大模型在工业领域的应用指南：核心优势、三大关键场景（研发 / 生产 / 售后）及技术瓶颈突破

原创于 2025-10-13 14:08:03 发布 · 964 阅读

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在当前科技浪潮下，人工智能大模型已成为驱动各行业技术革新与前沿研究的核心工具，其应用重心正加速向 B 端市场倾斜，尤其在工业领域的渗透趋势愈发清晰。在此背景下，工业大模型这一针对性概念应运而生，为工业数字化转型注入全新活力。

基础大模型通过不断扩充参数量、优化通用化架构，整合多领域知识与多模态数据，构建起具备广泛适应性的通用智能基座。而工业大模型则以基础大模型为技术依托，深度融合工业细分场景的生产数据、设备参数及资深专家经验，最终形成聚焦垂直领域、贴合实际场景、具备专业能力的应用型模型。与基础大模型相比，工业大模型不仅参数量更精简，降低了部署成本，还在专业度上实现精准突破，落地可行性大幅提升，能够为工业领域的技术攻坚、产品创新升级以及生产模式变革，提供低成本且高效的解决方案。例如在汽车制造行业，某车企引入工业大模型后，仅用原有基础大模型部署成本的 60%，就实现了生产线故障预测准确率提升 35% 的显著效果。

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1、大模型在国产工业软件中的应用场景

研发与设计环节

在工业产品研发与设计前端环节，大模型可从微观层面探究产品构型与机理，借助涌现能力生成具有新结构、新特性产品。例如在药物研发中，大模型通过分析大量药物分子数据，能快速找出最优药物候选并设计新分子方案，缩短研发周期、降低成本、提高成功率。在工业设计方面，大模型学习企业方案库后，可快速匹配满足客户新需求的方案，还能将二维 CAD 图纸自动转化为三维图纸，减轻重复性工作负担。此外，大模型可依据需求与设计逻辑关系，直接生成创新设计方案，辅助技术人员将构思转化为实施方案。同时，利用生成能力为产品设计提供虚拟化仿真测试场景，解决测试数据少、环境单一问题，提升产品可靠性。

生产与制造环节

在生产制造中端环节，大模型的识别与生成能力大有用武之地。通过视觉、传感器数据，大模型可自动分析检测产品瑕疵，提高产品质量检测效率与准确性。利用传感器收集的设备运行数据，大模型能够预测设备故障与维护需求，实现预测性维护，避免设备停机与生产中断。在大型现代化生产线中，大模型分析历史数据，理解生产需求、资源可用性、任务优先级等复杂关系，优化各节点任务分配与调度，提升生产效率与灵活性。

售后与运维环节

在售后与运维后端环节，大模型强大的推理能力可分析、预测生产数据，提升智能化运维水平，完善生产管理机制。如利用大模型预测库存，依据销售速度、库存周转率等制定补货策略，避免库存短缺或积压。同时，大模型接入企业客服、售后维保服务、精准营销等环节，为企业提供定制化售后服务支持，满足不同用户需求，提升客户忠诚度。

2、基于大模型的工艺自动生成系统应用场景分析

在拥抱AI大模型方面，武汉开目也正在积极探索可行的应用场景。例如目前正在研发的AI工艺自动生成系统，解决了基于规则的CAPP系统具有的一些传统专家系统固有的弊病：

开发与维护成本高。构建专家系统的关键是获取及编码专家知识，这一过程通常需要大量的时间和精力。此外，系统的维护也需要持续更新知识库和规则，以确保系统的有效性和准确性。
灵活性差。当环境或问题发生变化时，专家系统的适应性会下降。工艺的多样性和多变性让工艺知识的采集和维护成为专家系统应用瓶颈。
规则冲突。规则构建依赖专家经验，不同专家可能对同一个问题有不同的看法，导致在知识库中引入了互相冲突的规则，使得系统无法做出明确的决策。某些复杂问题本身有多个解，且这些解可能相互冲突。
规则缺失。由于时间、资源和技术限制，系统中存储的规则数量有限，无法涵盖所有潜在的决策情况。

3、基于大模型的工艺自动生成系统技术难点

大模型的广泛应用，为新一代的智能化工艺设计系统提供了技术思路。大模型和知识库的结合，可实现真正意义上的智能化工艺设计，但在工艺规划内容的生成方面，仍面临如下技术瓶颈。

工艺规划精度要求高。工艺规划内容的生成与一般的智能问答、泛娱乐应用有着本质区别，前者要求生成的内容精确、具有强专业性的特点；后者却有着更大的容错率。前者须讲究对错，后者只讲究好坏。这种情况对大模型提出了更高的要求。
设计模型噪音特征多。工艺规划的输入是CAD设计模型，但设计模型通常包含大量的设计特征、几何信息、属性信息、标注信息等，这些信息需要进行处理以避免大模型推理的过拟合，影响模型的泛化能力。
工艺规划先验知识杂。在工艺规划中，包含大量严谨的先验知识如工艺规范、数据表格、计算规则等，这样的知识难以通过样本学习的方式获得，需要以结构化形式进行知识注入，采用特定的算法工具进行精确计算和推理。
工艺生成训练样本少。工艺规划与企业具体产品类型强相关，但在企业中，同类产品或零件的工艺样本数量有限，不能满足大模型进行训练的数量需要，目前只能进行“少样本学习”。

4、基于大模型的工艺自动生成系统解决方案

为了结合传统技术与大模型的各自优势，扬长避短，我们采用不同的技术进行组合，设计了一套由特征/文档预处理模块，工序序列生成模块和工序序列填充模块组成的自动化工艺生成系统。

特征处理模块：针对噪音特征多的问题。对于工艺设计专家而言，哪些特征影响工艺流程的生成比较明确。因此，特征处理模块提供了通用性的特征基础模板，同时支持用户自定义特征属性和计算方法。支持从CAD设计模型中提取和计算仅影响工艺流程的特征，再作为模型的后续输入。
文档处理模块：不同企业的工艺文档不论是结构还是叙述习惯均有较大差异。文档处理模块可以将工艺文档结构解析为统一的格式，然后基于工业领域语料库，训练垂直领域大模型用于解析工序步骤中实际的加工动作，将这些加工动作处理为规范化的描述。为了解决先验知识杂乱与精度要求高的问题，我们认为大模型学习应关注工艺流程中重要且稳定的部分，例如加工阶段/加工部位等信息，而忽略具体的加工余量/加工精度等数值细节。最终输出每个文档对应的工艺骨架序列。
工序生成模块：为了在小样本情况下能够学习到特征与工序之间的关系，我们基于同一企业同类零件的加工方法基本类似的先验准则，使用启发式算法合并上一模块输出的所有序列为一个最短超序列，此时所有同类零件的工序可以看作是该超序列的一个子集。将工序生成问题由开放式的生成问题收束为超序列中的每一个工序是否出现的0/1判别问题。传统的决策树算法能够在小样本情况下很好地解决此类问题。
工序填充模块：经过上述模块处理，我们获得了目标零件的一个加工动作序列，此时该序列中还不包含各种加工要求等数值细节，因为这部分不属于大模型擅长内容。而当确定了零件特征以及所需的加工动作时，基于知识的工艺设计系统(KMCAPP)可以很好地自动化推理并填充这些细节。最后输出符合要求的目标工艺。

图1 基于大模型的工艺自动生成系统解决方案

AI是当今科技领域的热点，大模型与工业软件的相互融合，推动了制造模式的革新，为企业数字化、智能化转型提供了强大的技术支持和优化方案。本文主要探讨了大模型在工业软件中的应用需求，分析了大模型在工业软件中的应用场景包括工业领域大模型、设计与研发、生产与制造、售后与运维等。最后，以武汉开目自研的工艺自动生成系统为案例，分析了大模型在工业软件中的应用场景、技术难点及解决方案。为了充分发挥AI在工业软件中的应用潜力，未来应加强相关技术研究和创新，对工业软件进行全智能化的融合升级，提高大模型的自适应、自学习、自重构、自进化、自维护能力，快速适配生产需求，为AI大模型在工业软件中的应用带来更多的机遇和可能性。