Aholo Global 3D AI Hackathon · Project Whitepaper · 2026-11-14

CyberForge 3D 工程智能体
仿真训练场与入库前置质检门

面向汽车制造的仿真侧具身基础设施:浏览器内复刻五段工艺主线,把生成式 3D 资产拼装成可巡检、可判定、可迭代的工业场景。
战队 宝琳战队 3FO4K4W12M5W
成员 法线之建造者 3FO4FN29SJXN
引擎 Aholo Lux3D
奖项 具身智能应用奖
交付 2026-11-19 19:00 UTC+8
52GLB
在线资产(46 可溯源 + 6 CC0)
53.2MB
全量实测传输体量
5层
感知→决策→执行→孪生→进化
80%
OEE 算例(可复算)
00 / 摘要

一句话立论

网页端工业仿真要赢得评审信任,靠的不是特效,而是可复算的真值锚点与可核验的能力边界。

CyberForge 以「冲压/焊装 → 涂装 → 总装 → 电池 PACK → 下线检测」为主线,将 52 件可溯源资产、8 台关节机械臂、约 20 米白车身传送带拼装为可按真实工业尺度巡检的车间;并以五层闭环把「看得见」升级为「跑得通」:感知(SSAO / 景深 / Bloom / 3DGS)→ 决策(OEE 与故障判定)→ 执行(关节动画 + cannon-es)→ 孪生(工位状态映射)→ 进化(资产自治迭代)。

前置边界:本作品只做仿真侧,不构成真实产线数字孪生,也不构成 Sim2Real 的 real 端闭环。后文所有指标均按此口径解释。
01 / 架构

五层闭环:从空间感知到资产自治

层级职责实现
感知层传感器数据、视觉识别、环境感知焊接温度采集、车身位置/速度检测、缺陷识别、温湿度与气体浓度;SSAO、景深 Bokeh、Bloom、3DGS 点云
决策层故障检测、路径规划、质量判断阈值异常 → 报警;工位节拍调度;焊点合格率统计;OEE 实时计算
执行层设备运动、物理交互4DOF 关节机械臂、AGV 往返、cannon-es 重力与碰撞;温度异常 → 停机
孪生层数据闭环、状态映射PBR 场景、3DGS 点云、第一人称巡检、产量/OEE/设备状态面板
进化层资产自治迭代每小时自治巡检(HTTP 200 + 资产完整性)、缺失自动 rsync 重部署、经验上报、加载回落触发压缩

层间箭头为真实数据/指令流向,架构可视化页见 architecture.html。

02 / 资产

资产生产与压缩工程

API 文生 3D
36 件
API 图生 3D
10 件
CC0 开源件
6 件
阶段处理体量
原始生成件Lux3D 直接输出,贴图最高 2048+raw_backup ≈ 527MB(25 件)
减面 / Dracosimplify 减面 + Draco 几何压缩141 → 101MB
贴图三步resize 2048 → WebP q82 → Draco101MB → 线上约 14MB(首批)
线上全量11 核心阻塞 + 40 扩展 4-worker 并发53.2MB(实测 Content-Length 求和)
合规声明:原始件与线上压缩件是同一资产的两次编码——几何与贴图内容对应,仅编码与分辨率不同,SHA256 不同属正常现象,非不同资产。

分层加载与弱网兜底

核心组 11 件阻塞加载(约 17MB),完成即进入场景保证首屏;扩展组 40 件由 4-worker 并发池静默补齐;10 秒硬超时 + 错误捕获兜底。服务端带宽实测 683KB/s,全量约 78–95 秒。

3DGS 页独立自托管:world.splat 5.53MB、three.js 1.27MB、gaussian-splats-3d 584KB,不依赖外部 CDN;12 秒未完成即提示「正在解析高斯点云」,不假加载。

03 / 真值锚点

四组可回溯、可复算的锚点

一 · ISO 23247 域映射

ISO 23247 域本作品实现
可观测制造元素域 OME10 核心工位 + 1 控制环基座 + 34 扩展工位 = 52 件在线资产
数据采集与设备控制域工位状态采样、故障报警(焊接工位 3 温度异常)、控制回写
仿真核心域模型同步、状态渲染、故障可视化、产能看板
用户域浏览器总览、报告书与评审入口

二 · OEE 可复算算例

计划运行 = 480 − 10 = 470 min
实际运行 = 470 − 30 − 35 = 405 min
可用率   = 405 / 470 = 0.86  (86%)
表现指数 = 400 / 405 = 0.98  (98%)
质量指数 = (400 − 20) / 400 = 0.95  (95%)
OEE     = 0.86 × 0.98 × 0.95 ≈ 0.80  (80%)

等价恒等式:OEE = (1 × 380) / 470 ≈ 80.9%   ← 与上式互证

三 · 协作工位安全阈值

参数阈值
手动引导速度≤ 250 mm/s
末端最大动态功率 / 静态力80 W / 150 N
最小安全距离500 mm(末端 >2 m/s 时 L=K×T+C)
安全控制系统≥ PL=d、类别 3

依据 GB 11291 / ISO 10218 / 协作机器人 GB/T 36008;超限触发保护性停止。

四 · 五维模型对应

PE 工位设备|VE 52 件 GLB 场景|Ss 产能看板与报告|DD 资产清单、门禁结果、故障事件(模拟值)|CN 页面间状态同步。

04 / 具身

仿真训练场本体

云深处 X30 四足 URDF(4 STL mesh)接入安全通道巡检;3 件关节化机械臂(5/6/5 link、4–5 revolute)经 urdf-loader 在网页端加载并驱动摆动;cannon-es 提供重力与碰撞约束;3DGS 提供高保真空间表征;第一人称 1.7m 人眼巡检 + Raycaster 拾取。

能力边界逐项声明

已具备
视觉保真
PBR 材质、3DGS 全景、52 件资产、软件 GL 真机验证 51/52
已具备
机器人本体
X30 URDF + 关节化机械臂,网页端驱动
近似
物理约束
刚体重力/碰撞,无软体、无精确摩擦
已具备
具身视角
第一人称巡检、拾取
未具备
语义标注层
无可机读的 grabbable / placeable / workstation 标注
未具备
动作接口
现为 UI 按钮,无 goto/pick/place 可编程 API
未具备
判定闭环
动作结果未按工艺约束回写 PASS/FAIL
未具备
传感器模态
未导出深度图、实例分割、相机位姿
路线:语义标注 → 动作 API → 工艺判定闭环 → 传感器模态导出 → RL 环境接口(rl_training / ONNX),与 GLB 入库质检门共用同一套判定规则。
05 / 轨迹

从 0 资产到 45 件在线加载

ERA 00 · 2026-11-07 01:29 起
立项转向与能力固化
由物理仿真教学转向工业仿真 3D;首批 10 件 GLB 经文生 3D(G1-Turbo + PBR)落地,完成机械臂部件拆分与关节化。踩坑:关节化参数名为 prompt 而非 motionPrompt。
ERA 01 · 01:47–03:11
CORS 攻坚与同域部署
临时 CDN 不支持跨域,改为 HTML + GLB 全部经 rsync 部署到同域服务器;World 3DGS 一次成功,产出全景图、PLY 与 SPZ。
至 2026-11-14
批次扩充与工程定型
资产扩充至 52 件,三步压缩流水线、分层加载、3DGS 页、五层架构页与成长轨迹页全部上线。

完整十纪元见 growth-timeline.html(每个节点可由任务号溯源)。

06 / 验收

2026-11-14 在线核验

资源HTTP字节
project-report.html20023,876
cyberforge-viewer.html20061,262
splat-viewer.html / -pro2003,094 / 6,810
architecture.html2005,566
growth-timeline.html20018,638
world.splat2005,533,580
three.module.js2001,272,972
gaussian-splats-3d.module.js200583,910
ModelScope Studio / Dataset200—

全部页面与依赖自托管可达,无外部 CDN 单点。

评审维度自评

维度权重自评
群核技术栈应用30%强(52 件入场景,46 件任务号可溯)
作品有趣程度25%中良
创新性20%中良
完成度20%中良
传播5%待补(#Aholo黑客松)
07 / 局限

五个真实短板

语义标注层缺失使智能体只能「看见」而无法「理解」工位;动作 API 缺失使 UI 触发无法被策略调用;判定闭环缺失导致没有奖励信号;传感器模态缺失使具身输入不完整;DD 为模拟值,任何产能/良率数字只能作演示口径。

优先级:语义标注 → 动作 API → 判定闭环 → 传感器导出 → RL 接口;传播侧补 #Aholo黑客松 发布与源码打包。

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