Профиль “Передовые производственные технологии” использует четвёртую промышленную революцию как свою основу. Универсальность производства, его оптимизация и доступность — главные критерии при выстраивании работы профиля и заданий каждого этапа. Технологические процессы будут полностью автоматизированы, людям останется только творческая работа, однако придётся приложить колоссальные усилия, чтобы реализовать такую сложную систему. Для этого и существует наш профиль.
Одной из многочисленных отраслей, которые затрагивает четвёртая промышленная революция, является строительство. В прошлом году участники олимпиады создали алгоритм постройки здания из структурных элементов и спроектировали инженерные узлы так, чтобы сборку мог совершить промышленный робот, контролирующий ситуацию при помощи машинного зрения, а размеры и тип элементов здания могли быть заданы непосредственно перед началом строительства. Но перед этим команды работали с симуляциями, проверяя свои алгоритмы на цифровом двойнике манипулятора, а для разработанных ими инженерных узлов были проведены настоящие испытания.
Большая проблема, которую призвана решить четвёртая промышленная революция — необходимость существенного сокращения затрат на разработку продукции и уменьшения сроков выведения товаров на рынок. Задание профиля заключается в создании универсальной производственной ячейки — автоматизированной гибкой системы для изготовления деталей, сборки узлов и контроля качества в одном месте. Её реализация поможет существенно изменить процесс разработки и выведения продукции на рынок. Представьте фабрику, которая может быстро менять тип выпускаемой продукции, производя что угодно, от ракетных двигателей до отвёрток: не нужно каждый раз полностью перестраивать завод, достаточно лишь внести небольшие изменения и перепрограммировать систему!
Участникам в этом году предстоит создать производственную ячейку: спроектировать, внедрить и объединить необходимые узлы, запрограммировав получившийся комплекс для создания определённого продукта.
В первом отборочном этапе участникам предстоит решить задачи по информатике и физике.
На втором этапе участникам, работая в командах, необходимо выполнить ряд задач, проверяющих их навыки, связанные с программированием, 3D-моделированием, работой в симуляциях и управлением промышленными манипуляторами.
13.03
Физика 07:30−10:00
Информатика 11:30−14:00
В финале прошлого года участникам было предложено построить модель здания из заготовленных заранее блоков при помощи промышленного манипулятора, инженерного узла и программного комплекса, созданного участниками. Инженерам нужно было придумать надежную систему, призванную защитить манипулятор от столкновения и захватывать модули, а программистам — создать алгоритм работы и правильно настроить систему машинного зрения. Весь технологический процесс нужно было выстроить так, чтобы взаимодействие человека с машиной было сведено к минимуму.
В этом году у инженеров будет гораздо больше работы, но и программистам скучать будет некогда. Участникам 2022 года предстоит организовать работу автоматизированной производственной системы для создания продукта, о котором будет сообщено непосредственно на финале.
Задача будет интересной и увлекательной, а работа над ней будет начинаться ещё со второго этапа.
Командам предстоит поработать над несколькими этапами автоматизации, например: изготовить и оснастить станок с ЧПУ оборудованием для обработки деталей, настроить техническое зрение и ПЛК (Программируемый логический контроллер), собрать производственную ячейку.
Знания
Принципы и технологии четвертой промышленной революции;
Базовые принципы проектирования, программирования и моделирования.
Hard skills
Hard skills необходимые для старта
Моделирование (САПР): Fusion 360, Autodesk Inventor, Компас3D, Solidworks, Sketch Up;
Программирование: Arduino IDE (C/C++), Python
Hard skills необходимые финалистам
Производство: Cura, Slic3r;
Программирование: OpenCV
Состав команды — 4 человека:
Инженер-конструктор – проектирует системы для захвата, перемещения, позиционирования и т.д.
Инженер-технолог – проектирует модули для совместной работы органов системы, оптимизирует производство
Программист микроконтроллеров – разрабатывает программное обеспечение для работы с оборудованием через базы данных, предоставленных организаторами
Высокоуровневый программист (Python) – программирует систему для распознавания деталей при сборке, а также их позиции в пространстве
Jupyter
PyCharm Community Edition
QtDesigner
opencv-python 4.4.0.42
PyQt5 5.15.0
pygame 1.9.6
Tkinter 8.6 (standard python lib)
Fusion 360 Education License
Inventor Education License
«Четвертая промышленная революция»
Новая парадигма проектирования и Цифровые Фабрики Будущего
OpenCV Tutorials
Задачник 2019/20
Задачник 2018/19
Курс по Python
K-Roset и KIDE часть l
K-Roset и KIDE часть lI