论文
Template-as-Ontology:面向跨领域制造AI验证的可配置合成数据基础设施
Template-as-Ontology: Configurable Synthetic Data Infrastructure for Cross-Domain Manufacturing AI Validation
摘要
部署在制造环境中的基于大语言模型(LLM)的AI智能体需要填充完整、模式正确的数据用于验证,然而生产环境的MES数据是专有的、受隐私约束且随厂商而异。本文提出Template-as-Ontology原则:一个Python配置模块(700-770行、45个经过验证的导出项)同时充当分步制造模拟器的规范与AI分析工具的运行时领域模式,从而通过构造而非集成实现对齐。我们将领域模板形式化定义为类型化的关系配置模式,并证明模拟层与工具层之间的结构对齐由单一数据源消费来保证。一个五层流水线——模拟、PostgreSQL、CDC/Iceberg lakehouse、星型模式以及12个参数化AI工具——生成因果连贯、符合MES形态的数据,涵盖映射到ISA-95/IEC 62264的四个运营领域共66种实体类型。我们用六套行业模板(航空航天、制药、汽车、电子、饮料、仓储)在相同的框架代码上运行来验证该架构。校准实验(60次运行,每个模板10个种子)证实了参数可控性:所有模板中观测到的KPI均落在配置范围内。一项受控幻觉实验(72次工具调用,Qwen3-32B)表明本体约束的参数可消除工具参数编造(被评估模型在约束条件下幻觉率为0%,无约束时为43%,Fisher精确检验 p < 10^-12);0%的约束率是对任何模型都成立的结构性保证。该框架为离散制造AI验证提供了一个可复用的数据层。