第五屆全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽決賽-數(shù)字孿生應(yīng)用技術(shù)員（智能制造控制技術(shù)方向）賽項競賽平臺主要設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（指導(dǎo)版）

附件9

2023年全國行業(yè)職業(yè)技能競賽

——第五屆全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽

數(shù)字孿生應(yīng)用技術(shù)員（智能制造控制技術(shù)方向）

賽項競賽平臺主要設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（指導(dǎo)版）

大賽組委會技術(shù)工作委員會

二〇二三年十月

1

2023年全國行業(yè)職業(yè)技能競賽

——第五屆全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽

數(shù)字孿生應(yīng)用技術(shù)員（智能制造控制技術(shù)方向）

賽項競賽平臺主要設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

一、技術(shù)平臺簡介

以數(shù)控機床、機器人、復(fù)合機器人、智能傳感、邊緣計算、云平臺

等關(guān)鍵技術(shù)裝備為基礎(chǔ)，運用智能制造控制關(guān)鍵技術(shù)，輔以物聯(lián)網(wǎng)、工

業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)字孿生技術(shù)和可視化等技術(shù)搭建的智能制造控制技術(shù)綜

合應(yīng)用競賽平臺，為智能制造控制技術(shù)應(yīng)用提供展示場景，聚焦智能制

造數(shù)字控制技術(shù)應(yīng)用實際，重點體現(xiàn)工業(yè)數(shù)字控制技術(shù)助推傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升

級的技術(shù)要素，以智能制造控制系統(tǒng)設(shè)計與裝調(diào)、產(chǎn)品工藝控制數(shù)字化

仿真、智能生產(chǎn)數(shù)字化控制虛實聯(lián)調(diào)、智能制造控制技術(shù)綜合應(yīng)用以及

智能制造控制可靠性分析等為重點，搭建技術(shù)推廣應(yīng)用平臺，涵蓋了數(shù)

字化智能制造控制技術(shù)應(yīng)用所需元素，旨在促進智能制造領(lǐng)域控制技術(shù)

方向應(yīng)用的高素質(zhì)復(fù)合型技能人才培養(yǎng)，助力企業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型

升級。

二、技術(shù)平臺結(jié)構(gòu)圖

智能制造控制技術(shù)應(yīng)用平臺布局圖如圖1所示，包含加工中心、智

能制造涂膠與裝配單元、復(fù)合機器人、工業(yè)常用傳感器、邊緣計算采集

系統(tǒng)、智能生產(chǎn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)字孿生及虛擬調(diào)試軟件、云平臺（私

有云）、料架及工具包、可視化系統(tǒng)及顯示終端等。

2

圖1智能制造控制技術(shù)應(yīng)用平臺總布局簡圖

三、技術(shù)平臺主要設(shè)備配置

技術(shù)平臺主要配置清單如下表1所示。

表1智能制造控制技術(shù)應(yīng)用平臺主要配置清單

序號設(shè)備名稱數(shù)量單位備注

1數(shù)控加工單元1套參考具體技術(shù)參數(shù)

2汽車智能涂膠與裝配生產(chǎn)單元1套參考具體技術(shù)參數(shù)

3復(fù)合機器人1套參考具體技術(shù)參數(shù)

4邊緣計算采集系統(tǒng)1套參考具體技術(shù)參數(shù)

5智能生產(chǎn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)1套參考具體技術(shù)參數(shù)

6工業(yè)APP應(yīng)用平臺1套參考具體技術(shù)參數(shù)

7數(shù)字孿生仿真及虛擬調(diào)試軟件1套參考具體技術(shù)參數(shù)

8可視化系統(tǒng)及顯示終端1臺參考具體技術(shù)參數(shù)

9編程和設(shè)計工業(yè)計算機2臺參考具體技術(shù)參數(shù)

10工具包1臺參考具體技術(shù)參數(shù)

11安全圍欄1套參考具體技術(shù)參數(shù)

四、技術(shù)平臺主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)

3

智能制造控制技術(shù)應(yīng)用平臺主要設(shè)備的技術(shù)參數(shù)如下：

（一）數(shù)控加工單元

1.加工中心主要技術(shù)參數(shù)：

（1）工作臺尺寸：長寬≥650×400mm；

（2）三軸行程：XYZ≥600×400×450mm；

（3）工作臺最大負載：≥350kg；

（4）主軸轉(zhuǎn)速：≥6000rpm；

（5）交流伺服主電機額定功率：≥5.5kW；

（6）氣動門；

（7）標(biāo)配數(shù)控系統(tǒng)：主流數(shù)控系統(tǒng)。

2.加工中心其他要求：

（1）加工中心有以太網(wǎng)接口；

（2）提供自動化接口，能實現(xiàn)加工中心的遠程啟動、程序可上傳

到機床內(nèi)存，能獲取機床的狀態(tài)信息、機床的模式、主軸的位置信息；

（3）加工中心自動化夾具和自動門的控制與反饋信號可以直接接

入機床自身的I/O模塊，并且由機床自身來控制，其狀態(tài)可以通過網(wǎng)絡(luò)

反饋給工控機；

（4）機床內(nèi)置攝像頭，鏡頭前裝有氣動清潔噴嘴。

3.網(wǎng)絡(luò)接入方式為無線接入，加工中心配套工業(yè)級雙頻無線客戶端。

技術(shù)參數(shù)：

（1）無線支持2.4GHz頻段：400Mbps、5GHz頻段：867Mbps；

（2）無線功能支持Client、Client-Router；

（3）訪客網(wǎng)絡(luò)、員工網(wǎng)絡(luò)、支持WPA、WPA2、WPA-PSK、WPA2-PSK

等加密方式；Client-Router網(wǎng)絡(luò)支持DHCP服務(wù)器、靜態(tài)地址分配、

4

NAT、靜態(tài)路由。

（二）汽車智能涂膠與裝配生產(chǎn)單元

1.工作臺主要技術(shù)參數(shù)：

（1）外形尺寸（長×寬×高）：≥1300×800×850mm；

（2）底部形態(tài)：水平調(diào)節(jié)支撐型腳輪；

（3）桌面附帶三色燈、安全光柵、急停按鈕等裝置。

2.機器人主要技術(shù)參數(shù)：

（1）負載：≥3kg；

（2）臂展：≥560mm；

（3）自由度：6個旋轉(zhuǎn)自由度；

（4）重復(fù)定位精度：≤±0.06mm；

（5）每個關(guān)節(jié)最快速度：≥110°/s；

（6）防護等級：IP54；

（7）通信方式：以太網(wǎng)通信，可獲取機器人運行狀態(tài)，關(guān)節(jié)角度，

位姿等信息；

（8）機器人配合末端工具可進行汽車、車窗、輪胎、輪轂的搬運。

3.倉儲單元主要技術(shù)參數(shù)：

（1）汽車容量≥3；

（2）車窗容量≥3；

（3）輪胎容量≥6；

（4）輪轂容量≥6。

4.模擬涂膠工位：

（1）由支架和膠槍組成；

（2）支架固定于工作臺上，膠槍位置、角度可調(diào)；

5

（3）模擬涂膠過程中再涂膠作業(yè)對象上留下涂膠痕跡。

5.輪胎輪轂組裝工位

用于進行輪胎和加工好的輪轂組裝。

6.皮帶輸送機主要技術(shù)參數(shù)：

（1）前后限漫反射光電傳感器；

（2）最高速度：≥2m/min；

（3）驅(qū)動方式：電機；

（4）測速方式：編碼器測速；

（5）用于進行汽車零件的運輸。

7.汽車模型裝配線主要技術(shù)參數(shù)：

汽車模型裝配線主要由汽車模型輸送線和裝配工位組成，汽車模型

由桌面機器人從倉儲單元搬運到汽車裝配線，也可從汽車裝配線搬運回

倉儲單元。

（1）汽車模型輸送線：用于承載汽車模型，并將汽車運輸?shù)礁餮b

配工位，可直線往復(fù)運行，步進電機驅(qū)動；

（2）裝配工位：裝配工位包含車窗裝配工位和車輪裝配工位，汽

車模型輸送線將汽車運輸?shù)綄?yīng)工位后進行相關(guān)零件的組裝。其中車窗

由桌面機器人進行安裝，四顆輪轂兩兩安裝，具體安裝順序可通過編程

實現(xiàn)；

（3）汽車模型：兩組前輪、兩組后輪及頂部車窗均可拆卸。輪轂

設(shè)計圖紙隨規(guī)程發(fā)布，車輛底盤和車軸廠家根據(jù)輪轂圖紙進行改造。

（三）復(fù)合機器人

復(fù)合機器人主要有移動機器人和搬運機器人組成，負責(zé)“數(shù)控加工

單元”和“汽車智能涂膠與裝配生產(chǎn)單元”之間輪轂零件的運輸和上下

6

料。

1.移動機器人主要技術(shù)參數(shù)：

（1）最大載重：≥200kg；

（2）最大速度：≥1.5m/s；

（3）爬坡能力：≥2.5°/5%；

（4）站點定位精度：±10mm；

（5）精準(zhǔn)對接精度：±5mm；

（6）通信接口：以太網(wǎng)通信，可獲取移動機器人的運行狀態(tài)，站

點，速度，角度等數(shù)據(jù)。

2.機器人主要技術(shù)參數(shù)：

（1）負載：≥3kg；

（2）臂展：≥560mm；

（3）自由度：6個旋轉(zhuǎn)自由度；

（4）重復(fù)定位精度：≤±0.06mm；

（5）每個關(guān)節(jié)最快速度：≥110°/s；

（6）防護等級：IP54；

（7）通信方式：以太網(wǎng)通信，可獲取機器人運行狀態(tài)，關(guān)節(jié)角度，

位姿等信息；

（8）配套末端工具。

3.機器人末端相機主要參數(shù)：

（1）1/3"CMOS成像儀：彩色；

（2）S接口/M12鏡頭;

（3）成像模式：640×480；

（4）光源：白色漫射LED環(huán)形燈；

7

（5）通信方式：PROFINET、ModbusTCP、TCP/IP。

（四）邊緣計算采集系統(tǒng)

1.邊緣控制器技術(shù)參數(shù)：

（1）內(nèi)存≥4GB，硬盤≥64G；

（2）支持以太網(wǎng)等通信；

（3）支持HDMI，VGA輸出。

2.數(shù)控機床功率采集套件：

（1）觸發(fā)電流：100mA；

（2）響應(yīng)時間：0.08-0.8S；

（3）功率量程：13kW；

（4）精度：0.5%FS；

（5）分辨率：1W。

3.振動采集卡：

（1）支持8位I/O點；

（2）采樣速率：20KHz/CH；

（3）采樣精度：優(yōu)于0.3%；

（4）支持TCP/IP通信；

（5）信號最大輸入范圍：±10V。

4.三向振動傳感器：

（1）常溫靈敏度：100mV/g（160Hz）；

（2）加速度范圍：≥50g；

（3）非線性振幅：1%；

（4）頻率響應(yīng)：±10%，1-4000Hz；

（5）橫向靈敏度：≤5%。

8

5.機床數(shù)據(jù)分析軟件：

（1）支持實時采集加工過程中的負載信號，振動數(shù)據(jù)，機床主軸

數(shù)據(jù)等；

（2）支持學(xué)習(xí)已有加工工藝，具有智能算法控制進給倍率、提高

加工效率功能；

（3）支持對加工參數(shù)實時調(diào)整，縮短加工空程時間，避免碰撞；

（4）支持傳輸過程數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)機床加工生產(chǎn)可靠性分析。

（五）智能生產(chǎn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)

1.環(huán)網(wǎng)三層管理工業(yè)交換機3臺，主要技術(shù)參數(shù)：

（1）協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.3,802.3i,802.3u,802.3x,802.3ab,

802.3z兼容ModbusTCP、Ethernet/IP、Profinet等協(xié)議，可實現(xiàn)透明

數(shù)據(jù)傳輸；

（2）端口形態(tài)：8個10/100/1000MRJ45、4個千兆SFP端口；

（3）電源輸入：DC輸入電壓12/24/48VDC(9.6—60VDC)，支

持反接保護；

（4）路由：支持RIP、靜態(tài)路由、ARP代理；

（5）VLAN：802.1QVLAN、MACVLAN、PrivateVLAN、ProtocolBased

VLAN、VoiceVLAN、VLANVPN、GARP/GVRP；

（6）地址表：MAC地址顯示/查詢、MAC地址過濾、靜態(tài)MAC地址

設(shè)置、動態(tài)MAC地址管理、支持IVL；

（7）端口管理：端口匯聚、端口監(jiān)控、端口限速、風(fēng)暴抑制、環(huán)

回檢測、線纜檢測、Ping、Tracert檢測、顯示/過濾系日統(tǒng)志、日志服

務(wù)器；

（8）安全管理：支持基于端口、MAC、IP地址的安全管理；

9

（9）環(huán)網(wǎng)：支持ERPS環(huán)網(wǎng)協(xié)議、支持RPL配置；

（10）精確網(wǎng)絡(luò)時間同步：支持IEEE1588精密時鐘同步協(xié)議。

2.工業(yè)級雙頻無線接入點2臺，主要技術(shù)參數(shù)：

（1）無線：2.4GHz頻段：600Mbps、5GHz頻段：1300Mbps；

（2）端口：1個10/100/1000MbpsRJ45端口（支持IEEE802.3at

PoE供電）、1個RS-232Console管理接口、2對直流端子供電接口（V1+,

V1-,V2+,V2-）、3個RP-SMA天線接口、1個接地口；

（3）電源：IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)PoE供電、12-48VDC冗余直流供

電、支持反接保護；

（4）無線功能：工作模式：AP/Client（AP模式提供無線覆蓋，Client

模式接入無線網(wǎng)絡(luò)），SSID廣播：支持SSID數(shù)量：8（2.4GHz）+8（5GHz），

網(wǎng)絡(luò)類型：訪客網(wǎng)絡(luò)、員工網(wǎng)絡(luò)，無線加密：WPA、WPA2、WPA-PSK、WPA2-PSK，

用戶隔離：無線網(wǎng)絡(luò)間隔離、AP內(nèi)部隔離，無線MAC地址過濾：支持白

名單(50)，VLAN設(shè)置：支持SSID和TagVLAN綁定、發(fā)射功率設(shè)置、1dBm

線性調(diào)節(jié)、WDS功能、無線客戶端數(shù)量限制、QoS：WMM、踢除弱信號設(shè)

備、禁止弱信號設(shè)備接入，增強漫游：Client模式、快速設(shè)置向?qū)А?/p>

3.工業(yè)級雙頻無線客戶端1臺，主要技術(shù)參數(shù)：

（1）無線支持2.4GHz頻段：400Mbps、5GHz頻段：867Mbps；

（2）無線功能支持Client、Client-Router；

（3）訪客網(wǎng)絡(luò)、員工網(wǎng)絡(luò)、支持WPA、WPA2、WPA-PSK、WPA2-PSK

等加密方式；Client-Router網(wǎng)絡(luò)支持DHCP服務(wù)器、靜態(tài)地址分配、

NAT、靜態(tài)路由。

4.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全模塊1臺，主要技術(shù)參數(shù)：

（1）端口：3個10/100/1000MRJ45端口、2個SFP（Combo）口、

10

1個USB存儲口、1個Console端口、1個MicroSD卡、1個MGMT管理

口；

（2）輸入電源：12/24/48VDC(9.6—60VDC)；

（3）策略配置：安全策略、審計策略、帶寬策略（帶寬控制、連

接數(shù)限制、連接數(shù)監(jiān)控）、NAT策略（NAPT、一對一NAT、虛擬服務(wù)器、

NATDMZ、UPnP）、ALG策略（FTPALG、H.323ALG、PPTPALG、SIP、

ALG）；

（4）攻擊防護：支持ARP防護，如ARP欺騙、ARP攻擊；支持多種

常見的攻擊防護，如DDoS攻擊、網(wǎng)絡(luò)掃描、可疑包攻擊、支持MAC地

址過濾，阻斷非法主機的接入。

（六）工業(yè)APP應(yīng)用平臺

1.服務(wù)器主要技術(shù)參數(shù)：

（1）CPU：2.9GHz或以上；

（2）RAM：≥16GB；

（3）硬盤容量：≥256GBSSD；

（4）顯示器：23英寸液晶顯示器。

2.工業(yè)APP系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)：

（1）工業(yè)APP基于低代碼開發(fā)平臺將各種功能模塊組合，采用搭

積木的方式構(gòu)建頂層應(yīng)用軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)整個生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可視化和

智能化管理。依托云服務(wù)進行部署和發(fā)布，可實現(xiàn)不同用戶的數(shù)據(jù)訪問；

（2）系統(tǒng)通信功能節(jié)點支持：TCP/IP協(xié)議、OPCUA協(xié)議、S7等協(xié)

議。頁面控件節(jié)點能滿足常規(guī)數(shù)據(jù)可視化需求；

（3）支持敏捷式快速開發(fā)環(huán)境，可快速驗證開發(fā)效果并完成迭代；

（4）支持圖形化、可視化及模型驅(qū)動開發(fā)，基于Web端節(jié)點拖曳

11

圖形化編程，利用模型拖拽組合的方式，通過工作流完成應(yīng)用軟件開發(fā)；

（5）支持多平臺端設(shè)備快速部署，軟件開發(fā)完成后可直接發(fā)布；

（6）可與MES等系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，快速延展并篩選管理所需數(shù)據(jù)。

（七）數(shù)字孿生仿真和虛擬調(diào)試軟件

主要技術(shù)參數(shù)：

1.支持多種格式的CAD模型，支持STEP、IGES、JT、PRT等多種

格式的CAD模型文件導(dǎo)入和導(dǎo)出；

2.支持模型位置的精準(zhǔn)和模糊設(shè)置兩種方式，可以快速布局工作站；

3.支持大型模型的智能優(yōu)化，可實現(xiàn)大型復(fù)雜模型的輕量化，既能

保證模型的質(zhì)量，又能保證復(fù)雜系統(tǒng)仿真的流暢度；

4.支持干涉和碰撞檢查，可用于工作單元、工作站和產(chǎn)線的布局設(shè)

計與優(yōu)化，防止設(shè)備之間的干涉和碰撞；

5.支持多種工業(yè)現(xiàn)場典型傳感器，包括位置等數(shù)據(jù)檢測傳感器；

6.支持多種常用工業(yè)通信協(xié)議如OPC，TCP/IP等，可將傳感器數(shù)據(jù)

與外部控制數(shù)據(jù)實現(xiàn)實時通信；

7.支持機電復(fù)雜系統(tǒng)虛擬仿真和聯(lián)調(diào)，包括工業(yè)機器人、數(shù)控加工

中心、輸送帶、立體倉庫、傳感器等機電系統(tǒng)常見設(shè)備；

8.支持PLC、機器人等設(shè)備虛擬調(diào)試。軟件可通過OPCUA、S7協(xié)議、

開放的SDK接口與硬件通信進行數(shù)據(jù)交互，調(diào)試并驗證信號設(shè)置、程序

邏輯和加工工藝的準(zhǔn)確性；

9.提供強大的基于Python、C++、C#等的API功能，支持基于

Python、C++、C#等二次開發(fā)，可以實現(xiàn)軟件功能的定制化擴展，并能

夠?qū)崿F(xiàn)與其他系統(tǒng)的對接擴展。

（八）中央電氣控制系統(tǒng)

12

中央電控系統(tǒng)包含PLC電氣控制器及I/O通訊系統(tǒng)，主要負責(zé)周

邊設(shè)備（復(fù)合機器人等）及汽車智能涂膠與裝配生產(chǎn)單元控制，實現(xiàn)智

能制造控制技術(shù)平臺的流程和邏輯總控。主控