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标题: 拆解、对比与优化:LLM工具智能体的五种任务规划与执行模式 [打印本页]

作者: 链载Ai    时间: 昨天 20:54
标题: 拆解、对比与优化:LLM工具智能体的五种任务规划与执行模式





大语言模型(LLM)驱动的 AI 智能体,特别是在借助Tools(工具)来完成复杂任务执行的过程中展现出了巨大的潜力。然而,让智能体能够合理规划任务步骤与执行、避免盲目行动是确保其高效可靠完成目标的关键。本篇将探讨多种AI 智能体的任务规划与执行模式。包括:

01

ReAct:思考-行动交替的动态规划执行

这可能是大家最熟悉的一种规划执行方法:

这种模式下智能体每一步都是先推理,再行动的模式。智能体循环执行:先思考当前状态与目标,生成下一步的想法(Thought,比如调用哪个工具);根据想法执行操作(Action,通常是调用工具);获得操作反馈并纳入下一轮思考(Observation),如此循环直到任务完成。这种“边思考、边行动”的交替循环,使模型能够一步步探索任务,不断校正方向。如果用伪代码来表示:

observation=initial_inputhistory=[]whileTrue:#将当前观测和历史对话传给LLM,请求下一步思考和行动thought,action,action_input=llm_Agent.decide(observation,history)ifaction=="Finish":#结束:输出最后的结果或答案print("FinalAnswer:",thought)break#否则执行所需的工具操作result=execute_tool(action,action_input)#将结果作为新的环境反馈observation=resulthistory.append((thought,action,result))

实际应用中,ReAct是几乎所有平台与框架都会支持的模式,通常无需自行实现。

【优点】

【缺点】

因为一次只规划一步,缺乏全局规划,有时会使智能体短视,模型可能会在局部反复横跳,重复思路。在没有外部干预时,ReAct 智能体可能一直执行下去却偏离用户期望,无法适时收敛结果以完成任务。

【适用场景】

ReAct 模式适用于相对中等复杂度的任务,尤其当任务步骤需根据中间结果动态调整时(如某个任务需要根据查询资料来决定给后续);如果任务流程无法提前确定或需要频繁工具调用,ReAct 能提供较好的灵活性和实时反应能力。

02

Plan-and-Execute:先规划后调整

Plan-and-Execute模式要求智能体在行动之前,先生成一个较完整的计划。也就是将任务拆解成子任务清单,然后逐一执行。

这个过程通常分为两个阶段:

如果用伪代码表示这个过程:

#规划阶段plan=planner_llm.generate_plan(task)#示例:["Step1:{...}","Step2:{...}","Step3:{...}"]#执行阶段forstepinplan:result=execute_call(step.tool,step.tool_input)#如果失败,或者达到某个条件(比如每执行n步),做计划调整plan=planner_llm.refine_plan(task,completed_steps=step,observation=result)

模式的实现可以借助工作流自行实现,部分框架也会提供封装的工具。

【优点】

【缺点】

【适用场景】

03

静态Workflow:预设流程图式的执行

静态工作流(Static Workflow)方式则几乎不让智能体自主决定流程,而是由开发者根据对任务的理解,将任务拆分成固定流程的子任务,并把这些子任务串起来执行。某些子任务可能由LLM完成(例如生成一段文字),但LLM在此不决定下一步做什么— 下一步已经在程序固化。

也就是说,智能体遵循一个事先画好的脚本/流程图来执行,没有决策自由度:

注意这里仅指静态Workflow,因为ReAct Agent/Plan-and-Execute Agent也都可以用Workflow来实现。

比如一个顺序的Workflow(伪代码):

defstatic_workflow(user_request)utline=llm_call(f"根据主题'{user_request}'生成文章提纲:")draft=llm_call(f"根据提纲填充内容:{outline}")corrected=grammar_check_api(draft)final=llm_call(f"润色修改此文本:{corrected}")returnfinal

Workflow的实现可以借助很多支持Workflow编排的框架来完成,比如LangGraph、LlamaIndex Workflow等低层框架,或dify、FastGPT这样低代码平台。

【优点】

【缺点】

最大缺点是缺乏灵活性,智能化不足。

【适用场景】

静态工作流适合规则明确、变化少的任务。比如企业中的表单处理、固定报表生成、数据转换管道等。特别在企业场景下,如果业务流程高度重复且标准化,静态工作流能提供稳健的自动化方案 ,不必担心AI“越俎代庖”引入不确定性和风险。

04

静态Workflow+局部智能:兼顾确定性与智能化

一种折衷的思路是将静态规划智能体局部决策相结合。在整体上采用固定流程,但在特定步骤上授予智能体一定的自主规划或推理权限。设计主流程时,识别出其中具有不确定性或需要动态决策的步骤,交给LLM智能体以子任务的形式在内部自行规划或调用工具,完成后,流程继续按照预定顺序执行后续步骤。换言之,大的流程图是固定的,只有某些节点是“智能节点”,里面运行一个受控的Agent子流程。

这种模式的实现与静态Workflow是一样的,只是在某些节点用独立Agent替代。例如,一个智能客户咨询的Agent的混合流程:

# 静态步骤1category = classify_question(user_query)if category =="technical": # 局部智能步骤2:调用子智能体解决技术问题  solution = tech_agent.solve(user_query)else:  solution = lookup_standard_answer(user_query)
# 静态步骤3response = format_answer(solution, user_query)send_to_user(response)

这里子智能体tech_agent.solve内部或许就是一个小型ReAct Agent。

【优点】

这种模式最大优点是兼顾可控性与灵活性。

开发者可以逐步引入智能节点:从全静态开始逐步引入智能环节。

【缺点】
【适用场景】

混合法适用于流程较固定但存在关键智能决策点的任务场景。又或者一些长流程的子任务本身是复杂AI问题(如代码生成、数据分析),就特别适合拆出来让智能体发挥。实际项目中可以采用“静态框架 + 智能插件”的思路:框架提供流程壳子,插件(Agent)完成具体智能任务。

05

模块化的分层规划:化大为小逐层细化

对一些复杂场景,我们可以构建多个智能体形成一个层次化结构:由“高层”Agent负责宏观规划和决策,“低层”Agent执行具体子任务,各司其职又互相配合。这种模式最具代表性的就是Supervisor模式的多智能体系统。

分层规划包含至少两个层级:

这种架构下,高层和低层可以都是LLM实例,扮演不同角色进行多轮协作:高层发号施令,低层报告结果,循环往复直到任务完成。

这种模式常借助多智能体系统的开发框架来完成。比如LangGraph、AutoGen、CrewAI等。

【优点

【缺点
【适用场景】

当任务规模庞大或专业模块众多时,分层/多Agent是很自然的选择。例如一项软件工程任务,从需求分析、设计、编码、测试到文档,每一步都可由不同Agent完成,由总负责人Agent协调。再如学术研究Agent,一个负责制定研究计划,几个分别去查文献、做实验、分析数据,最后综合。

06

模式对比与优化方法

这里首先对以上的五种智能体系统的任务规划与执行模式做个简单对比:

需要说明的是,以上只是常见的一些工具智能体在规划与执行任务时的基础模式,在实际应用中,根据业务需求很可能是一种复合与嵌套的使用模式。(事实上Workflow+局部智能本身就是一种静态流+自主智能体的复合模式)。

针对智能体任务工具与流程的规划与决策,一些常见的优化方法有:

让LLM智能体规划出合理、可控、高效的任务执行步骤,是迈向更高级自治智能体的必经之路。实践经验表明,没有万能的单一方法,往往需要结合业务特点灵活选择或混搭这些策略,以取得最佳效果。也许随着模型能力的提升,未来有一天LLM会自动完成所有的优化动作,找出最佳的行动路径。

end

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