ZZ-2018014 机器人技术应用

1、2018 年全国职业院校技能大赛年全国职业院校技能大赛赛项申报书赛项申报书赛项名称：机器人技术应用赛项类别：常规赛项 行业特色赛项赛项组别：中职组 高职组涉及的专业大类/类：加工制造类方案设计专家组组长： 手机号码：方案申报单位（盖章）：全国机械职业教育教学指导委员会方案申报负责人： 方案申报单位联络人： 联络人手机号码：电子邮箱：通讯地址： 邮政编码：申报日期：2017 年 8 月 18 日12018 年全国职业院校技能大赛年全国职业院校技能大赛竞赛项目方案竞赛项目方案一、赛项名称一、赛项名称（一）赛项名称机器人技术应用（二）压题彩照图 1 压题彩照2（三）赛项归属产业类型通用设备制造业（四）赛项归属专业大类机械制造技术专业代码 051100机电技术应用专业代码 051300机电设备安装与维修专业代码 051600机电产品检测技术应用专业代码 052300工业自动化仪表及应用专业代码 052500电气运行与控制专业代码 053000电气技术应用专业代码 053100二、赛项申报专家组二、赛项申报专家组本赛项专家组由来自本科院校、高等职业院校、中等职业院校以及工业机器人生产企业、系统集

2、成商、应用企业的专家共同组成，充分发挥工业机器人技术领域的产学研融合优势，为保障本赛项的定位合理、命题适中、贴近应用提供了坚实的基础。表 1 机器人技术应用赛项申报专家组成员三、赛项目的三、赛项目的随着中国制造 2025战略规划的推进和制造业转型升级，工业机器人作为智能制造的重要终端设备，在汽车、电子、食品、化工、装备制造等行业中得到广泛应用，促使对具备工业机器人技术的综合性应用人才和生产一线的专业技术工人的需求日益增强。为响应国家政策号召，配合产业发展，服务企业技术升级和转型，越来越多的职业院校开设了工业机器人技术应用及相关专业。机器人技术应用赛项以工业机器人为核心单元，融合了工具快换、3可编程逻辑控制器、气动驱动、传感器、智能视觉检测等先进应用技术，以工业机器人在计算机/通讯/消费类电子产品行业（3C 行业）中最典型的异形芯片插件工序为应用背景，设计了包括机械及电气的装调、工业机器人的维护维修以及 3C 行业中典型的涂胶、码垛、分拣、装配等工作任务在内的考核内容，重点考察学生在工业机器人系统的安装、编程、调试、维护、维修及团队协作、质量控制、安全意识等方面的专业能力和职业素养，以及

3、学生在工业机器人应用技术方面的综合职业能力。赛项专家组根据中职教育教学的要求和特点设计了本赛项，搭建了集比赛与教学一体化的竞技与交流平台，旨在引导中职院校工业机器人相关专业的人才培养模式改革、课程建设和考核评价方式的转变，推进以学生为主体的理实一体化教学实践，促进师资队伍专业能力和技术服务水平的提升，提高工业机器人专业的人才培养质量，切实解决工业机器人产业人才严重短缺的问题，提高工业机器人系统技术应用人才水平，助推中国制造 2025，加快我国从制造大国向制造强国和从中国速度到中国质量的“双转变”。四、赛项设计原则四、赛项设计原则本赛项以工业机器人生产企业、系统集成商、应用企业等急需的工业机器人安装与维护、编程与调试、机器人工作站电气和机械的安装与调试、电气系统集成与调试等岗位的技能要求为背景，主要考察了选手在工业生产现场对综合性集成设备的安装、操作、调试、系统维护和常见维修的技术能力，设计过程中充分征求院校老师和企业专家的意见，坚持技能竞赛与教学实训相融合、竞赛任务与实际工作相对接，在考核学生技术技能水平的同时，考察学生的职业素养与团队协作。4（一）公开、公平、公正赛前公开赛项竞赛规程

4、、竞赛方式及竞赛平台，包含主要设备型号及参数、操作规范及要求、竞赛样题、评分规则等内容，召开赛项说明会解读竞赛规程，竞赛任务和相关的竞赛内容统一公布，确保每个参赛队在比赛前得到相同的比赛信息。赛项使用国际通用先进技术，选择专业的设备厂家提供支持，保证平台的通用性和普适性；每场竞赛前严格测试和检验竞赛平台，保证所有参赛队在同样条件下进行公平竞赛。通过对竞赛过程的实时监控，保证所有操作过程可追溯，确保评比环节的公平公正。竞赛中由经过遴选和培训的人员担任裁判，保证评分工作的公平和公正以及科学有效性。大赛设置监督组和仲裁工作组，全面保障整个比赛过程的公平、公开与公正性。（二）赛项关联专业人才需求量大、行业人才紧缺、职业院校开设专业点多、服务国家重点战略经济结构转型的“推进力”、人口红利消退和用工成本上升的“拉动力”、战略规划政策扶持的“催化力”将共同驱动中国工业机器人市场的高速成长，对于专业人才需求也将持续增长。根据机械工业“十三五”发展纲要及其机械工业“十三五”人才培养规划的发展预测，结合机械行业代表性企业随机调研情况和相关制造业人才发展方面的课题研究等成果进行综合分析，到 2020 年机械

5、行业智能制造领域企业从业人员规模将达到 550 万人左右，其中技术技能人才总量会达到 350 万人。按机械行业智能制造相关领域将企业划分为 6 种类型，各类型企业从业人员规模比例如图 2 所示。5智智能能装装备备制制 造造类类企企业业 13%控控制制设设备备制制造造 类类企企业业 9%关关键键基基础础元元部部 件件制制造造类类企企业业 21%数数控控系系统统及及工工 业业软软件件类类企企业业 5%工工业业网网络络及及智智 能能管管理理服服务务类类 企企业业 10%智智能能装装配配及及系系 统统应应用用类类企企业业 42%图 2 机械行业智能制造相关领域企业从业员工规模以从业员工规模最大的智能装配及系统应用类企业为例，其典型特征就是大量采用了柔性、智能的先进技术设备，如工业机器人、视觉检测、AGV、电子标签等，实现客户复杂、个性、定制、的生产需求。这类企业对于员工能力要求是多层次的，这其中机械电气装配技工、操作与维护技师和编程调试现场技术员为中职毕业生的理想就业岗位。以典型的单台套工业机器人集成应用设备为例，每销售和安装部署 1 台套，需要23 名机械电气装配技工完成设备的生产装配，12

6、 名编程调试现场技术员完成设备功能动作实现、现场编程调试和售后培训服务，12 名操作与维护技师在应用现场操作设备并保障正常运行。单台套工业机器人集成应用设备就创造了 5 个专业岗位需求，而对于更加复杂的流水线集成应用系统，所需配合的技术岗位人员会更多。随着行业需求爆发，全国范围内开设工业机器人方向的中职院校如雨后春笋一样蓬勃发展，据不完全统计，目前已有近 400 所中等职业院校开设了工业机器人专业方向或课程。2016 年 9 月份到 2017 年 6 月份期间，全国共举办省市级中职机器人技术应用比赛近 10 场次，共计近6200 所院校参与。2016 年 10 月在潍坊工业学校举办全国机械行业职业院校技能大赛工业机器人技术应用中职组赛项，全国 20 多所中职学校同台竞技。2017 年 6 月份在山东安丘举办全国职业院校技能大赛中职组机器人技术应用赛项，全国共计 90 所院校参加现场角逐，竞赛过程平稳有序，竞赛内容丰富多样，竞赛反馈良好。（三）竞赛内容对应相关职业岗位或岗位群、体现专业核心能力与核心知识、涵盖丰富的专业知识与专业技能点本赛项的设计结合了中职工业机器人专业方向定位和人才培养

7、目标，集成了工业机器人、可编程逻辑控制器（PLC）、工具快换、智能视觉、触摸屏（HMI）等设备，融合了机械安装、电气接线、气动驱动、PLC 控制、视觉检测、人机组态等应用技术，涵盖了工业机器人工作站单元在安装、调试、编程、维护及维修过程中的技能内容，满足企业对生产一线技术员的岗位需求，也能作为系统集成设计及现场技术应用工程师的得力助手。本赛项在内容选择和制定时，以中职毕业生主要就业岗位的职业技能要求作为考核依据，重点考核选手对于工业机器人及其周边应用设备的操作、编程、调试以及系统维护和常见故障维修能力，以 3C 行业典型应用工艺（码垛、涂胶、搬运、分拣、装配）作为考核背景，以复杂逻辑结构编程、视觉应用等作为与高职教学及竞赛的衔接内容，既体现出中职就业岗位的技能特点，又要求学生在能力允许条件下扩展视界、提升能力，为“中高职贯通”模式下的高技能高技术人才培养创建实践成长路径，如图 3 所示。7图 3 中高职赛项竞赛内容衔接（四）竞赛平台成熟。根据行业特点，赛项选择相对先进、通用性强、社会保有量高的设备与软件在 3C 行业中，随着用工成本增加，重复、枯燥的异形芯片插件工作很难再依靠人工完成，

8、越来越高的工艺要求也使人工很难保证用户极高的良品率和生产效率。采用专机定制解决方案，对产品适应性低，无法满足产品快速更新的电子行业需求，且成本过高。利用工作范围大、重复定位精度高的工业机器人代替人工完成插件工作，是目前解决此问题的最佳方式。赛项竞赛平台以工业机器人在 3C 行业中最典型的异形芯片插件工序为应用背景，融合了典型的工业机器人集成应用技术，如工业机器人与视觉系统配合实现多品类产品分拣和柔性装配、工业机器人与离线编程软件配合完成复杂涂胶轨迹规划等，提炼了搬运码垛、涂胶、分拣、检测、装配等工艺类型，采用适合竞赛和教学的实施方式并功能优化，选用桌面安装的小型工业机器人，布置安全光栅等多项安全保护装置，确保了设备使用过程中的安全性和易用性。竞赛平台所有功能模块的核心产品，如工业机器人、PLC、传感器、8智能视觉、HMI 等，均选自应用范围广、市场占有率高的国内外知名品牌，产品技术领先且使用稳定，市场认可度和教学普适性好，确保了竞赛平台功能可靠和操作通用性良好。竞赛平台是以教育部工业机器人领域职业教育合作项目中的中职院校推荐综合实训教学设备为基础，针对竞赛内容和竞赛过程进行了细节调整和

9、优化，参赛院校接受度高，投入成本低。该竞赛平台作为 2017年全国职业院校技能大赛中职组机器人技术应用赛项的技术平台，并先后支持了多次全国性行业赛及省市级技能竞赛，竞赛内容详实，操作过程可控，评价体系全面，赛后反响良好。同时竞赛平台已广泛得到了全国职业院校教师和学生的高度认可，普遍认为该设备技术涵盖全面，设计合理可靠，配套资源丰富，适合教学应用，具备良好的竞赛基础。近年来，先后在多个学校开展了以该设备为硬件平台的师资培训工作，教师学习了工业机器人的操作及调试技能，了解了工业机器人的应用方式和集成方法，为学校开展工业机器人教学提供了思路，成为了学校完成工业机器人基础操作和编程调试教学的优秀平台。五、赛项方案的特色与创新点五、赛项方案的特色与创新点（一）赛项定位准确，引领专业内涵建设本赛项以当前智能制造领域企业所急需的机械电气装配技工、操作与维护技师和编程调试现场技术员等岗位为职业背景，提炼核心知识点和技能要求，主要考察选手针对工业机器人、工具快换、PLC 控制、触摸屏组态、气动驱动、智能视觉检测等技术的实际应用能力，可熟练完成工业机器人系统的操作、编程、调试、维护、维修工作内容，满足企业就业需求。工业机器人以高柔性、易编程的功能特点，特别适应制造业转型升9级需求，是实现定制化、个性化、规模化生产的重要执行终端，也是中国制造 2025规划中重点发展领域之一。工业机器人作为机电一体化技术的集大成者，是智能制造的重要组成单元，其专业技术人才也应适应市场需求，具备更高的技能水平。为此，学校在进行专业建设时，应针对适合市场需求的岗位，满足基础技术平台课程教学的条件下，注重学生针对工业机器人系统的操作、编程、调试以及日常维护和常见维修能力培养，由单一设备向系统应用转变，更多的让学生体验真实环境下的工业机器人技术应用，提高就业竞争力。（二）赛项内容精细，源于真实工业应用赛项内容以工业机器人技术为核心考核点，集成多种常用应用技术，以 3C 行业典型生产工艺过程为展现形式，充分反应了企业对工业机器人相关岗位人才的技能需求，通过竞赛促进教学实施，让学生更加贴近工业机器人真实应用环境，体现工业机器人在制造过程中灵活柔性的功能特点。工具快换技术可以使单台工业机器人完成多个工艺过程，实现工业机器人在保证工具安装精度的前提下不同末端工具间

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