烟台大学“苹苹无其队”获中国智能制造挑战赛自由探索方向特等奖第一名

近日，由教育部国际合作与交流司指导，中国仿真学会、中共湖州市委、湖州市人民政府、西门子（中国）有限公司联合主办的教育部2021年第十五届“西门子杯”中国智能制造挑战赛全国总决赛圆满落幕。经过激烈角逐，烟台大学“苹苹无其队”获自由探索方向特等奖第一名。

据了解，此次比赛分“流程行业自动化方向、离散行业自动化方向、离散行业运动控制方向、信息化网络化方向、数控数字化双胞胎-虚拟调试赛项方向、智能产线与协作机器人方向、自由探索方向、企业命题方向”等8个命题方向，涉及智能制造的各个领域。

据悉，全国210所高校的415支队伍通过在线方式，完成了决赛各赛项的比赛，这已经是自2013年以来烟台大学在此赛事的自由探索方向获得的第7个特等奖。

据介绍，“苹苹无其队”的指导教师为烟台大学机电汽车工程学院王林平老师和计算机与控制工程学院孟宪辉老师，团队主要成员有机械制造及其自动化专业19级学生牛民君，在团队中指定发展战略、统筹各项环节；18级学生王宇航在团队中负责产品的机构研发设计、样机制作、结构优化，产品升级改进产品；自动化专业19级学生金科在团队中负责产品工艺流程设计、控制系统研发程序编写、样机整体运行调试。

“苹苹无其队”参赛项目紧紧贴合国家发展战略、企业市场需求、制造业未来发展方向，制作了苹果网套理顺及套网生产线，解决了苹果网套理顺难题。

据了解，苹果网套理顺及套网生产线是一台使用已裁切的塑料发泡网网套对苹果进行自动化包装的设备，以西门子可编程控制器（PLC）为核心进行的装置架构和软件设计。它的工作原理是将整箱杂乱的网套，逐步分离理顺成单独的姿态一致的网套，并随着设备的运行，撑网模块将分离出的网套撑开，最终成功将苹果套上网套。

其实早在2016年，团队就针对苹果自动化套网进行研发设计。作为攻关团队，每一届成员都是针对前代设备研制时出现的难点问题进行创新设计，完善功能指标，最终实现从上果到套网再到装箱一整条生产线。

“根据团队几代产品研发经验，我们发现整个套网过程的重难点在于自动化设备对网套的取用和处理。所以我们团队三个人针对这个重难点进行了创新和研发设计”，牛民君说道。

值得一提的是，这个项目也区别于现有的专利设备，目前市面上常见的套网设备均是使用未裁切的整条网套，而这个项目使用的是已经裁剪的网套进行苹果套网的工作，解决了网套在取用过程中发生扭曲、偏移的问题，增加了苹果套网的成功率，提高了苹果套网的效率。

王宇航谈及团队的项目，骄傲满满地说道，“我们的项目使用的是自己独立设计的负压发生器将网套撑开，使成功率达到百分之百。通过真空吸盘将苹果抓取并送入撑网机构中，做到上果工作中‘轻拿轻放’，减少了上果过程中苹果受到的碰撞损伤。此外，我们在设置装箱系统时采用X、Y轴移动的定位系统，精准使苹果套网后落至苹果箱的各个空槽中。”

取得骄人成绩的路上，团队也曾困难重重，团队三个人在2020年12月份组队后，便在老师的指导下前往苹果冷库、果农合作社等地进行调研。

在寒假期间，他们积极备赛，对自己的创意进行构思、设计和实验，并在每周六晚上利用腾讯会议进行本周总结回顾和下周任务布置。经过几个星期的努力，第一套设计方案顺利产出，在信心满满地去汇报方案时，得到的却是老师和学长的质疑，很难继续按照原先的思路前进，便狠心放弃。

面对假期已经过半的现实，大家逐渐丧失斗志。后来，三个人互相加油打气，凭借着一股不服输的韧劲，决定从哪里跌倒再从哪里爬起来。他们对现有设备和专利进行广泛而深入的研究之后，开始针对散装网套的套网下手，在之后的时间里又设计了很多的方案，并在家里用纸箱和热熔胶进行简单的实验。

据金科回忆说，“原型机的制作是最充满挑战性的，我们来自不同的专业不同的班级，每个人的课表都是不一样的，能聚在一起的时间可谓是少之又少。可是我们并不想因此而耽误进度，于是我们三人约定，谁有空谁就去就去制作原型机，晚上下课后再碰头，几乎每天都会再留下多干一个多小时。”

然而，在制作第一代原型机时，出现了加工精度太低导致实验的效果不是很理想的情况，在效率上不稳定，某一模块的控制逻辑理不清，甚至在原型机的原理上出现了问题。

随着比赛的日期一天一天的临近，大家的心情也越来越急躁。甚至在进行给电机接线的过程中因为粗心将正负极接触了，瞬间反向电流把PLC上端口的晶体管击穿，那时候距离比赛还剩20天，尽管有时候一整天都毫无进展，但其实进步和突破已经悄然发生。

虽然比赛过程中有很多的困难，但他们迎难而上、乐观积极、不断锤炼心性，最终获得了第十五届“西门子杯”中国智能制造挑战赛自由探索方向特等奖第一名的好成绩。

作为队长，牛民君谈起那段奋斗的日子滔滔不绝：“这个比赛让我们严谨思考、踏实做事，这是我们迈向工程师路上非常关键的一步。它并不是随便拿一个成品去参加的比赛，而是需要你真真切切地从市场调研到项目设计再到原型机的搭建，一年的时间我们不再是独立的三个人，而成为了一个默契的团队。”

在问及团队究竟为何始终保持如此好的成绩时，王老师传授给了我们成功的秘诀，“2013年，我们成立WM反正创新实验室，每年招募参赛团队，不同的人参加比赛，这意味着性格不同、能力不同、想法不同。我鼓励他们去创新、去尝试，没有任何束缚和禁锢，反对模仿、坚持原创，不要参考往届经验、不要模仿前期思路，所有的困难和挑战自己去探索、逐个去突破”。

团队成员表示，“一直以来老师对我们的要求让我们大胆尝试、敢想敢做；学长学姐传承下来的竞赛精神和严谨态度让我们不断继承并发扬。每一年，我们都约定好要带着前辈们对比赛的敬畏和对专业的崇敬坚定走下去，将大家共同奋斗打下的战绩长久保持下去。”

（凤观烟台）