2025年毛笔制作工数字化技能考核试卷及答案

2025年毛笔制作工数字化技能考核试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.智能毛料分选设备通过（）技术实现狼毫、羊毫等毛种的快速识别？A.红外光谱分析B.激光测距C.超声波探伤D.图像识别答案：D2.毛笔笔杆数控加工中心中，用于实时反馈刀具磨损状态的传感器是（）？A.温度传感器B.振动传感器C.压力传感器D.湿度传感器答案：B3.数字化制笔工艺数据库的核心元数据不包括（）？A.毛料产地及批次信息B.笔锋角度历史调整记录C.车间温湿度实时曲线D.制笔师傅个人联系方式答案：D4.使用3D扫描仪采集笔锋轮廓数据时，最佳扫描分辨率应设置为（）？A.0.1mmB.0.5mmC.1mmD.2mm答案：A5.物联网（IoT）系统在毛笔晾毛环节的主要功能是（）？A.自动调整晾毛架角度B.实时监测毛料湿度并联动除湿设备C.统计晾毛时间D.提供晾毛工艺报告答案：B6.制笔MES系统（制造执行系统）中，“工单进度看板”的核心数据来源是（）？A.人工录入的操作记录B.设备PLC（可编程逻辑控制器）实时上传的加工数据C.历史工艺数据库D.质量检测报告答案：B7.对毛笔成品进行AI视觉质检时，需预先训练模型识别的关键缺陷不包括（）？A.笔锋开叉超过2mmB.笔杆表面划痕长度＞3mmC.笔根胶水溢出量＜0.5gD.笔毛排列密度不均匀区域＞5%答案：C8.数字化毛量配比系统中，“毛料弹性系数”的采集方法是（）？A.人工手拉测试记录B.电子拉力机自动测试并上传C.参考行业标准默认值D.制笔师傅经验估算答案：B9.笔杆雕刻机的数控程序编写中，“G01X50Y30F100”指令表示（）？A.快速定位到（50,30）坐标B.直线插补到（50,30），进给速度100mm/minC.圆弧插补到（50,30），转速100r/minD.暂停50秒后移动30mm答案：B10.数字化工艺追溯系统中，每支毛笔的唯一标识应采用（）？A.一维条形码B.二维码C.RFID电子标签D.手写编号答案：C11.智能胶水配比设备的核心控制参数是（）？A.胶水颜色B.环境温度C.胶水中高分子聚合物浓度D.搅拌时间答案：C12.对制笔车间设备进行OEE（设备综合效率）分析时，需采集的关键数据不包括（）？A.设备故障停机时间B.产品合格数量C.操作人员换班时间D.设备理论产能答案：C13.毛笔数字化设计软件中，“笔锋动态模拟”功能的实现依赖于（）？A.有限元分析（FEA）B.计算流体力学（CFD）C.粒子系统模拟D.运动学仿真答案：A14.毛料消毒环节中，紫外线消毒设备的数字化控制需关联（）？A.毛料重量B.紫外线强度传感器数据C.操作人员工号D.当日天气情况答案：B15.制笔大数据平台的“工艺优化模块”主要通过（）技术挖掘最优参数组合？A.数据可视化B.机器学习C.数据清洗D.数据存储答案：B二、判断题（每题1分，共10分）1.智能毛料分选设备无需定期校准，因采用固定算法识别毛种。（）答案：×2.笔杆数控加工中，刀具补偿参数需根据实时采集的刀具磨损数据自动调整。（）答案：√3.数字化工艺数据库中的历史数据仅用于查询，不可作为机器学习训练集。（）答案：×4.3D扫描笔锋时，需确保毛料处于自然下垂状态以获取真实轮廓数据。（）答案：√5.物联网晾毛系统中，湿度传感器应安装在晾毛架顶部，避免与毛料直接接触。（）答案：×（应安装在毛料层附近）6.MES系统的工单排产功能需结合设备产能、订单交期和毛料库存数据综合计算。（）答案：√7.AI视觉质检模型的训练数据需包含正常品和各类缺陷品的图像，且缺陷样本比例不低于30%。（）答案：√8.毛量配比系统中，弹性系数偏差超过±5%时，需触发人工复核流程。（）答案：√9.数控雕刻程序中的“F值”越大，雕刻速度越快，因此应尽可能设置高F值提升效率。（）答案：×（需兼顾雕刻精度）10.RFID电子标签可重复写入数据，适合作为毛笔全生命周期追溯的载体。（）答案：√三、简答题（每题8分，共40分）1.简述使用数字化毛量配比系统调整狼毫与羊毫比例的操作流程。答案：①输入目标笔型（如大楷、小楷）及性能要求（如弹性、储墨量）；②系统调用历史工艺数据库，匹配相似参数的配比方案；③接入电子秤实时采集狼毫、羊毫重量数据；④通过传感器获取毛料弹性、长度等实时参数；⑤系统基于机器学习模型计算最优配比，自动调整给料设备的出毛量；⑥提供配比记录并同步至MES系统，关联批次号。2.说明智能笔锋成型设备如何通过数字化技术保证笔锋角度一致性。答案：①3D扫描仪预先采集标准笔锋的点云数据，建立基准模型；②激光测距传感器实时监测成型过程中笔毛的堆叠高度和倾斜角度；③伺服电机根据反馈数据调整压毛装置的压力和角度；④视觉系统在成型后快速扫描笔锋轮廓，与基准模型对比，偏差超过±0.5°时自动修正；⑤所有调整数据存入工艺数据库，用于后续工艺优化。3.列举制笔车间物联网（IoT）系统需部署的主要传感器及其监测参数。答案：①温湿度传感器（监测车间/晾毛区温度、湿度，精度±0.5℃/±2%RH）；②振动传感器（监测数控设备刀具磨损，频率范围10-1000Hz）；③压力传感器（监测胶水搅拌设备的压力，量程0-10MPa）；④光电传感器（监测毛料分选设备的毛流速度，响应时间＜10ms）；⑤气体传感器（监测胶水挥发的VOC浓度，报警阈值50ppm）。4.阐述AI视觉质检系统在毛笔检测中的优势及需解决的关键问题。答案：优势：①检测速度快（可达到30支/分钟），远超人工（约5支/分钟）；②检测精度高（可识别0.1mm级缺陷）；③数据可追溯（自动存储缺陷图像及位置信息）；④支持7×24小时连续工作。关键问题：①不同毛种（狼毫、羊毫）的表面反光特性差异导致图像采集参数需动态调整；②笔锋自然卷曲状态下的缺陷识别（如隐性开叉）需优化模型算法；③胶水溢出等透明物质的检测需结合多光谱成像技术；④小样本缺陷（如偶发的笔毛断裂）的模型训练需解决数据不平衡问题。5.说明如何利用制笔大数据平台实现“毛料-工艺-成品性能”的关联分析。答案：①数据采集层：通过IoT传感器、设备PLC、人工录入等多渠道采集毛料参数（产地、弹性、长度）、工艺参数（配比、成型压力、晾毛时间）、成品性能（弹性值、储墨量、掉毛率）；②数据清洗层：去除异常值（如弹性系数超过历史均值±3σ的数据），统一单位（如长度统一为mm）；③特征工程层：提取关键特征（如毛料长度与笔锋弹性的相关性系数）；④模型训练层：使用随机森林或神经网络建立“毛料+工艺→成品性能”的预测模型；⑤分析应用层：通过可视化工具展示各参数对性能的影响权重（如毛料弹性占比40%、成型压力占比30%），为工艺优化提供依据。四、实操题（共20分）【题目】某制笔企业需生产一批“兼毫小楷笔”，要求笔锋长度25±0.5mm，弹性值≥80g（拉断力），储墨量≥1.2ml。请根据以下条件完成数字化制笔操作：可用工具：智能毛量配比系统（含电子秤、弹性测试仪）、3D笔锋成型机（含激光测距传感器）、AI视觉质检仪、MES系统现有毛料：A号狼毫（弹性95g，长度30-35mm）、B号羊毫（弹性60g，长度28-32mm）历史数据：当狼毫:羊毫=3:7时，笔锋弹性85g，储墨量1.3ml；狼毫:羊毫=4:6时，弹性90g，储墨量1.1ml操作要求：1.制定毛量配比方案（狼毫:羊毫比例），并说明依据；2.使用智能毛量配比系统完成毛料称取（需描述关键操作步骤）；3.操作3D笔锋成型机调整笔锋长度至25±0.5mm（需说明如何利用传感器数据）；4.简述通过AI视觉质检仪验证成品是否符合要求的步骤。答案：1.毛量配比方案：选择狼毫:羊毫=3:7。依据：目标弹性≥80g，储墨量≥1.2ml。历史数据中3:7比例的弹性85g（满足≥80g）、储墨量1.3ml（满足≥1.2ml）；4:6比例储墨量1.1ml（不满足），因此选择3:7。2.智能毛量配比系统操作步骤：①登录系统，选择产品类型“兼毫小楷笔”，输入目标配比3:7；②系统自动调用电子秤，设置狼毫目标重量（如单支笔总毛量1.5g，则狼毫0.45g，羊毫1.05g）；③放置狼毫于电子秤，系统实时显示当前重量（0.45±0.01g），达到目标值时自动停止给料；④同理称取羊毫1.05±0.01g；⑤弹性测试仪分别检测狼毫（95g）、羊毫（60g）的实时弹性值，系统计算混合弹性（95×0.3+60×0.7=73.5g），与历史数据（85g）偏差在±10%内，确认配比有效；⑥点击“确认”，系统提供配比记录（批次号20250815-001）并同步至MES系统。3.3D笔锋成型机调整步骤：①启动设备，将混合毛料放入成型模具；②激光测距传感器开始实时监测毛料顶部到模具底部的距离（初始值约30mm）；③设备通过伺服电机下压成型压板，传感器每0.5秒采集一次距离数据（如压至25.2mm时，显示偏差+0.2mm）；④系统自动调整压板压力（增加0.1MPa），继续下压至24.8mm（偏差-0.2mm）；⑤最终稳定在25.0±0.1mm时，设备自动停止，完成笔锋成型；⑥成型数据（压力2.5MPa、时间45秒）自动存入设备日志并上传MES系统。4.AI视觉质检仪验证步骤：①打开质检仪，选择“兼毫小楷笔”检测模板（已训练