2024年廣西職業(yè)院校技能大賽高職組《生產(chǎn)單元數(shù)字化改造》賽項(xiàng)樣題

2024年廣西職業(yè)院校技能大賽

《生產(chǎn)單元數(shù)字化改造》賽項(xiàng)

樣題

選手須知：

1.任務(wù)書(shū)共19頁(yè)，如出現(xiàn)任務(wù)書(shū)缺頁(yè)、字跡不清等問(wèn)題，請(qǐng)及

時(shí)向裁判示意，并進(jìn)行任務(wù)書(shū)的更換。

2.參賽隊(duì)?wèi)?yīng)在5小時(shí)內(nèi)完成任務(wù)書(shū)規(guī)定內(nèi)容。

3.任務(wù)書(shū)中只能填寫(xiě)競(jìng)賽相關(guān)信息，不得出現(xiàn)學(xué)校、姓名等與身

份有關(guān)的信息或與競(jìng)賽過(guò)程無(wú)關(guān)的內(nèi)容，否則成績(jī)無(wú)效。

4.在完成任務(wù)過(guò)程中，請(qǐng)及時(shí)保存程序及數(shù)據(jù)。比賽結(jié)束前，請(qǐng)

選手自行備份項(xiàng)目程序及文件至“E:\GX+場(chǎng)次+賽位號(hào)”文件夾。

5.選手在競(jìng)賽過(guò)程中創(chuàng)建的錄屏文件、源程序、表格、圖片等文

件必須存儲(chǔ)到“E:\GX+場(chǎng)次+賽位號(hào)”文件夾下，未存儲(chǔ)到指定位置

的文件均不予給分。文件夾需要自己新建，例：第一場(chǎng)比賽，賽位號(hào)

：04號(hào)，文件夾名稱為：GX0104；評(píng)價(jià)時(shí)只評(píng)價(jià)對(duì)應(yīng)文件夾下的文

件。

6.由于參賽選手人為原因?qū)е赂?jìng)賽設(shè)備損壞，以致無(wú)法正常繼續(xù)

比賽，將取消參賽隊(duì)競(jìng)賽成績(jī)。

7.競(jìng)賽過(guò)程中，選手需使用計(jì)算機(jī)安裝的錄屏軟件全程錄制計(jì)算

機(jī)操作視頻。因選手原因造成無(wú)視頻文件或視頻文件不全者，取消競(jìng)

賽成績(jī)。

8.大賽提供的部分3D模型、器件手冊(cè)及相關(guān)資料已存儲(chǔ)到“D:\

參考資料”文件夾下。

競(jìng)賽場(chǎng)次：第場(chǎng)賽位號(hào)：第號(hào)

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競(jìng)賽平臺(tái)描述：

生產(chǎn)單元數(shù)字化改造競(jìng)賽平臺(tái)是以數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)為核心，集成

智能倉(cāng)儲(chǔ)、智能機(jī)器人、AMR自主移動(dòng)機(jī)器人、智能視覺(jué)、SCADA

系統(tǒng)監(jiān)控、WMS系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、數(shù)字孿生的綜合應(yīng)用單元。競(jìng)賽平

臺(tái)參考示意圖如圖1所示。

圖1競(jìng)賽平臺(tái)布局參考示意圖

其生產(chǎn)工藝參考流程為：根據(jù)客戶聯(lián)接器生產(chǎn)任務(wù)定制需求，

在裝配單元原料模塊上放入工件1、工件2、工件3，在WMS軟件中

選擇原料入庫(kù)功能，裝配單元智能機(jī)器人先從托盤(pán)區(qū)取托盤(pán)放置到

相機(jī)拍照工位，再取原料區(qū)的工件放置到托盤(pán)上，智能視覺(jué)識(shí)別工

件種類、顏色、尺寸，將智能視覺(jué)識(shí)別結(jié)果寫(xiě)入托盤(pán)RFID標(biāo)簽中，

然后由AMR自主移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)輸?shù)街悄軅}(cāng)儲(chǔ)單元入庫(kù)，入庫(kù)倉(cāng)位的

指示燈顏色要與產(chǎn)品狀態(tài)信息一致。在MES系統(tǒng)中下發(fā)任務(wù)訂單，

由智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人完成訂單指定物料的取料，AMR自主移動(dòng)機(jī)器人

將物料運(yùn)送至智能裝配區(qū)，智能機(jī)器人與智能視覺(jué)配合完成物料的

檢測(cè)與抓取，按照任務(wù)訂單要求，完成定制產(chǎn)品的組裝與檢測(cè)，根

據(jù)檢測(cè)結(jié)果，放置到指定倉(cāng)位。生產(chǎn)任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中，實(shí)時(shí)采集倉(cāng)

位、智能機(jī)器人、AMR自主移動(dòng)機(jī)器人、智能視覺(jué)、RFID等相關(guān)數(shù)

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據(jù)，通過(guò)數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合，完成聯(lián)接器裝配。聯(lián)接器裝配示

意圖如圖2所示。

圖2聯(lián)接器裝配示意圖

任務(wù)一：生產(chǎn)單元數(shù)字化改造方案設(shè)計(jì)（10%）

任務(wù)1.1生產(chǎn)單元功能規(guī)劃及仿真驗(yàn)證

1.1.1根據(jù)生產(chǎn)工藝流程，完成生產(chǎn)單元的工藝流程圖繪制，并

生成PDF版本，以“賽位號(hào)+生產(chǎn)單元工藝流程圖”為文件名，保存

在“E:\GX+場(chǎng)次+賽位號(hào)”文件夾下。

任務(wù)要求：

（1）如圖1所示的原料區(qū)放置2個(gè)不同類型合格工件以及1個(gè)不合

格的工件；

（2）如圖1所示的智能倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)，劃分為原料倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)、廢料倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)

、成品倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)；

（3）原料質(zhì)檢入庫(kù)流程：在裝配單元原料模塊上放入2個(gè)不同類

型的合格工件以及1個(gè)不合格的工件，在WMS軟件中選擇原料入庫(kù)功

能，裝配單元智能機(jī)器人先從托盤(pán)區(qū)取托盤(pán)放置到相機(jī)拍照工位，再

取原料區(qū)的工件放置到托盤(pán)上，智能視覺(jué)識(shí)別工件種類、顏色、尺寸

，將智能視覺(jué)識(shí)別結(jié)果寫(xiě)入托盤(pán)RFID標(biāo)簽中，然后由AMR自主移動(dòng)

機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)輸，由智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，將原料模塊運(yùn)輸

到智能倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)的原料倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)或廢料倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)。

（4）訂單自動(dòng)生產(chǎn)流程：在MES系統(tǒng)中下發(fā)任務(wù)訂單，由智能

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倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人完成訂單指定物料的取料，AMR自主移動(dòng)機(jī)器人將物料運(yùn)

送至智能裝配區(qū)，智能機(jī)器人與智能視覺(jué)配合完成物料的檢測(cè)與抓取，

按照任務(wù)訂單要求，完成定制產(chǎn)品的組裝與檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，放

置到于智能倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)的成品區(qū)或廢料區(qū)。

（5）整個(gè)生產(chǎn)流程由MES系統(tǒng)下單啟動(dòng)，SCADA系統(tǒng)、WMS系

統(tǒng)、數(shù)字孿生仿真系統(tǒng)分別實(shí)現(xiàn)同步數(shù)據(jù)監(jiān)控、出入庫(kù)規(guī)劃和虛實(shí)聯(lián)

動(dòng)。

測(cè)試要求：

補(bǔ)充完善原料質(zhì)檢入庫(kù)流程圖，生成PDF版本，以“賽位號(hào)+生

產(chǎn)單元工藝流程圖”為文件名，保存在“E:\GX+場(chǎng)次+賽位號(hào)”文件

夾下。

1.1.2生產(chǎn)單元仿真設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)的工藝流程圖和提供的設(shè)備單元的數(shù)字孿生模型，在數(shù)

字孿生仿真軟件中構(gòu)建生產(chǎn)單元設(shè)備布局，完成生產(chǎn)單元仿真工作站

搭建。根據(jù)測(cè)試平臺(tái)中提供的模型設(shè)置物理屬性，創(chuàng)建智能機(jī)器人、

流水線、智能倉(cāng)儲(chǔ)等單元的運(yùn)動(dòng)屬性，完成基礎(chǔ)功能測(cè)試任務(wù)。

任務(wù)及測(cè)試要求：

（1）在已構(gòu)建的數(shù)字孿生模型基礎(chǔ)上導(dǎo)入模型，合理布局。

（2）根據(jù)競(jìng)賽平臺(tái)中提供的模型設(shè)置物理屬性，要求工件能夠

應(yīng)重力下落。創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)屬性，添加信號(hào)表。

（3）在數(shù)字孿生仿真系統(tǒng)中控制智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人的X軸、Y軸、Z

軸正反向運(yùn)動(dòng)。

（4）在數(shù)字孿生仿真系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)智能裝配區(qū)與AMR自主移動(dòng)機(jī)

器人對(duì)接，并通過(guò)機(jī)器人仿真驗(yàn)證位置合理性，智能機(jī)器人能夠抓取

智能視覺(jué)區(qū)輸送線上的工件，并放到待裝配區(qū)，運(yùn)行中無(wú)干涉，不超

限位。

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1.1.3生產(chǎn)單元系統(tǒng)仿真測(cè)試

基于構(gòu)建的生產(chǎn)單元仿真工作站，配置通信和信號(hào)，編寫(xiě)PLC程

序和觸摸屏界面，通過(guò)PLC控制生產(chǎn)單元數(shù)字孿生模型，完成智能倉(cāng)

儲(chǔ)單元出入庫(kù)、AMR自主移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)行到指定站點(diǎn)、智能機(jī)器人裝

配單元裝配等仿真與測(cè)試，最終完成生產(chǎn)單元整體設(shè)備仿真與運(yùn)行。

任務(wù)及測(cè)試要求：

（1）基于構(gòu)建的生產(chǎn)單元仿真工作站，編寫(xiě)仿真程序和觸摸屏

界面，控制智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人（碼垛機(jī)）完成托盤(pán)的出庫(kù)和入庫(kù)仿真；

（2）在數(shù)字孿生仿真系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)智能倉(cāng)儲(chǔ)碼垛機(jī)從AMR自主

移動(dòng)機(jī)器人智能倉(cāng)儲(chǔ)入庫(kù)位（第2列）上取出托盤(pán)，轉(zhuǎn)運(yùn)至20號(hào)倉(cāng)位。

任務(wù)1.2網(wǎng)絡(luò)部署方案設(shè)計(jì)

1.2.1基于網(wǎng)絡(luò)安全和工業(yè)云平臺(tái)數(shù)據(jù)應(yīng)用，繪制基于防火墻和

工業(yè)網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，以“賽位號(hào)+網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D（安全）”為文件

名，并生成PDF版本保存在“E:\GX+場(chǎng)次+賽位號(hào)”文件夾下。

1.2.2能夠?qū)愴?xiàng)設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)“攻擊”行為實(shí)施數(shù)據(jù)分析、防護(hù)

處置和網(wǎng)絡(luò)管控，并填寫(xiě)《網(wǎng)絡(luò)信息安全分析報(bào)告》。

任務(wù)及測(cè)試要求：

（1）編制、使用網(wǎng)絡(luò)安全工具軟件檢查并分析工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，找到

可能的危險(xiǎn)數(shù)據(jù)。

使用兩臺(tái)計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)2發(fā)送三次數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)2獲

取對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，以.pcapng格式進(jìn)行保存，查看獲取的數(shù)據(jù)信息，分析發(fā)

送信息的時(shí)間和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。

（2）基于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與分析，追溯危險(xiǎn)數(shù)據(jù)來(lái)源。

使用兩臺(tái)計(jì)算機(jī)，使用telnet明文傳送方式，計(jì)算機(jī)1通過(guò)TCP協(xié)

議向計(jì)算機(jī)2發(fā)送三條信息（信息內(nèi)容分別為：第一次發(fā)“671”、第

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二次發(fā)“Kpq”、第三次發(fā)“Hec359”），計(jì)算機(jī)2獲取對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，

以.pcapng格式進(jìn)行保存，查看獲取的數(shù)據(jù)信息，分析計(jì)算機(jī)1的IP地

址及計(jì)算機(jī)1發(fā)送的數(shù)據(jù)內(nèi)容（包含：時(shí)間、來(lái)源、目的地、協(xié)議、

長(zhǎng)度）。

(3)根據(jù)上述網(wǎng)絡(luò)攻防模擬測(cè)試的情況，能夠?qū)愴?xiàng)設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)

“攻擊”行為實(shí)施數(shù)據(jù)分析、防護(hù)處置和網(wǎng)絡(luò)管控，并填寫(xiě)《網(wǎng)絡(luò)信

息安全分析報(bào)告》，以“賽位號(hào)+網(wǎng)絡(luò)信息安全分析報(bào)告”為文件名，

并生成PDF版本保存在“E:\GX+場(chǎng)次+賽位號(hào)”文件夾下。

完成任務(wù)一中1.1-1.2后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)二：生產(chǎn)單元智能化集成（10%）

任務(wù)2.1生產(chǎn)單元網(wǎng)絡(luò)搭建及驗(yàn)證

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，完成交換機(jī)、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、生產(chǎn)單元設(shè)備軟

、硬件的網(wǎng)絡(luò)連接及IP地址配置。

任務(wù)及測(cè)試要求：

通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)關(guān)鍵硬件設(shè)備進(jìn)行Ping通測(cè)試，要求使用CMD方式進(jìn)

行Ping通測(cè)試，測(cè)試AMR移動(dòng)機(jī)器人、倉(cāng)儲(chǔ)單元X軸伺服驅(qū)動(dòng)器的網(wǎng)絡(luò)

通斷情況。

任務(wù)2.2構(gòu)建AMR自主移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境地圖

2.2.1在AMR自主移動(dòng)機(jī)器人建圖工具中，根據(jù)參考工藝流程控

制其在競(jìng)賽單元場(chǎng)地運(yùn)動(dòng)，構(gòu)建環(huán)境地圖。

2.2.2在AMR自主移動(dòng)機(jī)器人建圖工具中，控制AMR自主移動(dòng)機(jī)

器人移動(dòng)到相應(yīng)工位，建立工位點(diǎn)并保存坐標(biāo)數(shù)據(jù)。設(shè)充電位為工位

點(diǎn)10，智能裝配出入庫(kù)位為工位點(diǎn)20，智能倉(cāng)儲(chǔ)出庫(kù)位（第5列）為

工位點(diǎn)30，智能倉(cāng)儲(chǔ)入庫(kù)位（第2列）為工位點(diǎn)40。

2.2.3測(cè)試AMR自主移動(dòng)機(jī)器人的自主導(dǎo)航功能，在建圖工具操

作界面中，利用“移動(dòng)任務(wù)”功能，控制移動(dòng)機(jī)器人自主地從智能

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倉(cāng)儲(chǔ)入庫(kù)位移動(dòng)至智能裝配出入庫(kù)位。

2.2.4測(cè)試AMR自主移動(dòng)機(jī)器人的充電樁充電（手動(dòng)）功能，在

示教操作界面中，利用充電樁充電（手動(dòng)）功能，控制移動(dòng)機(jī)器人自

主地從智能倉(cāng)儲(chǔ)入庫(kù)位（工位點(diǎn)40）移動(dòng)至充電位（工位點(diǎn)10）進(jìn)行

移動(dòng)機(jī)器人充電功能。

測(cè)試要求：

（1）測(cè)試AMR自主移動(dòng)機(jī)器人的自主導(dǎo)航功能，在建圖工具操

作界面中，利用自主導(dǎo)航運(yùn)動(dòng)功能，控制AMR自主移動(dòng)機(jī)器人自主地

從工位點(diǎn)40移動(dòng)至工位點(diǎn)20。

（2）測(cè)試AMR自主移動(dòng)機(jī)器人的充電樁充電（手動(dòng)）功能，在示

教操作界面中，控制AMR自主移動(dòng)機(jī)器人自主地從工位點(diǎn)20移動(dòng)至工

位點(diǎn)10進(jìn)行充電。

完成任務(wù)二中2.1-2.2后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)三：生產(chǎn)單元功能開(kāi)發(fā)與測(cè)試（35%）

任務(wù)3.1智能倉(cāng)儲(chǔ)功能開(kāi)發(fā)與測(cè)試

3.1.1智能倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)機(jī)器人各軸功能調(diào)試如圖3所示

完成智能倉(cāng)儲(chǔ)PLC和觸摸屏程序編寫(xiě)與調(diào)試，通過(guò)觸摸屏手動(dòng)控

制機(jī)器人（碼垛機(jī)）各軸運(yùn)動(dòng)，并實(shí)時(shí)顯示其位置信息。

測(cè)試要求：

（1）通過(guò)觸摸屏手動(dòng)控制機(jī)器人（碼垛機(jī)）X軸、Y軸和Z軸的

正反向運(yùn)動(dòng)，并實(shí)時(shí)顯示位置信息；

（2）機(jī)器人（碼垛機(jī)）X軸、Y軸和Z軸到達(dá)各軸對(duì)應(yīng)方向的限

位時(shí)，該軸自動(dòng)停止運(yùn)動(dòng)。

（3）通過(guò)觸摸屏中各軸的回零按鈕，實(shí)現(xiàn)X軸、Y軸和Z軸回零。

（4）通過(guò)觸摸屏設(shè)定機(jī)器人（碼垛機(jī)）運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)位置，

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點(diǎn)擊觸摸屏絕對(duì)運(yùn)動(dòng)按鈕，實(shí)現(xiàn)X軸、Y軸和Z軸絕對(duì)定位運(yùn)動(dòng)。

圖3智能倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)機(jī)器人各軸功能調(diào)試參考界面

3.1.2智能倉(cāng)儲(chǔ)移庫(kù)功能調(diào)試

編寫(xiě)智能倉(cāng)儲(chǔ)PLC和觸摸屏程序，實(shí)現(xiàn)智能倉(cāng)儲(chǔ)的基本運(yùn)動(dòng)控制

和狀態(tài)顯示，包含碼垛機(jī)各軸的復(fù)位、停止功能，顯示智能倉(cāng)儲(chǔ)中有

無(wú)托盤(pán)信息。

測(cè)試要求：

（1）手動(dòng)分別將載有合格工件的3個(gè)托盤(pán)放至入庫(kù)信息讀寫(xiě)位，

通過(guò)觸摸屏（如圖4所示）輸入工件信息，經(jīng)RFID讀寫(xiě)器將工件信息

寫(xiě)入，并通過(guò)讀操作驗(yàn)證是否寫(xiě)入正確。工件信息編碼規(guī)則如表5所

示。

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圖4入庫(kù)位RFID操作參考界面

表5：工件信息編碼規(guī)則

工件信息編碼規(guī)則

數(shù)組數(shù)組1數(shù)組2數(shù)組3數(shù)組4數(shù)組5數(shù)組6數(shù)組7

工件1工件2工件3

名稱場(chǎng)次倉(cāng)位號(hào)零件狀態(tài)產(chǎn)品編碼

信息信息信息

選手自定義產(chǎn)品

編碼（在WMS

010101：待裝配

020:無(wú)0:無(wú)0:無(wú)02系統(tǒng)中產(chǎn)品編碼

02：裝配合格

參數(shù)031:黑色1:黑色1:黑色03具有唯一性），

03：裝配不合

042:紅色2:紅色2:紅色04產(chǎn)品編碼包含：

格

05....6種原材料編碼

，8種成品編碼

（2）通過(guò)編寫(xiě)觸摸屏程序控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，在觸摸屏上點(diǎn)擊“

移庫(kù)”按鈕將寫(xiě)入工件信息的物料托盤(pán)運(yùn)送至指定倉(cāng)位，移庫(kù)完成

后目標(biāo)倉(cāng)位亮白燈，運(yùn)行過(guò)程中，觸摸屏界面（如圖5所示）上實(shí)

時(shí)顯示倉(cāng)位數(shù)據(jù)變化（顯示智能倉(cāng)儲(chǔ)中有無(wú)托盤(pán)信息）。

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圖5倉(cāng)位數(shù)據(jù)變化參考界面

任務(wù)3.2智能裝配功能開(kāi)發(fā)與測(cè)試

結(jié)合作業(yè)工藝流程，對(duì)裝配單元PLC、智能相機(jī)、智能機(jī)器人進(jìn)

行編程調(diào)試，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)原料區(qū)工件有無(wú)判斷、類型識(shí)別、自動(dòng)分選

以及自動(dòng)裝配、自動(dòng)檢測(cè)。

任務(wù)要求：

3.2.1手動(dòng)分別將各1個(gè)工件1、工件2和工件3放置工件到智能視

覺(jué)檢測(cè)區(qū)對(duì)應(yīng)托盤(pán)上任意擺放位置。

3.2.2編寫(xiě)PLC、觸摸屏和機(jī)器人程序，在智能視覺(jué)檢測(cè)區(qū)PLC傳

輸智能視覺(jué)識(shí)別的數(shù)據(jù)給智能機(jī)器人（顏色、種類、工件坐標(biāo)等），智

能機(jī)器人根據(jù)PLC傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，抓取識(shí)別后的工件，智能機(jī)器人將抓取

工件，放置到待裝配模塊然后智能機(jī)器人回到原位。要求觸摸屏顯示智

能機(jī)器人抓取的工件信息數(shù)據(jù)（如圖6所示）。

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圖6智能機(jī)器人抓取的工件信息數(shù)據(jù)參考界面

3.2.3編寫(xiě)檢測(cè)程序，用智能機(jī)器人將裝配完成工件放置在智能

視覺(jué)區(qū)，通過(guò)視覺(jué)對(duì)裝配完成的成品進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別，要求HMI上顯示

成品檢測(cè)尺寸和是否合格（如圖7所示）。

圖7成品檢測(cè)參考界面

3.2.4在智能機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)觸發(fā)安全光柵，實(shí)現(xiàn)智能機(jī)

器人暫停功能。

測(cè)試要求：

（1）手動(dòng)將1個(gè)工件1、工件2和工件3放置工件到智能視覺(jué)檢測(cè)區(qū)

對(duì)應(yīng)托盤(pán)上任意擺放位置。

（2）通過(guò)智能裝配觸摸屏的RFID操作界面根據(jù)工件信息編碼規(guī)則

（表5）寫(xiě)入工件信息并通過(guò)讀操作正確顯示寫(xiě)操作內(nèi)容；

（3）人工分別把載有工件的托盤(pán)放置在智能視覺(jué)檢測(cè)區(qū)，并完成

智能視覺(jué)工件模板學(xué)習(xí)，要求智能視覺(jué)軟件顯示產(chǎn)品種類、產(chǎn)品顏色

、產(chǎn)品形狀、產(chǎn)品X坐標(biāo)、產(chǎn)品Y坐標(biāo)、產(chǎn)品R坐標(biāo)以及尺寸；

第11頁(yè)共19頁(yè)

（4）智能視覺(jué)拍照識(shí)別并將識(shí)別結(jié)果傳輸給機(jī)器人，機(jī)器人抓取

工件放置到待裝配模塊，待零件齊套后機(jī)器人完成零件裝配，并把裝

配完成的產(chǎn)品放置到待裝配區(qū)對(duì)應(yīng)位置；

（5）智能機(jī)器人將裝配完成的工件抓取放置在智能視覺(jué)區(qū)，通過(guò)

視覺(jué)對(duì)裝配完成的成品進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別，觸摸屏上按要求顯示成品檢測(cè)

尺寸和是否合格狀態(tài)。

任務(wù)3.3AMR自主移動(dòng)機(jī)器人工作站功能開(kāi)發(fā)

分別對(duì)裝配單元PLC/HMI、倉(cāng)儲(chǔ)單元PLC/HMI、AMR自主移動(dòng)

機(jī)器人進(jìn)行編程控制，實(shí)現(xiàn)托盤(pán)從倉(cāng)儲(chǔ)單元出庫(kù)、工件識(shí)別裝配、成

品質(zhì)檢入庫(kù)的自動(dòng)化流程。

3.3.1通過(guò)PLC和觸摸屏程序編寫(xiě)，在觸摸屏上選取裝配工件所

對(duì)應(yīng)的3個(gè)倉(cāng)位號(hào)，依次進(jìn)行智能倉(cāng)儲(chǔ)出庫(kù)，通過(guò)AMR自主移動(dòng)機(jī)器

人轉(zhuǎn)運(yùn)至智能視覺(jué)區(qū)。

3.3.2通過(guò)智能視覺(jué)對(duì)工件1、2、3進(jìn)行顏色、尺寸、位置、形狀

的檢測(cè)識(shí)別，機(jī)器人抓取工件物料放至待裝配區(qū)，3種工件齊套后，

工業(yè)機(jī)器人完成聯(lián)接器裝配。

3.3.3裝配完成后，通過(guò)視覺(jué)對(duì)成品進(jìn)行檢測(cè)并把檢測(cè)結(jié)果通過(guò)

RFID讀寫(xiě)器根據(jù)工件信息編碼規(guī)則更新寫(xiě)入托盤(pán)標(biāo)簽中。

3.3.4通過(guò)AMR自主移動(dòng)機(jī)器人，根據(jù)裁判指定倉(cāng)位完成聯(lián)接器

入庫(kù)。

測(cè)試要求：

（1）在觸摸屏上選取裝配工件所對(duì)應(yīng)的3個(gè)倉(cāng)位號(hào)；

（2）觸摸屏選中倉(cāng)位進(jìn)行觸摸屏一鍵下單，智能倉(cāng)儲(chǔ)依次取出

托盤(pán)并放置在ARM自主移動(dòng)機(jī)器人上進(jìn)行出庫(kù)，并將工件1，工件2，

工件3運(yùn)送到智能視覺(jué)區(qū)進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別，機(jī)器人根據(jù)智能視覺(jué)反饋的

數(shù)據(jù)抓取工件物料放至待裝配區(qū)，3種工件齊套后，工業(yè)機(jī)器人完成

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聯(lián)接器裝配；

（3）裝配完成后，通過(guò)智能視覺(jué)對(duì)成品進(jìn)行檢測(cè)并把檢測(cè)結(jié)果

通過(guò)RFID讀寫(xiě)器根據(jù)工件信息編碼規(guī)則（表5）更新寫(xiě)入托盤(pán)標(biāo)簽中，

RFID信息在裝配單元觸摸屏界面實(shí)時(shí)顯示；

（4）通過(guò)AMR自主移動(dòng)機(jī)器人，根據(jù)裁判指定倉(cāng)位完成聯(lián)接器入

庫(kù)。

完成任務(wù)三中3.1-3.3后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)四：生產(chǎn)單元信息化技術(shù)集成（10%）

任務(wù)4.1WMS系統(tǒng)的信息化集成

通過(guò)編寫(xiě)智能倉(cāng)儲(chǔ)單元PLC程序，與WMS系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定、

調(diào)試和對(duì)接，完成WMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可視化與自動(dòng)化控制。將智能倉(cāng)

儲(chǔ)單元的原料/成品倉(cāng)位信息、工作狀態(tài)、RFID信息進(jìn)行可視化呈現(xiàn)

。

4.1.1完成WMS系統(tǒng)的IP配置，使其與智能倉(cāng)儲(chǔ)的PLC進(jìn)行通訊，

并實(shí)時(shí)顯示通訊狀態(tài)（在線或離線）。

4.1.2在WMS相關(guān)界面，對(duì)智能倉(cāng)儲(chǔ)單元倉(cāng)庫(kù)庫(kù)位劃分為原料倉(cāng)

儲(chǔ)區(qū)、廢料倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)、成品倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)3個(gè)區(qū)域，在WMS頁(yè)面正確顯示區(qū)域

劃分情況。

4.1.3完成黑色工件1、黑色工件2、黑色工件3在WMS系統(tǒng)原材

料入庫(kù)信息錄入和編碼。

4.1.4編寫(xiě)PLC和觸摸屏等程序，通過(guò)WMS系統(tǒng)的盤(pán)點(diǎn)管理界面

下發(fā)盤(pán)點(diǎn)指令，依次對(duì)指定倉(cāng)位（有托盤(pán)）進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)，并將倉(cāng)位盤(pán)點(diǎn)

信息同步到WMS系統(tǒng)的盤(pán)點(diǎn)管理界面和倉(cāng)位信息管理界面。

4.1.5通過(guò)WMS系統(tǒng)的入庫(kù)管理界面下發(fā)入庫(kù)指令，人工在智能

倉(cāng)儲(chǔ)手動(dòng)入庫(kù)讀寫(xiě)工位放置裝有紅色工件1的托盤(pán)，由入庫(kù)讀寫(xiě)位

RFID寫(xiě)入工件信息，入庫(kù)成功后工件信息實(shí)時(shí)同步到WMS系統(tǒng)的倉(cāng)

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位信息管理界面。

測(cè)試要求：

（1）將智能倉(cāng)儲(chǔ)單元庫(kù)位劃分3個(gè)區(qū)域，分別為：原料倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)（

11-30號(hào)倉(cāng)位）、成品倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)（6-10號(hào)倉(cāng)位）和廢料倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)（1-5號(hào)倉(cāng)

位）。

（2）按照任務(wù)三中表5的工件信息編碼規(guī)則，對(duì)裁判指定的黑色

工件1、黑色工件2、黑色工件3進(jìn)行編碼，并放置于托盤(pán)。然后將編

碼信息依次寫(xiě)入到托盤(pán)RFID芯片，分別放到裁判指定的3個(gè)原料倉(cāng)位。

在WMS中下發(fā)盤(pán)點(diǎn)指令，智能倉(cāng)儲(chǔ)碼垛機(jī)依次對(duì)3個(gè)原料倉(cāng)位的托盤(pán)

進(jìn)行讀取RFID信息的操作，并實(shí)時(shí)顯示到WMS界面，完成智能倉(cāng)儲(chǔ)

庫(kù)位的自動(dòng)化盤(pán)點(diǎn)操作，并且要求WMS顯示的物料信息與實(shí)際一致。

（3）在WMS系統(tǒng)選擇目標(biāo)倉(cāng)位（18號(hào)倉(cāng)位），通過(guò)WMS系統(tǒng)的

入庫(kù)管理界面執(zhí)行入庫(kù)任務(wù)，人工在智能倉(cāng)儲(chǔ)手動(dòng)入庫(kù)讀寫(xiě)工位放置

裝有紅色工件1的托盤(pán)，由入庫(kù)讀寫(xiě)位RFID寫(xiě)入工件信息，入庫(kù)成功

后工件信息實(shí)時(shí)同步到WMS系統(tǒng)的倉(cāng)位信息管理界面。

任務(wù)4.2SCADA系統(tǒng)信息化集成

通過(guò)在SCADA系統(tǒng)中繪制監(jiān)控界面，編寫(xiě)PLC程序，完成智能

裝配單元、AMR單元狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)顯示。

4.2.1SCADA系統(tǒng)IP配置和組態(tài)界面制作，使其與智能裝配的PLC

進(jìn)行通訊，并實(shí)時(shí)顯示通訊狀態(tài)（在線或離線）。

4.2.2制作SCADA系統(tǒng)智能裝配的智能機(jī)器人監(jiān)控界面，手動(dòng)操

作智能機(jī)器人，SCADA系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人信息界面(如圖8所示）實(shí)時(shí)更

新智能機(jī)器人6個(gè)軸的關(guān)節(jié)坐標(biāo)（J1、J2、J3、J4、J5、J6）。

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圖8SCADA組態(tài)機(jī)器人信息參考界面

測(cè)試要求：

（1）SCADA系統(tǒng)完成IP配置和組態(tài)界面制作，實(shí)時(shí)顯示與PLC

通訊狀態(tài)（在線或離線）。

（2）手動(dòng)操作智能機(jī)器人，SCADA系統(tǒng)智能機(jī)器人信息界面實(shí)

時(shí)更新智能機(jī)器人6個(gè)軸的關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)（J1、J2、J3、J4、J5、J6）。

任務(wù)4.3MES系統(tǒng)的信息化集成

4.3.1完成MES系統(tǒng)IP配置，使其與智能裝配的PLC進(jìn)行通訊，并

實(shí)時(shí)顯示通訊狀態(tài)（在線或離線）。

4.3.2完成MES系統(tǒng)的智能機(jī)器人信息界面數(shù)據(jù)的變量解析，手

動(dòng)操作智能機(jī)器人，MES系統(tǒng)的智能機(jī)器人信息界面實(shí)時(shí)更新智能機(jī)

器人6個(gè)軸的關(guān)節(jié)坐標(biāo)及速度數(shù)據(jù)（J1、J2、J3、J4、J5、J6）。

4.3.3完成MES系統(tǒng)中AMR自主移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)行界面數(shù)據(jù)的變量

解析，實(shí)時(shí)顯示AMR自主移動(dòng)機(jī)器人的電池電量、當(dāng)前坐標(biāo)X、當(dāng)前

坐標(biāo)Y、旋轉(zhuǎn)角度、運(yùn)行模式、充電狀態(tài)等當(dāng)前狀態(tài)。

4.3.4完成MES系統(tǒng)的訂單管理界面數(shù)據(jù)的變量解析，包括訂單創(chuàng)

建、訂單手動(dòng)下發(fā)和訂單狀態(tài)。

測(cè)試要求：

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（1）斷開(kāi)智能倉(cāng)儲(chǔ)和智能裝配單元PLC的網(wǎng)線，在MES數(shù)據(jù)

監(jiān)控相關(guān)頁(yè)面能夠看到智能倉(cāng)儲(chǔ)和智能裝配處于離線狀態(tài)，依次重新

插回上述兩個(gè)單元的PLC網(wǎng)線，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，MES監(jiān)控界面顯

示兩個(gè)單元顯示為在線狀態(tài)；

（2）能夠在MES數(shù)據(jù)監(jiān)控相關(guān)頁(yè)面查看智能機(jī)器人的6個(gè)關(guān)節(jié)

坐標(biāo)和速度數(shù)據(jù)，手動(dòng)控制智能機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，6個(gè)關(guān)節(jié)坐標(biāo)和速度能

夠?qū)崟r(shí)變化，并與機(jī)器人系統(tǒng)關(guān)節(jié)坐標(biāo)和速度保持一致。

（3）能夠在MES數(shù)據(jù)監(jiān)控相關(guān)頁(yè)面查看AMR自主移動(dòng)機(jī)器人的

電池電量、當(dāng)前坐標(biāo)、旋轉(zhuǎn)角度、運(yùn)行模式、充電狀態(tài)，并與AMR自

主移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)內(nèi)部信息保持一致。

（4）在MES系統(tǒng)完成訂單創(chuàng)建、訂單手動(dòng)下發(fā)，實(shí)現(xiàn)訂單下發(fā)的

庫(kù)位信息實(shí)時(shí)顯示于智能倉(cāng)儲(chǔ)的觸摸屏上。

完成任務(wù)四中4.1-4.3后，舉手示意裁判進(jìn)行評(píng)判！

任務(wù)五：生產(chǎn)單元運(yùn)行生產(chǎn)（20%）

任務(wù)5.1基于MES系統(tǒng)的生產(chǎn)與管控

在MES系統(tǒng)中，根據(jù)客戶聯(lián)接器生產(chǎn)任務(wù)定制需求，完成所需數(shù)

量和類型產(chǎn)品的編制和生產(chǎn)訂單的創(chuàng)建，進(jìn)行原材料的備料、智能機(jī)

器人分選、RFID信息標(biāo)識(shí)、AMR的自動(dòng)運(yùn)輸和智能倉(cāng)儲(chǔ)單元原料的

自動(dòng)入庫(kù)流程PLC程序的設(shè)計(jì)，完成成品的自動(dòng)化生產(chǎn)裝配、檢測(cè)和

入庫(kù)流程。

任務(wù)要求：

成品的裝配及入庫(kù)流程：根據(jù)WMS系統(tǒng)的出庫(kù)規(guī)劃，由碼垛機(jī)

依次進(jìn)行工件出庫(kù)，AMR自主移動(dòng)機(jī)器人將工件運(yùn)送至智能裝配區(qū)，

智能機(jī)器人與智能視覺(jué)配合完成任意位置物料的檢測(cè)與抓/吸取，按照

任務(wù)訂單要求，完成2套定制產(chǎn)品的組裝與檢測(cè)，在MES中正確顯示

成品檢測(cè)結(jié)果，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，放置到成品庫(kù)位，如果有裝配不合

第16頁(yè)共19頁(yè)

格的成品將其放入廢品庫(kù)位。入庫(kù)倉(cāng)位指示燈顏色與產(chǎn)品狀態(tài)信息一

致。

AMR初始位置要求：智能倉(cāng)儲(chǔ)入庫(kù)位為工位點(diǎn)40（第3列），智

能倉(cāng)儲(chǔ)出庫(kù)位為工位點(diǎn)30（第1列）。

測(cè)試要求：

（1）選手在裝配單元原料區(qū)中手動(dòng)擺放工件；

（2）選手在MES系統(tǒng)中操作，同時(shí)完成所有生產(chǎn)任務(wù)下單，啟

動(dòng)生產(chǎn)流程。

任務(wù)5.2基于MES系統(tǒng)的設(shè)備管理

生產(chǎn)任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中，實(shí)時(shí)采集倉(cāng)位、智能機(jī)器人、AMR自主移動(dòng)

機(jī)器人、RFID、待裝配區(qū)，裝配區(qū)等相關(guān)數(shù)據(jù)，并在MES看板中顯示。

5.2.1看板顯示設(shè)備狀態(tài)

（1）實(shí)時(shí)顯示AMR自主移動(dòng)機(jī)器人狀態(tài)，包括充電狀態(tài)、電量、

位置X、位置Y、速度、運(yùn)行狀態(tài)。

（2）實(shí)時(shí)顯示智能倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備狀態(tài)，包括運(yùn)行狀態(tài)（空閑、運(yùn)行、

報(bào)警）、當(dāng)前行、當(dāng)前列、目標(biāo)行、目標(biāo)列、X軸狀態(tài)和位置、Y軸

狀態(tài)和位置、Z軸狀態(tài)和位置。

5.2.2看板顯示倉(cāng)位管理狀態(tài)

（1）看板顯示倉(cāng)位信息，包含工單號(hào)、產(chǎn)品號(hào)、產(chǎn)品狀態(tài)。

（2）看板顯示工件信息跟蹤，實(shí)時(shí)跟蹤工件狀態(tài)信息。

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