2025年智能制造技能?？荚囶}及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共20分。每題只有一個(gè)正確答案，請將正確選項(xiàng)字母填入括號(hào)內(nèi)）1.在數(shù)字孿生系統(tǒng)中，用于實(shí)時(shí)映射物理實(shí)體狀態(tài)的核心技術(shù)是（）。A.區(qū)塊鏈B.邊緣計(jì)算C.語義網(wǎng)絡(luò)D.物聯(lián)網(wǎng)感知與數(shù)據(jù)同步答案：D2.某五軸聯(lián)動(dòng)加工中心采用RTCP功能，其主要目的是（）。A.降低主軸熱伸長B.實(shí)現(xiàn)刀具中心點(diǎn)跟隨編程C.提高刀庫換刀速度D.減小伺服跟隨誤差答案：B3.在OPCUA信息模型中，用于描述設(shè)備能力的最小單元是（）。A.ObjectB.VariableC.MethodD.Reference答案：A4.下列關(guān)于工業(yè)以太網(wǎng)TSN協(xié)議族的說法，錯(cuò)誤的是（）。A.IEEE802.1Qbv采用時(shí)間門控調(diào)度B.IEEE802.1Qcc用于增強(qiáng)資源預(yù)留C.IEEE802.1AS實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)時(shí)間同步D.IEEE802.1CB提供帶寬保障，與QoS無關(guān)答案：D5.某AGV采用QR碼+慣性導(dǎo)航的融合定位方案，當(dāng)二維碼標(biāo)簽被油污遮擋時(shí)，系統(tǒng)首先切換到的傳感器是（）。A.激光雷達(dá)B.陀螺儀+加速度計(jì)C.超聲波D.視覺SLAM答案：B6.在數(shù)字線程（DigitalThread）生命周期管理中，保證數(shù)據(jù)可追溯性的關(guān)鍵技術(shù)是（）。A.數(shù)字簽名與哈希鏈B.冗余備份C.數(shù)據(jù)湖D.主數(shù)據(jù)管理答案：A7.某產(chǎn)線使用支持MQTT的PLC，若需實(shí)現(xiàn)“僅一次”交付QoS等級(jí)，應(yīng)選擇的MQTTQoS值為（）。A.0B.1C.2D.3答案：C8.在基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）中，SysML用于描述需求的主要圖是（）。A.活動(dòng)圖B.序列圖C.需求圖D.狀態(tài)機(jī)圖答案：C9.某工廠部署AI質(zhì)檢，采用YOLOv5s網(wǎng)絡(luò)，若輸入圖像分辨率由640×640降至320×320，模型推理時(shí)間將（）。A.線性減半B.近似降為1/4C.近似減半D.基本不變答案：C10.在數(shù)控系統(tǒng)中，G43指令的作用是（）。A.取消刀具半徑補(bǔ)償B.啟用刀具長度補(bǔ)償C.啟用刀具半徑補(bǔ)償D.取消刀具長度補(bǔ)償答案：B11.某協(xié)作機(jī)器人采用ISO/TS15066安全規(guī)范，當(dāng)接觸力超過150N時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)觸發(fā)的響應(yīng)是（）。A.減速至250mm/sB.立即停機(jī)并抱閘C.降功率至80WD.發(fā)出聲光報(bào)警繼續(xù)運(yùn)行答案：B12.在制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）中，用于動(dòng)態(tài)排產(chǎn)的核心算法是（）。A.遺傳算法B.冒泡排序C.哈希檢索D.遞歸遍歷答案：A13.下列關(guān)于5GURLLC場景的說法，正確的是（）。A.空口時(shí)延可低至1msB.終端電池壽命需大于10年C.峰值速率必須大于10GbpsD.僅適用于mMTC海量連接答案：A14.某智能電缸內(nèi)置力傳感器，其采樣頻率為4kHz，若通過ModbusRTU上傳，最大推薦波特率為（）。A.9600B.19200C.115200D.256000答案：C15.在數(shù)字工廠仿真軟件中，用于描述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)坐標(biāo)系的文件格式通常為（）。A.STLB.JTC.URDFD.STEP答案：C16.某產(chǎn)線采用Andon系統(tǒng)，當(dāng)工位按下“質(zhì)量呼叫”按鈕時(shí)，信息首先推送至（）。A.ERPB.MESC.SCADAD.WMS答案：B17.在邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)中，用于容器輕量級(jí)虛擬化的技術(shù)是（）。A.VMwareESXiB.KVMC.DockerD.Xen答案：C18.下列關(guān)于工業(yè)AI訓(xùn)練數(shù)據(jù)的說法，錯(cuò)誤的是（）。A.數(shù)據(jù)不平衡會(huì)導(dǎo)致模型過擬合少數(shù)類B.數(shù)據(jù)增強(qiáng)可提高模型泛化能力C.標(biāo)簽噪聲對精度無影響D.遷移學(xué)習(xí)可減少標(biāo)注量答案：C19.某數(shù)控系統(tǒng)采用“前饋+PID”控制，若僅增大前饋增益，系統(tǒng)響應(yīng)將（）。A.超調(diào)減小B.上升時(shí)間縮短C.穩(wěn)態(tài)誤差增大D.抗擾性能下降答案：B20.在智能維護(hù)預(yù)測中，用于評(píng)估剩余壽命（RUL）不確定性的指標(biāo)是（）。A.均方誤差B.置信區(qū)間C.決定系數(shù)D.平均絕對百分比誤差答案：B二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，多選、少選、錯(cuò)選均不得分）21.下列哪些屬于工業(yè)現(xiàn)場總線（）。A.PROFINETB.EtherCATC.CANopenD.HTTP答案：ABC22.關(guān)于數(shù)字孿生數(shù)據(jù)融合層級(jí)，正確的有（）。A.數(shù)據(jù)級(jí)融合B.特征級(jí)融合C.決策級(jí)融合D.語義級(jí)融合答案：ABC23.下列哪些措施可有效降低伺服系統(tǒng)跟隨誤差（）。A.提高編碼器分辨率B.增大速度前饋增益C.減小負(fù)載慣量比D.降低PWM頻率答案：ABC24.在智能產(chǎn)線邊緣節(jié)點(diǎn)部署AI推理時(shí)，需考慮（）。A.模型量化B.算力功耗比C.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)D.區(qū)塊鏈共識(shí)算法答案：ABC25.下列關(guān)于工業(yè)數(shù)據(jù)清洗的說法，正確的有（）。A.拉依達(dá)準(zhǔn)則可用于異常值剔除B.線性插值適用于高頻缺失C.小波去噪可保留突變特征D.箱型圖對長尾分布敏感答案：ACD26.某協(xié)作機(jī)器人安全等級(jí)需達(dá)到PLd，應(yīng)滿足（）。A.雙通道冗余編碼器B.單通道+自檢C.MTTFd≥100年DC≥99%答案：ACD27.下列哪些屬于TSN協(xié)議族中用于流量調(diào)度的標(biāo)準(zhǔn)（）。A.IEEE802.1QbvB.IEEE802.1QbuC.IEEE802.1QciD.IEEE802.1CB答案：ABC28.在基于深度學(xué)習(xí)的缺陷檢測中，數(shù)據(jù)增強(qiáng)方法包括（）。A.隨機(jī)旋轉(zhuǎn)B.顏色抖動(dòng)C.CutMixD.直方圖均衡答案：ABC29.下列哪些指標(biāo)可用于評(píng)價(jià)智能排產(chǎn)算法優(yōu)劣（）。A.最大完工時(shí)間B.設(shè)備利用率C.能耗總量D.工人加班滿意度答案：ABCD30.關(guān)于5G專網(wǎng)在智能制造中的應(yīng)用，正確的有（）。A.可下沉UPF至園區(qū)B.支持網(wǎng)絡(luò)切片C.需共享公網(wǎng)所有頻段D.可結(jié)合MEC部署AI推理答案：ABD三、填空題（每空1分，共20分）31.在數(shù)控加工程序中，用于設(shè)定工件坐標(biāo)系的指令是________。答案：G54（或G55～G59）32.某伺服電機(jī)額定轉(zhuǎn)速3000r/min，編碼器分辨率為23bit，則每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為________。答案：838860833.在OPCUA地址空間中，用于唯一標(biāo)識(shí)節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)參數(shù)是NamespaceIndex和________。答案：Identifier34.某AI模型參數(shù)量為8.5M，若采用INT8量化，存儲(chǔ)空間約為________MB。答案：8.535.工業(yè)相機(jī)傳感器尺寸為2/3英寸，像元尺寸3.45μm，則橫向分辨率為________pixel（取整）。答案：約192036.在數(shù)字孿生成熟度等級(jí)中，實(shí)現(xiàn)“雙向動(dòng)態(tài)交互”的等級(jí)為________級(jí)。答案：437.某AGV最大載重1000kg，加速度0.5m/s2，則理論最大驅(qū)動(dòng)力為________N。答案：50038.在ModbusTCP協(xié)議中，功能碼0x03表示讀________寄存器。答案：保持39.某車間OEE計(jì)算得到時(shí)間開動(dòng)率90%、性能開動(dòng)率85%、合格品率99%，則OEE為________%。答案：75.640.協(xié)作機(jī)器人安全速度監(jiān)控（SLS）限值依據(jù)ISO102181規(guī)定，當(dāng)手臂長度＞500mm時(shí)，最大速度為________mm/s。答案：25041.在邊緣計(jì)算參考架構(gòu)中，位于“邊緣云”與“現(xiàn)場設(shè)備”之間的層稱為________層。答案：邊緣節(jié)點(diǎn)42.某五軸機(jī)床采用AC擺頭結(jié)構(gòu)，當(dāng)C軸旋轉(zhuǎn)中心到刀尖距離為200mm時(shí)，若C軸存在0.01°定位誤差，導(dǎo)致刀尖位置誤差約為________mm（π取3.14）。答案：0.03543.在深度學(xué)習(xí)中，BatchSize=64，訓(xùn)練集樣本數(shù)=10240，則一個(gè)Epoch需要________個(gè)Iteration。答案：16044.某工廠年耗電8GWh，部署能效管理系統(tǒng)后降低8%，則年節(jié)約電量為________MWh。答案：64045.在數(shù)字工廠仿真中，人機(jī)工程學(xué)分析常用________百分比人群作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。答案：9546.某激光位移傳感器線性度±0.1%F.S.，量程100mm，則最大線性誤差為________mm。答案：0.147.在TSN網(wǎng)絡(luò)中，時(shí)間同步協(xié)議IEEE802.1AS基于________協(xié)議擴(kuò)展。答案：IEEE1588v248.某AI質(zhì)檢系統(tǒng)漏檢率0.5%，誤檢率2%，若單班產(chǎn)量4000件，則理論誤報(bào)數(shù)量為________件。答案：8049.在數(shù)控系統(tǒng)中，伺服環(huán)增益單位通常為________。答案：Hz或1/s50.工業(yè)區(qū)塊鏈采用________共識(shí)機(jī)制可在百節(jié)點(diǎn)規(guī)模下實(shí)現(xiàn)秒級(jí)確認(rèn)。答案：PBFT（或Raft）四、簡答題（共6題，每題8分，共48分）51.（封閉型）簡述數(shù)字孿生系統(tǒng)構(gòu)建的五大步驟，并指出數(shù)據(jù)同步環(huán)節(jié)最常用的兩種協(xié)議。答案：步驟：1.需求定義與指標(biāo)分解；2.物理實(shí)體建模（幾何、物理、行為）；3.數(shù)據(jù)采集與感知層部署；4.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的仿真模型校準(zhǔn)；5.雙向閉環(huán)控制與優(yōu)化。協(xié)議：OPCUA、MQTT。52.（開放型）某企業(yè)計(jì)劃對老舊產(chǎn)線進(jìn)行“5G+邊緣計(jì)算”改造，請從網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、安全三方面提出三條可落地的實(shí)施建議，并說明預(yù)期收益。答案：網(wǎng)絡(luò)：部署5G室分+UPF下沉，實(shí)現(xiàn)<10ms時(shí)延，節(jié)省布線成本30%；計(jì)算：在邊緣節(jié)點(diǎn)部署容器化AI推理，降低云端帶寬80%，提高質(zhì)檢實(shí)時(shí)性；安全：采用切片+零信任架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線數(shù)據(jù)不出園，滿足三級(jí)等保，年減少安全事件損失約50萬元。53.（封閉型）列舉協(xié)作機(jī)器人風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的四個(gè)核心參數(shù)，并給出ISO/TS15066推薦的生物力學(xué)限值。答案：參數(shù)：力、壓強(qiáng)、速度、碰撞能量。限值：力≤150N（胸部）、壓強(qiáng)≤150N/cm2、速度≤250mm/s（手臂）、碰撞能量≤0.5J。54.（開放型）簡述TSN與工業(yè)以太網(wǎng)融合對數(shù)控多軸同步控制的實(shí)際意義，并給出一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫纠?。答案：TSN提供<1μs時(shí)間同步與確定性調(diào)度，可將多軸伺服同步抖動(dòng)降至±50ns，提高輪廓精度；拓?fù)洌盒切?環(huán)型冗余，TSN交換機(jī)作為骨干，數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、IO設(shè)備掛接，環(huán)網(wǎng)啟用IEEE802.1CB冗余路徑，鏈路故障恢復(fù)時(shí)間<50μs。55.（封閉型）說明基于振動(dòng)信號(hào)的滾動(dòng)軸承故障診斷流程，并給出兩種特征提取算法。答案：流程：1.信號(hào)采集（加速度計(jì)≥10kHz）；2.預(yù)處理（去噪、重采樣）；3.特征提??；4.模式識(shí)別；5.壽命預(yù)測。算法：小波包能量熵、譜峭度。56.（開放型）某智能倉儲(chǔ)項(xiàng)目需實(shí)現(xiàn)“黑燈倉庫”，請從設(shè)備、控制、軟件三方面列出關(guān)鍵技術(shù)清單，并說明如何實(shí)現(xiàn)故障自恢復(fù)。答案：設(shè)備：AMR、高速堆垛機(jī)、立體貨架、自動(dòng)充電站；控制：5G+邊緣控制器、分布式IO、急停安全PLC；軟件：WCS、數(shù)字孿生仿真、AI調(diào)度、故障知識(shí)圖譜；自恢復(fù)：通過數(shù)字孿生實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備健康，AI預(yù)測故障>85%準(zhǔn)確率，觸發(fā)AMR動(dòng)態(tài)任務(wù)重排，堆垛機(jī)雙驅(qū)冗余，PLC自動(dòng)切換，平均恢復(fù)時(shí)間<3min。五、應(yīng)用題（共4題，共62分）57.（計(jì)算類，15分）某五軸加工中心執(zhí)行S形加工程序，刀具路徑為直線段，長200mm，要求最大加速度2m/s2，最大速度1m/s，加加速度限制為40m/s3。請計(jì)算：（1）純S曲線加減速所需最短總時(shí)間；（2）若采用“梯形+S”混合策略，加速度階段采用S曲線，勻速與減速采用梯形，求總時(shí)間；（3）比較兩種策略對機(jī)床沖擊的差異。答案：（1）純S：加加速時(shí)間t1=amax/j=2/40=0.05s，加速段總時(shí)間t2=2t1+(vmaxamax2/j)/amax=0.05×2+(14/40)/2=0.1+0.48=0.58s，減速對稱，勻速時(shí)間t3=(L2×sacc)/vmax，sacc=1×0.582×0.05×1=0.48m，總位移0.96m<2m，故存在勻速段2000960=1040mm，t3=1.04s，總T=0.58×2+1.04=2.20s。（2）混合：S加速段同上0.58s，位移0.48m；剩余1.52m，其中勻速1m/s耗時(shí)1.52s；梯形減速時(shí)間0.5s，位移0.25m；總T=0.58+1.52+0.5=2.60s。（3）純S策略加速度連續(xù)，無突變，沖擊最??；混合策略在減速開始點(diǎn)存在加加速度階躍，沖擊較大，但程序簡單、運(yùn)算量小。58.（分析類，15分）某智能產(chǎn)線由10臺(tái)設(shè)備串聯(lián)，單臺(tái)MTBF=200h，MTTR=8h，計(jì)劃年產(chǎn)量為7200h。（1）計(jì)算單臺(tái)設(shè)備可用度；（2）計(jì)算整條產(chǎn)線理論可用度；（3）若需將產(chǎn)線可用度提升至0.92，求允許的最大MTTR（MTBF不變）；（4）提出兩條工程措施并量化效果。答案：（1）A單=MTBF/(MTBF+MTTR)=200/208=0.9615。（2）A線=0.96151?=0.672。（3）設(shè)MTTR=x，則(200/(200+x))1?=0.92，解得x≈1.65h。（4）措施：1.引入旁路修復(fù)，在線更換模塊，MTTR降至2h，A線=0.9751?=0.778；2.增加predictivemaintenance，將MTBF提高至250h，A線=(250/258)1?=0.85；綜合可達(dá)0.92。59.（綜合類，16分）某工廠欲部署AI視覺檢測系統(tǒng)，檢測零件表面劃痕。已知：?零件尺寸50mm×30mm；?最小劃痕寬度0.1mm；?產(chǎn)線速度0.5m/s；?相機(jī)橫向視野60mm；?要求橫向分辨率≤0.05mm/pixel；?檢測準(zhǔn)確率≥99%，漏檢率≤0.2%。任務(wù)：（1）計(jì)算所需相機(jī)最小橫向像素；（2）確定相機(jī)最大行頻（kHz）；（3）選擇一款商用相機(jī)并給出型號(hào)；（4）設(shè)計(jì)光源方案并說明理由；（5）給出AI模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)量估算及標(biāo)注成本（單張標(biāo)注時(shí)間60s，人工費(fèi)50元/h）。答案：（1）橫向像素=60mm/0.05mm=1200pixel，選1280pixel即可。（2）行頻=速度/縱向分辨率=0.5m/s/0.05mm=10kHz。（3）BaslerracerraL204848km，2048×1pixel，行頻48kHz，滿足。（4）采用高亮條形背光+同軸漫射光組合，背光凸顯輪廓，同軸抑制反光，劃痕呈暗線，對比度>80。（5）數(shù)據(jù)量：按缺陷率0.5%計(jì)，需至少2000張缺陷樣本，正樣本2000/0.005=400k張，取40k張；標(biāo)注時(shí)間40k×60s