GZ_084_电子产品设计及制作（DOC39页）

12018年全国职业院校技能大赛赛项申报书赛项名称：电子产品设计及制作赛项类别：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：电子信息大类方案设计专家组组长：手机号码：方案申报单位（盖章）：中国职业技术教育学会教学工作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20日22018年全国职业院校技能大赛赛项申报方案一、赛项名称（一）赛项名称电子产品设计及制作。（二）压题彩照图一电子产品设计及制作设备压题彩照3图二电子产品设计及制作云实训平台压题彩照（三）赛项归属产业类型电子信息产业、先进制造业、战略性新兴产业。（四）赛项归属专业大类/类电子信息大类（专业代码61）--电子信息工程技术（610101）--应用电子技术（610102）--智能产品开发（610104）--智能终端技术与应用（610105）--电子电路设计与工艺（610110）--嵌入式技术与应用（610208）--物联网工程技术（610307）--物联网应用技术（610119）--计算机应用技术（610201）4二、赛项申报专家组赛项申报专家组信息如表1所示。三、赛项目的“电子产品设计及制作”赛项以电子产品设计及制作实训平台为工具，参赛选手根据任务书中提出的要求，现场绘制并制作PCB板进行焊接、调试，设计及制作二自由度并联机器人，并根据任务书中机器人运动系统行为描述，编程使机器人完成指定功能。赛项涉及模拟电子技术、数字电子技术、C语言编程、传感器技术与应用、单片机、信号与系统、EDA技术、电子产品生产与工艺、数控系统、机械设计等专业知识，要求选手初步了解与机器人相关的机构学、运动学、动力学和控制策略等原理。(一)契合战略新兴产业未来5到10年，是全球新一轮科技革命和产业变革从蓄势待发到群体迸发的关键时期。信息革命进程持续快速演进，物联网、云计算、大数据、人工智能等技术广泛渗透于经济社会各个领域，信息经济繁荣程度成为国家实力的重要标志。增材制造（3D打印）、机器人与智能制造、超导材料与纳米材料等领域技术不断取得重大突破，推动传统工业体系分化变革，将重塑制造业国际分工格局。“电子产品设计及制作”赛项通过对于新兴产业发展趋势与关键技术的细研，提炼出切实回归产业岗位原点的核心技能与核心知识，并通过实际电子产品的设计及制作，巧妙的将3D打印、机器人与智能制造等领域技术反映至赛项任务设计之中。5赛项立足于教学实践开发任务资源，通过比赛使学生真正认识到产业需求，同时提升教师对新兴专业教学的准确性和高效性。(二)“教学练赛”大数据化随着云计算、移动互联网和物联网等新一代信息技术快速发展，社会信息化、企业信息化日趋成熟，社会化网络逐渐兴起，各类传感设备、移动终端越来越多地接入到网络，各种统计数据、交易数据、交互数据和传感数据正在源源不断从各行各业迅速生成，全球数据的增长速度之快前所未有、数据的类型也变得越来越多。“电子产品设计及制作”赛项立足于实施国家大数据战略，通过实训平台与云端相连将“教学练赛”中获得的海量数据在线化，加快数据资源开放共享，发展大数据新应用新业态，强化大数据与网络信息安全保障。发展大数据在高校教育领域的应用，促进数据服务业创新，推动数据教学、数据实训、数据考核等新业态、新模式发展。“电子产品设计及制作”赛项的申办，有利于整合现有资源，构建数据共享交换平台和数据开放平台，健全大数据共享流通体系、大数据标准体系、大数据安全保障体系，推动实现“教学练赛”数据向各院校开发共享。四、赛项设计原则（一）赛项设计坚持公开、公平、公正原则赛项全程严格遵循赛项全程严格遵循《全国职业院校技能大赛制度汇编》要求，以开放、透明的理念贯穿赛事设计、组织、6运维全程，严格规范赛项各项管理制度:1.赛题公开：开赛前一个月将公开赛题于大赛网络信息发布平台上；2.赛项组织层层加密，杜绝裁判过程倾向性，保证赛项工作规范化、专业化与科学化；3.赛项监督组对竞赛筹备与组织工作实施全程现场监督；4.赛项客观评分部分使用实训平台自动评分系统，尽量减低裁判员主观因素对评判结果的影响。（二）赛项设计契合战略性新兴产业需求，提升职业教育服务产业结构调整原则电子信息类产业作为具有显著技术扩散和经济乘数效应的产业集群，其关联职业岗位面广，人才需求量大，涵盖于先进制造业、大数据、物联网、人工智能、集成电路等“十三五”国家战略性新兴产业发展规划文件中指出的若干新兴产业领域。其主要职业岗位涉及到电子工程师、软件工程师、嵌入式软件工程师、硬件工程师、技术支持工程师、测试工程师和售前售后工程师等。全国高职院校凡是有工科专业的一般都设有电子信息类专业，特别是电子信息产业较发达地区的院校均开设并重点建设相关电子信息类专业。根据统计，全国超过八成以上的高职院校开设有电子信息类专业。以应用电子技术专业和电子信息工程技术专业为例：有657所高职院校开设了应用电子技术专业，其中国家重点专业有20所，省部重点专业有33所；有449所高职院校开设了电子信息工程技术专业，其中国家重点专业有14所，省部重点专业有18所。7随着学生数量、专业设置和实训设备的急剧扩容与几何级的增长，充分收集利用“教学练赛”过程中产生的包括实训影像数据、现场设备数据、计量仪表数据等在内的各种数据，对这些庞大的数据进行数据分析挖掘，能够有效的实现过程化考核、实验决策支持、教学练关联化分析，利用数据改进教学手段，提高教学质量，检验教学模式。（三）赛项设计坚持产教融合，教学为本，竞赛内容匹配职业岗位，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原则“电子产品设计及制作”赛项内容涉及3D打印、智能机器人、先进制造等相关技术，充分体现了电子信息类专业选手对模拟电子技术、数字电子技术、C语言编程、传感器技术与应用、单片机、信号与系统、EDA技术、电子产品生产与工艺等相关课程学习的综合应用。赛项基于对产业深度调研及专业衔接的设计思路基础上，以电子产品设计及制作领域产业人才需求为开发起点，糅合岗前、职后的人才可持续性培养需求为开发要求，通过企业人才模型诉求与典型项目案例征集，经由教育专家充分论证并提炼，将应用场景、工作任务与教学创新模式相结合，并在赛项设计、实施过程及成果反馈中贯穿教学资源开发诉求，真正体现理实一体，工学结合，同时亦使赛项自身即可作为教学项目和创客案例纳入课程体系和教学计划。赛项全程以考核、评判岗位或目标任务要求的专业核心能力综合运用水平、比赛任务完成质量以及选手素养水平为设计原8则，遵循国家职业技能标准命题，全面涵盖专业知识与技能，从而强化职业技能教育意识。（四）赛项设计坚持优选技术先进、应用成熟、通用性强、社会保有量高的竞赛平台原则竞赛平台遴选坚持教学为本，先进性、通用性并存原则。所选平台以满足电子信息类产业领域相关专业教学、实验实训要求为基本原则，兼顾学生培优，创新创业综合能力培养需求。竞赛平台使用高性能ARM处理器，该处理器基于专为要求高性能、低成本、低功耗的电子产品与嵌入式应用场合而设计，该系列处理器目前应用非常广泛，竞赛内容涵盖运动控制技术、信号处理技术、视频识别技术等。竞赛平台秉承通用化、模块化、可扩展化原则设计，将各设备、仪表数据汇总并以统一的操作界面呈现，使用方式简洁明了，操作流程易标准化，实验实训过程化监测。竞赛平台设计符合阶梯性教学需求，可以满足电子信息领域相关专业理论课程、技能课程、项目课程以及创客课程实验实训需求，以契合院校专业实训教学需求为基本原则，以满足综合考核、甄选、评优多教学评价体系为目标，保护院校投资，为院校专业建设创造可持续的价值。（五）坚持赛项规划成熟度与前瞻性并行原则赛项选题坚持产业领域业态、技术成熟与趋势并行原则。竞赛内容涉及先进制造业、云计算、大数据、物联网、人工智能、集成电路等新兴产业。赛项内容涉及智能机器人控制器、并联机器人、视觉智能识别、3D打印机等，赛项考核点回归专业本质，9展现形式契合国家新兴产业建设需求。五、赛项方案的特色与创新点（一）竞赛方案的特色1.伴随着国内经济步入提质增效的新常态阶段，产业用人模型质与量也提出了更高的诉求，高职院校亦着眼于如何调整专业结构，如何凝练新兴专业的科学定位与内涵构建以实现院校竞争力。“电子产品设计及制作”赛项选题于此，选手以设计及制作“二自由度并联机器人”这一电子产品为中心，要求配置使用3D打印机打印任务赛道；要求配置使用CNC雕刻机雕刻PCB电路板；要求制作完成二自由度智能机器人并实现功能；赛项突出了新兴产业在传统技术行业或者传统赛项中的所能发挥的巨大作用。赛项的举办将有效的引导院校关注新兴产业，了解产业技术成果与应用趋势，探索专业建设方向。赛项的举办对于新常态下新兴专业的有效开发与建设极具典型性与示范性。2.“电子产品设计及制作”作为一项多次举办的传统赛项，群众基础好，参赛院校、选手众多。选手要在5小时内完成某一电子产品的硬件设计，包括PCB设计、PCB制作、PCB焊接、PCB调试，直到完成原型机的调试。选手要在5小时之内完成某一个电子产品的软件设计，基于特定的硬件系统，通过自己的编程实现该电子产品的功能。选手要具备各类先进工具、新型设备的使用能力，相互配合以完成赛题要求，并撰写相关技术报告，故而其需要具有的综合能力素养、角色能力本位、压力下解决问题等能力诉求对于新常态下的企业用人极具有代表性质。3．赛项通过大数据等智能化技术手段全程展示各参赛队任10务进程，选取典型的实时视频图像进行播放与打分。同时赛项组织通过大数据确保赛事管理与支撑，实现对选手、裁判、工作人员的智能化管理，并启用多维度竞赛评价系统，可从竞赛结果数据中分析出普遍参赛选手对技能掌握熟练程度的分布情况，以及对技术难易选择的曲线情况，从而科学的判断和分析教学的欠缺和培养重点。（二）赛项方案的创新点本电子产品设计及制作赛项方案创新点主要分为两个部分：1.赛项平台创新竞赛平台主要实现了对各个仪器仪表数据的监测记录及选手操作过程的视频记录，并利用局域网将数据上传到服务器保存。通过统计、在线分析处理、情报检索、机器学习、专家系统（依靠过去的经验法则）和模式识别等诸多方法来实现获得有效数据。11图三云实训平台系统框图2.赛项任务创新二自由度并联机器人是一种复杂的集光机电一体的现代化设备，可在汽车、船舶、航空、航天领域中进行半实物仿真和测试，在发动机/船舶/飞行器的研制中起着关键的作用，它能够模拟各种姿态角运动，复现其运动时的各种动力学特性，对飞控制系统以及相应器件的性能进行反复测试，获得充分的试验数据，并根据数据对系统进行重新设计和改进，达到产品总体设计的性能指标要求。12图四二自由度机器人仿真模型本赛项创新地制作了一个二自由度并联机器人，并为其巧妙设计赛项任务，趣味性强，观赏度高，竞技性强。3D打印机可供选手在练习时打印各种任务赛道，雕刻机可制作PCB板。图五二自由度机器人硬件框图赛项设计时考虑到制作PCB板时的加工噪音问题,经实际测试,单台设备加工PCB时为34.3分贝，PCB加工时间控制在45分钟左右，最大程度的减轻人体感官的不适性。图六控制程序示意图133.模块可配置竞赛平台各模块、3D打印等均可根据赛项内容做出调整，这些模块设置的初衷是为了规范化电子产品设计及制作的流程，集成各类生产调试工具以满足学生在设计及制作过程中的使用需求。竞赛设计始终基于电子产品这一核心内容，涵盖电子设计及制作各技能点，同时充分考虑到了生产实践中的技能需求。竞赛平台上的电烙铁模块能实时记录电烙铁的工作温度，当电烙铁工作温度异常时，配合平台上的视频图像，能及时发现参赛选手在焊接过程中的不合理因素，有利于电子产品设计及制作过程的规范化。本电子产品设计及制作赛项的设计，充分体现了完整电子产品的概念，包括对各类生产调试工具的使用，各类生产文件的生成（比如PCB加工所需CAM文件，雕刻所需CAM文件）。这些文件的配置生成，都是目前实际生产所需，只有掌握了这些技能，才能真正意义的掌握PCB制作。使用3D打印机可以根据实际需求打印各种