工业产品造型设计与快速成型.docx
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工业产品造型设计与快速成型
2015年度天津市高职高专院校学生技能大赛竞赛项目方案申报书
申报单位：
天津中德职业技术学院
方案申报负责人：
陈宽
电话：
手机：
邮件：
通讯地址：
天津市海河教育园区雅深路2号
邮政编码：
300350
申报时间：
2015年05月19日
赛项设置调查表
举办年份
是否推免
□国赛已办
2014年
是□否
□国赛预办
□是□否
□市赛已办
2014年
□是□否
□市赛新增
是□否
注意：
赛项举办年份请据实填写
1.赛项名称：
工业设计与快速成型技术
2.所属产业类型：
文化创意产业、先进装备制造业
3.在现行高职专业目录中的分类（全称）工业设计、模具设计与制造
4.赛项方案设计团队构成
序号
姓名
单位
负责工作
1
陈宽
天津中德职业技术学院
方案组织、实施
2
马林旭
天津中德职业技术学院
方案策划、管理赛项策划
3
杨中力
天津中德职业技术学院
赛项策划
4
武晋
天津中德职业技术学院
赛项设计、样题组织
5
秦易
北京太尔时代科技有限公司
赛项设计、设备支持
6
郭峤
北京太尔时代科技有限公司
赛项设计、设备支持
7
刘昱
天津中德职业技术学院
赛项设计、样题组织
8
陈晨
北京太尔时代科技有限公司
赛项设计、设备支持、样题组织
5.赛项目的
通过竞赛，考察高职院校工业设计、产品造型设计、模具设计与制造等专业参赛选手进行工业设计与快速成型技术的综合能力，展示参赛选手的创意与设计表达能力以及文明生产意识与跨专业团队合作精神。
6.赛项意义与设计原则
赛项意义：
通过竞赛为高职院校提供一个工业设计与快速成型技术技术相互交流的平台，引导高职院校重视实践教学，以创新能力与实践能力培养为重点，促进工学结合人才培养模式的改革与创新，加快专业人才培养步伐，弥补行业高素质、高技能、创新型人才的不足，着力培养一批高技能、高素质的工业设计与快速成型技术技术技能型人才。
设计原则：
根据工业设计与快速成型技术相关岗位的从业知识与技能需求，坚持技能竞赛与教学改革相结合，引导专业教学改革方向；强化学生对工业设计、产品造型设计、模具设计与制造等专业能力，促进人才培养模式转变；坚持个人发展与团队协作相结合，在展示个人风采的同时，突出职业道德与协作精神。
7.赛项方案的特色与创新点
1）工业设计与快速成型技术知识点与技能点全面与丰富
该赛项综合考察了：
产品创意草图绘制、产品外观三维造型设计、产品零件三维结构设计、样品快速成型加工、展板设计。
2）设计内涵丰富的项目任务，培养学生工程实践能力与团队合作精神
该项目以三人为项目团队，在规定的时间内按照任务书的要求进行比赛。
整套设备可按系统分解出若干项目任务，通过使用、训练与培训，考察高职院校工业设计、产品造型设计、模具设计与制造等专业参赛选手进行工业设计与快速成型技术的综合能力，展示参赛选手的创意与设计表达能力以及文明生产意识与跨专业团队合作精神。
能充分锻炼操作者团队协作能力、计划组织能力、工程实施能力、职业素养、交流沟通能力、效率、成本与安全意识，引导职业院校工业设计教学改革发展方向，促进工学结合人才培养模式改革与创新，培养可持续发展的满足企业需求的本专业技术技能人才。
3）以就业为导向，满足社会需要、适合岗位职业技能培养。
在中国，工业设计前景现在正值上升的时期，因为在这个行业里面，过去我们是以加工为主，现在随着我们公家经济的高速增长，中国的现在的加工业务与外加工订单越来越少，所以企业需要梳理自己的品牌，因此需要大量的工业设计人员来满足企业生产需求。
工业设计除了有CAD等辅助工业设计的软件以外，还有许多渲染、结构软件，像CAD、PROE等各种加工软件，直至与加工设备的接口编程，这些都需要工业设计的学生掌握。
企业对工业设计专业的人才岗位需求主要有以下几类：
1、创新创意思维能力2、创意表达能力3、技术创新能力；4、技术的更新，要具备整合技术的能力；5、实施手段能力要强。
4）校企结合，开发教学需求与企业技术技能需求兼顾的大赛设备与配套资源
北京太尔时代科技有限公司是中国第一家专门从事研发、生产与销售工业级与桌面级3D打印机的高科技企业。
在我国3D打印机的研发与生产，赛项设备的研发方面积累了丰富的经验，掌握着设备管理、维修、调试、安装等大量的第一手材料，十年坚持不懈地努力，太尔时代公司现已发展成为国际领先、亚洲最大的3D打印机制造企业。
其桌面级3D打印机UP！
是全球三大品牌之一。
结合企业优势，校企合作进行大赛设备开发，研制技术先进、功能齐全的3D打印（快速成型）大赛设备，为大赛提供良好的硬件平台。
与全国相关职业院校与行业企业进行深度合作，除了配套教材之外，还将结合现代多媒体技术，开发相应立体化教学资源包。
8.比赛内容与规则
一、比赛内容
针对目前市场上已有的工业化生产（特别是通过模具成型形式制造）的产品进行创意设计。
具体内容、时长及考核知识点、技能点、创新点如下表：
竞赛阶段
具体内容
时长
考核知识点、技能点、创新点
第一阶段
产品创意草图绘制
5小时
专业综合知识，产品创意思维能力，手绘技能
产品外观三维造型设计
专业综合知识，三维软件应用技能
产品零件三维结构设计
结构与塑料成型知识，三维软件应用技能
第二阶段
展板设计
4小时
创意设计表达能力、平面软件应用技能
样品快速成型加工
快速成型设备操作技能
二、竞赛规则
“产品创意设计”阶段，所有参赛队集中完成比赛任务，进场前抽签决定各参赛队工位；“平面设计与快速成型加工”阶段，分批依次完成比赛任务，参赛队的比赛场次抽签确定，进场前抽签决定各参赛队工位。
（一）比赛入场
1.参赛选手凭参赛证、身份证按正式比赛开始时间提前30分钟准时到达赛场指定地点集合，核对身份，抽签以参赛证、身份证换取第一次加密号。
赛前15分钟进行二次加密程序，抽签以一次加密号换取赛位号。
选手按赛位号提前5分钟进场，进行各项准备工作，现场裁判将对各参赛选手的身份核对。
比赛开始15分钟后不得入场。
2.参赛选手不允许携带任何通讯及存储设备、纸质材料等进入赛场，赛场内提供比赛必备用品。
赛场不提供网络环境。
（二）比赛过程
1.选手进入赛场必须听从现场裁判人员的统一布置与指挥，首先需对比赛设备、选配部件、工量具等物品进行检查与测试，如有问题及时向裁判人员报告。
2.参赛选手必须在裁判宣布比赛开始后才能进行比赛。
3.参赛选手所携带进入赛场的参赛证件与其它物品，现场裁判员有权进行检验与核准。
4.比赛过程中选手不得随意离开工位范围，不得与其它选手交流或擅自离开赛场。
如遇问题时须举手向裁判员示意询问后处理，否则按作弊行为处理。
5.在比赛过程中观摩人员在规定时间可以进入现场指定观摩区域，但是不准大声说话与做其他任何影响竞赛与不利于竞赛公平性的行为。
6.比赛过程中，选手必须严格遵守安全操作规程，确保人身与设备安全，并接受现场裁判与技术人员的监督与警示。
因选手造成设备故障或损坏，无法继续比赛，裁判长有权决定终止比赛。
因非选手个人因素造成设备故障，由裁判长视具体情况做出裁决（暂停竞赛计时或调整至备用赛位进行比赛等）。
如果确定为设备故障问题，裁判长将酌情给予不超过15分钟的适当补时。
（三）比赛结束
1.在比赛结束前15分钟，裁判长提醒比赛即将结束，选手应做好结束准备，结束哨声响起时，宣布比赛正式结束，选手必须停止一切操作。
2.参赛队若提前结束竞赛，应由选手向裁判员举手示意，竞赛终止时间由裁判员记录，参赛队结束竞赛后不得再进行任何操作。
3.比赛结束后，选手应立即上交答题纸、工艺文件与比赛任务书等，做好比赛设备的整理工作，包括设备移动部件的复位，归还工具，整理个人物品。
4.比赛中有计算机编程、绘图内容的，需按要求保存相关文档，不要关闭计算机，不得对设备随意加设密码。
5.参赛选手不得将比赛任务书、图纸、草稿纸与工具等与比赛有关的物品带离赛场，选手必须经现场裁判员检查许可后方能离开赛场。
6.参赛队需按照竞赛要求提交竞赛结果，裁判员与参赛选手一起签字确认。
（四）其他
1.任何选手在比赛期间未经赛项组委会的批准不得接受其它单位与个人进行的与比赛内容相关的采访。
2.任何选手不得将比赛的相关信息私自公布。
3.参赛选手、领队与指导教师违反竞赛规则，取消比赛资格并进行通报。
4.其它未涉事项或突发事件，由大赛组委会负责解释或决定。
9.赛项简介（中、英文对照）
竞赛装置由微型计算机、3D打印机（InspireD-255）组成。
竞赛的工作目标是：
参赛队在规定时间内，根据任务书的要求，以现场操作的方式，完成创意产品造型的徒手绘制草图、基于三维建模软件的3D建模、优化产品的结构使其满足模具生产的实际需求、完成产品的外观渲染与包装设计、使用3D打印机打印创意产品模型。
竞赛采用团队比赛形式，每个参赛队由3名选手组成（包括一名队长），男女不限（必须是符合有关规定要求的高等职业院校在籍学生）。
CompetitiondeviceincludingPersonalComputersanda3Dprinter.
Competitionobjectiveis:
Accordingtothedesignassignment,theteamshouldworkon-site,finishthesketchesofthecreativeproduct,3Dmodelingbasedon3dmodelingsoftware,Optimizetheproductstructuretomeettheneedsofmoldproduction、Theexteriorrenderingoftheproduct,CreativeproductmodelbyUsingthe3Dprintersprinter.
TheCompetitionshouldattendbyteam.Eachteamcontents3members（includingateamleader）,Nogenderpreference（mustbeinconformitywiththerelevantprovisionsofthehigheroccupationcollegesanduniversitiesrequirethestudent）.
10.比赛样题
见附件1
11.比赛方式（含组队要求）
竞赛采用团体赛方式，不计选手个人成绩，统计参赛队的总成绩进行排序。
每个学校参赛队原则上一支，东道主两支；参赛对象为工业设计、模具设计与制造、机械设计等相关专业2015年高职高专院校在籍学生。
每支参赛队由3名比赛选手组成，3名选手须为同校在籍学生，其中队长1名，性别不限。
五年制高职学生报名参赛的，必须是四、五年级的在籍学生。
参赛选手年龄须不超过25周岁（即1990年7月1日及以后出生）。
每队可配2名指导教师。
12.比赛时间安排与流程
时间安排：
本赛项用时：
第一阶段竞赛5小时，第二阶段竞赛4小时。
整个比赛共分两场，两天完成；比赛流程：
参赛队报到——组织参赛选手赛前熟悉场地、介绍比赛规程——举办开幕式——正式比赛（期间组织观摩、交流活动）——比赛结束——专家评委进行评定——举办颁奖仪式、闭幕式——召开竞赛执行委员会总结会议
日期
时间
内容
场次
第一天
中午前
报到
14:
00-15:
00
熟悉场地
15:
00-16:
30
赛项说明会
第二天
9:
00-14:
00
第一阶段竞赛
集中一场完成
第三天
8:
00-12:
00
第二阶段竞赛第一批
集中一场完成
13.评分标准制订原则、评分方法、评分细则
（一）评分指标体系
比赛阶段
比赛内容
比例
分项指标
预计分值
产品创意草图设计
15%
创意完成情况
6
手绘技能
6
整体布局
3
产品外观造型设计
20%
创意表达情况
7
外观美观性
8
人机协调性
5
产品零件结构设计
15%
产品可装配性、零件布局合理性
5
产品可靠性、零件力学性
5
零件工艺性
5
平面设计与快速成型加工阶段
展板设计
15%
产品渲染效果
3
突出产品设计创意，图文信息清晰直观，层次分明
7
配色协调、版式效果新颖、符合题意
5
包装设计
15%
结构合理、方便展示与提携、有创新性
5
版面布局合理、视觉效果新颖、符合题意
10
样品快速成型加工
15%
按完整性并且符合题意、表面质量综合打分
15
安全规范操作、职业素养
5%
无差错为满分
5
（二）竞赛评分分工与评分原则
1.在赛项执委会的领导下，赛项裁判组在赛项监督组的全程监督下，负责赛项成绩评定工作，竞赛结果由裁判长与监督组组长共同签字后上报，监督组成员不得参与成绩评定。
2.赛项裁判组分现场裁判与评分裁判，在坚持“公平、公正、公开、科学、规范”的原则下，各负其责；本次竞赛“安全规范操作、职业素养”模块由现场裁判评分；其余模块分值采用结果性评分，在本场次竞赛结束后，由评分裁判在相对密闭的评分室进行评分。
（三）竞赛评分方法
“安全规范操作、职业素养”模块以参赛队无违规、职业素养好为满分，若有违规等扣分现象出现，扣分不超过2分的由两名及以上现场裁判讨论决定。
扣分超过2分，报请裁判长同意。
其他模块评分由评分裁判按照制订好的评分标准与细则，对经过三次加密后的参赛队比赛情况进行盲评。
按模块不同进行分组打分，每组裁判原则上为5人，去掉最高分与最低分取平均值为最终结果。
（四）竞赛评分排名
本次竞赛参赛队成绩由高到低排名决定名次。
若遇成绩相同代表队，进行二次盲评。
其他代表队名次不变。
（五）成绩公布
1.录入。
由承办单位信息员将裁判长提交的赛项总成绩的最终结果录入赛务管理系统。
2.审核。
承办单位信息员对成绩数据审核后，将赛务系统中录入的成绩导出打印，经赛项裁判长、仲裁组、监督组与赛项执委会审核无误后签字。
3.报送。
由承办单位信息员将确认的电子版赛项成绩信息上传赛务管理系统。
同时将裁判长、仲裁组及监督组签字的纸质打印成绩单报送赛项执委会与大赛执委会办公室。
4.公布。
闭幕式由赛项执委会公布比赛成绩。
14.奖项设置
赛项设参赛选手团体奖，一等奖占比10%，二等奖占比20%，三等奖占比30%。
获得一等奖的参赛队指导教师由组委会颁发优秀指导教师证书。
。
15.技术规范
竞赛先后分为“产品创意设计”、“平面设计与快速成型加工”两场次进行，分别占50%与45%的权重，安全规范操作、职业素养占5%的权重。
竞赛按流程分为以下两部分：
（一）产品创意设计阶段（5小时）
1.产品创意草图绘制：
根据任务书要求，利用油性黑灰、中灰、浅灰、各色马克笔与4B铅笔、高光笔、水性彩铅笔、色粉等工具在A3打印纸上采用透视画法完成产品创意设计的手绘表达并含必要的创意说明（包括产品创意来源、造型流程等内容）。
2.产品外观造型设计：
利用给定三维软件，结合工业设计专业知识，进行产品外观三维造型设计。
要求外形美观，满足创意要求与设定的功能要求，具有良好的人机协调性。
3.产品零件结构设计：
利用给定三维软件，根据已经完成的产品外观造型三维数据模型、给定内部零件资料，结合模具成型、产品构造等机械制造专业知识，进行指定产品零件（特别是外观塑料件）的三维结构设计,要求满足成型工艺、强度、装配等指定的技术要求。
（二）平面设计与快速成型加工阶段（4小时）
1、展板设计：
选择合适的平面设计软件，用展板设计形式表现产品创意设计方案。
展板设计规格为横幅A3，精度300dpi，jpg格式。
以产品渲染图为视觉中心，包含产品创意设计说明、产品色彩方案与产品结构分解图（爆炸图）等图文内容。
展板设计效果要求突出产品设计创意，图文信息清晰直观，层次分明。
2、产品包装设计：
选择合适的平面设计软件，根据试题任务书要求，为已经设计完成的产品进行1:
1包装设计（纸质盒型包装）。
图文精度300dpi，jpg格式。
图文内容须包含产品信息（品牌商标、产品主图、主要特点、型号规格、生产商信息及相关认证等）。
3、样品快速成型加工：
导入“产品零件结构设计”阶段的数据模型文件至赛场提供的快速成型设备配套的编程软件中，进行产品零件的工艺设计及数控程序的编制。
利用已经编制的加工程序，选择工作参数，进行创意产品外观零件的加工制作。
产品后处理：
按规范要求，剥离产品的支撑材料，进行产品的表面打磨加工。
按要求完成必要的装配或粘结。
16.安全保障
1.赛场所有人员（赛场管理与组织人员、裁判员、参赛员以及观摩人员）不得在竞赛现场内外吸烟，不听劝阻者给予通报批评或清退比赛现场，造成严重后果的将依法处理。
2.未经允许不得使用与移动竞赛场内的任何设施设备（包括消防器材等），工具使用后放回原处。
3.选手在竞赛中必须遵守赛场的各项规章制度与操作规程，安全、合理的使用各种设施设备与工具，出现严重违章操作加工设备的，裁判视情节轻重进行批评与终止比赛。
4.选手参加实际操作竞赛前，应由参赛院校进行安全教育。
竞赛中如发现问题应及时解决，无法解决的问题应及时向裁判员报告，裁判员视情况予以判定，并协调处理。
5.参赛选手不得触动非竞赛用仪器设备，对竞赛仪器设备造成损坏，由当事人单位承担赔偿责任（视情节而定），并通报批评；参赛选手若出现恶意破坏仪器设备等情节严重者将依法处理。
17.企业合作意向
北京太尔时代科技有限公司多年来积极参与全国职业院校的技能大赛，与我院也进行了多项赛项的合作开发与承办，具有良好的合作基础。
经过与企业的沟通，企业表达了积极参与本次大赛意向，愿在设备支持、技术支持、赛项开发等方面进行合作。
18.赛项使用设备平台的相关标准
（一）计算机
同一赛场提供统一品牌计算机，参考配置为：
处理器：
≥E3-1230v3；
主板：
英特尔®B75芯片组系；
内存：
8GB；
硬盘：
≥500GSATA；
显卡：
2G以上显存；
显示器：
≥19寸宽屏LED显示器分辨率1280x1024亮度不低于250，对比度不低于500:
1，响应时间≤10ms；
键鼠：
防水键盘，光电鼠标。
（二）预装软件
1．操作系统：
Windows7；
2．文字处理软件：
Office2013；
3．三维造型设计软件：
可选用PRO/EWILDFIRE5.0、UGNX10.0、3DSMax2013、Keyshot3.0、Rhinoceros4.0；
4．平面设计软件：
AdobePhotoshopCS6、CorelDrawX6、AdobeIllustratorCS6。
（三）快速成型设备
赛场提供两种由北京太尔时代科技有限公司生产的快速成型设备，由参赛队任选，竞赛前一个月参赛队必须将所选用设备告知各省竞赛组织方，提交至报名系统。
1.nspireD255快速成型机
设备及耗材无污染、无毒、无粉尘、无异味
设备名称
InspireD255
成型工艺
熔融挤压快速成型
喷头系统
双喷头系统
输入格式
STL文件格式
成型尺寸
255mm255mmX310mm
分层厚度
0.15、0.175、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4mm（但喷头可到0.1mm）
精度
±0.2mm/100mm
支持材料
ABS工程塑料
成型速度
5-60cm
/h
支撑结构
网格状支撑材料
设备软件
Modelwizard
设备尺寸
712mm*840mm*1600mm
视频监控
具备实时视频监控系统
成型室
成型室温度在50℃以上，运动系统（电机等）在成型室外
操作环境
温度15-30℃；湿度10～60%RH
2.桌面级三维打印机UPBOX
设备参数概要
设备名称
UPBOX
成型工艺
熔融挤压快速成型
喷头系统
单喷头系统
输入格式
STL文件格式
成型尺寸
宽255x长205x高205mm
分层厚度
0.10-0.40mm
精度
±0.2mm/100mm
支持材料
ABS工程塑料、ＰＬＡ
系统运行环境
Windows/Mac
支撑结构
网格状支撑材料
设备软件
ＵＰ！
全自动调整平台高度；全自动光电调整平台水平
19.建议使用的比赛器材与技术平台
InspireD255快速成型机及桌面级三维打印机UPBOX
20.经费预算与保障方案
经费预算与保障方案
序号
项目
小计（万元）
备注
1
设备准备及耗材
15
中德承担
2
宣传费、媒体邀请费
2
中德承担
3
执裁费、专家费
2
中德承担
4
会务费、餐费等
2
中德承担
5
参赛队培训
1
中德承担
合计
22万元
21.比赛组织与管理
天津中德职业技术学院与北京太尔时代科技有限公司联合进行赛项整体策划、赛项设备支撑、技术服务等。
主要职责：
形成《竞赛规程》与《竞赛实施方案》、遴选专家团队、遴选裁判团队、对竞赛实施进行整体掌握、提供竞赛场地、设备、竞赛技术服务与培训等。
（1）赛务组
负责参赛队信息的统计、上报、核对；负责与技能竞赛秘书处等进行工作协调；负责协调各工作组工作进度，向各工作组提供所需相关信息；负责组织学院承办工作筹备会；负责组织参赛院校领队会议；负责维护赛场秩序；负责汇总各工作赛项预算与决算；负责汇总竞赛成绩并上报；负责录像与照相，并上报；配合专家裁判组完成各项工作；配合技术组完成天津地区选拔赛的组织与实施工作。
（2）技术组
负责编制竞赛规程；负责制定赛场整体布局方案；负责实施赛场整体布置与安排；负责竞赛现场设备的安装与调试；负责竞赛结束后设备撤展；负责裁判执裁现场办公物品准备。
（3）宣传组
负责工作对口领导嘉宾、新闻媒体的邀请与接待；负责制定赛场整体宣传方案；负责实施赛场的宣传布置、氛围营造；负责宣传品的设计、制作、发放等；负责对外宣传工作，通过新闻媒体、学校网站、《天津中德职业技术学院学报》等加大宣传力度。
（4）保障组
负责裁判执裁期间的餐饮；负责其他方面的物资保障。
（5）安保组
负责制定赛事安全保卫工作方案；负责制定赛场应急疏散预案；负责实施安全保卫工作，组织落实各项安全措施；负责处理比赛准备阶段、比赛期间与撤展期间的紧急安全事件；负责交通疏导工作。
22.教学资源转化建设方案
（一）大赛前由天津机械职业教育教学指导委员会组建教学成果建设团队（专业教师、行业专家、企业工程师），负责收集比赛信息。
（二）结合赛项完善工业设计与快速成型技术专业建设标准，组织专题研讨，推进工业设计与快速成型技术专业课程改革。
（三）结合赛项及竞赛设备编写适合于高职教学的立体化教材。
（四）建立网络共享型教学资源包，提供动态多媒体教学信息，服务于职业教育。
23.筹备工作进度时间表
工作项目
工作内容
完成时间
项目申报
完成
升级会员 