论文

适用于工业现场总线设备的基于 RAG 的自动配置

RAG-Based Auto-Configuration for Industrial Fieldbus Devices

上下文与知识检索增强

摘要

工业设备调试需要工程师从异构 PDF 手册中手动提取数百个特定于协议的参数,并将其转录到监控系统中,这是一个耗时且容易出错的工作流程。本文介绍了 SysName,这是一种面向生产的管道,可实现 Modbus RTU、OPC-UA、Profibus DP 和 CANopen 端到端设备配置的自动化。它构建了一个混合稠密-稀疏检索索引,并通过源自 ECLASS、AAS 和 SOSA/SSN 的本体图进行增强,使用带有交叉编码器重新排序器的 BGE-M3 编码器来显示相关的手动段落。本地 LLM (T=0.1) 通过特定于协议的提示和四步修复管道生成本体对齐的 JSON-LD 配置。两阶段弃权门结合了重新排序分数阈值和 IRI 分辨率,可在 SHACL 验证之前阻止不安全的 LLM 调用并过滤低覆盖率配置。在 28 个字段级查询的标准参考集中,混合 检索器 达到 0.96 HitRate@10,并且重新排序器将 MRR@10 从 0.56 提高到 0.63,并且弃权的分数分离完美。生成器达到场级 F1=0.87,12 次运行中有 9 次完全匹配。每个设备在 H100 GPU 上的端到端运行时间为 2.6-6.6 秒,在五台设备基准测试中实现零不安全写入和零静默故障;每次不成功的运行都会通过弃权或部署验证来标记。逐组件评估可定位 OPC-UA 生成的单一系统故障,仅对端到端指标不可见。案例研究委托物理模拟的优傲机器人 UR5e 机器人使用未经修改的供应商文档(254 页手册、8 页寄存器列表、496 个块),通过回读和联合一致性验证,在 3 次运行中达到现场级 F1=1.0。消融研究以及与五个工业 LLM 系统的比较完成了分析。