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工业智能化的新动力,探索工业大模型如何重塑制造业的未来。 核心内容: 1. 工业大模型作为工业智能化的核心驱动力 2. 技术演进:通用到垂直的范式跃迁 3. 八大技术突破及工业大模型的未来展望
前言:工业智能化的新引擎
在工业 4.0 与数字化转型的浪潮中,人工智能技术正从消费互联网的“轻应用”向工业领域的“重场景”渗透。工业大模型作为这一进程的核心驱动力,正在重塑制造业的生产逻辑与价值链条。工业大模型不仅是技术迭代的产物,更是工业数智化转型的“银弹”,它通过融合通用人工智能与垂直行业知识,实现了从数据驱动到智能决策的跨越式升级。工业大模型作为智能制造的新基座,正以其强大的技术实力和广泛的应用前景,引领着工业智能化的未来。
技术演进:从通用到垂直的范式跃迁
1、八大技术突破奠定基础
工业大模型的发展得益于多项关键技术的突破与融合。其中,Transformer架构的出现是工业大模型技术演进的重要里程碑。随着技术的不断进步,工业大模型的参数规模也日益庞大,预计到2025年,参数量将突破10万亿。如此庞大的参数规模为模型提供了更强大的表征能力和更广泛的知识覆盖范围,使其能够处理更加复杂和多样化的工业任务。2025 年 1 月DeepSeek-R1&V3 的开源,更是开源精神在大模型领域的重要体现,其在算法革新、自主安全可控算力平台搭建等方面的探索,为工业大模型发展提供了新的思路和方向。多模态技术的融合,从Sora到World Model的演进,以及CoT、Agent和MAS等创新,使得工业大模型在逻辑推理、自主决策等方面的能力得到了显著提升,其中需要重点提及的几项关键技术如下:
1)Transformer架构的革命性影响:Transformer 架构通过自注意力机制实现对长序列数据的高效处理,为工业时序数据(如设备振动信号、工艺参数流)的建模提供了新范式。这种架构使得模型能够更精准地捕捉复杂工业数据中的长距离依赖关系,为后续的分析和预测提供了更强大的基础。
2)万亿级参数规模与多模态融合:GPT-5 预计在 2025 年突破 10 万亿参数。结合视觉、文本、传感器数据的多模态学习能力,使模型能够理解复杂工业场景中的多维信息关联。例如,在智能工厂中,通过多模态数据融合,模型可以同时分析设备的运行参数、图像数据和文本日志,从而更全面地感知和理解生产过程。
3)CoT推理与 Agent 协同:通过思维链推理提升逻辑决策的可解释性,配合多智能体系统(MAS)实现车间级任务分配与动态优化。这种技术突破使得工业大模型不仅能够做出决策,还能解释决策的依据,增强了模型在复杂工业环境中的适用性和可信度。
正是这些技术的突破使得工业大模型从实验室走向车间走向工厂,带来了工业大模型落地和应用的可能性。
2、垂直领域的知识迁移创新
大模型技术的突破带来工业领域的巨大想象空间,而与具体工业垂直领域的结合才是工业大模型落地生根的核心,基于这样的技术能力,结合工业场景的强专业性与碎片化特征,催生了“通用大模型 + 领域适配”的混合架构。
比如,如RAG增强检索技术,其在具体行业的质量检测中,大模型通过检索历史工艺数据库,快速匹配相似缺陷案例,将诊断时间缩短 60%。这种技术使得模型能够更好地利用行业知识,提升特定场景下的应用效果。
再比如具身智能的落地,工厂被抽象为“具身机器人”,通过感知 - 认知 - 执行闭环,实现从单机控制到全厂协同的升级,通过设备感知工厂运行情况,利用大模型进行世界模拟和认知,最后由系统规划终端执行任务,推动工厂向自主智能、具身智能和生成式智能方向发展。
应用实践:从单点突破到全链重构
1、价值场景的深度挖掘
自2003年开始,我便开始深入各个具体业务中,致力于打造过工业大模型赋能工业全流程,根据我的观察和实践,工业大模型的应用实践可以涵盖了工业制造的各个环节,从生产、设计到服务、管理,为工业企业的智能化转型提供了全方位的支持:
在生产环节,工业大模型能够实现生产过程的智能化优化。通过对生产数据的实时分析和预测,模型可以自动调整生产参数,优化生产流程,提高生产效率和产品质量。例如,在钢铁生产中,工业大模型可以根据原材料的成分、设备的运行状态以及市场需求等因素,动态调整生产计划和工艺参数,实现智能化的生产调度。
在设计环节,工业大模型能够加速产品设计的创新和优化。通过模拟和分析各种设计方案的性能和成本,模型可以帮助设计师快速找到最优的设计方案,缩短产品开发周期,降低开发成本。例如,在汽车设计中,工业大模型可以模拟车辆在不同工况下的性能表现,为设计师提供数据支持,帮助其优化车辆的结构和性能。
在服务环节,工业大模型能够提升售后服务的质量和效率。通过对设备运行数据的实时监测和分析,模型可以提前预测设备故障,及时安排维修保养,减少设备停机时间,提高客户满意度。例如,在装备制造业中,工业大模型可以为客户提供远程设备监控和故障诊断服务,实现智能化的售后服务。
在管理环节,工业大模型能够为企业提供智能化的决策支持。通过对市场数据、生产数据、销售数据等多源数据的综合分析,模型可以为企业提供精准的市场预测、生产计划和资源分配建议,帮助企业优化管理决策,提升企业的竞争力。
需要注意的是,工业大模型的落地实施需要按照“点-线-面-体”的路径去开展,这样才能实现“场景-模型-价值”的闭环。
2、智能工厂的范式革命
传统自动化工厂的“刚性生产”模式,正在被具身智能工厂的“认知柔性”颠覆,在工业领域,自主智能工厂、具身智能工厂和生成式智能工厂的演进过程体现了工业AI大模型与其他工业技术的深度融合,这种融合是实现智能制造升级的关键。
自主智能工厂是工业AI大模型应用的初级阶段。在此阶段,工业AI大模型主要依赖于底层控制技术,通过预训练和强化学习(RLHF)实现对生产设备和流程的自动化控制。例如,通过机器学习算法优化生产参数,实现机器换人、AOI免复判等功能。同时,能源管理系统(TEM)的导入也体现了AI大模型在节能降耗方面的应用,通过数据分析和预测实现设备能耗的优化。这些技术的应用使得工厂能够快速见效,投入回报周期短,且成本较低。
具身智能工厂是自主智能工厂的升级版。在这一阶段,工业AI大模型不仅需要预训练和强化学习,还需要与具身智能技术相结合。具身智能强调“眼脑手脚”的一体化,即通过全息感知、信息推理和分布式边缘计算,使工厂具备类似人类的感知和决策能力。通过多模态数据融合,将视觉、听觉、触觉等多种感知数据整合到AI大模型中, 构建工厂的世界模型,实现对生产环境的全面感知。同时,具身智能工厂还需要通过工艺流程Agent的建设,实现智慧柔性产线的优化,提升生产效率和资源利用率。
生成式智能工厂则是工业AI大模型发展的高级阶段。在这一阶段,AI大模型不仅需要具备预训练和强化学习的能力,还需要与生成式技术相结合。例如,AIfor Engineer技术使机器人具备自设计能力,能够根据生产需求生成新的工艺流程和设备设计。跨体具身智能控制算法则通过大模型的CoT推理,实现对复杂生产系统的协同控制。此外,生成式智能工厂还需要通过产业链与工厂GOT生成,实现工厂精益生产目标与产业链的优化整合。
挑战与对策:破局工业落地的“三重门”
困难与挑战:
工业数智化转型已成为不可阻挡的趋势,但寻找转型的 “银弹” 并非易事。在传统的工业数智化的转型过程中,工业自动化、信息化、大数据都是转型的关键要素,本身就存在一些困难和挑战,如果再结合当今大模型的发展,包括技术和实施方面的挑战或许会更大。以下仅列出几项具体挑战:
1、自然语言交流、编程和调用在工业场景中存在较高难度。工业领域专业术语复杂,操作指令严格,要求模型具备精准理解和执行能力。逻辑推理方面,工业生产涉及大量因果关系判断,模型一旦出现偏差,可能导致严重后果。例如在化工生产中,对反应条件和产品质量关系的错误判断,会影响产品品质甚至引发安全事故。
2、工业大模型需要融合专业知识和技能、信息化知识,具备强大的行业知识迁移能力。此外,机器人自动编程、专用设备操作技能以及具身智能装备和具身智能工厂的发展,也对模型提出了更高要求,需要模型不仅能进行数据分析和决策,还能直接控制物理设备,实现从数字世界到物理世界的精准映射。
3、除技术挑战外,工业大模型还面临实施挑战。数据是大模型的 “燃料”,但工业数据获取难度大,高质量、多元化且覆盖多种应用场景的数据难以获得。数据不确定性和因果关系判断问题会导致训练和结论偏差,影响模型准确性和可靠性。
总之,工业数据、专业知识和模型可用性,我称之为工业大模型落地实践的“三重门”,具体包括行业专业知识理解不深入,训练语料丰富度不足,以及行业垂直模型构建对数据资源规模和品质的苛刻要求等,都制约着工业大模型发展。此外,算力资源需求高、硬件成本投入大,且我国数据和算力资源集中度不足,这些都成为工业大模型落地的阻碍。
破局与方案:
面对重重挑战,工业大模型在实际应用中需要不断探索和实践,并形成有效的解决方案,结合我们过去在工业纵深的技术融合以及在垂直领域的实践,并在多个领域取得了部分实践成果,在此给出一些具体建议,具体如下:
1、在应用策略上,从具体应用场景出发,采用通用大模型 + RAG(检索增强生成)+Agent的组合模式是一种可行思路。通用大模型提供基础的语言理解和生成能力,RAG 技术通过检索外部知识数据库,为模型生成的内容提供可靠依据,增强回答的准确性和可解释性,Agent 则负责与外部环境交互,执行具体任务,解决用户的实际业务问题,目前我们积累的图纸工艺大模型、生成物料齐套大模型、售后服务大模型和工业知识大模型等均采用此类组合模式,取得的效果非常明显。
2、以赋能用户共性价值场景为核心,在通用大模型基础上训练工业垂直领域大模型,能够更好地满足不同行业的特定需求。比如在汽车制造行业,针对汽车设计、生产流程优化、质量检测等环节训练的垂直模型,可以大幅提升汽车生产的效率和质量。
3、通过融合工业互联网平台,实现大小模型协同,构建工业具身大模型体系,是工业大模型发展的重要方向。我们打造的端边云一体化架构为构建智能工厂的 “三元大脑” 提供了技术支撑,端侧打造小模型,打造“设备脑”,具备设备层面的基于大模型技术的自主决策和反馈,实现自主智能,产线或工厂打造“网络脑”,具备产线层面的基于大模型技术的协同与优化,实现协同智能,工厂打造“工厂脑”,具备工厂层面的基于大模型技术的无人工厂和智能工厂,实现群体智能,此外,还有产业链层面的“产业脑”,实现整个产业链的优化、决策与全面智能。
未来图景:构建工业智能新生态
随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展,工业大模型将迎来更加广阔的发展前景。未来,工业大模型将朝着智能化、一体化、生态化的方向发展。
1、更强智能化:实现自主决策与优化
未来的工业大模型将具备更强的自主决策和优化能力,能够根据实时数据和环境变化自动调整生产计划、工艺参数和设备运行状态,实现智能化的生产运营。同时,模型还将能够通过自我学习和进化,不断提升自身的性能和能力,为企业提供更加精准、高效的智能化服务。
2、融合一体化:构建端边云一体化架构
端边云一体化架构将成为未来工业大模型的重要发展方向。通过将模型部署在设备端、边缘端和云端,实现数据的实时处理和协同优化,可以充分发挥各端的优势,提高系统的响应速度和运行效率。在智能工厂中,设备端的模型可以实时处理设备运行数据,实现设备的自主控制;边缘端的模型可以对车间级的数据进行分析和优化,实现生产过程的智能化调度;云端的模型则可以对工厂级的数据进行综合分析和决策,实现企业的智能化管理。
3、系统生态化:打造工业智能化生态系统
结语:走向工业智能的“觉醒时代”
工业大模型不仅是技术工具,更是重塑制造业底层逻辑的战略性力量。它正在将工厂从“机械执行体”转化为“认知生命体”,推动制造业进入“数据定义生产、智能驱动价值”的新纪元。然而,这场变革需要技术开发者、工业企业与政策制定者的共同探索——唯有打破数据孤岛、构建开放生态、培育跨界人才,才能真正释放工业大模型的潜能。未来,随着 World Model 等技术的成熟,工业系统或将具备“预见性智能”,在需求波动与供应链危机中实现“先验决策”。这不仅是我们工业大模型领域先行者的愿景,更是全球制造业迈向高质量发展的必由之路,让我们共同开启工业智能的“觉醒时代”!
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