摘要

本文介绍了一种用于自动化系统中人工智能应用的正式模型，旨在通过标准和本体论提供清晰和结构化的文档，以解决当前自动化系统、AI软件、生产硬件及其相互依赖关系的复杂组合缺乏标准化文档的问题。该模型利用本体设计模式（ODPs）来映射和链接自动化系统和AI软件的各个方面，并通过实际案例验证了其有效性，展示了在工业环境中改善文档实践和促进AI可持续实施的能力。

原理

本文提出的AIAS模型基于本体论构建，使用本体设计模式（ODPs）来描述自动化系统和AI组件的各个方面。这些ODPs通过一个对齐本体进行连接，形成一个扩展性和适应性强的信息模型。AIAS模型通过导入和整合多个标准本体，如ISO 22989、VDI 3682和ISO 7498，确保了信息的正式化和标准化表示，从而实现了对AI应用在自动化系统中的清晰描述和有效管理。

流程

AIAS模型的工作流程包括以下几个关键步骤：首先，通过本体设计模式（ODPs）描述技术系统和过程、人工智能和数据；其次，通过对齐本体将这些ODPs连接起来，形成一个统一的信息模型；最后，通过实例化和对齐本体中的类和关系，具体化AI应用在自动化系统中的实际应用。例如，在一个工业用例中，通过实例化ISO 7489:Communication类和相关技术资源类，模型化了边缘设备和控制器之间的通信。

应用

AIAS模型的应用前景广泛，特别适用于需要复杂文档和清晰描述的工业自动化系统中的AI应用。随着AI法规的不断发展和工业对AI集成需求的增加，AIAS模型能够提供标准化和结构化的文档，有助于AI应用的集成、操作和维护，从而提高工业系统的效率和可靠性。