智能制造实训与展陈产品线

把一条微缩产线, 变成可教学、可展示、可验证 智能制造系统

CrossLab 是一个面向职业院校实训室、企业创新中心与产教融合基地的智能制造软件平台。 从设备驱动、数据采集、排产调度,到质量 SPC、检测报告、教学实验与考核,一套系统覆盖全链路。

它最重要的设计不在功能清单里:设备适配层原生支持离线仿真—— 硬件未进场、机房没有外网,整套软件依然能在一台笔记本上跑通完整产线流程。

6 层
设备适配 → 教学展示
全栈自研架构
0 硬件
仿真驱动即可跑通
全链路演示与教学
1 个进程
模块化单体,解压即用
不依赖外网与运维
3 档 SKU
同一套代码
按授权开关裁剪
Why CrossLab

四个决定交付质量的设计

实训系统的成本不在第一次做出来,而在第二个项目还要不要重写一遍。以下四条是我们为此付出的架构代价。

一切皆配置

设备走「模板 + 实例」,工艺路径可视化编排,看板低代码布局。新产线的绝大部分差异由配置台完成, 而不是每个项目重新拉一个代码分支——那正是这类项目长期不赚钱的原因。

配置可导出为配置包,在下一个项目复用;账号与现场数据不随包走。

原生离线仿真

每一类设备驱动都同时有真实实现与仿真实现。仿真不是"演示模式"的降级替身,它和真实驱动过同一套 驱动一致性测试(TCK),行为口径一致。

  • • 软件开发不被硬件到货时间卡住
  • • 售前一台笔记本就能演示完整产线
  • • 教学可注入故障——考核包的技术基础

教学域是一等公民

师生、班级、实验项目、实验记录与成绩是独立的领域模型,不是在生产系统上打的补丁。 教师与学生角色分开,差别不只是权限多少,而是数据可见范围: 学生只看得到自己的记录,教师看全班。

六类角色:系统管理员 / 产线操作员 / 质量员 / 教师 / 学生 / 访客大屏。

离线单机,解压即用

模块化单体,明确不做微服务。安装包自带裁剪后的运行时——目标机不需要装 Java、 不需要配环境变量、不需要管理员权限、不需要外网。解压,双击,打开浏览器。

学校机房常无外网、无运维,部署复杂度是隐性成本大头。
Capability

从设备信号到考核成绩,一条链路打通

以下功能同处一个系统、共用同一份数据契约,不存在"生产端一套、教学端另一套"的数据搬运。

生产运行
  • 设备状态看板——实时状态与四项效能指标
  • 车间现场——产线图 / 在制品 / 异常处置
  • 自动化监控——手自动切换 / 报警 / 实时信号
计划与调度
  • 生产计划与排产——订单拆解 / 有限产能排程 / 下发执行
  • 中控调度——工位与设备的任务编排
  • 报工与班报——报工记录 / 班次汇总 / 成本分析
质量与测量
  • 质量分析——SPC 控制图 / 过程能力指数 Cp·Cpk
  • 测量程序管理——按工件与工序自动匹配
  • 检测报告配置——路径 / 格式 / 内容项可配
  • 工件追溯——单件全流程质量追溯
教学与考核
  • 教学实验——实验项目 / 学生分组 / 电子指导书
  • 工位作业指导——工位大屏提示"当前该做哪一步"
  • 实验记录与成绩——学生只见本人,教师见全班
展示与运维
  • 大屏模式——展厅接待与参观视察
  • 设备维护与审计——保养计划 / 工单 / 操作留痕
  • 设备诊断——连通性探测 / 点位读取 / 通信质量
配置与授权
  • 配置台——设备 / 工位 / 工艺路径 / 作业指导书
  • 用户与角色——账号 / 角色 / 停用 / 重置密码
  • 授权管理——机器码绑定 / 模块级开关
Architecture

六层架构,分层即依赖方向

上层可以依赖下层,反向不行;业务模块之间禁止直接互相调用,协作只能通过领域事件或领域服务。

这些规则不是写在文档里靠人自觉——它们由构建期的架构守门测试强制,违反规则的代码直接构建失败。 代价是写起来啰嗦,换来的是模块授权与 SKU 裁剪长期有效。

产品的宪法:数据契约

设备点位、任务、工件、测量结果的数据结构在早期即冻结成规范文档与可执行代码。 契约稳定,配置化才可能;契约变来变去,就永远是定制。

L5
教学与展示层
实验项目 / 考核评分 / 大屏驾驶舱 / 3D 孪生 / AI 助教
L4
业务应用层
APS 排产 / 中控调度 / 自动化管理 / 质量 SPC / 设备效能
L3
领域模型层 核心资产
设备 · 工位 · 工艺路径 · 物料 · 任务 · 教学域,11 个限界上下文
L2
数据服务层
时序存储 / 关系库 / ETL / 规则引擎 / Web API(含 OpenAPI 描述,供第三方对接)
L1
设备适配层 核心资产
协议驱动 + 真实驱动 / 仿真驱动双实现:PLC、坐标测量机、激光打标机、复合 AGV
L0
硬件层(外采 / 委外)
PLC / 机器人 / AGV / 测量设备 / 打标机 / 视觉——通用适配,不绑定特定品牌
Product Line

三档配置,同一套代码

SKU 之间的差别由授权文件的模块开关裁剪,不是三套分支代码。这意味着低配升级到高配不需要重新实施。

SKU A

CrossLab Desk

桌面级实训单元
  • • 面向院校实训室、企业培训中心
  • • 桌面尺度微缩单元,单机部署
  • • 生产运行 + 质量 + 教学实验核心模块
  • • 可整班开课,人手一套或分组轮转
典型工期约 60 天 · 联系询价
主推
SKU B

CrossLab Show

展厅级微缩产线
  • • 面向创新中心、灯塔工厂、赋能中心
  • • 完整微缩产线:加工 / 检测 / 打标 / 物流
  • • 大屏驾驶舱 + Web3D 数字孪生
  • • 参观接待与对外展示动线设计
典型工期约 90–120 天 · 联系询价
SKU C

CrossLab Base

产教融合基地包
  • • 面向国家级 / 省级基地申报单位
  • • 多线体、多工种、多课程体系
  • • 课程标准、实验手册与考核体系配套
  • • 支持申报材料所需的技术文档
典型工期 6–9 个月 · 联系询价
AI 加装包(独立计价)

AI 能力以插件形式挂在领域模型层,通过统一算法契约订阅数据流、输出结论与置信度及可解释依据,结论回写业务层与教学层。 包括教学考核包(故障注入 + AI 助教「给线索不给答案」+ 自动评分)与行业算法包。 按模块授权计价,不打包进整机。

在线演示环境 · 仿真产线

不用装、不用约,现在就能点进去看

演示环境跑的是仿真产线:3 工位、5 台设备、1 条工艺路径、1 套测量程序, 没有接任何真实硬件。看板上跳动的设备状态、质量分析里的 SPC 控制图、排产下发后的任务流转, 都是仿真驱动按真实时序产生的——这正是硬件进场前我们自己开发和售前演示时用的同一套环境。

打开演示环境 ↗
建议使用 Chrome / Edge 最新版,1920×1080 及以上分辨率浏览。
演示账号
教师视角(推荐)
teacher01 / crosslab2026
可看全班与
全部生产数据
学生视角
student01 / crosslab2026
只见本人
实验记录
  • • 演示环境每日凌晨自动重置,数据不保留
  • • 配置台、授权管理等管理员功能需现场演示时开放
  • • 需要带真实设备的联调演示,请通过右下角在线咨询预约
Specification

技术规格

工业协议
S7 / Modbus / OPC UA / EtherNet-IP,统一驱动 SPI;真实驱动与仿真驱动过同一套一致性测试
设备类型
PLC、坐标测量机(四类适配)、激光打标机、复合 AGV,可按需扩展驱动
前端
Vue 3 + TypeScript,ECharts 图表,Three.js / glTF 三维孪生
后端
Java 17 + Spring Boot 3,模块化单体;算法服务 Python 独立进程,HTTP 解耦
数据库
PostgreSQL 16(时序表按月分区,自动补建);不接库时全内存运行,可用于教学演示
部署形态
离线安装包自带运行时,解压双击即启动;目标机无需 Java、无需外网、无需管理员权限
授权方式
本地授权文件(Ed25519 签名)+ 机器码绑定,模块级开关;离线签发,不回连服务器
对外接口
REST API + OpenAPI 描述文件,供校方既有平台或第三方系统对接
备份恢复
脚本化备份(配置 / 账号 / 文件 / 数据库),恢复前强制校验、强制停机、自动留旧版后路
合规
第三方依赖逐项登记许可证并复核,明确排除 AGPL / GPL 组件,满足软著与首版次申报的自主性审查
Scenarios

三种典型建设场景

实训室建设、企业展厅、基地申报,三件事看似不同,底层都是同一个问题: 怎么把一堆设备变成一条讲得清楚、动得起来、考得出成绩的产线。

职业院校:智能制造实训室建设

典型起点是一份包含 PLC、机器人、机床、三坐标测量机、AGV 的设备清单,缺的是把它们串起来的软件。 CrossLab 支持软硬件分开采购:设备走通用协议适配, 工艺路径按贵校产线在配置台里编排,师生账号、实验项目与指导书开箱即有。

硬件招标未定型号?先用仿真驱动把课开起来,设备到场后切换真实驱动,教学内容不变。

企业:创新中心与展厅示范线

展厅要的不是功能堆叠,是十分钟讲完一条产线的故事: 订单进来、排产下发、设备动作、质量数据回流、大屏与三维孪生同步呈现。 CrossLab Show 档为参观动线设计了大屏驾驶舱与访客模式,接待不需要工程师陪场。

自研 WebGL 三维孪生,不依赖国外仿真软件授权,展项成本可控。

申报单位:产教融合实训基地

「十五五」期间国家部署新建 500 个高水平产教融合实训基地、2 万个校企共建实训基地。 申报评审看三件事:产业契合度、企业参与度、可持续运营。CrossLab Base 档配套 课程标准、实验手册、考核体系与申报所需技术文档

多线体、多工种、多课程体系,同一平台统一管理。

FAQ

常见问题

来自实训室建设方、集成商与展厅项目方的真实问题。

CrossLab 是什么?

CrossLab 是青岛跨界互联科技自研的智能制造实训软件平台,把一条微缩产线变成可教学、可展示、可验证的智能制造系统,覆盖设备驱动、数据采集、APS 排产、中控调度、质量 SPC、检测报告、教学实验与考核全链路,面向职业院校实训室、企业创新中心与产教融合实训基地。

硬件还没到货,能先上课或演示吗?

能。设备适配层原生支持离线仿真:每一类驱动都同时有真实实现与仿真实现,且两者通过同一套驱动一致性测试,行为口径一致。硬件未进场、机房没有外网时,一台笔记本即可跑通完整产线流程用于教学和演示。

学校机房没有外网、没有运维,怎么部署?

CrossLab 采用模块化单体架构和完全离线安装包:安装包自带裁剪后的运行时,目标机不需要装 Java、不需要配环境变量、不需要管理员权限、不需要外网,解压双击即启动,浏览器直接访问。

支持哪些设备和工业协议?

工业协议支持 S7、Modbus、OPC UA、EtherNet-IP,统一驱动接口;设备类型覆盖 PLC、坐标测量机、激光打标机、复合 AGV,可按需扩展驱动。测量设备走通用适配,不绑定特定品牌。

已有实训设备或微缩产线,可以只采购软件吗?

可以。跨界互联只做软件与系统集成,硬件外采或利旧。已有 PLC、机器人、测量设备的实训室,可以单独采购 CrossLab 把既有设备串成一条可教学的完整产线——这也是软硬件分开采购项目的常见做法。

院校实训室和企业展厅用的是同一套系统吗?

是同一套代码。Desk(桌面级实训单元)、Show(展厅级微缩产线)、Base(产教融合基地包)三档 SKU 的差别由本地授权文件的模块开关裁剪,不是三套分支代码,低配升级高配不需要重新实施。

软著与首版次申报会审查代码自主性,CrossLab 能过吗?

CrossLab 为自研平台,第三方依赖逐项登记许可证并定期复核,明确排除 AGPL、GPL 等传染性许可证组件,满足软著与首版次申报对代码来源与自主性的审查要求。

怎么试用 CrossLab?

打开在线演示环境,用页面提供的教师或学生演示账号即可体验仿真产线:排产下发、任务流转、设备状态看板、SPC 质量分析与教学实验全流程。演示环境每日凌晨自动重置。

Guides

建设指南 · 白话版

写给正在做方案的人:不吹功能,只讲怎么少踩坑。

适合聊一聊的几种情况

  • • 正在筹建智能制造 / 工业互联网实训室,需要软件与硬件分开采购
  • • 已有微缩产线或实训设备,但缺一套把它们串起来的上层系统
  • • 企业创新中心 / 赋能中心需要一条可对外展示的示范线
  • • 申报产教融合基地,需要成体系的课程与考核载体
  • • 现有系统是几年前的定制品,改一处动全身

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