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第45届世界技能大赛全国选拔赛CAD机械设计项目赛题分析和参赛总结
摘 要：2018年中国技能大赛——第45届世界技能大赛全国选拔赛于2018年6月28日闭幕.笔者作为参加过四次国赛的CAD机械设计项目河北省队技术教练,在本文中对此次竞赛进行了分析、总结与反思,以期对参与较少及准备参与的兄弟院校有所启迪,同时对本项目的发展提出建议.
关键词：世界技能大赛 CAD 机械设计项目 竞赛策略CAD机械设计项目在2018年有26个省市、1个行业队共56名选手参赛（只有新疆、西藏、青海没有参加）,最终选拔10人进入国家集训队,这个项目在52个项目中参赛选手最多、录取比例最低,淘汰率高达82%.笔者作为河北省派出的裁判员参加了本赛项的执裁与评判,笔者学校的学生梁瑞以第九名的成绩进入国家集训队.
下面以选手梁瑞的参赛经历为主,对赛题、赛况进行分析说明及经验分享.
一、赛题、赛况分析及参赛经验分享
1.概况
笔者学校是第四次参加国赛.本届赛题与往届相同的是仍分四个模块,每模块25分,共100分.与往届不同的是,该赛还在今年交换了原模块一和模块三的竞赛顺序；新模块一比赛时间由2.5小时增加为4小时,增加了3D打印机打印出实体零件并实现功能的内容；模块四增加了3D扫描仪扫描工件并逆向建模的内容,变化非常大.3D打印件占8分,3D扫描占4分,新设备和新软件分值占比为12%.
2.模块一：机械设计挑战赛
该模块含两个任务,任务一是设计一个由两个零件装配而成能夹住一个O形铝管的夹扣,3D打印这两个零件并装配,用其提起不小于4kg的重物；任务二是某公司需要批量加工一批具有3种不同折弯半径的管件,为减少换模次数,CNC数控自动弯管机上安装3层不同折弯半径的弯管模具,需要选手设计3套弯管模具及其安装部件.
对于选手来说,任务一并不难,但是却有陷阱,如果不认真审题,就会设计错误以致得分很低.任务二有一定难度,上午两个小时进展缓慢,午饭休息时进行了状态调整,捋清了思路,但是由于时间紧张,加上临场经验不足,选手情绪紧张,耗时6分钟,还因紧张少出一张图纸,仅得5.8分.
因此笔者得出结论.对于选手而言,首先是审题,务必要审清题意,对于试题中的每一个注释、每一个细节都不要放过；同时,要保证一遍过,比赛不会给选手检查、修改的时间.对于设计模块,光有操作速度是远远不够的,还需要机械设计基础知识的积累,平时训练中要多练.另外,在条件允许的情况下,多参加大规模的比赛积累参赛经验,才不会在参加大型赛事时心里慌乱.
对于教练而言,在赛前10分钟给选手讲解的时间内,应准确地把握每个模块要给选手讲解的内容,针对选手在该模块的优缺点有针对性地讲解、提醒答题要点,坚决杜绝非技术性失分.及时总结,及时对选手技术、心态进行调整.教练和选手的每一个细节都影响着最终的分数.
3.模块二：机械制造（含钣金、桁架、焊接）任务是公司设计一款食品切丁机器,需要选手设计此机器的桁架、钣金零件,完成总装配设计,生成桁架和钣金的工程图和装配图,并创建装配模拟动画.选手需要做的是一个桁架、两个钣金、两个子装配、一个总装配.模块二原本是选手梁瑞的强项,也不觉得题难,审题仔细,教练提醒也比较到位.不过,这个模块的得分并不高,只得了13.8分,最后找到原因还是因为审题不清理解错了题意,才失分很多.
因此笔者得出结论.对于选手来说,一定要注意随时间调整做题节奏,碰到不会的地方,可暂时跳过去,先做自己会做的.否则卡壳后,一来耽误时间,二来扰乱心情,会带来更大的心理压力,影响后面的答题.其次还要注意审题,非常关键,一旦理解错题意就得不到分.对于教练来说,要把题目中的关键环节明确指出,不要再让选手犯审题不清的错误.
4.模块三：装配建模与详细工程图
任务是创建两冲程转子发动机的5个零件模型,生成2个子装配和总装配,并创建4张工程图和动画.因为选手赛前半个月刚刚练习过三角转子发动机,两者原理相同,只有细微不同,所以胜券在握,心态很好,整场比较轻松.不过也带来了一个小问题,在化油器的子装配和装配工程图上,选手因为心态较好,感觉时间足够,就很认真作图,花费了过多的时间,结果总装配时就感觉时间有些不够用,只能做出放弃动画而完成总装配的决定,最终得17.4分.
因此笔者得出结论.对于选手来说,紧张并不是一件坏事,紧绷的精神会使效率得到提高,但是过于紧张则会使身心疲惫.所以平时训练时要多做抗压训练.选手对于这个模块,没有技巧,全凭积累.之所以赛题似曾相识,还是因为平时训练到位.所以,今后的训练还要大量做题,无论是在网上找,还是到企业实际锻炼,要多接触各种机械结构.对于教练来说,机械结构成千上万,要善于总结提炼典型结构,建立丰富的训练题库和考核题库.
5.模块四：逆向工程
此模块含两个任务.任务一是使用三维扫描仪对给定零件进行三维扫描和数据处理,在三维设计软件中完成全剖零件的三维标注,每位选手使用扫描仪的时间是15分钟,在终止使用扫描仪同时将收回扫描工件；任务二要求仔细观察给定的零件各工艺特征,使用量具手工测量此零件,不准使用三维扫描仪测量此零件.在计算机中建立三维模型,最后生成并输出零件的详细工艺图纸,还要创建1张包含2个轴测渲染视图的图像.实物零件将在1.5小时后收回.选手任务一只用了9分钟就完成扫描,然后马上进行手工测绘.因为特征多而复杂,用卡尺一卡就写数,这个经验确实有效,这也跟国赛对铸件的误差仅要求在&plun;0.5有关.不过在工程图的创建上有些问题,好多尺寸未标注,这与本模块做题较少有关.任务一的点云数据用Geomagic Design X做逆向建模时总是出错,与软件使用不够熟练有关.此模块最终得12.7分.
因此笔者得出结论.对于选手来说,评分主要是两个部分,一是特征,一是尺寸.特征主要靠做大量的建模练习训练提高,而尺寸则跟出题人所定的评分点有关,选手标注很多,但是得分并不高,这是没办法的事,只能是能多标就多标（竞赛的工程图评分是依照评分标准图纸去考生的图中查找,找到并正确即得分,这与实际应用不尽相同,需注意）.比如角度、直径、孔、总长、总宽、总高等都有可能是采分点.铸造件对特征要求的多些,切削加工件对尺寸要求的多些.在测螺纹孔时,如果有经验,可以直接用软件的螺纹孔命令去比对,往往就直接搞定,既省量具又省时间.
对于教练来说,平时多找一些与国赛难度相当的工件,研究国赛题,结合实际工作要求,确定评分点.
6.总结
选手在开赛前先去厕所,开赛后尽量不喝水,可以采用水湿润嘴唇的方法解决口渴问题,这样可以避免赛中去厕所耽误时间.审题很关键,务必要审清题目要求,不放过任何一个字符、细节,多做实战式的训练,多总结、多提炼.教练在平时训练中注意积累素材,丰富训练题库和考核题库.
三、选手和各省水平分析
从选手得分看,广东省选手遥遥领先,浙江、江苏、河北、山东、江西各省实力不俗.
从技术层面看,如果在清楚原理的前提下,在限定时间内完成赛题并得到高分,笔者学校选手是不会有任何问题的,所欠缺的还是机械专业知识以及大赛的临场经验.这就需要利用多参加类似规模的比赛、多进企业、多与兄弟院校交流、多见各种机构等方式来拓宽知识面、提高技术水平.竞赛虽然不直接考理论,最后比拼的却是选手的理论功底.
四、对于院校组队训练的建议
第44届世赛已经有了3D打印的内容,本届国赛又超前于世赛加入了3D扫描仪的内容,所以3D打印机和3D扫描仪是今后国赛的必用设备,必须使用熟练才能不丢分.因此,建议在原来已有计算机的前提下配置这两种设备,如果条件允许,建议购买国赛指定的3D打印机和3D扫描仪.
目前笔者学校尚未开设与竞赛内容相关性较大的专业,挑选的新学员都要从零开始培训,相当吃力.建议有条件院校可以开设“计算机辅助设计与制造”专业,如果不能开设新专业,建议机械相关专业增加机械制图、机械基础两门基础课的课时,并在机械制图课最后增加零部件测绘的内容或者直接开设零部件测绘课程,让学生把基础打好,增加机械设计基础、Inventor软件应用等常规课程.同时形成竞赛队成员动态管理机制,也便于实现竞赛成果转化,使竞赛不只是局限于一两个人的精英教育,而是为社会培养大批优秀高技能人才的普适教育.
五、对上级竞赛组织部门的建议
1.关于名额分配及奖项设置的建议
2018年的国赛,每省2名选手,全国共56名选手,只选拔10名选手进入国家集训队,竞争激烈程度可想而知,项目强省广东省占6席,个人感觉对其他省份参与积极性会有很大影响.因此,建议增加进队名额比例,以提高其他各省参与积极性,否则不利于本项目良性发展.另外,建议增设优秀指导教师奖项,对取得名次选手的指导教师给予一定的荣誉奖励,这会大大提高老师的积极性,从而提高我国在世赛上的竞争力.
2.关于训练资源的建议
第44届世赛我国取得了令人瞩目的成绩,又拿到了第46届世赛的举办权,这对我国推广世赛、加强高技能人才培养无疑是很大助力.但是,新参与进来的院校对国赛、世赛考核的具体内容缺乏了解,没有可利用的试题资源,以至于盲目参赛、不能突破.建议在国家层面至少将往届的世赛及国赛真题与评分标准甚至是优秀选手数据进行共享.为尊重产权及个体劳动成果,各院校自行开发的试题则可以有偿共享.
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