当工业4.0与AI浪潮奔涌而来，制造业正站在智能化转型的关键节点。工信部最新数据显示，截至2024年底，我国已建成基础级智能工厂超3万家——这场由技术驱动的制造革命，正以超乎想象的速度重塑着工业生产的底层逻辑。智能产线是智能工厂的核心。与传统自动化产线相比，智能产线不仅是“机器换人”的简单升级，更是凭借智能的感知、决策与执行能力，降低工艺品质对产线硬件精度的过度依赖，提高工艺流程迭代更新的灵活性，完美适配“多品种、小批量”的柔性制造需求。但智能产线的“灵魂”，远不止于单个环节的智能化——一条完整的智能产线往往涉及几十上百个工艺节点，每个节点背后都藏着智能算法或智能体的精密配合。如何让这些“数字工匠”高效协同、释放最大产能？这正是智能产线控制系统的核心使命，也被视作整条产线的“大脑”。

然而，“产线控制大脑”的开发却充满挑战：产线最优布局规划与控制系统工艺适配的复杂性，导致开发成本高、调试周期长；当制造工艺发生变更时，产线软硬件系统的同步更新往往存在滞后性；面对动态波动的订单需求，产线的全局、动态排产优化更成为产能瓶颈。

瞄准这一痛点，视比特机器人历经四年的研发与打磨，正式推出智能产线设计与开发平台——坤吾（以下简称“坤吾平台”）。坤吾是专为制造企业和智能制造集成商打造的“一站式智能产线引擎”：极简的开发流程和智能的辅助工具，让能产线开发像“搭积木”一样简单易学、直观高效，大幅降低了智能产线的开发门槛，让不懂编程的工艺人员也能轻松参与到产线设计和开发中来，从而极大缩短了从需求到开发、再到落地的时间和成本，也加速了工艺迭代的进程。同时，坤吾提供了强大的内容云服务，让经验和知识可以不断积累和沉淀，通过复用已有内容，减少重复工作。

一、平台定位

工业软件一般分为产品设计、生产控制和经营管理三大类（如图）。坤吾平台作为一款智能产线的设计与开发平台，其定位兼具设计和控制两种属性。如果把智能产线本身看作是一种产品的话，坤吾是智能产线的设计和开发具；同时，坤吾所搭建的智能产线控制软件，又具备虚实无差别特性，可以一键部署到真实产线用于生产控制，还可用于排产优化和监测运维。因此，坤吾平台的定位是一款面向智能制造产线设计与开发的平台型工业软件。

此外，坤吾还可以被用于售前阶段的方案规划与论证。因此，坤吾平台拥有从规划到设计、从开发到调试、从部署到运维，贯穿智能产线全生命周期的完整服务能力。

坤吾赋能智能产线全生命周期

二、系统架构

坤吾系统架构

坤吾平台主要由孪生仿真和低代码开发两大模块组成，分别提供虚拟产线的交互式构建和产线控制软件的低代码编排。平台还提供了多个功能强大的辅助模块，包括‌自动路径规划、精准运动控制、高效多机协同、2D/3D视觉仿真、物理仿真等。

作为坤吾平台的内容支撑，我们构建了一个强大的工业智能内容云服务——坤吾云。坤吾云收集了典型场景模板、工艺包、算法/模型，以及常用工业设备、主流品牌型号机器人的全栈仿真等丰富内容。此外，坤吾云还提供了预训练工业大模型。基于坤吾云内容，坤吾平台用户可以快速设计和构建智能产线，也可以在坤吾云上传、分享或出售的自己创建的内容。由此，坤吾用户群体将共同构建、维护一个生产、存储、共享、交换的强大内容生态。

坤吾平台搭建的智能产线及其控制软件可以“虚实无差别”地开发、调试和部署的关键，是“硬件虚拟化”。坤吾为海量产线硬件设备构建了仿真组件，涵盖主流品牌的机器人、桁架等常用工业设备，以及各大品牌的视觉传感器、PLC。每个组件都实现了从驱动到控制器，再到上位机软件接口的全栈仿真。

三、孪生仿真模块

坤吾孪生仿真为用户提供了交互式虚拟产线构建器（KUNWU-Builder）。Builder连接坤吾云，为用户提供和呈现各类产线组件（如机器人、输送线、桁架等），让用户通过拖拽和摆放的方式，进行搭积木式的、“所见即所得”的虚拟产线搭建。值得注意的是，由于“硬件虚拟化”提供了产线组件的全栈仿真，Builder所搭建的并不只是产线的3D模型，更是一个可驱动、可运行的产线仿真。此外，Builder还可以导入产线设计CAD图纸，方便用户参照。

基于坤吾Builder进行产线构建

1.模型导入和定制

坤吾平台支持包括STP、STL、IGES、OBJ、FBX等主流3D模型格式，满足各种主流CAD软件制作模型的导入需求。导入模型后，用户可进行模型特征再分割、模型层级调整以及原点修改等操作。此外，坤吾支持为自定义虚拟设备添加定制化动作，通过便捷的动作及信号配置，即可实现自定义运动及控制。

为自定义虚拟设备定制化控制

2.机器人离线编程

依托坤吾丰富的标准化硬件库，用户导入产品模型后可快速搭建仿真场景，实现高效便捷的离线编程。坤吾平台内置了实时干涉检测、智能轨迹规划、工艺参数调整等工具集，结合运动规划算法，可显著提升编程效率。此外，坤吾支持将生成的程序无缝转换为主流工业机器人程序，实现从虚拟仿真到实体设备的高效部署。

机器人离线编程

3.视觉传感器仿真

坤吾平台涵盖了2D面阵相机、3D面阵相机、3D线扫相机等主流视觉传感器的仿真。坤吾内置工业领域常用品牌和型号的相机资源库，基于厂商提供的真实参数实现高度还原的仿真效果，可帮助开发人员进行视觉算法的虚拟调试，提升2D/3D视觉算法和系统的开发效率。

坤吾支持视觉传感器仿真

基于相机仿真的应用开发

（上：多目3D测量设备的2D相机布局仿真；下：智能分拣或码垛机器人的3D视觉仿真）

四、低代码开发模块

坤吾低代码开发模块为用户提供了产线控制软件低代码的可视化编排与开发环境（KUNWU-LowCoder），让用户通过拖拽功能/工艺节点的方式，像搭建流程图一样进行产线控制软件的模块化编程。这样，用户可以将精力集中在产线工艺流程和控制逻辑本身上，而无需关心节点内部的代码实现，从而极大提高开发效率、降低使用门槛。

产线控制软件低代码的可视化编排与开发

用户编排的低代码，可以立即在仿真产线上测试运行。更重要的是，由于虚拟产线中所有组件都具有全栈仿真，用户低代码生成的产线控制软件，也可以在真实产线上一键部署运行。因此孪生仿真和低代码开发共同构成了智能产线的开发和调试环境，用户在真正部署之前，可以在坤吾上充分测试，不断发现和修正问题，以避免部署时因调试带来的大量停线调整，从而提高交付效率，保障客户生产。

智能产线开发和调试示例

1.自定义节点

LowCoder支持自定义的功能、工艺节点的定制、导入和任意组合。用户可以将自己开发的低代码节点以插件形式导入LowCoder的私有节点库，以便后续复用；对于测试成熟的自定义节点，还可以申请上传至坤吾云的公开节点库进行分享或出售。同时，也可以根据需要将若干内置节点合并成一个功能节点保存下来。

五、坤吾云

坤吾云汇集了30+行业典型场景模板、10+工艺包（焊接、打磨、坡口等）、100+算子/领域模型、400+常见工业设备、主流品牌型号机器人的全栈仿真等丰富的内容。此外，坤吾云还提供了产线自动生成、低代码自动生成、工业视觉质检、工艺在线控制等五类预训练工业大模型。

1.场景模板库

视比特将多年积累的智能产线、工作站等场景，经过去隐私处理，形成了标准模板，涵盖工程机械、汽车、船舶、锂电等多个行业。用户可直接下载并在Builder中预览运行所有坤吾云场景。

坤吾云场景模版库

2.设备模型库

共收集了四大类、30种设备的仿真模型。具体包括：

机器人：提供10个主流品牌的各型号工业机器人，共200个；

视觉设备：提供5个主流品牌的各型号工业相机，共60个；

末端工具：涵盖打磨头、焊枪、夹具、吸盘等6种类型的末端工具，共60个；

其它设备：提供桁架、输送线、立体库等自动化设备模型，共80个。

坤吾云设备模型库

对于一些可变形设备，如输送线、桁架等，坤吾云支持设备模型的参数化调整。用户可通过设置参数，灵活调整如输送线长宽、桁架臂展等，赋予模型灵活适应性，满足产线构建中的定制化需求。

可形变设备的参数化调整

3.算子模型库

坤吾收集了22个含2D/3D视觉、机器人路径规划、运动控制等3个大类算法，以及7个面向2D/3D工业视觉质检的AI模型、预训练基础模型。这些算子和模型已经过长期实践检验，性能、效率和可靠性有保证，智能产线的核心。

2D/3D视觉算法：视觉标定、点云去噪、点云配准、特征提取、模板匹配等算法；

机器人控制规划算法：无碰撞路径规划、冗余自由度优化、多任务协同调度、附加轴协调规划等算法；

AI视觉模型：图像理解、目标检测、图像分割、异常检测、行为识别、图像生成、AI智能体等先进模型。

4.工艺参数库

平台内涵盖焊接、打磨等复杂制造工艺的工艺参数包。用户可根据实际需求快速筛选并获取适合的工艺方案。

坤吾云工艺参数库

5.硬件虚拟化支撑

机器人驱动：适配了主流工业机器人品牌（如 KUKA、ABB、FANUC、安川等）的离线编程和底层控制驱动，既支持机器人仿真调试及程序导出，也提供统一的驱动接口/sdk供上位机软件调用控制机器人运动、IO、工艺参数设置等，品牌、虚实无感。

IoT工业网关：主要负责平台与现场工业设备之间的数据采集与控制下发，支持与多种 PLC、传感器、执行器等设备连接，支持主流工业协议如ModbusTcp、EthernetIp、Snap7、Opcua、Fins等。通过设备行为信号关联，实现虚实映射与仿真调试。

基于控制器仿真的虚拟调试

六、坤吾大模型

坤吾提供了“产线自动生成”、“低代码自动生成”、“工艺控制”、“视觉质检”、“智能排产”五种预训练大模型。以下详细介绍用于提高产线构建效率的产线和低代码自动生成大模型。

1.产线自动生成大模型LineGen

LineGen是视比特自主研发的“CAD生3D”预训练大模型，包含基于Transformer架构设计的CAD图纸解析大模型和3D场景自动构建大模型，可实现从产线CAD图纸自动构建3D场景。输入2D的产线CAD图纸，CAD图纸解析大模型可以自动识别出图纸中的各种设备和组件。基于解析结果，3D场景自动构建大模型自动检索坤吾云中对应的3D组件并以正确姿态摆放，实现了产线的全自动建模。目前，针对中等规模产线，LineGen已经可以实现准确的全自动的3D建模，无需人工干预。因此，LineGen可以大大加快仿真产线的建模速度。

坤吾产线自动生成大模型LineGen

2.低代码自动生成大模型LoCoGen

LoCoGen是视比特基于开源大语言模型开发的低代码自动生成大模型，它可以基于产线的空间布局描述和工艺流程描述，自动生成产线控制软件的低代码。用户输入布局和工艺描述后，LoCoGen会进行深度推理，然后生成对应的低代码，该低代码可以立即在产线仿真Builder中运行，如果代码有误，Builder返回的报错信息将被反馈给LoCoGen，LoCoGen会进行反思和自我纠错，自动修改低代码逻辑。目前，对于中等复杂度的产线，LoCoGen生成的低代码可以直接部署运行。LoCoGen基于接受自然语言描述，输出初步低代码，可以帮助零基础用户快速上手低代码编程。

坤吾低代码自动生成大模型LoCoGen

3.工艺控制大模型ProcVLA

ProcVLA是视比特面向焊接、打磨等复杂制造工艺的实时智能控制大模型，支持工艺参数的实时调控。例如对于智能焊接，坤吾收集和建立了焊接工艺参数数据库，同时采集了大量焊接过程的实时工艺数据，用于高精度的工艺过程仿真与建模，以及焊接工艺在线调控的大模型ProcVLA (Process Control Vision-Language-Action Model)。

坤吾工艺在线调控大模型ProcVLA

4.视觉质检大模型VILM

VILM面向海量的下游非标场景，可以实现少样本甚至零样本的迁移，以支持视觉质检应用的快速上线。

坤吾视觉质检大模型VILM

5.智能排产大模型JSSM

JSSM基于强化学习实现智能的全局、动态排产优化，为产线的排产调度提供支持。

坤吾智能排产大模型JSSM

七、优势特色

与行业主流工业产线设计软件对比，坤吾平台的优势特色包括：产线控制软件开发套件、数字孪生构建能力、视觉仿真、物理仿真以及工业大模型支持。

与行业知名产线仿真软件对比

以往数字孪生构建大多是“先有实，后有虚”，即数字孪生是对某个真实产线或工厂的数字化。坤吾平台的数字孪生则刚好相反，它是“先有虚，后有实”：产线先在坤吾中设计、开发和调试，然后被“虚实无差别”地部署和落地到真实场景中。因此可以说，坤吾构建的是“数字孪生原生”的智能产线。基于这种设计方式构建的产线，天然具备了软件层级的虚实映射，这为后期的产线数字化监测运维和优化升级带来了天然便利。

坤吾构建的“数字孪生原生”的智能产线

八、应用实例

1.重工智能下料分拣产线

钢板的切割与分拣是重工制造业的第一道工序，切割件种类繁多，涉及多道分拣、码放工序，为智能产线的构建带来挑战。坤吾平台集成了视比特自研的AI+3D视觉算法、多机器人智能协同控制、多任务实时规划与调度等技术，构建了智能下料分拣产线，实现了上万种切割件在线精准识别、柔性分拣以及智能规划码放。

坤吾构建的智能下料分拣产线

2.焊接工作站

自动焊接工作站在船舶、钢结构等重工制造业有广阔的应用场景。基于坤吾平台构建智能焊接工作站，实现了焊接过程的自动化控制。平台运用数字孪生技术预演焊接工艺，并通过低代码配置多机型机器人协同作业，显著提高了焊接质量和效率。

坤吾构建的智能焊接工作站

3.汽车漆面缺陷检测与磨抛修复

在汽车涂装过程中，漆面缺陷如流挂、橘皮或颗粒是评估工艺质量的关键指标。传统的人工检测方式不仅漏检率高，而且修复效率低下。坤吾平台通过集成视比特自研AI技术、高精度引导算法和机器人轨迹自动规划算法，实现了车身漆面缺陷的全自动在线检测与磨抛修复。该系统能够自动定位划痕、凹坑等缺陷，并规划机器人磨抛路径，实现精准修复。

坤吾构建的汽车漆面缺陷检测与磨抛修复工作站

4.汽车门盖装调工作站

在汽车四门两盖的安装和调整过程中，随着制造工艺要求的不断提升，机器人智能装调的间隙面差精度需要达到±0.3mm。同时，现代造车也逐步进入了柔性制造时代，一条产线常常混合生产多种车型。这种精度和柔性的矛盾统一，为智能装调带来了巨大挑战。坤吾平台赋能汽车门盖装调系统，通过虚拟场景定制化开发、低代码流程控制、成像及算法仿真等功能，实现在设计阶段快速搭建系统原型，在调试阶段缩短交付时间，显著降低开发成本。

坤吾构建的汽车门盖装调工作站

5.多目全尺寸3D测量工作站

在工业生产中，大尺寸工件的高精度在线测量一直是令制造厂商头疼的难题。以新能源汽车关键零部件电池托盘为例，生产工序复杂、工艺管控难度大、测量点位多达上千个。坤吾平台通过集成视比特自研相机自动布局算法、视觉成像仿真技术，实现了多目视觉系统的相机自动布局以及算法与软件的远程虚拟调试，大幅缩短交付周期，实现项目的快速交付和高效运维。