計算機程序設(shè)計員（工業(yè)機器人人工智能技術(shù)應(yīng)用）賽項競賽要點

附件2

2021年全國行業(yè)職業(yè)技能競賽

——第二屆全國人工智能應(yīng)用技術(shù)技能大賽

計算機程序設(shè)計員（工業(yè)機器人人工智能技術(shù)

應(yīng)用）賽項競賽要點

一、賽項介紹

（一）賽項名稱

計算機程序設(shè)計員（工業(yè)機器人人工智能技術(shù)應(yīng)用）賽項

（二）技術(shù)思路

為適應(yīng)先進制造技術(shù)與人工智能技術(shù)融合發(fā)展需要，服務(wù)智

能制造系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)升級，推動智能制造領(lǐng)域人工智能技術(shù)應(yīng)用

人才培養(yǎng)質(zhì)量，提升企業(yè)職工和院校師生對智能制造系統(tǒng)的生產(chǎn)

和應(yīng)用水平，特設(shè)計本賽項。本賽項以智能機器人、工業(yè)機器人、

協(xié)作機器人、移動機器人（AGV）等多種典型機器人組成的智能

制造系統(tǒng)裝備為載體，選取多種機器人在智能制造體系中協(xié)作工

作的真實場景，融入人工智能、5G+制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，

著重體現(xiàn)人工智能技術(shù)在智能制造領(lǐng)域中面向工業(yè)機器人智慧

化的最新應(yīng)用。

（三）競賽依據(jù)

本賽項主要參考中華人民共和國人力資源和社會保障部制

定的《計算機程序設(shè)計員國家職業(yè)標準》《電氣設(shè)備安裝工國家

職業(yè)標準》《電子設(shè)備裝接工國家職業(yè)標準》《網(wǎng)絡(luò)設(shè)備調(diào)試員國

家職業(yè)標準》《電子元器件檢驗員國家職業(yè)標準》，兼顧《可編程

1

序控制系統(tǒng)設(shè)計師國家職業(yè)標準》等關(guān)于高級工及技師部分應(yīng)知

應(yīng)會的知識與技能，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)、院校教學(xué)實際和機器人人工

智能技術(shù)及應(yīng)用的發(fā)展狀況，借鑒世界技能大賽命題、考核、評

價方法，確實賽項內(nèi)容，組織統(tǒng)一命題。

（四）競賽分組

本賽項分為職工組和學(xué)生組兩個競賽組別，各組別均為雙人

組隊參賽。

（五）競賽用時

本賽項共設(shè)置兩個環(huán)節(jié)：理論考試、實操考核。

理論考試：競賽時間為60分鐘。

實操考核：競賽時間為300分鐘。

二、賽項技術(shù)與任務(wù)描述

（一）技術(shù)描述

根據(jù)任務(wù)書要求和現(xiàn)場提供的工業(yè)機器人人工智能技術(shù)應(yīng)

用平臺、人工智能平臺環(huán)境以及工具，以智能機器人、工業(yè)機器

人、協(xié)作機器人、移動機器人（AGV）等多種典型機器人為載體，

針對機器人在智能制造領(lǐng)域應(yīng)用的真實場景及其工作需求，將人

工智能技術(shù)綜合應(yīng)用于機器人為載體的復(fù)雜工業(yè)場景。要求選手

在規(guī)定時間內(nèi)完成工業(yè)機器人人工智能技術(shù)生產(chǎn)應(yīng)用、移動操作

單元人工智能技術(shù)應(yīng)用、智能機器人人工智能交互技術(shù)應(yīng)用（職

工組）、機器人人工智能技術(shù)綜合應(yīng)用等任務(wù)，充分體現(xiàn)多傳感

器融合、人機交互和人工智能運維、決策、規(guī)劃等人工智能應(yīng)用

技術(shù)特征，體會人工智能技術(shù)在機器人應(yīng)用中的賦能效果。

（二）具體任務(wù)描述

2

1.理論考核

（1）理論知識競賽內(nèi)容

①智能制造基礎(chǔ)：智能制造技術(shù)體系、智能制造單元設(shè)備架

構(gòu)、智能控制技術(shù)、智能生產(chǎn)與管控、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、工業(yè)軟件

應(yīng)用、數(shù)據(jù)信息可視化等基本知識。

②人工智能基礎(chǔ)：包括人工智能基本概念與結(jié)構(gòu)、人工智能

主流框架、人工智能發(fā)展史、智能計算及其應(yīng)用基本概念、人工

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用基礎(chǔ)知識、專家系統(tǒng)與機器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識、自

然語言處理及其應(yīng)用基本概念等。

③數(shù)據(jù)采集原理：包括數(shù)據(jù)采集安全法規(guī)、義務(wù)基本概念、

數(shù)據(jù)清洗安全法則、數(shù)據(jù)安全的原則、數(shù)據(jù)采集工具與設(shè)備基礎(chǔ)

知識、數(shù)據(jù)標注工具使用、數(shù)據(jù)清洗與處理基礎(chǔ)知識等。

④數(shù)據(jù)標注工程基礎(chǔ)：包括圖片數(shù)據(jù)清洗、文字數(shù)據(jù)清洗、

語音數(shù)據(jù)清洗、圖片數(shù)據(jù)標注、文字數(shù)據(jù)標注、語音數(shù)據(jù)標注等

基礎(chǔ)知識。

⑤數(shù)據(jù)模型訓(xùn)練基礎(chǔ)：包括專業(yè)領(lǐng)域特征提取基礎(chǔ)理論及方

法、數(shù)據(jù)預(yù)處理、樣本評估、算法參數(shù)調(diào)優(yōu)、算法模型訓(xùn)練、算

法模型驗證及評測等。

⑥模型部署應(yīng)用基礎(chǔ)：包括人工智能產(chǎn)品交互流程設(shè)計的基

礎(chǔ)理論及方法、人工智能產(chǎn)品應(yīng)用解決方案設(shè)計的基礎(chǔ)理論及方

法、人工智能產(chǎn)品應(yīng)用數(shù)據(jù)監(jiān)控及分析基礎(chǔ)理論、人工智能產(chǎn)品

應(yīng)用數(shù)據(jù)管理基礎(chǔ)理論等。

⑦工業(yè)機器人基礎(chǔ)：包括工業(yè)機器人的組成與工作原理、機

器人的基本術(shù)語與圖形符號、工業(yè)機器人的坐標系等知識。

3

⑧工業(yè)機器人編程基礎(chǔ)：包括機器人編程語言的類型、機器

人語言系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工業(yè)機器人程序設(shè)計過程、示教編程器、離

線編程方式、工業(yè)機器人編程指令等知識。

⑨AGV機器人編程與調(diào)試基礎(chǔ)：包括輪式底盤運動學(xué)基礎(chǔ)、

自主路徑規(guī)劃技術(shù)、多傳感器融合導(dǎo)航技術(shù)等。

⑩協(xié)作機械臂控制基礎(chǔ)：包括拖動示教基礎(chǔ)、多自由度機器

人控制基礎(chǔ)、機器人運動學(xué)基礎(chǔ)、機器人動力學(xué)基礎(chǔ)、坐標變換

基礎(chǔ)知識、機器人位置控制基礎(chǔ)、機器人軌跡規(guī)劃基礎(chǔ)等。

?人機交互技術(shù)：包括語音喚醒基礎(chǔ)知識、語音識別基礎(chǔ)知

識、語音合成基礎(chǔ)知識、語義理解基礎(chǔ)知識、離線命令詞識別、

語音交互應(yīng)用基礎(chǔ)理論知識等。

?智能視覺基礎(chǔ)：包括機器視覺系統(tǒng)組成基本概念、圖像操

作分析基礎(chǔ)知識、3D相機的檢測原理、自動目標識別基礎(chǔ)理論、

手眼標定原理、相機標定原理、手眼協(xié)同基本概念等。

?工業(yè)工程與計算機應(yīng)用基礎(chǔ)：包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息

交互技術(shù)、信息融合技術(shù)、工業(yè)工程技術(shù)、管理系統(tǒng)軟件應(yīng)用與

維護、軟件編程、工業(yè)控制與計算機應(yīng)用、應(yīng)用C++或Python

編程等基本知識。

?安全文明生產(chǎn)與環(huán)境保護知識、職業(yè)道德基本知識。

（2）理論知識競賽試題類別

①本屆全國人工智能應(yīng)用技術(shù)技能大賽四個賽項共用一個

理論知識題庫。

②理論知識題庫有5個模塊組成，1個公共基礎(chǔ)知識模塊和4

個賽項專業(yè)知識模塊。

4

③每個模塊包括100道單項選擇題、40道多項選擇題、60道

判斷題，即每個模塊200道題。理論知識題庫共有1000道題，題

庫全部公布。

④每個賽項的職工組和學(xué)生組的理論賽題均按規(guī)定的模塊、

比例從題庫中隨機抽取。

⑤每支參賽隊的所有選手均需參加理論知識競賽，分別核計

成績，其加權(quán)平均成績?yōu)樵搮①愱牭睦碚撝R競賽成績。

⑥各參賽隊的理論知識競賽成績按賽項、組別單獨排序。

2.實操考核

（1）職工組

任務(wù)1：工業(yè)機器人人工智能技術(shù)生產(chǎn)應(yīng)用

通過在3D視覺系統(tǒng)軟件中編寫程序，完成3D相機的調(diào)試、標

定，以及基于深度學(xué)習(xí)的工件識別；在仿真系統(tǒng)中搭建工作站模

型，通過設(shè)置、調(diào)試參數(shù)，完成3D視覺工件無序分揀“數(shù)字孿生”

系統(tǒng)的調(diào)試及運行；通過對工業(yè)機器人和PLC等編程調(diào)試，完成

工件的簡單裝配。

任務(wù)2：移動操作單元人工智能技術(shù)應(yīng)用

基于移動機器人（AGV）構(gòu)成的移動操作單元完成地圖構(gòu)建、

自主避障、路徑規(guī)劃；通過2D視覺參數(shù)設(shè)置、編程、調(diào)試，完成

工件識別、定位和操作臂測試；通過對PLC和協(xié)作機器人編程與

調(diào)試，與移動機器人（AGV）和2D視覺協(xié)同配合完成工件的抓取

和擺放。

任務(wù)3：智能機器人及人工智能交互技術(shù)應(yīng)用

完成智能機器人交互作業(yè)場景地圖構(gòu)建、自主避障、路徑規(guī)

5

劃；完成智能機器人語音交互任務(wù)的編寫，實現(xiàn)人機交互和控制；

通過調(diào)試智能視覺識別參數(shù)，融合動作規(guī)劃，實現(xiàn)智能機器人對

物料盒位姿的智慧判別與抓?。煌ㄟ^智能機器人編程與調(diào)用，完

成智能機器人生產(chǎn)巡檢等交互作業(yè)任務(wù)。

任務(wù)4：機器人人工智能技術(shù)綜合應(yīng)用

根據(jù)任務(wù)書要求，通過綜合操作、編程和調(diào)試，對工業(yè)機器

人、移動操作單元及智能機器人等進行智能化賦能和綜合應(yīng)用，

在“工業(yè)機器人人工智能技術(shù)應(yīng)用”技術(shù)平臺上，實現(xiàn)定制化智

能制造工業(yè)場景的完整工藝流程，體現(xiàn)人工智能技術(shù)特征要素完

成工件的定制化安全生產(chǎn)。

職工組任務(wù)考核要點及相關(guān)技術(shù)要求見表1。

表1職工組任務(wù)考核要點及相關(guān)技術(shù)要求

序號任務(wù)考核要點相關(guān)技術(shù)要求

1.采集目標工件的圖像數(shù)據(jù)，完成圖像的標注。

2.設(shè)置訓(xùn)練參數(shù)，訓(xùn)練工件識別模型，并部署、測試模型的

識別精度。

3.設(shè)置標定參數(shù)，完成工業(yè)機器人與相機之間的手眼標定。

工業(yè)機器人人

4.在仿真系統(tǒng)中搭建工作站模型，通過設(shè)置、調(diào)試參數(shù)，完

1工智能技術(shù)生

成“數(shù)字孿生”系統(tǒng)的功能調(diào)試及運行。

產(chǎn)應(yīng)用

5.編寫圖形化程序，控制工業(yè)機器人完成位姿固定工件的抓

取及放置。

6.編寫圖形化程序，結(jié)合工件位姿識別結(jié)果，完成對工件的

無序分揀及簡單裝配。

1.對移動操作單元功能部件進行檢測和調(diào)試，完成相應(yīng)的軟

件賦能操作。

2.構(gòu)建二維環(huán)境地圖，設(shè)置導(dǎo)航點，使移動機器人實現(xiàn)自主

移動操作單元

導(dǎo)航與移動。

2人工智能技術(shù)

3.對智能2D相機進行編程，完成對目標工件的顏色、形狀、

應(yīng)用

位置識別。

4.編寫相關(guān)程序，控制移動操作單元完成對目標工件搬運任

務(wù)。

6

1.構(gòu)建二維環(huán)境地圖，設(shè)置導(dǎo)航點，使智能機器人實現(xiàn)自主

導(dǎo)航與移動。

2.建立自定義語料庫，實現(xiàn)智能機器人與人的自定義問答對

智能機器人及

話。

3人工智能交互

3.編寫智能機器人聯(lián)動作業(yè)程序，控制其完成對目標工件的

技術(shù)應(yīng)用

識別、抓取和搬運任務(wù)。

4.編寫智能機器人自動生產(chǎn)巡檢程序，實現(xiàn)對工作場景內(nèi)關(guān)

聯(lián)設(shè)備和技術(shù)故障情況的識別與預(yù)警播報。

1.繪制基于綜合應(yīng)用平臺的人工智能技術(shù)要素實施邏輯架

構(gòu)圖。

機器人人工智2.編寫、應(yīng)用主控程序，實現(xiàn)技術(shù)平臺各單元的聯(lián)機通信。

4能技術(shù)綜合應(yīng)3.編寫、應(yīng)用主控程序，對各單元模塊進行單獨控制，完成

用指定的操作任務(wù)。

4.根據(jù)綜合任務(wù)流程編寫程序，控制各單元模塊協(xié)同作業(yè)，

完成定制化作業(yè)的綜合任務(wù)。

（2）學(xué)生組

任務(wù)1：工業(yè)機器人人工智能技術(shù)生產(chǎn)應(yīng)用

通過在3D視覺系統(tǒng)軟件中編寫程序，完成3D相機的調(diào)試、標

定；利用3D相機采集目標工件（螺絲、螺母、鈑金件）的圖像數(shù)

據(jù)，完成圖像的標注；設(shè)置訓(xùn)練參數(shù)，訓(xùn)練工件識別模型，并部

署、測試模型的識別精度；基于訓(xùn)練模型，利用3D相機完成目標

工件的識別及位姿的獲??；編寫程序，完成3D相機與工業(yè)機器人

通信；在仿真系統(tǒng)中搭建工作站模型，通過設(shè)置、調(diào)試參數(shù)，完

成3D視覺工件無序分揀“數(shù)字孿生”系統(tǒng)的調(diào)試及運行；通過對

工業(yè)機器人和PLC等編程調(diào)試，完成工件的簡單裝配。

任務(wù)2：移動操作單元人工智能技術(shù)應(yīng)用

完成移動機器人（AGV）操作單元的地圖構(gòu)建、自主避障、

路徑規(guī)劃；通過2D視覺參數(shù)設(shè)置、編程、調(diào)試，完成工件識別和

定位；編寫相關(guān)語音命令詞程序，完成相應(yīng)語音控制指令的設(shè)置

任務(wù)；通過對PLC和協(xié)作機器人編程與調(diào)試，與移動機器人（AGV）

和2D視覺配合完成工件的抓取和擺放操作。

7

任務(wù)3：機器人人工智能技術(shù)綜合應(yīng)用

根據(jù)任務(wù)書要求，通過綜合操作、編程和調(diào)試，對工業(yè)機器

人、移動操作單元及智能機器人等設(shè)備進行智能化賦能和綜合應(yīng)

用，在“工業(yè)機器人人工智能技術(shù)應(yīng)用”技術(shù)平臺上，實現(xiàn)定制

化智能制造工業(yè)場景的完整工藝流程，體現(xiàn)人工智能技術(shù)應(yīng)用特

征，完成工件的定制化安全生產(chǎn)。

學(xué)生組任務(wù)考核要點及相關(guān)技術(shù)要求見表2。

表2學(xué)生組任務(wù)考核要點及相關(guān)技術(shù)要求

序號任務(wù)考核要點相關(guān)技術(shù)要求

1.采集目標工件的圖像數(shù)據(jù)，完成圖像的標注。

2.設(shè)置訓(xùn)練參數(shù)，訓(xùn)練工件識別模型，并部署、測試模型的

識別精度。

3.設(shè)置標定參數(shù)，完成工業(yè)機器人與相機之間的手眼標定。

4.基于訓(xùn)練模型，利用3D相機完成目標工件的識別及位姿

工業(yè)機器人人

的獲取。

1工智能技術(shù)生

5.在仿真系統(tǒng)中搭建工作站模型，通過設(shè)置、調(diào)試參數(shù)，完

產(chǎn)應(yīng)用

成數(shù)字孿生系統(tǒng)的功能調(diào)試及運行。

6.編寫程序，控制工業(yè)機器人完成位姿固定工件的抓取及放

置。

7.編寫程序，結(jié)合工件位姿識別結(jié)果，完成對工件的無序分

揀及簡單裝配。

1.構(gòu)建二維環(huán)境地圖，設(shè)置導(dǎo)航點，使移動機器人實現(xiàn)自主

導(dǎo)航與移動。

2.對智能2D相機進行編程，完成對目標工件的位置識別。

3.編寫相關(guān)程序，控制移動操作單元完成對目標工件搬運任

移動操作單元務(wù)。

2人工智能技術(shù)4.編寫相關(guān)語音命令詞程序，完成相應(yīng)語音控制指令的設(shè)置

應(yīng)用任務(wù)。

5.編寫相關(guān)程序，控制協(xié)作機械臂完成對目標工件抓取和放

置任務(wù)。

6.編寫相關(guān)程序，語音控制移動操作單元完成對目標工件抓

取、放置和產(chǎn)品抓取、放置任務(wù)。

8

1.編寫、應(yīng)用主控程序，實現(xiàn)技術(shù)平臺各單元的聯(lián)機通信。

機器人人工智2.編寫、應(yīng)用主控程序，對各單元模塊進行單獨控制，完成

3能技術(shù)綜合應(yīng)指定的任務(wù)。

用3.根據(jù)綜合任務(wù)流程編寫程序，控制各單元模塊協(xié)同作業(yè)，

完成定制化、智能化生產(chǎn)作業(yè)的操作任務(wù)。

三、選手具備的能力

本賽項重點考察參賽選手在典型生產(chǎn)場景中集成運用機器

人，并應(yīng)用人工智能技術(shù)進行智能識別、智能規(guī)劃和交互協(xié)作的

能力。參賽選手應(yīng)具備以下技術(shù)能力：

（一）多傳感器融合調(diào)試。

（二）工業(yè)機器人編程與調(diào)試。

（三）智能機器人編程與調(diào)試。

（四）AGV機器人編程與調(diào)試。

（五）協(xié)作機器人編程與調(diào)試。

（六）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通應(yīng)用。

（七）感知數(shù)據(jù)標注。

（八）人工智能技術(shù)部署與應(yīng)用。

（九）人機協(xié)作交互調(diào)試與控制。

（十）智能機器人遠程運維。

（十一）安全防護等。

四、競賽流程

（一）理論考試

1.本賽項兩個組別（職工組、學(xué)生組）組卷方式相同。

2.每名選手的理論賽題均是從理論知識題庫中隨機抽?。ńM

合比例分別是5個模塊各占20%），即每名選手的理論賽題內(nèi)容

9

不同。

3.每個賽項的理論知識賽卷都由200道題組成，采用閉卷、

機考方式，其中單項選擇題100道、多項選擇題40道、判斷題

60道。

4.理論考試環(huán)節(jié)內(nèi)容安排見表3。

表3理論考試環(huán)節(jié)內(nèi)容安排表

競賽階段競賽內(nèi)容競賽時長分值權(quán)重評分方法

單選題5050%

理論

計算機

考試多選題60分鐘2020%

自動評分

環(huán)節(jié)

判斷題3030%

總計100占總成績20%

（二）實操考核

各參賽隊集中進行比賽，使用賽場提供的競賽平臺，在規(guī)定

時間內(nèi)完成工業(yè)機器人人工智能技術(shù)生產(chǎn)應(yīng)用、移動操作單元人

工智能技術(shù)應(yīng)用、智能機器人人工智能交互技術(shù)應(yīng)用（職工組）、

機器人人工智能技術(shù)綜合應(yīng)用等任務(wù)。實操考核環(huán)節(jié)內(nèi)容安排見

表4、5。

表4職工組實操考核環(huán)節(jié)內(nèi)容安排表

競賽階段競賽內(nèi)容競賽時長分值權(quán)重評分方法

實操

任務(wù)1：工業(yè)機器人人工智能技

240分鐘3030%過程+結(jié)果評分

考試術(shù)生產(chǎn)應(yīng)用

10

環(huán)節(jié)

任務(wù)2：移動操作單元人工智能

2020%過程+結(jié)果評分

技術(shù)應(yīng)用

任務(wù)3：智能機器人及人工智能

2020%結(jié)果評分

交互技術(shù)應(yīng)用

任務(wù)4：機器人人工智能技術(shù)綜

2525%結(jié)果評分

合應(yīng)用

安全與規(guī)范55%過程評分

總計100

表5學(xué)生組實操考核環(huán)節(jié)內(nèi)容安排表

競賽階段競賽內(nèi)容競賽時長分值