2025年數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能制造技能競賽試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共30分。每題只有一個(gè)正確答案，錯(cuò)選、多選、未選均不得分）1.在SolidWorks2025中，若需將曲面厚度直接賦予實(shí)體屬性，最快捷的命令是A.ThickenB.OffsetSurfaceC.KnitSurfaceD.BoundaryBoss答案：A解析：Thicken可將所選曲面一次性賦予厚度并生成實(shí)體，其余命令僅完成曲面操作，不直接生成實(shí)體。2.采用西門子S71500PLC進(jìn)行高速計(jì)數(shù)時(shí)，最高可支持的脈沖頻率為A.100kHzB.500kHzC.1MHzD.4MHz答案：C解析：S71500高速計(jì)數(shù)模塊TMCount2×24V硬件極限為1MHz，超過該頻率需外接專用模塊。3.在數(shù)字孿生模型校準(zhǔn)過程中，若實(shí)測溫度與仿真溫度偏差呈線性遞增，應(yīng)優(yōu)先調(diào)整A.材料導(dǎo)熱系數(shù)B.對流換熱系數(shù)C.初始溫度場D.網(wǎng)格密度答案：B解析：線性遞增偏差通常源于邊界條件設(shè)定不當(dāng)，對流換熱系數(shù)直接影響邊界熱交換速率。4.使用Python對OPCUA變量進(jìn)行寫操作時(shí)，必須設(shè)置的參數(shù)是A.NodeId、Variant、TimestampB.NodeId、Value、VariantTypeC.BrowseName、DataType、AccessLevelD.DisplayName、UserToken、SessionTimeout答案：B解析：寫操作核心為定位節(jié)點(diǎn)(NodeId)、賦予值(Value)并聲明數(shù)據(jù)類型(VariantType)，其余為輔助或讀操作用。5.在增材制造LPBF工藝中，若層厚從30μm降至20μm，而激光功率不變，則能量密度A.增加50%B.增加33%C.減少33%D.不變答案：B解析：能量密度E=P/(v·h·t)，t由30→20μm，分母減小33%，故E增加33%。6.關(guān)于ISO232472025中數(shù)字孿生成熟度等級(jí)，Level4“Predictive”具備的能力是A.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可視化B.基于歷史數(shù)據(jù)的故障預(yù)測C.自適應(yīng)閉環(huán)控制D.多物理場耦合仿真答案：B解析：Level4核心為預(yù)測，Level5才實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)閉環(huán)。7.在FANUC機(jī)器人中，若欲通過Karel程序動(dòng)態(tài)修改運(yùn)動(dòng)速度，應(yīng)使用的內(nèi)置變量是A.$MOR_GRP[1].$SPEEDB.$DEFVELC.$SCR.$RUNOVLD.$PARAM_GROUP[1].$SPEED答案：A解析：$MOR_GRP[1].$SPEED直接映射當(dāng)前運(yùn)動(dòng)組速度，可實(shí)時(shí)賦值。8.采用5GTSN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制時(shí)，時(shí)間同步協(xié)議首選A.NTPB.PTP(gPTP)C.SyncED.RTPS答案：B解析：gPTP為IEEE802.1AS標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)亞微秒級(jí)同步，滿足運(yùn)動(dòng)控制精度。9.在MATLAB2025b中，將Simscape模型一鍵生成C++代碼需使用A.SimulinkCoderB.MATLABCoderC.SimscapeHDLWorkflowAdvisorD.SimscapeExport>C++答案：D解析：2025b新增Simscape直接導(dǎo)出C++功能，無需通過SimulinkCoder中轉(zhuǎn)。10.當(dāng)使用數(shù)字孿生進(jìn)行機(jī)床熱誤差補(bǔ)償時(shí)，最佳熱誤差建模方法為A.多元線性回歸B.支持向量機(jī)C.長短期記憶網(wǎng)絡(luò)LSTMD.卡爾曼濾波答案：C解析：LSTM可捕捉溫度場滯后與累積效應(yīng)，預(yù)測精度高于傳統(tǒng)回歸。11.在NX2206序列化加工中，若需基于刀具壽命自動(dòng)換刀，應(yīng)激活A(yù).ToolChange>ManualB.ToolTracking>LifeLimitC.CutterCompensation>WearD.Feeds&Speeds>Recalculate答案：B解析：ToolTracking模塊可綁定刀具壽命閾值，觸發(fā)自動(dòng)換刀事件。12.采用ROS2Humble控制移動(dòng)機(jī)器人時(shí)，默認(rèn)的DDS中間件為A.FastDDSB.CycloneDDSC.ConnextDDSD.OpenDDS答案：B解析：Humble默認(rèn)捆綁CycloneDDS，rmw_cyclonedds_cpp為默認(rèn)實(shí)現(xiàn)。13.在SolidWorksPDM2025中，若需實(shí)現(xiàn)“快速發(fā)布”自動(dòng)轉(zhuǎn)換STEP，需配置A.Dispatch>ConvertTaskB.Task>Export>STEPC.TransitionAction>ConvertD.ColdStorage>Format答案：A解析：Dispatch可綁定工作流轉(zhuǎn)換事件，自動(dòng)調(diào)用ConvertTask生成STEP。14.當(dāng)使用Python進(jìn)行A路徑規(guī)劃時(shí)，啟發(fā)函數(shù)h(n)通常取A.曼哈頓距離B.歐氏距離C.切比雪夫距離D.以上均可答案：D解析：A允許任意可采納啟發(fā)函數(shù)，只要滿足h(n)≤真實(shí)代價(jià)。15.在MindSphere中，若資產(chǎn)變量更新頻率為1Hz，而MindConnectNano上傳周期設(shè)為500ms，則云端可見A.每1s一次，重復(fù)值B.每500ms一次，線性插值C.每500ms一次，零階保持D.每1s一次，缺失值答案：C解析：Nano緩存周期500ms，變量未變則零階保持，云端每500ms收到同一值。16.采用Creo10.0進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化時(shí)，若需保留軸承孔面為非設(shè)計(jì)域，應(yīng)使用A.FrozenRegionB.ExclusionSurfaceC.HardConstraint>GeometryD.ManufacturingConstraint>Mill答案：B解析：ExclusionSurface可直接指定面為非設(shè)計(jì)域，避免被優(yōu)化算法移除。17.在SiemensTIAPortalV19中，若FB塊接口新增“Temp”變量，則該變量存儲(chǔ)區(qū)位于A.背景DBB.調(diào)用棧LstackC.共享DBD.M區(qū)答案：B解析：Temp為臨時(shí)變量，位于調(diào)用棧，塊執(zhí)行結(jié)束即釋放。18.當(dāng)使用激光位移傳感器測量粗糙表面時(shí)，為降低散斑誤差，最佳措施為A.提高采樣頻率B.移動(dòng)平均濾波C.多角度掃描融合D.降低激光功率答案：C解析：多角度融合可平均散斑噪聲，提高重復(fù)精度。19.在Python中使用PyTorch訓(xùn)練PointNet++時(shí)，若點(diǎn)云數(shù)據(jù)缺失法向信息，應(yīng)設(shè)置A.use_normals=FalseB.include_normal=TrueC.feature_dim=3D.normalize=False答案：A解析：use_normals=False可跳過法向輸入，避免維度不匹配。20.在數(shù)字孿生運(yùn)維階段，若需驗(yàn)證模型精度，首選指標(biāo)為A.R2B.MAPEC.RMSED.以上均需答案：D解析：單一指標(biāo)無法全面評(píng)價(jià)，需綜合R2、MAPE、RMSE。21.采用HyperStudy2025進(jìn)行DOE時(shí)，若因子數(shù)為8，水平數(shù)為3，則全因子實(shí)驗(yàn)次數(shù)為A.24B.256C.6561D.512答案：C解析：3^8=6561。22.在ABBRobotStudio中，若需將RAPID數(shù)組上傳至PCSDK，應(yīng)使用的數(shù)據(jù)容器為A.RapidDataB.NumC.RobTargetD.JointTarget答案：A解析：RapidData可封裝任意RAPID變量，包括數(shù)組。23.當(dāng)使用ANSYSFluent2025R1進(jìn)行流固耦合時(shí)，若結(jié)構(gòu)側(cè)使用瞬態(tài)求解而流體側(cè)使用穩(wěn)態(tài)，則系統(tǒng)會(huì)A.自動(dòng)報(bào)錯(cuò)終止B.以穩(wěn)態(tài)結(jié)果作為每步邊界C.以瞬態(tài)平均作為邊界D.強(qiáng)制流體瞬態(tài)答案：A解析：FluentSystemCoupling要求時(shí)間推進(jìn)一致，不匹配即報(bào)錯(cuò)。24.在數(shù)控系統(tǒng)中，當(dāng)采用G05.1Q1時(shí)，表示激活A(yù).納米平滑B.AI輪廓控制C.高速高精模式D.樣條插補(bǔ)答案：B解析：FANUC系統(tǒng)G05.1Q1為AI輪廓控制Ⅰ，降低跟隨誤差。25.使用Pythonopencv進(jìn)行亞像素角點(diǎn)檢測時(shí)，迭代終止條件eps通常設(shè)為A.0.1B.0.01C.0.001D.1答案：C解析：亞像素精度需eps≤0.001，否則收斂不足。26.在Teamcenter14.3中，若需實(shí)現(xiàn)“雙簽”審批，應(yīng)配置A.SignoffTeam>Quorum=2B.ECO>Reviewer>MandatoryC.Workflow>Parallel=2D.ACL>Required=2答案：A解析：SignoffTeamQuorum=2表示至少兩人簽審。27.當(dāng)使用光纖傳感器監(jiān)測電機(jī)軸承振動(dòng)時(shí)，若出現(xiàn)“低頻漂移”，最可能原因?yàn)锳.光源強(qiáng)度波動(dòng)B.光纖微彎損耗C.溫度膨脹導(dǎo)致光程差D.采樣率不足答案：C解析：溫度膨脹改變光程，產(chǎn)生低頻漂移噪聲。28.在MATLAB中，若需將Simscape變量直接用于DeepLearningToolbox，應(yīng)使用A.simscapeToTensorB.simulinkToArrayC.loggedSignals>table>dlarrayD.ss2tf答案：C解析：先記錄信號(hào)為timetable，再轉(zhuǎn)dlarray供深度學(xué)習(xí)。29.在工業(yè)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)中，若Docker容器需訪問GPIO，應(yīng)啟動(dòng)參數(shù)加A.device=/dev/gpioB.privilegedC.networkhostD.v/sys:/sys答案：B解析：privileged可放開設(shè)備訪問權(quán)限，含GPIO。30.當(dāng)使用激光打標(biāo)機(jī)進(jìn)行二維碼雕刻時(shí)，若出現(xiàn)“拖尾”，應(yīng)優(yōu)先降低A.激光頻率B.打標(biāo)速度C.填充線間距D.Qswitch延時(shí)答案：B解析：速度過高導(dǎo)致能量堆積，產(chǎn)生熔融拖尾。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）31.以下哪些方法可有效降低3D打印PLA件的翹曲變形A.增加熱床溫度B.減少填充密度C.使用封閉式艙體D.添加brim答案：A、C、D解析：降低填充可減少內(nèi)應(yīng)力，但對翹曲影響弱；熱床、封閉環(huán)境、brim均可改善翹曲。32.在ROS2中，下列關(guān)于QoS策略正確的是A.Reliable保證所有樣本到達(dá)B.Besteffort降低延遲C.Transientlocal支持發(fā)布?xì)v史數(shù)據(jù)D.Keeplast緩存最新樣本答案：A、B、C、D解析：四項(xiàng)均為ROS2QoS標(biāo)準(zhǔn)策略。33.采用西門子S71500進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制時(shí)，以下哪些編碼器接口可直接接入A.TTL差分B.SSI絕對值C.EnDat2.2D.BiSSC答案：A、B、C解析：S71500TMPosInput支持TTL、SSI、EnDat，但BiSSC需第三方網(wǎng)關(guān)。34.在Python中，以下哪些庫支持點(diǎn)云下采樣A.Open3DB.PCLPythonC.PyVistaD.Trimesh答案：A、B、C解析：Trimesh主要面向網(wǎng)格，點(diǎn)云下采樣功能弱。35.關(guān)于數(shù)字孿生數(shù)據(jù)管道的正確描述A.需支持時(shí)間對齊B.必須采用MQTTC.應(yīng)提供數(shù)據(jù)血緣追蹤D.支持邊緣緩存答案：A、C、D解析：MQTT僅為可選協(xié)議，非必須。36.在NXCAM中，以下哪些刀軌策略適用于高速銑削A.AdaptiveMillingB.TrochoidalMillingC.ZLevelD.FlowCut答案：A、B解析：Adaptive與Trochoidal均保持恒定切屑厚度，適合高速。37.使用Python進(jìn)行特征工程時(shí)，以下哪些方法可用于時(shí)序信號(hào)降噪A.小波閾值B.SavitzkyGolay濾波C.PCAD.卡爾曼濾波答案：A、B、D解析：PCA為降維，非降噪。38.在工業(yè)現(xiàn)場部署邊緣AI，以下哪些技術(shù)可降低模型延遲A.TensorRT量化B.ONNXRuntimeGPUC.模型剪枝D.增加batchsize答案：A、B、C解析：增大batchsize反而增加單次延遲。39.關(guān)于增材制造支撐設(shè)計(jì)的原則A.最小化支撐體積B.避免封閉腔支撐C.優(yōu)先樹狀支撐D.與成形方向無關(guān)答案：A、B、C解析：支撐與成形方向密切相關(guān)。40.在FANUC機(jī)器人中，以下哪些指令可用于力控打磨A.FCGuidB.ForceControlC.SkipConditionD.SoftFloat答案：A、B、D解析：SkipCondition用于跳轉(zhuǎn)，無力控功能。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）41.在Python中，NumPy數(shù)組的切片返回的是視圖而非副本。答案：√解析：切片不復(fù)制數(shù)據(jù)，修改會(huì)影響原數(shù)組。42.采用激光選區(qū)熔化時(shí)，層厚越小，表面粗糙度Ra一定越小。答案：×解析：過薄層厚可能導(dǎo)致球化，反而增加粗糙度。43.ROS2的節(jié)點(diǎn)名稱必須全局唯一。答案：√解析：節(jié)點(diǎn)名稱用于圖discovery，重名會(huì)導(dǎo)致沖突。44.在SolidWorksSimulation中，采用pmethod比hmethod更適合大變形橡膠件。答案：√解析：pmethod可提高單元階數(shù)，避免極端網(wǎng)格細(xì)化。45.西門子S71500的OB1中斷優(yōu)先級(jí)高于OB35。答案：×解析：OB35為循環(huán)中斷，默認(rèn)優(yōu)先級(jí)高于OB1。46.在深度學(xué)習(xí)中，Dropout層在推理階段默認(rèn)保持原概率。答案：×解析：推理時(shí)Dropout自動(dòng)關(guān)閉，scale按1/(1p)補(bǔ)償。47.采用CreoGenerativeDesign必須指定制造工藝約束。答案：√解析：工藝約束為生成前提，否則結(jié)果不可制造。48.在5GuRLLC場景中，空口時(shí)延可低于1ms。答案：√解析：3GPPR16已支持0.5ms時(shí)隙。49.光纖傳感器對電磁干擾天然免疫。答案：√解析：光纖基于光信號(hào)，不受EMI影響。50.在Python中，GIL全局解釋器鎖限制了多線程CPU密集型任務(wù)的并行。答案：√解析：GIL導(dǎo)致同一時(shí)刻僅一個(gè)線程執(zhí)行字節(jié)碼。四、填空題（每空2分，共20分）51.在SolidWorksAPI中，選擇面的對象類型為______。答案：Face2解析：Face2為COM接口暴露的面類型。52.若激光功率P=200W，掃描速度v=1m/s，光斑直徑d=100μm，則能量密度為______J/mm2。答案：2.55解析：E=P/(v·d)=200/(1000×0.1)=2J/mm，但單位換算后2.55。53.在ROS2中，查看節(jié)點(diǎn)圖命令為______。答案：ros2runrqt_graphrqt_graph54.西門子S71500中，浮點(diǎn)數(shù)占用______字節(jié)。答案：4解析：REAL類型為32位IEEE754。55.在Python中，將列表[1,2,3]轉(zhuǎn)為NumPy數(shù)組的命令為______。答案：np.array([1,2,3])56.當(dāng)使用G代碼G64時(shí)，表示激活______模式。答案：連續(xù)路徑/精磨削解析：G64取消精確停止，追求速度平滑。57.在ANSYS中，單元Solid186為______維單元。答案：3解析：Solid186為20節(jié)點(diǎn)3D實(shí)體。58.若光纖傳感器采用1310nm波長，則其在硅基光纖中理論速度約為______×10?m/s。答案：2.04解析：n≈1.468，v=c/n≈2.04×10?。59.在Python中，使用OpenCV讀取圖像的默認(rèn)顏色順序?yàn)開_____。答案：BGR解析：OpenCV以BGR存儲(chǔ)，非RGB。60.在NX中，快捷鍵Ctrl+Shift+U的作用是______。答案：顯示所有隱藏對象五、簡答題（每題10分，共30分）61.簡述數(shù)字孿生模型校準(zhǔn)的“三步法”并給出每步關(guān)鍵指標(biāo)。答案：1.數(shù)據(jù)清洗：關(guān)鍵指標(biāo)缺失率<1%，異常值比例<0.5%；2.參數(shù)辨識(shí)：采用Sobol靈敏度篩選Top10參數(shù)，目標(biāo)函數(shù)RMSE<5%；3.驗(yàn)證與確認(rèn)：采用未參與訓(xùn)練的數(shù)據(jù)集，R2>0.9，MAPE<8%，并通過T檢驗(yàn)(p>0.05)確認(rèn)無系統(tǒng)偏差。解析：三步法保證模型可信，指標(biāo)量化可重復(fù)。62.說明在激光粉末床缺陷實(shí)時(shí)監(jiān)測中，采用高速紅外相機(jī)與機(jī)器學(xué)習(xí)融合的流程。答案：1.硬件同步：紅外相機(jī)與掃描振鏡時(shí)鐘通過PTP同步，時(shí)間戳誤差<1ms；2.圖像配準(zhǔn)：基于振鏡位置反饋將紅外幀映射至CAD坐標(biāo)，配準(zhǔn)誤差<0.2mm；3.數(shù)據(jù)增強(qiáng)：采用GAN生成罕見缺陷樣本，解決類別不平衡；4.模型訓(xùn)練：使用3DCNN+ConvLSTM，輸入為10幀時(shí)序，輸出缺陷類別與置信度；5.邊緣部署：TensorRTINT8量化，延遲<30ms，在線mAP>0.85；6.閉環(huán)反饋：檢測到未熔透即實(shí)時(shí)調(diào)整激光功率+10%，缺陷率下降62%。解析：全流程覆蓋采集、訓(xùn)練、部署、閉環(huán)，確保實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性。63.給出在NXCAM中利用Python腳本批量創(chuàng)建刀具庫的步驟與核心代碼片段。答案：步驟：1.準(zhǔn)備CSV，列：Name、Diam、Flutes、Length、Material；2.啟動(dòng)NX/OpenPython；3.創(chuàng)建Library對象；4.逐行讀取CSV并調(diào)用CreateTool；5.保存庫至指定路徑。核心代碼：importnxopens=nxopen.Session.GetSession()lib=s.CamSession.ToolLibraries.CreateToolLibrary("MyLib")withopen("tools.csv")asf:forlineinf:name,diam,flutes,length,mat=line.strip().split(',')t=lib.CreateTool(nxopen.cam.ToolTypes.EndMill)t.Name=namet.Diameter=float(diam)t.FluteCount=int(flutes)t.OverallLength=float(length)t.Material=matlib.Save()解析：腳本耗時(shí)<2s即可創(chuàng)建百把刀具，避免手工重復(fù)。六、綜合應(yīng)用題（共40分）64.數(shù)字孿生齒輪箱故障預(yù)測（40分）背景：某風(fēng)電場1.5MW齒輪箱高速級(jí)軸承外圈出現(xiàn)