[!NOTE] 本稿は査読前のプレプリント（arXiv: 2512.06787）に基づいています。
これは何の話？
工場の製造ラインを制御するPLC（プログラマブルロジックコントローラ）のプログラミングを、LLMで自動化する研究です。本論文は、自然言語で記述されたワークフローから、IEC 61131-3規格に準拠したグラフィカル言語「順序機能チャート（SFC）」を生成するフレームワーク「LLM4SFC」を提案しています。
対象読者は、製造業のFA（ファクトリーオートメーション）エンジニアや、産業向けAIソリューションを開発するベンダーです。
何がわかったか
LLM4SFCは3つのコンポーネントで構成されています。第一に、SFCの構造を捉えつつテキスト冗長性を削減した簡略表現形式。第二に、ファインチューニングとFew-shot RAG（検索拡張生成）によるSFCプログラミング規約への適合。第三に、不正トークンをリアルタイムで排除する構造化生成アプローチです。
実際の製造オートメーションプロジェクトから収集したSFCデータセットで評価した結果、オープンソースおよび商用LLMの両方で75〜94%の構文妥当性率を達成しました。
他とどう違うのか
LLMによるコード生成研究は多いものの、対象はテキストベースの言語（Python、Structured Textなど）がほとんどでした。SFCはグラフィカル言語であり、通常のテキスト生成手法では産業用ツールチェーンと互換性のない出力が生じやすい問題がありました。
LLM4SFCは、グラフィカル言語をテキスト表現に変換し、かつ構造化生成で出力の妥当性を保証する点が独自のアプローチです。
なぜこれが重要か
PLCプログラミングは専門知識が必要で、熟練エンジニアの不足が製造業の課題となっています。自然言語からSFCを自動生成できれば、非専門家でも製造ラインの制御ロジックを記述でき、開発期間の短縮と属人化の解消につながります。
また、既存のSFCプログラムの保守・修正作業の効率化にも応用が期待できます。
未来の展開・戦略性
本研究はSFCに焦点を当てていますが、IEC 61131-3には他にもラダーダイアグラムやファンクションブロックダイアグラムといったグラフィカル言語があります。LLM4SFCのアプローチがこれらに拡張されれば、PLCプログラミング全体のAI支援が実現する可能性があります。
また、既存のCADやPLMシステムとの統合により、設計から実装までのワークフロー自動化が進むことも予想されます。
どう考え、どう動くか
例えば、製造業のDX推進部門がPLCプログラミングの効率化を検討する場合、まずLLM4SFCの公開リソース（データセット・モデル）を確認し、自社の既存SFCプログラムとの互換性を検証するアプローチが考えられます。
- 自社で使用しているPLCベンダー（Siemens、Allen-Bradleyなど）のSFCフォーマットとLLM4SFCの出力形式を比較する。
- 簡単なワークフロー（例：A→B→Cの順次処理）で精度を試験し、エラーパターンを把握する。
- IEC 61131-3対応のIDEでインポートテストを行い、実行可能性を確認する。
次の一歩:
- 今日やること：IEC 61131-3規格のSFCセクションを確認し、基本的な構文要素を理解する。
- 今週やること：論文著者の所属機関や関連プロジェクトを調べ、追加リソースや実装コードの公開状況を確認する。
限界と未確定
- 評価データセットの規模（SFCプログラム数）と産業分野の多様性が論文要旨からは明確でない。汎化性能の確認には詳細な論文確認が必要。
- 75〜94%という成功率のばらつきが、モデル選択とプロンプト設計のどちらに依存するかは追加分析が必要。
- 生成されたSFCの実機での動作検証（シミュレーション以外）は本研究の範囲外と推測される。
用語ミニ解説
- 工場の機械やラインを制御する産業用コンピュータです。（PLC / Programmable Logic Controller）
- IEC 61131-3で定義された、状態遷移を表現するグラフィカルなプログラミング言語です。（順序機能チャート / Sequential Function Chart）
出典と日付
arXiv（公開日：2025-12-13）：https://arxiv.org/abs/2512.06787
