一、竞赛介绍
“西门子杯”中国智能制造挑战赛原为全国大学生控制仿真挑战赛、全国大学生工业自动化挑战赛,是在教育部与西门子公司战略合作框架下的一项国家级A 类赛事。秘书处设在北京化工大学。竞赛创办于 2006 年,在全国近 800 所高校的支持下,已经成为国内智能制造领域规模和影响力最大的学生竞赛之一。
竞赛方向涉及智能制造领域中的科技创新、产品研发、工程设计和智能应用等,主要面向全国控制科学与工程、电气工程、机械工程、仪表科学与工程、信息与通讯工程、计算机科技与技术等相关学科的研究生、本科生,和全国自动化类、机电设备类、机械设计制造类、电子信息类、计算机类及通信类等相关专业的高职、高专、技师院校学生。
2006 年至 2011 年,竞赛名为“西门子杯”全国大学生控制仿真挑战赛。2010 年, 竞赛被纳入《教育部财政部关于批准 2010 年度大学生竞赛资助项目》,列入《2010 年度大学生竞赛资助项目名单》。教育部原副部长吴启迪教授曾多莅临竞赛现场指导并参加竞赛相关活动。2012 年至 2016 年,竞赛更名为“西门子杯”全国大学生工业自动化挑战赛。2011 年教育部与西门子签订《教育合作备忘录》(2011-2016),明确将竞赛列为合作主要项目之一。2012 年,竞赛成为中国-欧盟工程教育论坛唯一支持的大学生竞赛项目。2015 年,竞赛被纳入教育部《2015 年产学合作专业综合改革项目和国家大学生创新创业训练计划联合基金项目》。2015 年,中国与德国两国领导人签署《中华人民共和国政府与德意志联邦共和国政府关于共同举办 2016 中德青少年交流年的联合意向性声明》,竞赛被纳入 2016 年中德青少年交流年活动。2016 年,竞赛更名为“西门子杯”中国智能制造挑战赛。2016 年教育部与西门子续签《教育合作备忘录》(2016-2021)明确双方继续共同举办竞赛。2017-2018 年,竞赛成为一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛联盟的核心赛事(简称金砖大赛),金砖大赛在中华人民共和国教育部、工业和信息化部以及金砖各国教育主管部门的领导下开展进 行。2017 年至今,竞赛同时被纳入中德高级别人文交流对话机制成果。
2019 年,成为中国高等教育学会“全国普通高校学科竞赛排行榜”竞赛,同年竞赛的机器人赛项成为中国高等教育学会“全国高校机器人竞赛创新指数”竞赛。CIMC 竞赛对工程教育创新和人才培养推进方面的不懈努力也赢得了广泛的品质口碑, 竞赛得到全国参赛院校和省教育厅的积极支持,安徽省教育厅、北京市教育委员会、甘肃省教育厅、广东省教育厅、河北省教育厅、黑龙江省教育厅、湖北省教育厅、宁夏自治区教育厅、山东省教育厅、上海市教育委员会、辽宁省教育厅、江苏省教育厅、山西省教育厅、重庆市教育委员会等全国多个省、市、自治区教育领导单位对竞赛给予充分支持,主办省赛或发布竞赛通知。
二、赛项简介
2025年竞赛赛项分为“智能制造创新研发类”与“智能制造工程设计与应用类”两大类别。
(一)“智能制造创新研发类”赛项
“智能制造创新研发类”赛项培养的是参赛选手的创造力与研发能力,培养目标是产品经理与研发工程师。涉及到的方向包括但不限于智能硬件研发、智能软件研发、数字建模仿真、人工智能、智能产线、智能机器人研发等等。“智能制造创新研发类”赛项包括 2 个赛项,具体为:
1.智能制造创新研发类赛项:自由探索方向
赛题背景:作为新一代年青工程师,基于“新质生产力”的理念,设计一款产品,为国家发展贡献力量。技术领域包括但不限于: 高端装备技术、人工智能技术、新一代信息技术、先进制造技术、生物科技、新能源、新材料、绿色环保等等。需要特别强调,不接受纯软件的作品
赛题思路:根据国家发展战略、企业市场需求、制造业未来发展方向,由专家组确定创新研发方向与范围。参赛队在命题范围内,选定研发项目,完成产品市场调研、创意设计、产品设计、产品开发、原型机制作等,并通过专家团队的评审以及其他队伍的挑战。竞赛环节包括:原型机展示与评测、互动PK、方案答辩。培养参赛者商业意识、创新意识、产品规划、设计与研发能力,激发其去了解和掌握产品研发流程和管理方法,锻炼其综合运用跨学科知识与技术能力。
2.智能制造创新研发类赛项:工业硬件研发(试)
赛题背景:根据实际生产中面临的真实问题凝练出赛题,进行项目招标。参赛队作为投标方,根据具体需求进行问题解析、方案设计以及设备研发,完成项目,并通过专家的评审以及其他队伍的竞争。竞赛环节包括:原型机展示与评测、互动PK、方案答辩。让参赛者在工业产品功能之外,理解工业产品设计逻辑、产品特殊性与复杂性。培养、提高参赛者解决实际工业设备定义、开发、维修维护的能力。为参赛者以后走上工业产品管理、研发的道路做好准备。
赛题思路:基于自选 MCU 芯片,实现一款基于 ModbusRTU 的工业分布式 I/O 模块。
(二)“智能制造工程设计与应用类”赛项
“智能制造工程设计与应用类”赛项包括 10 个赛项,重点培养参赛选手的设计能力,包括但不限于控制算法、排产调度、智能网关、工艺优化、工程设计以及工程方案实施等等。具体为:
1.智能制造工程设计与应用类赛项:流程行业自动化方向
赛题背景:以炼油、化工、制药等典型流程行业工艺为背景,企业真实工程项目凝练。涉及集散控制系统(DCS)、工业通讯网络、人机界面、过程控制工程等知识。参赛队针对任务要求,完成工艺分析、工艺优化、仪表选型、控制系统设计、安全联锁系统设计、现场接线、控制方案实施、异常处理、方案答辩等工作。
赛题思路:根据比赛任务要求进行工艺分析、开车步骤设计、仪表选型及控制系统设计等。在仿真对象发布后,可进行 控制方案优化、控制参数调试、控制方案实施等,以形成完整的设计方案。在完成基本控制 设计的基础上,提倡从先进控制、生产优化、节能、安全等多角度出发进行方案的设计与实施。
2.智能制造工程设计与应用类赛项:离散行业自动化方向(逻辑算法)
赛题背景:以电梯群控调度为背景,从企业真实工程项目凝练。涉及到可编程控制器(PLC)、群控算法等知识与技术。参赛队针对项目任务要求,完成综合分析、控制方案设计、控制方案实施、算法优化、异常处理、方案答辩等工作。培养参赛者综合运用自动化等相关专业知识,解决复杂工程问题的能力。
赛题思路:要求参赛选手按照现实工程项目的实施流程来完成对电梯的控制。比赛以西门子 S7-1200 系列PLC为控制系统,电梯仿真模型为被控对象,从项目工程/程序开发及项目现场执行调试等方面进行考察,不仅能提高学生的逻辑思维能力,还可以培 养学生综合应用所学知识,分析、处理复杂环境下控制科学与工程及相关领域现实问题,提 高学生对社会和环境变迁,以及危机和突发事件的适应能力。
3.智能制造工程设计与应用类赛项:离散行业自动化方向(工程实践)
赛题背景:以汽车制造等典型离散行业工艺为背景,从企业真实工程项目凝练。涉及到可编程控制器(PLC)、工业物联网、RFID、机器视觉等知识与技术。参赛队针对项目任务要求,完成综合分析、控制方案设计、控制方案实施、生产优化、异常处理、方案答辩等工作。
赛题思路:基于一条抽象于真实生产场景的小型自动化产线,参赛队伍作为乙方,完成甲方(组委会)所提出的项 目任务。比赛以西门子 S7-1200 系列 PLC 为控制系统,某离散行业生产线为被控对象,从项 目工艺分析、项目工程设计及项目现场执行调试三方面进行考察,不仅能提高学生的逻辑思 CIMC“西门子杯”中国智能制造挑战赛 2 维能力,还可以培养学生综合应用所学知识,分析、处理复杂环境下控制科学与工程及相关 领域问题。
4.智能制造工程设计与应用类赛项:离散行业运动控制方向
赛题背景:以造纸、印刷等行业中有着广泛应用的同步、物料卷绕系统为背景,从企业真实工程项目凝练。涉及到伺服系统、可编程控制器(PLC)、报文通讯、人机界面等知识。参赛队针对项目任务要求,完成对象特性及控制需求分析、控制算法设计、优化、控制系统设计、选型与调试、控制系统实施、异常情况处理、方案答辩等工作。
5.智能制造工程设计与应用类赛项:信息化网络化方向
赛题背景:以智能工厂、智能车间、智能产线中实际工业通信网络为背景,从企业真实工程项目凝练。涉及到工业交换机、虚拟局域网、工业无线通讯、工业信息安全等知识。参赛队针对项目任务要求,完成厂区布局分析、技术需求分析、网络结构设计、优化、信息安全设计、设备选型、网络结构实施、网络功能实现、通信验证、方案答辩等工作。培养参赛者综合运用自动化、通信工程等相关专业知识,解决复杂工程问题的能力。
赛题思路:10台具备自动化及远程控制功能的龙门起重机。每台起重机采用单独的plc控制系统进行控制,内部布置20套高清摄像头。借助该自动采集系统,采集各项实时画面,并同步至自动化操作中心的字台远程操作台。
6.智能制造工程设计与应用类赛项:智能装备设计与数字孪生制造方向
赛题背景:A设备公司中标智能装备制造企业 B 公司的批量加工中心设备的订单,该批设备主要针对常规零 件的加工生产。智能装备模型如图 1 所示,客户要求重新研发设计。目前,产品的机械设计前期已经 完成,现在正处于研发部和设备处工程师合作进行设备的功能开发、NC/PLC 电气调试及样件制造的 仿真可行性测试阶段。为降低成本、提高研发效率,缩短研发周期,决定采用最先进的数控数字化孪 生软件在环技术。
赛题思路:你作为 A 公司的技术工程师,受公司委派完成该机床的机械设计、电气调试、定制化功能开发, 并以 B 公司指定的生产承接的零件为对象,完成生产规划及设计、程序编制及加工仿真。
7.智能制造工程设计与应用类赛项:精益智造与协作机器人方向
赛题背景:以制造业中典型的人工产线升级改造为背景,从企业真实工程项目凝练。涉及到精益生产,流程优化,人机协作,柔性生产以及机器人程序设计等知识。参赛队针对项目任务要求,完成现状复原、需求分析、方案设计、方案测试、现场实施与评测、方案答辩等。培养兼具精益智造变革能力和智能设备应用能力的综合型人才。
8.智能制造工程设计与应用类赛项:工业嵌入式系统开发方向(筹)
赛题背景:以工业现场需要进行数据(如电压、电流)采集与存储为应用背景,从企业真实工程项目凝练。涉及到C语言、单片机原理、数字电子技术、模拟电子技术等知识。参赛队针对项目任务要求,基于给定的开发板,完成方案设计、嵌入式系统开发、答辩等工作。
赛题思路:基于统一的实验开发平台(下图为实验平台示例),开展嵌入式程序设计开发工作,针对 工业现场实现电压等参数的采样、存储功能。
9.智能制造工程设计与应用类赛项:智能产线数字孪生设计与开发(筹)
赛题背景:随着工业 4.0 及智能制造技术的发展,某汽车零部件制造企业拟对其传统生产线进行自动化改造。本项目需在 CAD 环境中设计一套新型智能产线工作站,要求实现物料从自动上料到智能分拣入库的全流程自动化作业,并通过 运动序列仿真验证设计方案的可行性。该工作站需满足节拍时间≤45 秒/件的技术指标。
10.智能制造工程设计与应用类赛项:智能制造通识方向(筹)
赛题背景:本赛项以小型供料站控制系统的设计开发为背景,参赛队伍作为公司的技术人员参与到项 目的开发和调试过程中。该小型供料站用于将物料(如:冲压件、纸箱等)输送到相邻场景, 如自动门、冲压机、提升机等。
三、赛程赛制
(一)参赛范围与条件
竞赛方向涉及智能制造领域中的科技创新、产品研发、工程设计和智能应用等。所有涉及研发开发类赛项,需要使用西门子PLC。主要面向全校控制科学与工程、电气工程、自动化、机械工程、仪表科学与工程、信息与通讯工程、计算机科技与技术等相关学科的在校本科生、研究生。
(二)参赛报名
1)报名时间: 2025年3月21日-4月24日
2)报名方式: 各院系报名同学把报名表填好后发送至邮箱:406707738@qq.com
(报名表见附件1),同时到创新创业云平台填写报名信息。
3)报名与组队规则:参赛者以参赛队为基本单元参与竞赛过程。每支参赛队由1-3名参赛选手和 1 位指导教师组成。
(三)赛程安排
竞赛时间:4月26日-4月27日 竞赛地点: 大连大学创新楼320
竞赛原则:竞赛内容与相关赛项具有技术关联性,结合智能制造技术、自动化技术开展,鼓励学生积极参赛并锻炼提升个人能力。竞赛评比遵从公平、公正、公开的竞赛精神,对获奖队伍给予相应奖励与表彰。
(四)比赛形式与评分
流程行业自动化、离散行业自动化(逻辑算法)、离散行业自动化(工程实践)、离散行业运动控制、信息化网络化、智能装备设计与数字孪生制造赛项分团队赛和个人赛,团队成绩=团队得分+个人平均分。
四、奖项设置
1)竞赛各赛项设立校级一等奖、二等奖、三等奖;
2)竞赛结果将在竞赛结束后一周内进行公示。
五、竞赛主办方与联系方式
主办单位:
(1)大连大学信息工程学院
(2)大连大学创新创业学院
(3)中国智能制造挑战赛 大连大学Campus-Hub校园学习中心
联系人:杨铭宏:18174818062 胡玲艳: 13941166149
信息工程学院
创新创业学院
2025年3月20日