给设备智能体喂知识,常见的做法是塞一包文档:标签含义、设备耦合、操作规程、历史事故,全都混在一起,最后整体对比“有知识”和“没知识”。但一套设备系统到底该被描述到什么程度、以什么形式交给模型,此前没有被测量。这篇论文提出“本体塔”(ontology tower):实体很少,知识很深,而且是按依赖关系算出来的层次。
窄:一座塔只描述一套设备系统
研究对象是一套低湿空气处理试验装置,由空气处理机、冷水机组和转轮除湿机作为一个单元运行。实体只有几十个测点和设定值,但每个实体都要写清:绑定到控制器的哪个地址、原始量程与单位、如何校验、由它派生出哪些量、这些派生依赖哪些假设、运行人员对它学到过什么。Brick 这类通用词表负责“命名测点”,塔则立在这些测点之上,装的是这一套系统自己的知识。
塔的层数不是人画的,也不是照物理直觉排的。节点的层级等于“从测量出发、沿已声明的依赖关系走到它的最长路径”,比它最深的父节点高一层。依赖边只在厂区自己的资料库声明了有向关系时才画,来源有三类:派生的输入、控制点与被它驱动的过程变量、机组耦合中记录的因果链。约束与协调关系(比如一个控制器对另一个的上限、分支风量的分配)保留为知识节点,不变成边;没有自然方向的关系(如守恒律)变成双向检查。42 个标签里有 33 个绑定到 PLC,12 个被声明为“被驱动”,最高的是机组温度,层级 3,经冷水设定值、供水温度、送风温度的声明链到达。
深:物理派生与运行日志
第一种加深来自物理关系:由测点算出的派生量连同其假设一起进入塔。第二种加深来自时间:运行日志里的异常、排查和纠正,一旦形成教训,就写成知识节点,挂到相关的测点或设备上。知识节点始终停在第 0 层,不参与层级计算——它增加的是“关于这个点知道什么”,而不是“这个点离测量有多远”。每次抽取塔时,都会把上次抽取之后新写的日志并进来,所以塔是演进的本体。教训只对产生它的系统有效,运行越久,塔越专属。
给智能体的不是节点和边,而是一段从塔投影出来的文本:每个传感器的身份、校验和已知故障,机组耦合与自动逻辑,知识节点,控制点的运行包络,这套装置约 45,000 字符,直接放进提示。16 个派生量及其假设保存在监测软件的计算里,因此只在塔中、不在投影中,评测测的是塔的描述性内容。
9 个任务、4 个模型测出了什么
评测是预注册的:从厂区记录回放 9 个任务,使用 4 个开放权重模型,参数量从 90 亿到约 7500 亿。只给测点名称和单位(K0 到 K1)带来最大的变化,+54.6 个百分点;再把塔的投影文本加进去(K1 到 K2),避开“最像样的误判”的比例从 0.605 升到 0.802,提升 19.8 个百分点(95% 置信区间 +3.0 至 +38.4),要素得分从 0.566 升到 0.777,优势比 5.45。
增益出现在投影文本确实写明任务所需信息的地方:三个答案被文本直接说明的任务,提升 45 至 70 个百分点;两个教训未被纳入的诊断任务,只变化 +13 和 −3 个百分点。这说明模型用的是给它的东西,没给的层次补不上。模型规模假设也未获支持:90 亿参数模型加上投影文本后得分 0.737,高于最大模型不加文本的 0.672;要素得分的增益在四个模型上都存在,但未随参数量上升。
知识的形式同样关键。运行教训写进塔、或以记录形式放进提示时会被使用;留在日志里、只通过搜索工具可达时很少被用,尽管搜索工具本身把规避率提高了 6.9 个百分点。实机运行共 14 次,61 条到达安全层的命令中有 25 条被拒绝并记录:15 条指向本次运行不允许的设定值(其中冷水设定值 11 次,厂区知识建议它与送风设定值联动调整),9 条超过累计变化上限,1 条超过单步限制;另有两类设定值本就不开放写入,在到达安全层前即被拒。14 次运行中 12 次把被控变量带入目标带,每次结束都恢复基线并回读确认。
资料来源:Narrow and Deep: An Ontology Tower as the Knowledge of an LLM Agent for an Industrial Equipment System — arXiv。本文为技术要点整理/编译,非原文全文。