第47屆世界技能大賽移動機器人項目江蘇省選拔賽技術技術文件和樣題

第47屆世界技能大賽江蘇省選拔賽移動機器人項目技術文件第47屆世賽江蘇省選拔賽組委會技術工作組2022年月目錄一、項目簡介 1（一）項目描述 1（二）考核目的 1（三）相關文件 2二、選手具備的能力 2（一）基本要求 2三、競賽項目 5（一）競賽模塊 5（二）命題方式 5（三）考核次數(shù)及地點安排 5（四）競賽樣題 5（五）比賽日程 13四、評分標準 13（一）評分流程說明 14（二）統(tǒng)分方法 14五、競賽相關設施設備 15（一）場地設備及布局 15（二）選手自備的設備和工具 16（三）場地禁止自帶使用的設備和材料 16（四）競賽用機器人 17六、項目特別規(guī)定 18（一）設備規(guī)定 18（二）其他要求 19七、賽場布局要求 19（一）場地及物資 19（二）競賽場地和場地物品 20八、健康安全和綠色環(huán)保 20（一）選手安全防護要求 20（二）賽事安全要求 20九、賽場要求 21（一）公眾要求 21十、綠色環(huán)保 21附錄1場地圖 23

PAGE16一、項目簡介本技術文件是第47屆世界技能大賽移動機器人項目江蘇省選拔賽技術文件具體實施方案，主要說明考核思路與相關實施細節(jié)，正式考核內(nèi)容及要求均參考公布的第46屆世界技能大賽移動機器人項目技術文件和競賽實際情況結(jié)合進行實施。（一）項目描述移動機器人賽項是一個以解決方案為導向的綜合性項目。隨著自動化控制、人工智能等技術領域的快速發(fā)展，機器人的性能不斷地完善，移動機器人的應用范圍大為擴展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴大，對從業(yè)者的要求也不斷提高。需要在短時間內(nèi)針對特定的問題，通過仔細與客戶溝通，獲得相關需求、按照流程建立原型樣機并展示。因此，該項目的選手需要根據(jù)題目的要求，設計、維護、開發(fā)不同移動機器人本體及應用，充分挖掘移動機器人潛力。（二）考核目的參照第46屆世界技能大賽移動機器人項目技術文件，在考核選手工作組織和管理、溝通與人際交往能力、設計、原型搭建、基礎功能測試、任務與演示方面能力。旨在選撥出江蘇省綜合能力最優(yōu)秀的選手。（三）相關文件本技術文件參考第46屆世界技能大賽移動機器人項目技術文件，以及選拔賽競賽技術工作文件、移動機器人項目技術規(guī)則與往屆世界技能大賽移動機器人項目相關文件組織編制，主要關聯(lián)文件如下：1.《WSC2022_TP23_EN》二、選手具備的能力（一）基本要求1、工作組織和管理個人（選手）需了解和理解：制造相關的安全工作宏觀原則與應用；設備和材料的用途、使用方法、保養(yǎng)、維護及安全操作守則；工作環(huán)境和安全守則，保持工作環(huán)境的場地清潔；合作開展工作；每個需要計劃的任務內(nèi)容交流（參數(shù)）。個人（選手）應能夠：準備及維持安全、整潔以及有效的工作場地；就相關工作完成準備，并考慮到職業(yè)健康與安全因素；就工作進行安排，確保最高效率及最低程度的妨礙；考慮并遵照機器人工程技術的相關規(guī)章制度；按照制造商說明資料，選擇并安全地使用設備、材料；符合環(huán)境、設備、材料相關的健康安全或更高的相關標準。整理工作場地并恢復至整潔狀態(tài)；參與團隊工作，在具體任務中做出貢獻；給出及接收回饋及提供支持。2、設計個人（選手）需了解和理解：項目設計的原理和應用；項目規(guī)范的本質(zhì)和格式；將要進行評價加工項目的基本原理；如下設計指標（參數(shù)）：元器件、材料和工作流程的選擇；移動機器人系統(tǒng)的設計、裝配及試運行；移動機器人系統(tǒng)的元器件和應用。機械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、電子系統(tǒng)的設計和裝配原理與應用；生產(chǎn)相關的工作組織、控制與管理原理和方法。個人（選手）應能夠：分析移動機器人的概要或規(guī)范，確定所需的性能特性；根據(jù)簡要情況或規(guī)范，確定或求解不確定問題；確定移動機器人工作場地的環(huán)境特性；確定達到移動機器人性能所需的硬件需求；在指定的時間內(nèi)，完成特定功能物品的制作所需的設計；完成獨立于基本的遙控系統(tǒng)搭建；開發(fā)解決移動機器人任務的策略，包括導航和定位；根據(jù)設計挑戰(zhàn)項目完成創(chuàng)新解決方案；確定并評估關于材料、元器件和設備的選擇、采購與制造的可選方案；參照商業(yè)準則的決策記錄，以及健康與安全等其他重要因素；制作工作管理與控制的相關文檔；根據(jù)指定的目標、限定的成本以及時間限制，完成階段性設計。3、制造與裝配個人（選手）需了解與理解：機械、電氣與電子工程的基本原理；制作與裝配的原理；安全制造與操作的原則及實踐。個人（選手）應能夠：完成移動機器人的機架部件制作；移動機器人結(jié)構(gòu)與機械零件的集成；電子控制電路的集成；相關的實體（硬件）與軟件調(diào)節(jié)的安裝、設定及制作及有效利用；機械、電氣與傳感器系統(tǒng)的安裝、設定及進行必要的調(diào)節(jié)；遙控系統(tǒng)的安裝、設定及制作，實現(xiàn)對移動機器人的有效遙控；確認完成控制任務所需的傳感器。4、編程、檢測與調(diào)試個人（選手）需了解與理解：制造商的控制軟件如何使用標準的行業(yè)軟件編程；軟件程序如何與機械及系統(tǒng)動作進行關聯(lián)；無線通訊的原理與應用；通過導向與地圖構(gòu)建實現(xiàn)機器人導航；傳感器信息融合；故障排查分析技巧；進行調(diào)節(jié)和維修的技巧；問題解決策略；發(fā)明創(chuàng)新解決方案的原理和技巧。個人（選手）應能夠：對流程和軟件運行進行圖示化，使用控制程序，自主而有效地控制目標控制統(tǒng)；使用工業(yè)標準編程軟件，自主而有效地控制機器人的動作；使用遙控，有效控制系統(tǒng)；采用編程方法實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制；通過導向與地圖構(gòu)建功能，實現(xiàn)機器人動作控制；實施導航策略；安裝與進行傳感器的硬件設定調(diào)整；在機器人上安裝攝像頭，并進行適當?shù)恼{(diào)整；試運行單個功能以及整體功能；使用恰當?shù)姆治黾记刹檎也⒂涗浌收?；展示基本的IT知識；快捷地修復或更換元器件。5、性能檢查與演示個體（選手）需了解與理解：對設備與系統(tǒng)進行測試的要求與方法；操作測試運行的要求與方法；使用的技術和方法的范圍和限制；創(chuàng)造性思維策略；機器人系統(tǒng)的冗余性能。個人（選手）應能夠：根據(jù)（與客戶協(xié)商達成的）操作需求，測試移動機器人的每個部件；根據(jù)（與客戶協(xié)商達成的）操作需求，測試移動機器人的整體性能；通過分析、問題求解與微調(diào)，對系統(tǒng)中單個零件以及整體系統(tǒng)運行進行優(yōu)化；通過最終測試，對系統(tǒng)進行試運行；根據(jù)設定的要求，檢查設計流程、制造和裝配、運行的每個環(huán)節(jié)，包括精度、一致性、耗時和成本等項目；確保設計階段的每個方面符合行業(yè)標準；定稿并向客戶提交文檔合集，文檔合集應包括所有商務交易所必要的文檔；向客戶移交移動機器人以及文檔合集，并就提出的問題進行回應。

三、競賽項目（一）競賽模塊模塊編號第47屆世界技能大賽移動機器人項目江蘇省選拔賽模塊名稱分值評判標準A工作組織與管理10場地與時間管理/團隊綜合表現(xiàn)B機器人設計評分10根據(jù)5.4規(guī)定現(xiàn)場判定C基礎功能測試30依據(jù)任務調(diào)試標準判定D綜合功能測試50依據(jù)任務調(diào)試標準判定合計100（二）命題方式競賽分為4項模塊。A模塊，工作組織與管理；B模塊，機器人設計評分；C模塊，基礎功能測試；D模塊，綜合功能測試。A、B模塊由專家組評定，C、D模塊由裁判打分，其中C、D模塊試題現(xiàn)場提供，以樣題作為參考，有30%變化。（三）考核次數(shù)及地點安排本階段性為一次集中考核，權重100%?？己藭r間：根據(jù)疫情防控實際情況，提前兩周報省人社廳批準后，提前一周通知參賽單位和選手?？己说攸c：江蘇省南京技師學院——移動機器人項目國家基地（四）競賽樣題模塊A：工作組織和管理工作組織和管理方面主要考核參賽選手的基本素質(zhì)，包括選手在參與比賽過程中對團隊工作空間的管理、工作過程中的準時、在場地中參賽隊員的合作與交流、在場地共享時與其他參賽選手的合作情況、選手與裁判溝通過程中的表現(xiàn)情況。模塊B：機器人設計評分機器人裝配評分主要考核選手對于機器人機械組裝、電器連接等設計合理性的評判，具體標準參考5.4規(guī)定。模塊C：基礎功能測試選手需要編寫程序/操作界面，對組裝好的機器人進行調(diào)試，通過演示，展示選手完成基礎任務的能力。模塊C共包含5道題目，其中4道自動任務，1道手動第三視角任務。具體測試題目第一比賽日晨會時由16題抽取5題，C模塊16題：Z1.已知場地中有4個病床。要求機器人從啟動區(qū)出發(fā)，需要依次將各病床移動到下一個病床所在位置且移動順序一致，例如1號移動至2號，2號移動至3號，3號移動至4號，4號移動至1號。機器人任務完成后，返回啟動區(qū)，熄滅指示燈。Z2.已知場地中有4個病床墊，編號為1、2、3、4，其中只有一個病床墊上有病床，要求機器人從啟動區(qū)出發(fā)，找到這個病床并搬運至下一個病床位置，例如，1號病床墊上有病床，則將病床移動至2號病床墊。機器人任務完成后，返回啟動區(qū)，熄滅指示燈。Z3.區(qū)域1、2分別有1個藥品支架，機器人從啟動區(qū)出發(fā)，識別區(qū)域1、2藥品支架上的藥品個數(shù)和顏色，從藥品架上抓取藥品運送到相應支架上，使得每個藥品支架上均存在藍白不同的兩種藥品，任務完成后機器人返回啟動區(qū)，熄滅指示燈。Z4.已知場地中有4個藥品支架，綠、紅各2個。要求機器人從啟動區(qū)出發(fā)，將綠色支架上的三個藥品搬運至另一綠色支架上。機器人任務完成后，返回啟動區(qū)，熄滅指示燈。(注：搬運后支架上藥品的順序需保持不變)。Z5.已知場地中有4個藥品支架，綠紅各2個。要求機器人從啟動區(qū)出發(fā)，將紅色支架上的三個藥品搬運至另一紅色支架上。機器人任務完成后，返回啟動區(qū)，熄滅指示燈。(注：搬運后支架上藥品的順序需保持不變)Z6.醫(yī)院藥房藥品空缺，需要從三個倉庫進行補充藥品，機器人從啟動區(qū)出發(fā)，前往三個倉庫取回藥品。取回藥品后將藥品放置到藥房貨架，要求第一層放白色藥品，第二層放藍色藥品，第三層放黃色藥品。機器人任務完成后，返回啟動區(qū)，熄滅指示燈。（注：三個倉庫用三個藥品支架來代替，每個藥品支架上的藥品不超過3個）Z7.機器人從啟動區(qū)出發(fā)識別任務欄某一列中的元素（當天早會指定），判斷對應病房需要的藥品，從藥房貨架上取出后放置在該病房的相應支架上，任務完成后機器人返回啟動區(qū)，熄滅指示燈。Z8.機器人從啟動區(qū)出發(fā)識別任務欄某一列中的元素（當天早會指定），判斷對應病房需要回收的藥品，黃色污染物需要處理并將機器人消毒（旋轉(zhuǎn)540°），藍白色藥品需取回放置至藥房貨架的指定層（藍色第一層、白色第二層）。任務完成后機器人返回啟動區(qū)，熄滅指示燈。Z9.已知場地中有4個藥品支架，綠、紅各2個，任務欄有藍白六個粘貼，位置隨機，藥房貨架第一第二層有藍白各5個藥品，位置隨機。要求機器人從啟動區(qū)出發(fā)，識別任務欄任務，按照任務欄從上到下從左到右的順序，將藥房貨架上的藥品放置在兩個綠色支架上，每個支架放三個藥品。機器人任務完成后，返回啟動區(qū)，熄滅指示燈。Z10.已知場地中有4個支架，綠、紅各2個，任務欄有藍、白共六個粘貼，位置隨機，藥房貨架第一層、二層有藍、白各5個藥品，位置隨機。要求機器人從啟動區(qū)出發(fā)，識別任務欄任務，按照任務欄從上到下從左到右的順序，將藥房貨架上的藥品放置在兩個紅色支架上，每個支架放三個藥品。機器人任務完成后，返回啟動區(qū)，熄滅指示燈。Z11.藥房貨架上共有藍、白、黃藥品共計12個，初始狀態(tài)隨機。機器人從啟動區(qū)出發(fā)，將其藥品一半搬至旁邊另一貨架上，最終每個藥品架上各有藍、白、黃藥品2個。完成任務后，任務完成后機器人返回啟動區(qū)，熄滅指示燈。Z12.藥房貨架中會隨機出現(xiàn)一個黃色藥品、一個藍色藥品和一個白色藥品。機器人從啟動區(qū)出發(fā)，將藥房貨架中的白色、藍色藥品搬運至綠色支架上，將藥房貨架中的黃色藥品搬運至紅色支架上。任務完成后機器人返回啟動區(qū)，熄滅指示燈。Z13.藥房貨架上有6個不同類型的藥品，粗心的護士打亂了藥房貨架上藥品的擺放，機器人從啟動區(qū)出發(fā)，將藥品按照指定順序擺放。要求第一層放白色藥品，第二層放藍色藥品，第三層放黃色藥品。任務完成后機器人返回啟動區(qū)，熄滅指示燈。Z14.在醫(yī)院例行檢查中，發(fā)現(xiàn)某一病房不符合要求。請整理病房，最終使得該病房中有一個藍、白藥品在綠色支架上，一個黃色藥品在紅色支架上，輪床被放置在輪床墊上，任務完成后機器人返回啟動區(qū)，熄滅指示燈。Y1.選手遙控控制機器人，識別任務欄中某列需要搬運和回收的任務，遙控操作機器人完成相應任務，任務完成后機器人返回啟動區(qū)，熄滅指示燈。Y2.選手遙控機器人從啟動區(qū)出發(fā)，完成所有病房的回收任務，最終回到啟動區(qū)，指示燈熄滅。模塊D：綜合功能測試模塊D主要以第46屆世界技能大賽移動機器人項目TP文件中“PatientRoom”場景及元素考核選手對于機器人的綜合控制能力與短時間內(nèi)對場地及測試環(huán)境的適應能力。選手需要根據(jù)場地具體情況編寫自動程序、調(diào)試并進行遙控演示以及自動演示。裁判組會通過機器人表現(xiàn)的動作進行結(jié)果性評判，模塊D在第一、第二比賽日測試，賽題中涉及的變化因素將在本比賽日編程開始前由裁判長公布。遙控模塊每隊測試3輪，每輪測試時間為15分鐘，機器人運行時間為10分鐘，3輪成績均有效。在每輪測試中，選手可以自行決定機器人開始運行的時間。在機器人運行前，選手可以在場外調(diào)試并更改程序、參數(shù)。每輪測試結(jié)束后，選手可回到工位等待下一輪測試，期間可以調(diào)試、更改程序或參數(shù)。自動模塊每隊測試3輪，每輪測試時間為15分鐘，機器人運行時間為10分鐘，3輪成績均有效。在每輪測試中，選手可以自行決定機器人開始運行的時間。在機器人運行前，選手可以在場外調(diào)試并更改程序、參數(shù)。每輪測試結(jié)束后，選手可回到工位等待下一輪測試，期間可以調(diào)試、更改程序或參數(shù)。向參賽選手說明：目標對象：移動機器人必須與四個目標對象進行交互。1、有兩個（白色和藍色）的65毫米乘65毫米乘65毫米的藥品立方。機器人可能同時擁有的數(shù)量沒有限制。2、危險品為黃色65毫米乘65毫米乘65毫米的立方體。位于貨架的危險品立方體被認為是干凈的，位于病房支架上的危險品立方體是“受污染的”。（1）機器人不能在擁有危險品立方體的同時擁有任何一個藥品立方體。（2）機器人完成受污染的危險品立方體后，必須前往消毒區(qū)，完成指定的消毒動作。3、關于病床的要求（1）避免將病床從初始床墊上移開。（2）從床墊獲取病床，并將它送到指定的病床墊病床是否放至到位由病床車輪位置決定，如果有一個或多個車輪完全離開病床墊，那么病床將被定義為“離開病床墊子”，如果四個車輪都與床墊接觸，將被定義為“在病床墊上”。在評分測試項目運行中，如果機器人事先不知道工作細節(jié)，機器人將需要前往"工作訂單板"并讀取板上的信息，以確定它必須執(zhí)行什么操作。確認正在服務的病房/護士站；確認從藥房貨架上取回的藍色藥方塊的目的地；確認從藥房貨架上取回的白色立方體的目的地；確認從藥房頂部貨架取回的危險品立方體的目的地；確認需要從初始位到指定位置的病床；確定需要回收到指定通道位置的病床/受污染的危險品立方體需要送到危險品回收箱/藍白藥物立方體需要被送回第一和第二層藥房貨架在個人評分的測試項目運行期間，機器人返回讀取工作訂單板的次數(shù)沒有限制。項目內(nèi)容需要完成的測試內(nèi)容D綜合任務測試運送藍色藥品正確將藍色藥品放置到支架運送白色藥品正確將白色藥品放置到支架運送黃色危險品正確將黃色危險品放置到支架運送病床正確將病床放置到病房病床墊回收藍色藥品正確將藍色藥品放置到貨架回收白色藥品正確將白色藥品放置到貨架回收黃色危險品正確將黃色危險品放置到回收箱回收病床正確將病床放置到通道病床墊回到啟動區(qū)，關閉指示燈任務完成時間（五）比賽日程Day1比賽第一天選手將根據(jù)時間表順序完成基礎功能測試；選手將根據(jù)時間表順序完成遙控功能的演示評分；Day2比賽第二天選手繼續(xù)維護、準備比賽機器人；選手根據(jù)時間表進入場地調(diào)試機器人、進行機器人自動功能的演示評分；四、評分標準本項目評分標準分為測量和評價兩類。凡可采用客觀數(shù)據(jù)表述的評判稱為測量；凡需要采用主觀描述進行的評判稱為評價，除時間分外，其它測量分均作為選手基礎分帶入最終成績。本次競賽評分表按照CIS系統(tǒng)格式，并使用競賽專用評分系統(tǒng)自動計算和匯總分值，保留到小數(shù)點后第二位。（一）評分流程說明為確保評分過程的公平性和公正性，評分過程采取回避制，各裁判不參與自己選手評分。在競賽開始前，裁判長進行組織并分配執(zhí)裁任務，無執(zhí)裁任務的裁判不得進入選手工位，執(zhí)裁過程中不能與自己選手進行任何交流（中午休息時間除外）。對A/B/C/D模塊進行評分，評判的過程完全按照評分標準進行評分。（二）統(tǒng)分方法考核中的所有評分項完成，所有參賽選手確認后，統(tǒng)一由裁判長進行復核確認，由工作人員錄入系統(tǒng)。統(tǒng)分依據(jù)為成績之和，由高到低排位。最終考核，當涉及到入選名額平分情況時按照如下方式操作：1．總成績分數(shù)相等情況下，按照第二天D項未知自動任務之和成績高低排名；2．如第二天自動任務之和成績分數(shù)相等，則第一天D項遙控任務和成績高者排名優(yōu)先；3．若分數(shù)依然相等則追加再賽一輪第三視角未知任務遙控任務。（三）機器人控制模式自動控制模式：機器人控制程序下載到機器人上；正式測試期間，不允許參賽者進行機器人與電腦交互；測試開始可以是筆記本電腦的回車鍵或者是機器人上的按鈕；自動控制模式每隊有15分鐘進場準備測試及整理場地時間，測試時間不超過10分鐘。遙控模式：參賽隊伍的一名選手面對比賽場地遙控機器人；參賽者的電腦可打開，參賽者可通過電腦屏幕收取信息；遙控模式每隊有15分鐘進場準備測試及整理場地時間，測試時間不超過10分鐘。五、競賽相關設施設備（一）場地設備及布局序號設備名稱型號（備注）單位數(shù)量桌子11400x600x750張n椅子1辦公椅張2n工位電源插座五孔插座個n競賽場地及場地物品WSR2019套6競賽場地插座220V，50Hz五孔插座個4工具臺防靜電套1萬用表勝利VC系列臺6衛(wèi)生工具塑料材質(zhì)套6白紙A4包5秒表計時用塊骰子抽簽用個4顯示屏講題、計時個2打印機臺1（n:參賽隊數(shù)）（二）選手自備的設備和工具序號設備名稱型號（備注）單位數(shù)量1機器人自制臺12筆記本電腦臺23工具箱套1（三）場地禁止自帶使用的設備和材料序號設備和材料名稱1電動工具2存儲設備，如移動硬盤、錄音筆等；電子設備，如平板、手機、多媒體播放器、錄音器，照相機，攝影機等3帶有身份標示的物品（四）競賽用機器人參賽機器人參賽單位自備。自備參賽機器人需符合第46屆世界技能大賽TP文件要求，使用一套基于2022上海世賽官網(wǎng)指定套件構(gòu)建機器人。機器人的主架構(gòu)搭建必須使用基礎套件所提供的槽鋁（Channels）；必須使用studica官方套件提供的電子器件（例如泰坦，IR傳感器，電機等等）；必須使用studica官方指定的遙控手柄；必須使用VMX-pi作為主要甚至是唯一的處理單元；參賽隊不能使用任何液壓或氣動元器件；參賽隊必須使用官方套件提供的電池(只允許一個充電器和兩塊電池)；參賽隊根據(jù)以下限制將"參賽選手設計/創(chuàng)建的自定義組件"納入其機器人設計：a.所有3D打印元素必須使用ABS、PLA、尼龍、PETG、HIPS、ASA或碳纖維（含碳釬維的3D打印材料），最大總重量為1.2千克；b.使用板材開發(fā)的所有組件都必須使用任何聚碳酸酯材料創(chuàng)建，其總表尺寸最大為1000乘1000mm（最大厚度10mm）；機器人需要在2m*4m的病房、消毒區(qū)、訂單板之間自主地移動，同時機器人需要具有以下功能。機器人可以前進、后退、旋轉(zhuǎn)；機器人能夠?qū)⒅付ǖ奈锲钒徇\到指定的位置；機器人控制安全燈；機器人框架需牢固配合，可以安裝急停開關且方便布線；能夠根據(jù)命令板上顯示的條形碼進行零件裝配以及搬運；機器人能夠越過場地中存在的斜坡。六、項目特別規(guī)定（一）設備規(guī)定1.選手使用自制的機器人參賽，必須符合5.4規(guī)定。2.參賽選手在場地練習和測試時，只允許使用一臺計算機控制機器人。3.競賽現(xiàn)場不提供WIFI設備及信號。4.機器人在調(diào)試及編程過程中必須放置在支架或?qū)Ｓ谜{(diào)試木板及場地上。以確保即使在機器人驅(qū)動系統(tǒng)突然意外動作的情況下，機器人也不會與工作區(qū)分離。（二）其他要求每支隊伍最多能攜帶2臺電腦進入比賽區(qū)域；在賽前一天（C-1）參賽者必須攜帶自己的電腦與機器人進入比賽區(qū)域，且在比賽結(jié)束前（C2），均不能帶出場地；參賽者不能攜帶手機等其他通訊工具進入場地；參賽者在比賽區(qū)域不能連接到網(wǎng)絡；參賽者可以攜帶和使用他們在比賽準備期間編寫的程