智能制造系统基础单元采购信息公示

我校近期拟对“智能制造系统基础单元”启动采购程序，为充分创造条件让供应商参与我校采购项目，根据《政府采购信息发布管理办法》（财政部令〔2019〕101号）、《关于开展政府采购意向公开工作的通知》（财库〔2020〕10号）精神，现将有关该项目的主要用途、功能及使用目的、采购需求（技术参数、主要配置、售后服务等）进行公示。详见附件一：采购需求书。

本次公示是本单位采购工作的初步安排，具体采购项目情况以相关采购公告和采购文件为准。

如有异议，请于本公示后五日内，书面送（寄）达我处，逾期不予接受。

联系方式：

使用单位：机械学院　　顾寄南：13775532966

实验室与设备管理处：  杨  蔚：0511-88791357

地址：镇江市学府路301号行政2号楼418室

江苏大学实验室与设备管理处

2020年8月4日

附件一

采购需求书

一、项目概况及总体要求

（包括项目立项依据、采购预算（最高限价）及编制依据、总体要求等）

1、立项依据

目前我校仅有传统的工业中心等实验室，没有成套的用于智能制造控制基础（自动化系统）综合创新平台，无法支持智能制造工程等专业的基础教学和专业实验。本次拟采购的智能制造系统基础单元为5套，项目名称为新工科背景下专业转型与新兴专业建设项目。

智能制造需要以自动化（控制技术）、数字化为基础，智能制造基础单元是集中了清华大学、西安交通大学、湖南大学、西安理工大学等十几家工科大学的教授，以及工业控制领域的专家，根据国内大学机械类、控制类、计算机类、通讯类以及相关专业的培养目标，将工业控制领域目前所应用的控制器、执行器、通信、人机交互等硬件、工业软件及智能制造加工设备、加工过程等，通过系统集成方式，搭建系统平台。该平台适合于机械类、控制类、智能科学与技术、软件工程计算机类、物联网、通讯类的相关专业的实验教学与创新教学。

已在几十所大学的机械类、控制类、计算机类、通讯类的相关专业的实验教学中应用，获得了很好的评价，对提高毕业生形成初步的工程能力发挥了不可或缺的作用。

产品包含1套教材及相关的视频课件、20个实验实训目录等。程序封装完善，基于现有程序可以简单制作横向方向应用。所有硬件、软件，全部是目前智能制造领域所应用的主流产品，对学生培养“解决复杂工程问题能力”将起到很大的支撑。

所具有的功能，与机械类、控制类（如：机械设计制造及其自动化、自动化、轨道交通信号与控制、汽车服务工程、材料成型与控制、计算机科学与技术、网络工程、物联网工程）等相关专业的培养目标、毕业要求非常契合。是从“掌握”知识提升到“应用”知识，形成工程能力，一个很好的支撑平台。

可以覆盖智能制造工程、机械设计制造及自动化、智能科学与技术、电气工程及其自动化、车辆工程、物联网工程、自动化、计算机及软件技术等相关专业课程实验、课程设计、专业综合设计等实践教学环节。

受益学生数：

专业课程实验                  300人以上

             课程设计、专业综合设计        500人以上

             培训学生各类学科竞赛          200人以上

工科专业工程教育认证、各竞赛形成支撑。培养、促进、提高学生：

➢  能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。

➢  能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。

➢  能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

➢  能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

➢  能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。

➢  能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。

➢  能够理解和评价针对复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

➢  具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。

➢  能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

➢  能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

➢  理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。

➢  具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

教学改革：完善、规范实践教学计划、教学环节、教学方法、考核标准和评价机制，形成系统科学的实践教学模块；探索适合工程专业人才培养，且与现代教学手段相适应的教学方法。

教师队伍：将拥有一支高素质、高水平的实践教学队伍，使人员组成的层次、结构更趋科学、合理。每年可接受青年教师培训20余人次。

教学质量：通过建设，将学生培养成为能适应市场经济发展要求的高素质专业人才。组织学生开展校级、省级及国家级大学生/研究生研究创新项目10项以上，培训参加各类学科竞赛的学生100人次以上。

本项目涉及的单套设备内容包含高精度门式三维运动平台（双Z轴独立运动）与轻便式同步带二维运动平台、机器视觉、加工主轴及配套的自动夹具等组成。

采用当前主流总线型运动控制卡、机器视觉及先进生产工艺制造的钢制模组组合而成的视觉伺服系统。设备搭载高速高精度加工主轴，可完成复杂模型的雕刻及加工。在保证设备具备较高的精度、速度和稳定性的同时；采用基于图像的视觉伺服方法,以图像雅可比矩阵为基础,推导基于图像的机器人视觉伺服控制规律及控制方法。首先,用这种控制方法可以控制机器人在视觉引导下完成对平面上的目标物体的定位和抓取。然后可以进一步研究无标定的视觉伺服问题,提出一种不需要标定摄像机的视觉伺服控制方法。把目标物体表面多边形的顶点作为确定射影变换关系的对应点,不需要人为的在目标物体上加上标记点。为此构造了一组射影交比不变量,并设计了识别多边形和匹配多边形顶点的算法。其次,设计并实现机器人视觉伺服控制系统。最后本套视觉伺服控制系统搭载轻便式同步带二维运动平台，组成五轴联动控制系统；在进行视觉伺服学习的同时，也可作为复杂控制算法的研究平台。

2、采购预算（最高限价）：80万元

3、支撑的相关研究方向及学科

根据对目前有关视觉伺服应用的实际调研及相关论文著作的分析，可以看出主要的研究集中在以下几个方面：

（1）视觉一运动模型的估计：包含视觉运动学控制和视觉动力学控制，前者解决的是在视觉感知信息的作用下，机械手该怎样运动的问题，而后者考虑的是在机械手作这样的运动时，动力学参数对机械手运动控制的作用和影响。

（2）状态估计：主要研究与视觉测量有关的问题，涉及到摄像机配置及其个数，以及所采用的图像处理技术等诸多因素。视觉测量主要针对视觉信息的提取，例如，光流、物体的位置和方位、还有特征信息，例如，点，线和矩等。摄像机一机械手配置主要有以下几种：eye in hand和eye to hand，以及这两种形式的结合。测量主要在2D像平面空间完成，所得的结果与摄像机模型和物体几何模型一起可以解算出末端执行器在3D任务空间的状态。

（3）控制信号的生成：控制系统集成与第一个问题“视觉一运动模型”有关，模型的精度直接影响这系统的收敛速度和稳态误差。

通过建设本系统，可服务于我校的智能制造工程、智能科学与技术、电气工程及其自动化、机械制造及自动化、车辆工程、物联网工程、自动化、计算机及软件技术等相关专业课程软件化教学与专业建设需要。

4、总体要求

工件雕刻及加工

功能要求：分拣主轴从二维运动机构托盘原料区抓取加工原材料，放置到夹具夹持，加工主轴进行定位对刀，进行雕铣等加工，加工完成后分拣主轴抓取加工好的工件通过视觉定位放置到托盘成品区。整个过程分拣轴和加工轴独立运行，互不影响，从而实现连续化作业。

技术参数：最大加工速度：80mm/min

最大进料高度：80mm

视觉分拣

功能要求：撤掉平口虎钳和二维平台，利用运动平台配合智能视觉，可以实现工作区域内对分拣区域的不同颜色及不同形状的色块进行分拣拾取及堆垛。

技术参数：分拣速度：20pcs/min

分拣效率：100%

视觉检测

功能要求：利用运动平台配合智能视觉相机，对待检测工件进行尺寸、外形、加工缺陷，表面平整度等检测，检测后分拣轴将工件按照合格品与不合格品分类摆放；

技术参数：检测速度：10pcs/min

        检测精度：不小于95%

视觉堆垛

功能要求：视觉堆垛程序通过对相机视野内目标进行定位获取所在平面的位置，输入对应工件的高度后，引导三维运动平台对工件进行抓取定位码垛。

技术参数：堆垛速度：15pcs/min

        堆垛精度：偏差不大于1.5mm

视觉追踪

功能要求：机器视觉对运动中的二维平台上探针进行检测、提取、识别和跟踪获得运动目标的运动参数。自动控制三维平台进行自动跟踪。

技术参数：跟踪速度：100mm/s

定位精度：0.1mm

滞后时间：不大于500ms

性能指标

无负载最大运行速度：200mm/s

重复定位精度：0.02mm

加工主轴精度：0.01mm

雕铣轴加工精度：0.04mm

视觉定位精度：0.3mm

整体尺寸：880mm×980mm×1680mm

设备净重：240kg（不含配重）

工作台面尺寸：600×600mm

工作台最大承重：30kg

二、采购用途

采购用途：□科研  √教学  □医疗  □管理  □后勤  □其他

用途说明：应用于智能制造工程、智能科学与技术、人工智能、自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程、计算机科学与技术、物联网工程、农业机械化及其自动化、机械设计制造及其自动化、车辆工程、机械电子工程、工业工程等专业的教学实验和实践等。

三、采购需求一览表（货物类）

序号	货物名称	是否为进口设备	单位	数量	是否属核心产品
1	智能制造系统基础单元	否	台	5	是
2

四、技术指标（按一览表中货物分别填写）

1. （货物名称）智能制造系统基础单元  （ 5 台或套）

注: 表中“★”代表关键指标，不满足该指标项将导致响应被拒绝;

2. （货物名称）        （   台或套）

……

工程类须另附：施工图纸、工程量清单、主材清单（如有）、控制价等。

五、商务和服务需求

附件一

六、特定资格条件

除《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定的供应商应具备的条件外，采购人可以根据采购项目的特殊要求，规定供应商的特定资格条件，如国家或行业强制性标准等。但不得以不合理的条件对供应商实行差别待遇或者歧视待遇。

申购单位（公章）：

                   或项目负责人（签字）：

                                     年  月  日