2019年西门子杯中国智能制造挑战赛赛题
西门子杯智能制造流程校赛题目
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西门子杯中国智能制造挑战赛
2017年“西门子杯”中国智能制造挑战赛（原全国大学生工业自动化挑战赛）逻辑控制设计开发赛项决赛赛题一、被控对象描述1.对象模型电梯三维模型主要包括：电梯整体（包括轿厢、电机、限位开关，等）、各个楼层按钮（上下行呼梯按钮及指示灯，等）、电梯内部设备（轿厢开关门按钮、轿厢选层按钮及指示灯，等），等等。
电梯模型采用六部十层结构，其外形及示意图如下所示：imjlbfce十位个位图1：电梯模型外形示意图图2：七段数码管图3：电梯模型原理示意图图4：交流双速电梯拖动系统．．．．．相连，实施自动控制。
2.设计参数3.IO变量及相对地址列表（见附录）二、任务要求及评分细则1.任务要求针对电梯控制，参赛队需完成：1）控制方案的实施及调试。
包含PLC硬件组态及控制程序实施，WINCC监控画面组态及实施，PLC与WINCC之间的通信连接，以及系统调试、投运。
2）实现电梯的自动控制，及时响应不同楼层的客户召唤请求。
包括电梯启停、平层、开关门、故障提示及上下限位保护等。
2.评分细则★说明：当自动评分成绩相同时，群控指标1-5项作为参考指标进行比较，用以确定名次的先后顺序。
这五项指标，其评价优先级按照从高到低的顺序依次是：乘客平均候梯时间 > 乘客长时间候梯率 > 乘客平均乘梯时间 > 电梯运行总距离 > 系统启停总次数。
▼扣分项说明：当实现该功能时，得分为0分；当该功能未实现或实现有误时，得分为负分。
附录：电梯仿真对象IO列表PLC输入变量：PLC输出变量：。
2019年西门子杯中国智能制造挑战赛
2019年西门子杯中国智能制造挑战赛2019年“西门子杯”中国智能制造挑战赛安徽省赛区暨华东三分赛区竞赛赛项规程一、赛项名称赛项名称：2019年“西门子杯”中国智能制造挑战赛安徽省赛区暨华东三分赛区竞赛英语翻译：2019 "Siemens Cup" China Intelligent Manufacturing Competition in Anhui Province(originally called National College Students Industrial Automation Challenge), the Third Competition Zone in Eastern China赛项组别：智能制造工程设计与应用类赛项共五个组别，流程行业自动化方向--本科组、流程行业自动化方向--高职组、离散行业自动化方向--本科组、离散行业自动化方向--高职组、信息化网络化方向--高职组。
二、竞赛组织机构主办单位：安徽省教育厅承办单位：安徽工业大学安徽职业技术学院（一）组织委员会主任委员：储常连安徽省教育厅副厅长执行主任委员：魏先文安徽工业大学校长孙敬华安徽职业技术学院校长副主任委员：祖明安徽工业大学党委副书记梁祥君安徽省教育厅高教处处长史锋安徽职业技术学院副校长委员：檀俊安徽省教育厅高教处副处长吴一戎中国科学技术大学信息科学技术学院院长何怡刚合肥工业大学电气与自动化工程学院院长高清维安徽大学电气工程与自动化学院院长刘晓东安徽工业大学电气与信息工程学院院长李敬兆安徽理工大学电气与信息工程学院院长江巨浪安庆师范大学物理与电气工程学院副院长凌有铸安徽工程大学电气工程学院院长张润梅安徽建筑大学机械与电气工程学院院长章毛连安徽科技学院电气与电子工程学院院长张晓东皖西学院机械与车辆工程学院院长王庆龙合肥学院电子信息与电子工程系系主任刘增良铜陵学院电气工程学院院长郭焕银宿州学院机械与电子工程学院院长计勇安徽新华学院电子通信工程学院院长洪应安徽职业技术学院机电工程学院副院长（二）专家委员会主任：祖明安徽工业大学党委副书记副主任：刘晓东安徽工业大学电气与信息工程学院院长李敬兆安徽理工大学电气与信息工程学院院长委员：雷经发安徽建筑大学机械与电气工程学院副院长臧大进铜陵学院电气工程学院副院长方明星安徽师范大学物理与电子信息学院自动化专业负责人王冠凌安徽工程大学电气工程学院大学生创新训练中心主任赵卫东安徽工业大学电气与信息工程学院电气工程及自动化系主任刘升安徽工业大学电气与信息工程学院测控技术与仪器系副主任谢军安徽职业技术学院机电工程学院教研室主任（三）仲裁委员会主任：张贝克大赛组委会秘书长、北京化工大学教授副主任：刘晓东安徽工业大学电气与信息工程学院院长教育部高等学校自动化类教学指导委员会成员（名单全国组委会讨论确定）委员：北京化工大学、安徽工业大学、西门子公司相关领导和老师（名单全国组委会讨论确定）（四）秘书处安徽工业大学电气与信息工程学院安徽工业大学创新教育学院安徽职业技术学院机电工程学院秘书长：冷护基安徽工业大学创新教育学院院长副秘书长：聂建华安徽工业大学电气与信息工程学院副院长洪应安徽职业技术学院机电工程学院副院长秘书：张卉安徽工业大学创新教育学院创新实践部主任李修正安徽工业大学电气与信息工程学院学生办公室钱晓东安徽职业技术学院机电工程学院三、竞赛目的“西门子杯”中国智能制造挑战赛（原全国大学生工业自动化挑战赛）是由教育部高等学校自动化类专业教学指导委员会、中国系统仿真学会、西门子（中国）有限公司联合主办，以模拟的典型工业自动化系统为对象的工程科技竞赛，是面向全国自动化、机电一体化相关专业大学生高职、高专学生的一项创新性科技活动，也是教育部质量工程资助的大学生科技竞赛之一。
西门子杯中国智能制造挑战赛智能制造创新研发类赛项
“西门子杯”中国智能制造挑战赛智能制造创新研发类赛项：自由探索方向初赛说明1. 此文件说明了比赛的流程、规则，强调了注意事项、具体要求。
2. 赛前抽签决定各队比赛组别与组内序号，分组进行比赛。
3. 赛项主要环节包括：原型机准备、提交参赛方案、正式比赛（比赛环节包括原型机测评、方案展示等）。
（1）原型机准备：⚫参赛队需携带产品原型机来参赛。
⚫参赛队原型机应在正式比赛前一天调试完毕，并在原型机展示室的指定摆放区域内分组依序进行摆放。
⚫调试完毕后，参赛队应在原型机明显处粘贴上产品的完整名称。
⚫参赛队原型机有使用非西门子品牌产品的，请参考《2019年西门子杯中国智能制造挑战赛智能制造创新研发类赛项：自由探索方向赛题》的相关规定说明，必要处进行遮挡处理。
⚫参赛队如有特殊需求应在比赛前一天与工作人员沟通并完成准备工作，正式比赛期间只能进行展示，不允许再对原型机及环境进行改动。
（2）提交参赛方案在比赛报到当天，所有参赛队必须按规定的时间和地点提交参赛方案。
已提交的方案不能再更新、修改。
参赛方案需提交两种：a. 电子版。
a)提交1份PPT（用于方案展示环节）、1份PDF（完整的参赛方案）、产品SolidEdge模型源文件（包括各零配件par格式模型、dft图纸；装配体asm格式模型、dft图纸等）给工作人员。
文件名命名为《组号+组内序号-参赛队编号》。
拷贝至展示用计算机时，确认可以正常演示（如不能正常演示，后果自负）。
如有其它视频、三维等附加电子文档，应一并拷入分赛区准备的计算机。
在截止时间后至正式比赛前这段期间内，不能再添加新的展示内容。
b. 5份纸质版（以分赛区要求为准）。
a)封面统一命名《组号+组内序号-参赛队编号》。
（建议赴分赛区之前打印好，封面名称可手写）。
b)用于专家评审时查阅，确保每位评审专家1份。
c)纸质版方案现场提交工作人员，分组装入信封并贴封口条，信封注明：组号，然后由工作人员保管。
参赛方案的要求（包括电子版与纸质版）：1）条理清晰，版面整洁。
2019年西门子杯中国智能制造挑战赛
2019年“西门子杯”中国智能制造挑战赛智能制造创新研发类赛项：自由探索方向设计方案模板参赛队伍编号：________________年月日以下模板为了便于方案评审使用，参赛队可在此基础上，根据情况自行增加条目和内容。
请注意排版条理清晰、便于审阅。
1.产品介绍用精炼的语言简要介绍创新产品的功能。
2.产品亮点请为新产品提炼出3个以内的产品亮点，展示产品的新颖性，与市场同类产品比较的创新点。
3.产品设计方案3.1.产品功能与核心价值（描述产品的功能的选择过程以及选择理由，凝练抽提产品的核心价值）3.2.产品数字化设计（使用工业设计软件SolidEdge来说明产品外观设计,并实现仿真）3.3.核心用户用例与工作原理介绍（说明用户使用该产品的关键场景，结合产品的核心价值来分析如何帮助提升用户的竞争力。
建议提供设计图纸，流程图，推荐采用多媒体等易懂的形式介绍）3.4.功能测试（针对支撑核心价值的产品功能，提出测试方案，包括技术指标和参数，需要现场、视频演示）3.5.用户体验设计或产品使用说明（对用户使用、人机交互和情感方面的考虑。
提供类似产品说明书，可以附件形式提交）4.商业计划书4.1.市场需求分析（围绕市场中存在哪些问题，问题背后有哪些市场需求等方面展开）4.2.市场前景预测（可以采用SWOT分析方法，建议采用权威组织或媒体的数据和结论来佐证）4.3.产品定位（目标客户定位，产品层次定位）4.4.产品定价策略（阐述定价原则，利润比例，并阐述理由）4.5.产品销售策略（比如直销或分销，零售或者网络营销，请说明选择理由）4.6.产品推广策略（结合市场活动，以及市场预算）5.产品技术说明5.1.核心技术实现解析（介绍如何实现各种产品功能，包含程序流程图，I/O列表，程序说明等。
需达到专利要求的可复制水平。
）5.2.技术竞争力说明（与潜在竞争产品的长期保持优势的实现及技术支撑，对可能存在的山寨的考虑）5.3.产品成本分析（请提供产品部件清单以及成本价格，说明针对潜在价格战的考虑）5.4.生产制造要点（如产品进行大规模生产的技术要点，针对工业4.0时代用户定制化和个性化生产的考虑）6.活动收获总结参加本次竞赛的收获和心得，分享一些比较有感触的事情。
2019年西门子杯中国智能制造挑战赛
2019年“西门子杯”中国智能制造挑战赛智能制造创新研发类赛项：协作机器人方向赛题一、题目背景工业4.0浪潮席卷全球，“中国制造2025”成为国家重要战略，中国制造业企业在转型升级过程中面临诸多问题，例如自动化、智能化、数字化设备和技术的应用和升级。
其中，各类制造企业普遍开始采用机器人上岗，以期提升生产效率、降低人工成本或保证员工身体健康等。
企业在如果采用传统机器人会面临各种问题，例如部署成本高，难以满足小批量、定制化、短周期等需求，或者人机协作较差，等等。
因此，新型机器人的应用需求应运而生并且火爆市场——协作型机器人。
新型协作机器人普遍具有明显的应用优势，在保证整体提高企业自动化水平和作业安全的前下，以优秀的人性化、智能化来灵活地辅助人愉快工作，更好地实现企业小批量、定制化生产。
在可预见的将来，协作机器人的开发、应用必将在制造业中占据极其重要的地位。
同时，市场也急需大批熟悉协作机器人原理、研发与应用的专业人才。
本赛项设立的目的，正是为了培养协作机器人方向相关人才，提高他们在人因工程、自适应自动化、协作机器人的开发、操作、维护等方面的综合能力。
二、比赛要求2019年竞赛主要任务是基于协作类机器人人机协作方案的设计与实现。
在初赛阶段，参赛队伍需要完成方案的设计与撰写，比赛将以专家线上方案评审的方式进行。
在决赛阶段，参赛队伍根据现场公布的题目以及要求，完成具体任务。
（一）初赛要求参赛队以协作机器人的应用为背景，根据题目提供的生产背景或自行选择工业中常见的加工生产线（汽车、药品、食品、电脑、电路板、手机等等），设计一个人机协同生产、操作来加工某种产品的方案。
参赛队所提交的方案文件按照参赛队编号命名。
全国竞赛组委会选聘的专家对参赛队伍所提交方案通过在线方式进行评审，选出优秀作品进入决赛。
进入决赛队伍的数量根据全国参赛队伍数量以及作品水平来确定。
某工厂某加工站的背景如下：某工厂的产品加工站，依次有两位作业员，作业员1完成组装后将产品放置于指定区域，产品的颜色和位置都是随机的，每次来料最多是两个产品，作业员2从指定区域取产品，放入加工机器里面进行自动加工作业，每台机器每次只能加工一个产品，待加工完成后，再将产品放回流水线。
2019年西门子杯中国智能制造挑战赛
2019年“西门子杯”中国智能制造挑战赛智能制造创新研发类赛项：企业命题方向赛题简介一、题目背景“中国制造2025”是新的国际国内环境下，我国立足于国际产业变革大势，作出的全面提升中国制造业发展质量和水平的重大战略部署。
根本目标是使中国迈入世界制造强国的行列。
在实现这一目标过程中，制造业的转型升级是势在必行的。
然而目前国内制造企业在智能化、信息化、数字化、自动化等方面仍然面临较多困难与问题，尤其是技术研发人才短缺等。
本赛项从企业真实需求出发，由企业给出生产中亟待解决的问题，参赛者根据具体需求进行问题解析、方案设计以及设备研发等，一方面帮助企业解决实际问题，另一方面培养、提高参赛者解决实际工程问题的能力。
本赛项面向自动化、机电一体化、电子等专业背景的参赛者，以团队为单位组队参赛。
要求参赛团队具备扎实的理论功底和娴熟的开发能力，在选定的主题中，遵循工业产品研发规律，严格按照相关工业标准和流程，开发出满足企业需求、性能优异、质量可靠、功能创新的产品。
二、比赛要求（一）比赛题目本赛项竞赛题目来源于2家典型制造业企业，企业A为浙江德清久胜车业有限公司；企业B为北京中恒复印集团（其他合作企业的题目会后续在官网更新）。
每个企业根据自身情况，提出了相关题目。
参赛队伍自由选择要完成的题目。
待选题目简介如下：1、企业A的题目：（1）自行车车架研磨、抛光设备研发：企业面临的难题：目前的自行车车架的研磨、抛光是由人工进行，效率较低且质量难以保证。
具体要求：设计、研发一台可自动对毛坯车架进行表面研磨、抛光的设备，实现自动或者辅助人进行研磨、抛光的操作。
（2）整箱自动检重、记录设备研发：企业面临的难题：目前自行车产品的称重、记录由人工进行，效率较低且人工成本较高。
具体要求：设计、研发一台可自动对产品进行检重、异常报警、信息记录、打印的装置，实现整箱自动检重、记录的操作。
2、企业B的题目：自动物料输送解决方案的设计与设备研发企业面临的难题：企业物流运送量大，目前方式为人为操作叉车进行运送，存在低效，成本高，安全性差等诸多问题；同时市场上已有的自动输送设备成本较高、定位精度较低、室外伪劣环境适应性较差等问题。
2019年西门子杯中国智能制造挑战赛
2019年“西门子杯”中国智能制造挑战赛
上海应用技术大学校内选拔赛暨上海高校联赛
参赛说明
1) 流程行业自动化（原过控赛项）实施赛项
该赛项以智能工厂、智能车间、智能产线中某个连续生产过程为背景，参赛队以乙方角色参与连续生产过程的投产运行过程，重点考察参赛队员的需求分析、控制系统设计、实施、动手能力以及异常处理能力，目的是培养一流的具备连续过程行业需求分析、控制系统设计、实施以及异常处理等能力的应用、实施人才。
参赛队需要完成：工艺分析、仪表选型、控制系统设计、控制方案实施（自动开车）、现场接线。
2) 离散行业自动方向（原逻控赛项）实施赛项
该赛项以电梯行业为应用背景，参赛队以乙方的角色参与到电梯行业中。
重点考察对这类系统的综合分析、实施及异常处理能力，强调工程方法的严谨性和控制系统应用的完整性。
目的是培养一流的具备离流程分析、控制系统设计、实施以及异常处理等能力的应用、实施人才。
参赛队需要完成：综合分析、控制方案设计、控制方案实施、异常处理。
3) 离散行业运动方向（原运控赛项）开发赛项
该赛项以智能工厂、智能车间、智能产线中运动系统为应用背景，参赛队以项目乙方的角色参与竞赛，重点考察参赛选手对运动控制系统的综合分析、智能算法开发、控制方案设计、实施、模块开发及异常处理能力，鼓励在控制方案及算法方面的创新。
目的是培养一流的具备运动系统分析、优化、智能算法开发、模块研发、控制系统设计、实施以及异常处理等综合能力的设计、研发人才。
参赛队需要完成：对象特性及控制需求分析、控制算法设计、优化、控制系统设计、选型与调试、模块开发、控制系统实施、异常情况处理等。
2019年西门子杯中国智能制造挑战赛
所设计方案的功能为已有设备的常见功能，或实用性一
般，或缺乏从用户角度考虑问题。
设计方案思路清晰，内容完整；分析、设计及技术路线
等各方面内容合理且文字描述详细，具有很强的可行
性；性能指标清晰，技术实现正确，验证方法严谨，性
能验证达标。仿真模型能够正确反映生产线的设计方
案，模型美观、动作清晰。
设计方案思路清晰，内容较为完整；方案描述较为准
“西门子杯”中国智能制造挑战赛
2019 年“西门子杯”中国智能制造挑战赛
智能制造创新研发类赛项：产品全生命周期管理方向
初赛评分细则
评分项
方案表现
所设计方案的功能满足题目要求，并具备很强的新颖性
和实用性，具有优秀的用户思维，逻辑严密，有良好的
功能性 （35 分）
推广价值。 所设计方案的功能满足题目要求，并有一定的实用性， 用户思维和逻辑严谨性一般，推广价值一般。
逻辑基本严谨、合理。
设计中未考虑可靠性、安全性。
针对未来可能的生产规模提升、扩张等需要，充分考虑
了功能升级、规模扩展等潜在需求，在设计上进行了充
扩展性和易 用性
（10 分）
分地体现。在操作、维护等方面充分考虑了人性化设 计、防呆设计等。 对扩展性的考虑较好，设计方面略有欠缺考虑了人机交 互因素，在操作使用上繁琐，需培训后才能使用。
5-8 0-4 16-20 11-15 0-10 6-10 1-5 0
2
性能及可行 确，较为详细，可行性较好；性能指标较清晰，验证方
性
法较严谨，能达到所列的性能要求。仿真模型能够正确
（25 分） 反映焊接工艺过程及工业机器人的离线编程与调试过
程，模型较为美观、动作较为清晰。
西门子杯中国智能制造挑战赛智能制造创新研发类赛项
“西门子杯”中国智能制造挑战赛智能制造创新研发类赛项：自由探索方向初赛说明1. 此文件说明了比赛的流程、规则，强调了注意事项、具体要求。
2. 赛前抽签决定各队比赛组别与组内序号，分组进行比赛。
3. 赛项主要环节包括：原型机准备、提交参赛方案、正式比赛（比赛环节包括原型机测评、方案展示等）。
（1）原型机准备：⚫参赛队需携带产品原型机来参赛。
⚫参赛队原型机应在正式比赛前一天调试完毕，并在原型机展示室的指定摆放区域内分组依序进行摆放。
⚫调试完毕后，参赛队应在原型机明显处粘贴上产品的完整名称。
⚫参赛队原型机有使用非西门子品牌产品的，请参考《2019年西门子杯中国智能制造挑战赛智能制造创新研发类赛项：自由探索方向赛题》的相关规定说明，必要处进行遮挡处理。
⚫参赛队如有特殊需求应在比赛前一天与工作人员沟通并完成准备工作，正式比赛期间只能进行展示，不允许再对原型机及环境进行改动。
（2）提交参赛方案在比赛报到当天，所有参赛队必须按规定的时间和地点提交参赛方案。
已提交的方案不能再更新、修改。
参赛方案需提交两种：a. 电子版。
a)提交1份PPT（用于方案展示环节）、1份PDF（完整的参赛方案）、产品SolidEdge模型源文件（包括各零配件par格式模型、dft图纸；装配体asm格式模型、dft图纸等）给工作人员。
文件名命名为《组号+组内序号-参赛队编号》。
拷贝至展示用计算机时，确认可以正常演示（如不能正常演示，后果自负）。
如有其它视频、三维等附加电子文档，应一并拷入分赛区准备的计算机。
在截止时间后至正式比赛前这段期间内，不能再添加新的展示内容。
b. 5份纸质版（以分赛区要求为准）。
a)封面统一命名《组号+组内序号-参赛队编号》。
（建议赴分赛区之前打印好，封面名称可手写）。
b)用于专家评审时查阅，确保每位评审专家1份。
c)纸质版方案现场提交工作人员，分组装入信封并贴封口条，信封注明：组号，然后由工作人员保管。
参赛方案的要求（包括电子版与纸质版）：1）条理清晰，版面整洁。
全国智能制造应用技术技能大赛题库及答案
全国智能制造应用技术技能大赛题库及答案一、选择题1. 智能制造系统主要包括哪些技术？A. 人工智能、机器人技术、物联网B. 传感器技术、云计算、大数据C. 3D打印、自动化控制、网络安全D. 所有以上选项答案：D2. 在智能制造领域，以下哪项技术不属于工业4.0的核心技术？A. 大数据B. 云计算C. 虚拟现实D. 机器人技术答案：C3. 以下哪个不是智能制造系统的关键环节？A. 设计与开发B. 生产与制造C. 销售与售后服务D. 管理与维护答案：D二、填空题1. 智能制造的核心是__________，通过__________、__________和__________实现生产过程的自动化、智能化和高效化。
答案：智能控制系统；感知层；网络层；应用层2. 工业互联网平台是支撑智能制造的__________，通过连接__________、__________和__________，实现资源的优化配置和高效利用。
答案：关键基础设施；人；机器；数据三、判断题1. 智能制造仅限于生产制造环节，与其他环节无关。
（）答案：错误2. 智能制造系统的实施可以显著提高生产效率，降低生产成本。
（）答案：正确3. 智能制造系统不需要考虑网络安全问题。
（）答案：错误四、简答题1. 简述智能制造系统的特点。
答案：智能制造系统具有以下特点：（1）高度集成：将信息技术、自动化技术、网络技术等多种技术集成在一起，实现信息流、物流和资金流的统一。
（2）智能决策：通过大数据分析和人工智能算法，实现生产过程的智能决策。
（3）个性化定制：根据客户需求，实现个性化定制生产。
（4）远程监控：通过互联网和物联网技术，实现远程监控生产过程。
2. 请列举三种常见的智能制造应用场景。
答案：（1）智能工厂：通过自动化生产线和智能化设备，实现生产过程的自动化和智能化。
（2）智能物流：通过物联网技术和智能算法，实现物流过程的实时监控和优化调度。
（3）智能服务：通过大数据分析和人工智能技术，实现客户服务的智能化和个性化。
2019年西门子杯中国智能制造挑战赛
2019年“西门子杯”中国智能制造挑战赛智能制造创新研发类赛项：企业命题方向企业A命题1：自行车车架研磨、抛光设备研发企业A命题2：整箱自动检重、记录设备研发一、题目背景企业A为浙江德清久胜车业有限公司，是国内著名的大型自行车生产企业，年产自行车200万辆，主要经营范围包括自行车、童车及相关配件的生产等。
题目来源于该企业的生产线，为了提高产品的质量、生产效率、降低人工成本，需要对该生产线进行升级改造。
参赛队员需根据生产工艺与企业具体要求，设计一套完整的解决方案并进行样机研发、验证。
该题目要求参赛团队具备扎实的理论功底和娴熟的开发能力，遵循实际生产设备改造、研发规律，严格按照相关工业标准和流程，设计、开发出满足企业要求的设备、产品，在此基础上鼓励在性能、效率、功能等方面的创新。
二、比赛要求1、企业面临/急需解决的问题目前年产200万台自行车，人工成本越来越多，希望进行自动化产线升级。
目前是600-700人实现200万台产量，他们希望能达到100-200人实现200万台的产量。
2、比赛要求针对企业实际问题与需求，参赛队选取以下2个任务中的一个，完成比赛。
（1）自行车车架自动研磨、抛光设备研发。
目前的研磨、抛光是由人工进行，效率较低且质量难以保证（具体研磨、抛光过程参见视频：《车架研磨抛光》）。
要求设计一台可自动对毛坯车架进行表面研磨、抛光的设备，实现自动或者辅助人进行研磨、抛光的操作。
针对车架整体抛光，主要抛光面为A/B 面，抛光精度达到涂装工艺要求，抛光设备必须简易灵活，适用不同产品的规格和构造，适用材料便宜易购买。
（对毛坯车架表面的毛刺、磕碰伤、焊渣、划痕等做研磨、抛光处理）。
具体要求：⚫该设备类似自动汽车洗车机的设备。
类似于视频中自行车车架，从头管处进入设备抛光入口，从设备出口处自动流出来，即抛光、研磨完成，可以试用于自行车多种型号。
⚫需要考虑研磨效果（钢丝毛刷刷产品的距离、力度、抛光效果（目数/粗细）需满足喷涂要求）。
2019年西门子杯中国智能制造挑战赛赛题
2019年西门⼦杯中国智能制造挑战赛赛题2019年“西门⼦杯”中国智能制造挑战赛智能制造创新研发类赛项：产品全⽣命周期管理⽅向赛题⼀、题⽬背景本赛项以制造业中某⼯⼚升级改造为背景，参赛队以⼄⽅的⾓⾊参与到升级改造过程中，完成PLM （Product Lifecycle Management，产品⽣命周期管理）中某些环节的任务，包括但不仅限于零件规划与验证、装配规划与验证、机器⼈与⾃动化规划、机器⼈编程、虚拟调试、⼯⼚设计与优化、质量⽣产管理以及制造流程管理等。
该赛项⽬的是培养⼀流的熟悉产品⽣命周期管理概念包括规划、开发、制造、⽣产以及技术⽀持，熟练掌握产品⽣命周期管理相关软件的使⽤并具备⼀定创新能⼒的⼈才。
⼆、⽐赛要求（⼀）⽐赛题⽬2019年该赛项赛题为某汽车⼚轿车侧围外板总成焊接的⼯业机器⼈焊接程序离线编程与虚拟调试。
1、焊接（点焊）⼯艺流程其⽣产过程主要包含三个⼤的部分：（1）零件装夹；（2）焊接；（3）⼯件放回。
其中焊接⼯序为⾃动化作业，上下料假设为⼈⼯操作。
轿车侧围外板总成组成及名称如图1所⽰。
图 1 轿车侧围外板总成轿车侧围外板总成的组成：（1）H柱（2）B柱（3）门槛板（4）A柱轿车侧围外板总成上件顺序依次为：（1）（2），（3）（4）图 2 轿车侧围外板总成上件顺序⽐赛任务：针对轿车侧围外板总成的焊接⽣产流程，进⾏焊接⼯艺的设计，根据焊接⼯艺采⽤合适的⼯业机器⼈及焊枪，配合焊接⼯位的夹具，采⽤西门⼦Process Simulate软件实现焊点设计、布置以及焊接过程的仿真，并进⾏⼯业机器⼈的离线编程，对⽣成的机器⼈程序进⾏虚拟调试。
具体要求：（1）针对轿车侧围外板总成焊接流程，进⾏⼯艺流程设计、焊点设计和焊点布置。
（2）对上述流程采⽤Process Simulate 建⽴3D的焊接⼯位布局，包括机器⼈、焊枪、⼯作台、夹具、料架、周边围栏、控制设备等。
焊接流程中⽤到的待加⼯轿车侧围外板总成三维模型由⼤赛官⽅统⼀提供。
2019年西门子杯中国智能制造挑战赛
反应器压力
KPa
0
250
模拟量输出
IW+42
23
PI1103
闪蒸罐压力
KPa
0
250
模拟量输出
IW+44
24
FI1108
循环物料流量
kg/s
0
5
模拟量输出
IW+46
25
LI1202
冷凝罐V103液位
%
0
100
模拟量输出
IW+48
26
TI1203
冷凝罐V103温度
℃
0
200
模拟量输出
IW+50
27
AI1101
产物中产品D含量
%
0
100
模拟量输出
IW+52
1
FV1106
闪蒸罐V102底部产品D管线阀门
%
0
100
模拟量输入
QW+0
2
PV1101
闪蒸罐V102顶部循环原料A管线阀门
%
0
100
模拟量输入
QW+2
3
FV1101
原料A管线阀门
%
0
100
模拟量输入
QW+4
4
FV1102
原料B管线阀门
%
%
0
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FV1203
反应器R101夹套循环回水至界区管线阀门
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HS1106
循环泵开关
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2019年“西门子杯”中国智能制造挑战赛
智能制造创新研发类赛项：产品全生命周期管理方向赛题
一、题目背景
本赛项以制造业中某工厂升级改造为背景，参赛队以乙方的角色参与到升级改造过程中，完成PLM （Product Lifecycle Management，产品生命周期管理）中某些环节的任务，包括但不仅限于零件规划与验证、装配规划与验证、机器人与自动化规划、机器人编程、虚拟调试、工厂设计与优化、质量生产管理以及制造流程管理等。
该赛项目的是培养一流的熟悉产品生命周期管理概念包括规划、开发、制造、生产以及技术支持，熟练掌握产品生命周期管理相关软件的使用并具备一定创新能力的人才。
二、比赛要求
（一）比赛题目
2019年该赛项赛题为某汽车厂轿车侧围外板总成焊接的工业机器人焊接程序离线编程与虚拟调试。
1、焊接（点焊）工艺流程
其生产过程主要包含三个大的部分：（1）零件装夹；（2）焊接；（3）工件放回。
其中焊接工序为自动化作业，上下料假设为人工操作。
轿车侧围外板总成组成及名称如图1所示。
图 1 轿车侧围外板总成
轿车侧围外板总成的组成：
（1）H柱
（2）B柱
（3）门槛板
（4）A柱
轿车侧围外板总成上件顺序依次为：（1）（2），（3）（4）
图 2 轿车侧围外板总成上件顺序
比赛任务：
针对轿车侧围外板总成的焊接生产流程，进行焊接工艺的设计，根据焊接工艺采用合适的工业机器人及焊枪，配合焊接工位的夹具，采用西门子Process Simulate软件实现焊点设计、布置以及焊接过程的仿真，并进行工业机器人的离线编程，对生成的机器人程序进行虚拟调试。
具体要求：
（1）针对轿车侧围外板总成焊接流程，进行工艺流程设计、焊点设计和焊点布置。
（2）对上述流程采用Process Simulate 建立3D的焊接工位布局，包括机器人、焊枪、工作台、夹具、料架、周边围栏、控制设备等。
焊接流程中用到的待加工轿车侧围外板总成三维模型由大赛官方统一提供。
需要用到的机器人、操作工作台、工装夹具等需要参赛选手自行选用或设计（上述资源的三维数模需要在CAD软件中完成）。
（3）对步骤1、步骤2的内容采用Process Simulate软件进行焊接操作的设计和仿真。
（4）在Process Simulate软件中进行工业机器人的离线编程，根据仿真中的工业机器人类型，在软件的离线编程功能中选定具体的机器人品牌和控制器后，自动生成机器人程序。
（5）针对工位中的控制设备，根据工艺过程以及与对机器人的控制，在西门子TIA博途软件中进行控制设备的PLC编程，生成PLC程序。
（6）将西门子HMI与PLC控制器接线连接，通过TIA博途软件将程序写入PLC控制器，并通过支持OPC UA/ProfiNet协议的网络连接到Process Simulate软件进行连接，能够实现通过PLC控制器控制Process Simulate中的虚拟的机器人模型运动（在初赛阶段如果没条件进行实物环境准备，可以用西门子PLCSIM Advanced软件模拟实物PLC控制器），进行机器人程序的虚拟调试，对发现的问题进行修改。
（二）初赛要求：
初赛阶段采取方案评审与网络评审的方式进行。
参赛队伍需完成并撰写以下内容：
A 、方案设计：
•功能描述，包括焊接工位的功能和生产过程等
•焊接过程仿真
•工业机器人离线编程
•虚拟调试方案（软硬件连接方案、调试过程、操作规范要求等）
B 、方案实现
•采用西门子PLC控制器以及TIA、PLCSIM Advanced、Process Simulate软件对方案进行仿真、离线编程与虚拟调试。
参赛需要提交设计方案文档及配套视频资料（焊接仿真及离线编程、虚拟调试环境准备及虚拟调试过程的视频）。
命题专家会同全国竞赛组委会选聘的专家对参赛队伍所提交的方案、视频进行评审，选出优秀的作品进入决赛。
进入决赛队伍的数量根据全国参赛队伍数量以及作品水平来确定。
（二）决赛要求：
进入决赛的队伍继续开发与完善方案，在决赛地以方案展示、过程演示以及现场调试的方式参加比赛。
比赛流程如下：参赛队伍使用演讲方式依次展示其方案，并演示方案的结果。
参赛队需要提交方案文档、模型文件、仿真与调试的视频等，并在比赛环境中现场进行现场调试。
专家组对参赛方案与参赛队伍进行澄清、提问等沟通，并对现场调试过程进行观察和计时，基于评分依据进行打分。
最终名次由得分高低决定，但奖项比例与具体数量由专家组根据整体水平进行调整，特等奖可以空缺。
三、评价依据
本赛项在初赛阶段将采取方案自证的原则。
参赛队伍对其所宣称的功能、指标等，需设计完整可信的方案，并能在视频中演示。
过程应当可重复，且原理通俗易懂。
关键功能无法演示验证的作品，将不能进入决赛。
评审将从以下几个方面展开评价：
功能：首先，所实现功能应能够满足题目的要求。
其次，鼓励功能设计方面创新，使其最大程度符合实际应用的需求。
性能：参赛队伍根据题目要求，需明确提出相关的工艺指标和编程调试的实现要点，并设计合理、高效的工艺流程，进行仿真、编程与调试的验证。
安全性：针对工业领域应用的设置，参赛队伍应明确地描述在安全性方面的考虑与设计。
成熟度：成熟度评价的设立是为了引导参赛队员在设计过程中要有较强的工程意识，所设计方案不仅要实现功能和指标，同时还要考虑：
•面对未来功能升级所应具备的灵活性；
•生产质控过程中的可测试能力；
•用户使用过程中的可操作性，如防呆设计等；
•防电磁、静电等环境因素能力。
决赛阶段将采用现场演示及实际操作竞赛的方式进行。
参赛队伍介绍方案设计思路、关键指标、核心技术、实现过程等，然后进行现场虚拟调试操作竞赛，在规定的时间内容完成调试操作内容，展现操作规范性和熟练程度。
评审将从以下几个方面展开评价：
方案讲解过程：方案讲解过程简洁明了，思路清晰，内容完整，重点突出。
操作规范性：操作过程有规范性设计，操作中各步骤顺序合理，准备工作充分，完成后检查确认。
操作熟练程度：按照方案和规范性要求进行调试操作，用时短且结果正确。
四、其它
比赛所形成的知识产权归属于各参赛队所有，但全国竞赛组委会享有对方案非营利性使用的权利。