ChatGPT在制造业应用的最新研究和探索

与传统的基于规则和专家知识的人工智能方法相比，近期爆火的名为 “ChatGPT”的AI模型基于文本生成的深度学习算法，在多个领域都有不错的表现，许多企业都开始尝试将 ChatGPT引入制造业。其中，全球制造业中的龙头企业西门子近日与微软达成合作，准备将ChatGPT运用在工业领域，打算借助 ChatGPT 以及其它 Azure AI 服务来增强西门子的工业自动化工程解决方案，包括工程设计团队如何使用自然语言输入生成 PLC 代码，从而减少时间成本并降低错误率。这一举动代表着人工智能技术在制造业中的应用越来越成熟，包括自然语言处理在内的AI技术正逐渐走向制造业本身，而头部企业的引领势必会使更多企业在数字化转型路上得到方向指引。

01

ChatGPT在工业自动化领域的探索

PLC(Programmable Logic Controller)，全称可编程控制器，相当于微型计算机，通过接收指令控制各种类型的机械或生产过程，是制造业在工业自动化时代进行转型升级的核心设备，其应用领域涵盖了整个工业自动化过程的方方面面。

PLC在制造业中的应用领域

（数据来源：MIR 睿工业根据公开资料整理）

ChatGPT与专业的PLC编程人员比，优势在什么地方呢？为何西门子选择PLC编程作为ChatGPT与工业自动化结合的突破口呢？

首先我们先来对PLC编程进行一个简单的了解，假设我们要控制一盏台灯在按下按钮后亮起来，再按一次灯就会熄灭，这时用PLC编写一个控制灯的程序就可以实现这个功能。

PLC编程主要步骤

（数据来源：MIR 睿工业根据公开资料整理）

如上图所示，PLC编程是为了让PLC可以根据输入的信息或控制指令去执行对应的控制和操作任务，也就是由过程状态控制向过程操作控制。ChatGPT自横空出世以来，各行各业对其褒贬不一，但其背后的巨型数据库以及强大的学习算法是不可否认的。早在两家公司公开合作之前，一些业内用户就曾尝试过利用ChatGPT生成PLC代码，发现目前ChatGPT已经能够进行简单的代码编写，随后我们也进行测试，让ChatGPT用梯形语言生成西门子的S7-200PLC的程序，效果如下。

ChatGPT不仅根据指令写出了完整的逻辑结构，而且还在最后给了用户提示：需要根据不同需求进行更改。虽然问题比较简单，但ChatGPT回答的速度很快，写出的程序结果也是我们所需要的，这说明ChatGPT是具有PLC编程能力的一款AI。根据西门子和微软的理想成果，未来ChatGPT在PLC编程上能够实现根据自然语言生成PLC代码，并且只需对其生成的程序进行检查测试，节省编写时间，并大大降低代码错误概率，节省代码修改时间。

在工业生产中，PLC编程是一项非常重要的工作。但是，目前PLC编程的软件相互不兼容，不同的厂商所使用的软件也不同，因此相互之间无法直接进行通信，这使得编程这项工作变得非常繁琐且费时费力。这种软件不兼容的问题已经成为许多PLC编程工程师面对的挑战之一。具体表现为PLC编程工程师需要在不同的软件平台之间转换，需要额外的配置和接口工具来实现数据传输和沟通。这不仅增加了操作过程中的复杂性，也会增加项目的成本和时间，降低生产效率。

主流PLC编程软件

（数据来源：MIR 睿工业根据公开资料整理）

基于OPEN AI的技术，企业有望实现PLC编程的自动化，并且提高PLC编程的效率，同时也会大大降低PLC编程的门槛。但是，需要明确的一点是，自动化编程技术需要有一个合理的框架和算法体系，才能在实际应用中发挥良好的效果。毕竟PLC编程涉及到许多细节问题，这些仍需要工程师付出一定的时间和精力去解决，自动化技术目前只是对人工编程过程的协助和助力，所以在实际应用中企业需要结合工程实践去设计和优化，以达到最好的效果。

02

ChatGPT在数字化工厂节能领域的探索

中国制造业生产体系正面临消费持续升级的挑战，主要表现为消费者需求越来越多元化、个性化，不满足于市场上批量生产的同质化产品；传统制造业生产厂商缺少创新，对市场缺乏敏感度、追求同质化竞争、产能不断扩大，各种资源浪费现象严重。数字化的出现将无形的市场转变为可以看到的数据，对市场供需数据进行分析处理，及时调整现有产品生产数量更好满足市场需求，从而减少无效的成本付出，达到节能的目的。数字化带来的成果是理想的，但在制造业数字化转型过程中存在着一定挑战。

制造业数字化转型面临的挑战

（数据来源：MIR 睿工业根据公开资料整理）

ChatGPT的出现为制造业数字化转型提供了重要思路，这也是西门子与微软合作探索的另一条道路。在工厂数字化和节能领域，ChatGPT可应用于以下方面：

ChatGPT在数字化转型中的应用

（数据来源：MIR 睿工业根据公开资料整理）

由于ChatGPT是一个机器学习模型，其能力可以随着数据量的增加而逐渐提高。因此企业要充分利用ChatGPT对话交流，向其提供更多的语料库和相关语言数据，以帮助ChatGPT更好地理解企业的需求和数字化转型的具体情况。

总的来说，ChatGPT利用自然语言处理技术，可以为制造业数字化转型过程中的一些挑战提供一些解决方案，帮助企业更好地应对挑战，提高数字化转型的效率和效果，为企业的可持续发展提供强有力的支持。

部分自动化公司对AI技术的引用

（数据来源：MIR 睿工业根据公开资料整理）

这张表格列出了许多在自动化和数字化领域颇有影响力的公司，并列出了它们在人工智能（AI）技术的具体应用方面。这些顶尖公司在AI技术应用方面的进展表明了AI在自动化和数字化领域的重要性，并且它们的应用覆盖面更加注重在提高效率、优化流程、提前预警故障等方面，这也为其他公司在AI技术应用上提供了深刻的启示和借鉴。

03

ChatGPT隐藏的风险与挑战

企业在享受人工智能带来的利益的同时，也承担着其隐藏的风险与挑战。

信息安全挑战

自3月11日韩国三星电子允许部分半导体业务部门员工使用ChatGPT开始，在短短20天内便爆出了三起机密资料外泄事件。这表明数字化转型趋势与人工智能火热带来的企业需求爆发背后是隐藏的信息安全泄露，ChatGPT在释放企业劳动力和提高工作效率同时所带来的风险与挑战也是不可忽略的。具体表现在以下几方面：

成本挑战

除了信息安全外，运行成本也是企业使用ChatGPT前需要考虑的重要条件之一。下面例举了三项主要成本仅供参考。

人工智能在工业领域的发展机遇与挑战并存，企业需要充分评估自身技术和资源优劣势，结合实际情况做出科学的决策，需要持续关注技术的升级，为企业的发展提供各种可能的工具和解决方案，进一步推动工业领域技术的升级和转型。

END

在2021年人工智能经典案例Top100中，工业领域的相关案例仅占20%，非工业领域站80%。其中在工业领域中，汽车、油气、船舶和医药是其主要的四个下游应用市场。这表明人工智能在工业领域的应用还处于初级阶段，这也意味着 ChatGPT 和其它人工智能技术在工业领域中有着广阔的发展前景。

（数据来源：MIR 睿工业根据公开资料整理）

许多企业依靠人工智能成功进行了工业数字化转型，在企业管理、生产各环节上都真正实现了降本增效。

AI数字化转型成功案例

（数据来源：MIR 睿工业根据公开资料整理）

总的来说，人工智能在制造业中的应用正在逐步深入，不断拓宽着企业和消费者的应用场景，推动制造业的数字化转型进程，也成为促进经济发展的新引擎。