证等六方面的能力。
保证赛项竞赛内容相对稳定，逐步有序的进行赛项内容的创新、复合与集成，以利于选手提前准备赛事，避免竞赛考核内容摇摆不定给选手备赛带来困惑。
（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。
通过2014-2018年连续5年比赛验证，赛项搭建的竞赛平台非常成熟，各参赛单位均能熟练应用。
为保证大赛的引领作用，保证职业院校为输送选手具备必要实训条件，充分考虑人才培养周期要求，避免参赛院校过度投入和资源配置浪费，本赛项为适应“创新产品”尺寸大小，仅对制造部分的加工设备增加选项，数控系统适当变化，可供选手多项选择运用。
五、赛项方案的特色与创新点
（一）竞赛内容选择紧密结合专业教学要求，紧贴行业标准，对接职业资格
竞赛内容以选手熟知、日常生活常见的机械大类产品创新设计为主，不拘泥于某类特定功能产品开发，紧贴教学内容，回归机械制造方向；竞赛考核机械制造大类专业的教学知识点和实训技能点，保持主观与客观并重。
不拘泥于某个单一专业或单一职业，参照企业产品数字化设计与开发流程，将现代企业的产品开发与实际生产过程设计到赛项中，紧贴企业岗位工作标准和行业职业资格标准，引入企业资源和技术，确保大赛规范，实现真正意义上的校企合作。
（二）竞赛过程安排与实际工作过程对接，突出职业活动主线，增强赛项公平性和实用性
本赛项依据企业产品开发真实情境，结合职业教育特点，通过三维扫描仪调整与规范操作，准确获取点云数据，采用应用广泛的产品开发软件，鼓励创新创意设计，获取岗位真实体验；竞赛流程以企业真实的复杂曲面产品或部件开发和创新设计工作过程为主线，突出“数字化设计”和“智造”环节，增加“创新产品”验证环节，紧扣创新创意环节。
本赛项以“实样”三维扫描、数字化逆向建模设计为主，突出正向创新再设计和三维预装配等环节，让选手有充分发挥和展示创新设计能力的空间，增强赛项的公平性和实用性。
本赛项借鉴世界技能大赛相近赛项的竞赛内容、形式和评分标准，突出鼓励创新、创业的竞赛功能。
（三）竞赛结果评判以国家标准和规范为依据，过程评判与结果评判相结合
本赛项严格按照《全国职业院校技能大赛专家和裁判工作管理办法》和《全国职业院校技能大赛成绩管理办法》要求，严格按照规定确定工作流程进行裁判队伍的组建、培训和考核以及竞赛结果的评判。
本赛项评分细则依据国家相关规范与标准制定，以行业、企业要求为参考，结合企业产品开发和创新设计的特点，重视过程评判的重要性，采用同一错误不重复扣分的原则，增加了赛项的实用性、公平性和可操作性。
（四）竞赛资源转化紧密结合专业核心技术，开发立体化教学资源，为课程改革与日常教学实施提供全方位服务
1.根据赛项的核心知识和核心技能，联合赛项专家、合作企业、获奖优秀指导教师共同开发制作案例库，供相关院校教学使用；
2.搭建教学资源库平台，主要包括资源共享、资源下载、技术交流、在线学习、题库建设等单元。
将竞赛资源转换成教学资源，融入互联网技术和现代教学方法，促进相关院校交流和学习。
3.围绕复杂曲面产品开发与创新特点，结合现代多媒体技术，开发本赛项相关的《三维扫描仪操作说明书》、《比赛训练指导书》、《三维建模案例教程》等立体化教材、系统仿真软件、资源光盘、专题教学资源包，全面服务于机械制造大类专业的综合实践教学，为赛项设计实施与课程教学的顺利进行提供有力支撑。
六、竞赛内容简介
本赛项为团体赛。
比赛赛程两天，分两个阶段完成。
参赛选手利用三维扫描仪扫描获得给定复杂曲面的“实样”点云后，进行三维逆向建模和数字模型创新再设计，通过数字化设计与制造技术，采用数控加工机床将“创新产品”加工出来，再进行“创新产品”装配验证，实现从“实样”到“创新产品”的产品研发和创新过程。
竞赛总时间为5个小时。
考核如下核心技能：
1.结合三维扫描“实样”，考核复杂曲面点云准确获取及数模合理还原能力。
2.结合企业产品研发和创新流程，考核结构优化、功能创新的设计能力。
3.结合“创新产品”实现过程，考核机械加工工艺、数控加工机床操作、编程能力。
4.结合“创新产品”装配验证过程，考核现场装调及应变能力。
5.结合竞赛过程，考核文明生产、职业素养、规范操作。
Thisisateamcompetition.Thecompetitionlastedfortwodaysandwascompletedintwostages.Playerstoobtainagivencomplexsurface"samples"pointcloudbyusing3Dscanner,3Dreversemodelinganddigitalmodelofinnovativedesign,bydigitaldesignandmanufacturingtechnology,theNCmachinetoolprocessingofproductinnovation,productinnovationassemblyverification,realizefromthe"samples"to"innovativeproducts"productsR&Dandinnovationprocess.Thetotaldurationofthecompetitionwastwohours.
Assessmentofthefollowingcoreskills:
1.Combinedwiththreedimensionalscanning"samples",theaccurateacquisitionofthepointcloudofthecomplexsurfaceandthereasonablereductionabilityofthenumericalmodelareobtained.
2.Combinedwiththeenterpriseproductdevelopmentandinnovationprocess,theevaluationstructureoptimization,functionalinnovationdesigncapacity.
3.Combinedwiththe"innovativeproducts"toachievetheprocess,assessmentmachineprocessingtechnology,CNCmachinetooloperation,programmingability.
4.Combinedwith"innovativeproducts"assemblyverificationprocess,checkthesiteloadingandadjustmentandstraincapacity.
5.Combinedwiththewholeprocessofcompetition,theassessmentofcivilizationproduction,professionalquality,standardizedoperation.
七、竞赛方式
（一）竞赛以团体赛方式进行。
每支参赛队2名选手，参赛选手必须是2019年度高等职业学校全日制在籍学生或五年制高职中四至五年级（含四年级）的全日制在籍学生，不限性别，年龄须不超过25周岁，年龄计算的截止时间以比赛当年的5月1日为准。
往届全国职业院校技能大赛同类赛项中获一等奖的选手，不得参加同一项目同一组别的赛项。
（二）竞赛队伍组成：
由各省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团为单位组队参赛，同一学校相同项目报名参赛队不超过1支，不得跨校组队；指导教师须为本校专兼职教师，每队限报2名指导教师。
（三）2019年本赛项拟邀请国际团队参赛，欢迎境外代表队到场有序观摩。
八、竞赛时间安排与流程
（一）时间安排
按照教育部要求时间进行，比赛赛程两天，分两个阶段分组完成。
第一阶段：
“数据采集、建模与创新设计”阶段竞赛时间为三个小时。
第二阶段：
“创新产品加工、装配验证”阶段竞赛时间两个小时。
每名选手竞赛总时间为五个小时。
日程
时间
事项
简要说明
第1天
参赛队报到
会务组负责接站与接机
第2天
14:
00
抽签
地区总领队抽签
13:
00-16:
00
参赛队熟悉竞赛场地
开放赛场
第3天
9:
00-12:
00
第一阶段竞赛
第一批竞赛队竞赛
14:
00-17:
00
第一阶段竞赛
第二批竞赛队竞赛
第4天
8:
00-10:
00
第二阶段竞赛
第一批竞赛队竞赛
10:
30-12:
30
第二阶段竞赛
第二批竞赛队竞赛
13:
00-15:
00
第二阶段竞赛
第三批竞赛队竞赛
15:
30-17:
30
第二阶段竞赛
第四批竞赛队竞赛
18:
00-20:
00
第二阶段竞赛
第五批竞赛队竞赛
第5天
上午
闭赛式
（二）比赛流程
参赛队报到——组织参赛选手赛前熟悉场地、举行赛前说明会介绍竞赛规程——举办开幕式——正式比赛（期间组织观摩、交流活动）——比赛结束（参赛队上交比赛成果）——裁判组评定——举办颁奖仪式、专家组长点评、闭幕式——召开竞赛执行委员会总结会议。
九、竞赛试题
（一）赛项执委会下设的赛项专家组负责本赛项赛题的编制工作。
（二）赛题编制遵从公开、公平、公正原则。
（三）赛题全部公开。
于开赛1个月前，在大赛网络信息发布平台公开赛题或赛题库。
（四）赛项比赛结束后一周内，正式赛卷通过大赛网络信息发布平台公布。
（五）竞赛试题样卷见附件。
十、评分标准制定原则、评分方法、评分细则
本赛项参照《全国职业院校技能大赛成绩管理办法》的相关要求，总结近3年大赛评分经验，借鉴世界技能大赛的相近赛项评分要求，将三维逆向扫描和建模设计、正向创新设计、装配验证评价做成相对标准规范的文本性文件，做为评判依据，并充分考虑参赛选手创新设计得完成情况实施全面综合评定。
本着“科学严谨、公正公平、可操作性强”的原则，依据结合国家及行业的相关标准和规范，专家组制定评分标准。
（一）评分体系
比赛内容
模块
考核指标
配分比例
数据采集
建模与创新设计
任务1
实样三维数据采集
20%
任务2
三维建模
25%
任务3
产品创新设计
25%
创新产品加工
任务4
数控编程与加工
12%
任务5
文明生产
8%
装配验证
任务6
样件装配验证
10%
注：
“三维建模”禁止使用整体点云拟合的建模方式，否则零分；
利用最终建模结果反向推导形成stl和txt文件零分。
（二）
评分细则
任务
评分指标（一级指标）
评分要点（二级指标）
配分
任务1
实样三维数据采集
（20分）
扫描仪采集系统调整
5
正面主体完整性、处理效果
4
正面局面特征完整性、处理效果
3
背面主体完整性、处理效果
3
背面局面特征完整性、处理效果
2
转（圆）角特征完整性、处理效果
3
任务2
三维建模
（25分）
数据定位合理性
2
数模整体完整性
5
分型线合理性
2
曲面拆分合理性
5
曲面光顺度
3
局面特征精度
5
装配特征选取
3
任务3
产品创新设计
（25分）
外观创新设计
6
局面特征创新设计
6
人性化创新设计
5
数字模型对比（报告）
3
创新设计说明
5
任务4
数控编程与加工
（12分）
曲面尺寸精度
4
曲面加工粗糙度
4
配合及尺寸公差
4
任务5
文明生产
（8分）
操作设备规范性
3
工量具使用规范性
2
现场安全
2
文明生产
1
任务6
样件装配验证
（10分）
装配互换性验证
6
运行验证
4
（二）评分方法
1.对于需要记录数据和结果现象的考核点，由选手记录并举手请裁判确认；对于需要记录操作过程与规范的考核点，裁判需记录具体情况并在比赛结束后由裁判长组织统一评分，以保障评分尺度的一致；对于需要保存数据的考核点，在比赛结束后由两名或以上裁判进行统一评分，并进行U盘备份。
2.评比按竞赛任务不同，分为不同的小组完成，小组内可以采取“先统一标准后评分，最后取平均分”的办法。
若小组内成员有争议，由主持评分工作的首席裁判或裁判长召集评分裁判组会议根据竞赛相关文件决定。
主持评分工作的裁判长对各小组成绩进行审查和复核。
3.比赛结束后，裁判长分配裁判小组，每组至少有2-3成员，负责对任务书中的某一项目，严格按照评分细则，进行全场评分，最后将该项目所有成绩汇总成表，并由小组审核确认签字，移交裁判长。
4.所有项目成绩汇总表均完成后，由裁判长指定其中2个裁判成员，对所有项目进行分数复查确认，最终生成参赛队总成绩表，由裁判长签字确认后，将工作任务书、现场所有记录表、确认表等相关纸质文档进行封箱签字，移交到执委会。
5.评分中所有涂改处均需向首席裁判说明并备案；在复查中发现的问题均需向首席裁判说明并备案。
6.比赛成绩按从高到低排列参赛队的名次。
比赛成绩相同，按职业素养成绩较高的名次在前；职业素养成绩相同，名次并列。
7.最终将比赛所有资料交大赛执委会汇总，所有裁判员未经执委会同意不得泄露比赛试题和比赛成绩，比赛结果由大赛执委会进行公布。
8．竞赛现场与裁判工作现场进行全程视频录像，裁判工作在竞赛监督组监督下进行。
评分（成绩）管理方法流程：
十一、奖项设置
本赛项设团体一、二、三等奖。
以赛项实际参赛队总数为基数，一、二、三等奖获奖比例分别为10%、20%、30%（小数点后四舍五入）；获一等奖参赛队的指导教师获“优秀指导教师奖”。
十二、技术规范
（一）操作规程
三维扫描仪（设备）使用操作说明书
数控机床（设备）使用操作说明书
（二）职业标准
国家职业标准《数控铣工》（国家职业资格三级）
国家职业标准《加工中心操作工》（国家职业资格三级）
（三）教学标准
高等职业教育数控技术应用专业教学标准
高等职业教育机械设计与制造专业教学标准
高等职业教育机械制造与自动化专业教学标准
高等职业教育计算机辅助设计和制造专业教学标准
高等职业教育模具设计与制造专业教学标准
十三、建议使用的比赛器材、技术平台和场地要求
本赛项建议使用的比赛器材、技术平台选用，遵循让各参赛队和参赛选手在同一平台、同等条件下公平竞赛的原则。
（一）软件平台
序号
软件名称
用途
说明
备注
1
MS-Windows7
计算机操作系统
微软公司
2
MS-Office2010
文字、表格处等
微软公司
3
西门子NX10.0教育版、GeomagicDesignX2016、Autodesk（PowerSHAPE、PowerMILL）2017
数字化设计、数控编程及加工软件
国内外先进三维设计软件
可以
任选
4
Wrap_Win3D三维扫描系统V2.0
扫描系统软件
国产品牌软件
设备
专用
（二）
设备器材
1.赛场提供统一品牌计算机，基本配置为：
双核处理器/4G内存/1T硬盘/1G独显/19寸LED显示器。
2.比赛用三维扫描设备主要参数如下：
技术指标
技术原理：
单目工业相机白光光栅扫描技术
光栅类别:
独立式数码光栅
产品结构：
一体化工业结构的箱体
接口线缆：
安全稳定工业级插头线缆，非多接头组合式线缆
单幅扫描范围（mm）：
300×210×200
扫描距离（mm）：
600
扫描点距（mm）：
0.2～1.1
单幅扫描时间：
<3秒
相机分辨率：
130万像素
扫描精度:
L单幅扫描/对角线长度
球空间误差:
0.005+L/15000
球面度误差:
0.005+L/40000
平面度误差0.005+L/25000
扫描方式：
非接触式（拍照式）
拼接方式：
全自动拼接
输出文件格式：
ASC,STL,IGS,OBJ
扫描物体尺寸（mm）：
250～600
通用性要求
扫描数据可以保存为标准点云txt文件格式，支持导入主流逆向软件如GeomagicWrap、GeomagicDesignX、Imageware、DelcamPowershape
支持和服务要求
1、能够免费为赛项现场提供足够的设备供参赛选手使用；
2、能够根据参赛选手需求多区域的免费赛前技术培训和设备环境；
3、能够为需要购买设备的参赛院校提供低于市场价格的大赛特有价格；
4、能够为已有同类（其他）扫描设备的参赛院校提供升级置换；
5、能够为各省市的选拔赛提供设备赞助；
6、能够提供自主开发的多媒体教学软件（系统），使参赛选手赛前能够通过自学掌握逆向工程相关的理论、软件操作和实际应用。
比赛用的三维扫描附品（赛场提供）：
（1）手动二维转盘（规格Φ360*6mm）。
（2）标志点（5mm）。
（3）黑色背景布（1平方米）。
（4）双面胶带。
（5）黑色橡皮泥。
（6）黑色转盘垫块（两块）。
3.本赛项可提供三种数控铣床（加工中心）供选择：
（1）AVL650e型加工中心主要参数如下：
项目
单位
技术参数
X轴行程（工作台左右移动）
mm
620
Y轴行程（工作台前后移动）
mm
520
Z轴行程（主轴箱上下移动）
mm
520
主轴鼻端至工作台面距离
mm
100～620
主轴中心至立柱滑轨面距离
mm
540
工作台尺寸
mm
800×500
工作台最大载重
kg
500
T型槽尺寸（槽宽×槽距×槽数）
mm
18×130×3
主轴转速
rpm
100～10000
主轴锥度
ISO40
快速进给速度（X/Y/Z）
m/min
48/48/48
切削进给速度（X/Y/Z）
mm/min
1～20000
刀柄形式
BT40
刀库容量
PCS
24
最大刀具重量
kg
8
换刀方式
刀臂式
换刀时间（刀对刀）
sec
2.5
主电机功率
kw
7.5/11
X/Y/Z轴进给电机功率
kw
3.0/3.0/3.0
切削冷却液电机功率
kw
1.03
气压需求
kg/cm2
6
所需电源容量
kw
20
机床尺寸
mm
2320×2310×2700
机床重量
kg
4200
定位精度（ISO230-2）
mm
0.01/全长
重复定位精度（ISO230-2）
mm
0.008
数控系统
通用数控系统
（2）VDF850型数控加工中心。
主要参数如下：
项目
单位
技术参数
工作台规格（长×宽）
mm
1000×500
工作台最大载重
kg
500
工作台T型槽（槽数×槽宽×槽距）
mm
5×18×100
X坐标行程
mm
850
Y坐标行程
mm
510
Z坐标行程
mm
510
主轴端面至工作台上平面距离
mm
550
X、Y、Z切削速度
mm/min
1～10000
X、Y、Z快速进给速度
m/min
24/24/18
主轴最高转速
r/min
8000
刀柄
BT40
主轴功率
kw
7.5/11
刀库容量
把
20把（斗笠式）
X、Y、Z轴导轨型式
滑动导轨
数控系统
通用数控系统
（3）JDVT600_A12S型高速数控加工中心。
主要参数如下：
项目
单位
技术参数
工作台规格（长×宽）
mm
730×400
工作台最大载重
kg
300
X
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