TL;DR:
当AI大模型在数字世界高歌猛进之际,工业制造这一关乎国计民生的“深水区”却因其对安全性、精度及复杂时序数据的严苛要求而面临核心场景落地挑战。然而,在国家“AI+行动”与企业内生增效需求的双重驱动下,以时间序列大模型为代表的专精技术正率先在流程工业领域取得突破,预示着传统工业控制架构的颠覆性变革,并将加速中国制造业向全球“智造强国”迈进。
当前,人工智能大模型技术正以惊人的速度渗透各行各业,形成泾渭分明的“冷热之局”。在内容创作、客户服务、编程辅助等数字世界领域,大语言模型(LLM)的应用已是如火如荼,其对AI输出的“幻觉”和准确性容忍度相对较高,使得这些场景迅速成为AI应用落地的先锋。然而,当我们审视那些深度嵌入国民经济命脉、关乎国家能源安全和国计民生的工业制造领域,大模型的落地应用却显得颇为冷清,仿佛置身于一片AI的“深水区”。
工业AI的“深水区”挑战:时序数据与物理世界的复杂交织
工业制造领域的特殊性,决定了其对AI技术有着截然不同的需求和更为严苛的标准。这片“深水区”的难点,远超表面现象。
首先,是技术本质的天然错配。当下流行的大语言模型(LLM)本质上是基于海量文本训练的自回归模型,擅长理解上下文、生成连贯文本。而工业核心场景,尤其是流程工业,则高度依赖_时序数据_,强调时间的不可逆性与观测值之间的_强因果约束_。例如,石化、化工等流程工业生产环节常伴随高温、高压、易燃、易爆等高风险特性,对模型的安全性、精准性、时效性、泛化能力及容错率都有着极限要求。一旦模型产生“幻觉”,轻则干扰正常生产,重则可能_引发严重安全事故_,这无疑迟滞了LLM在工业核心场景的推进步伐。1
其次,数据隐私与可解释性是横亘在工业核心场景前的另一道鸿沟。许多关乎企业核心竞争力的敏感工艺场景,其知识与数据被视为企业命脉,为了确保保密性,往往进行数据隐蔽性处理,甚至建成“黑匣子工程”。在AI技术可解释性尚待进一步明确的当下,企业对将核心知识开放给大模型心存疑虑。1
再者,工业制造场景存在需求复杂且场景零碎的挑战。中国规模以上工业企业数量庞大(截至今年1月达51.2万家),覆盖41个工业大类、666个工业小类,智能化基础参差不齐,生产过程千差万别。这使得模型的泛化能力面临考验,一旦落地不同场景,往往需要定制开发,导致落地成本飙升,不利于规模化推广。1
战略破局:政策驱动与内生需求双轮驱动
尽管工业AI在核心场景推进面临重重挑战,但其在工业领域的价值已形成广泛共识。尤其是在中国从工业大国向工业强国转型的宏大背景下,AI等智能化技术被寄予厚望。
一方面,内生需求是推动工业AI深化的核心动力。过去几年,工业制造企业普遍面临外部环境不确定、生产经营压力大、产品利润率持续承压的挑战。统计数据显示,国内规模以上工业企业的营收利润率连续几年呈现降低趋势。1 在此背景下,企业迫切希望能在安全、质量、低碳、效益等工业核心价值场景,依靠技术创新实现跨越式发展。工业AI因其更全的场景覆盖度和更强的全局优化能力,被视为解决这些_沉疴顽疾_最具确定性的技术突破口。例如,传统质量管理受限于在线分析设备表征能力不足和取样化验反馈滞后(通常2-3小时),难以实现全流程质量管控,导致原材料和人力浪费。AI的介入有望彻底改变这一局面。
另一方面,宏观政策为工业AI的加速落地提供了强劲的外部驱动力。我国工业增加值占GDP比重约为30%,在全球制造业中的占比已达28%1,其智能化升级对于大国竞争的战略主动具有决定性意义。去年政府工作报告明确提出“开展‘人工智能+’行动”,今年国资委更强调中央企业要抓住人工智能产业发展的战略窗口期,推动“AI+”专项行动。央国企在政策引导下,正成为工业大模型应用落地的主要力量,其务实的目标直指解决生产企业的核心场景和核心问题,这为AI挺进工业核心领域提供了新的历史机遇。1
时间序列大模型:破解工业核心场景的钥匙
面对LLM与工业时序数据的天然错配,以_时间序列大模型_为代表的工业AI技术路线,正成为破解“深水区”难题的关键钥匙。流程工业的生产装置24小时不间断运转,无时无刻不在产生海量时序数据。如何从这些数据中挖掘装置的运行规律和潜在特征,是工业智能化升级的核心。
中控技术作为流程工业自动化领域的领军企业,以其自主研发的**时间序列大模型TPT(Time-series Pre-trained Transformer)**脱颖而出。其成功突破,并非偶然,而是深厚工业积累与前瞻技术路线的完美结合。
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深厚积累与数据基座: 中控技术深耕流程工业三十余年,服务全球3.5万多家客户,累计部署逾10万套工业控制系统(DCS),汇聚了约1亿个I/O点。1 这些DCS系统不仅是数据集成和知识汇集的载体,更成为AI时代企业在安全、质量、低碳、效益等方面大模型应用不可或缺的“燃料”。 这种庞大的工业数据资源库,构成了TPT模型训练和优化的独特优势。
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技术路线的本质契合: 相比语言或视觉模型,中控技术选择的时间序列大模型TPT更贴合工业生产的本质特点。它能够深度挖掘工艺过程与质量数据的内在关联规律,实现_全过程质量软测量_。这意味着可以显著降低传统化验成本和频次,更能在生产质量波动时提前预测并调整操作参数,大幅提升产品质量和运行效率。1
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DCS与大模型的协同: 在工业AI推动智能制造架构变革的背景下,工业控制系统依然是实施工业AI技术的关键硬件基础。中控技术的DCS作为运行数据基座,与TPT时间序列大模型形成了_“大模型相当于装置大脑,DCS如同手脚”_的协同效应。DCS获取的海量工业场景运行数据,驱动AI技术在安全监管、质量管控、设备预测性维护、能碳优化、生产调优等关键领域广泛应用,全面提升装置自主运行能力。1
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场景价值的初步验证: TPT大模型已在炼化企业和大化工领域的核心场景实现落地应用。例如,在炼化企业,TPT能全面覆盖常减压、乙烯裂解等核心装置,同时完成_质量预测、异常预警、故障诊断、操作优化_。针对设备振动异常,TPT能够_提前30分钟实现超早期预警_,并自动提供故障原因分析和处置建议,大幅提升风险把控能力。1 更令人瞩目的是,在氯碱装置废水pH值控制等复杂场景中,TPT通过精准预测与控制结合,实现了pH值的闭环智能控制,将原本需要人工操作6-8小时才能完成的任务,缩短至数分钟,极大地提升了运行效率。1
据悉,中控时间序列大模型TPT近期还将推出重磅升级版本,有望在覆盖装置类型、解决工业实际问题以及模型性能方面实现全方位提升,进一步推动工业AI的规模化应用。1
产业生态重构与未来工厂图景
人工智能赋能工业制造,并非简单的技术叠加,而是一场系统性的变革,它将颠覆传统的智能制造架构与数字化转型模式,对未来工厂的智能化路径和装置形态产生持续而深远的影响。
这场变革将带来产业生态的重构。过去,工业软件厂商、自动化厂商与AI企业各自为营。未来,我们可能看到更多类似中控技术这样,从传统自动化厂商向“工业AI平台型企业”升级的案例。这种转型不仅要求对深厚工业know-how的掌握,更要求具备前沿AI技术研发与落地的能力。
市场空间也在逐步打开。Gartner预测,到2027年,中国制造业的AI使用渗透率将以10%的年复合增长率上升。1 IDC则预估,到2028年,AI+工业软件的渗透率将从2025年的9%提升至22%。1 这些数据明确指出了工业AI巨大的商业化潜力,以及资本流入的投资逻辑——谁能率先解决“深水区”的核心问题,谁就能占据未来的市场高地。
从哲学层面思考,工业AI的发展不仅仅是效率的提升,更是人与机器、物理世界与数字世界关系的一次深刻重塑。当大模型成为装置的“大脑”,DCS成为“手脚”,工厂不再仅仅是物理空间,而是具备自主决策和持续优化能力的智能生命体。这不仅将大幅降低人工操作强度,提升生产安全性,也将推动工业企业在高质量发展、低碳转型方面实现跨越式发展,最终提升中国制造业的全球竞争力,实现从工业大国向工业强国的历史性转变。
工业AI的发展必将带动相关产业链的繁荣,引领整个工业体系的智能化转型与变革。这是一条从未被彻底走过的路,充满了挑战,也蕴藏着无限可能。