工程设计常需要在材料价格或系统需求变化时,对已有方案进行重新设计。此类重新设计往往依赖复杂且计算量大的仿真器,传统数值求解器缺乏工程知识,难以保证全局解的质量。大型语言模型(LLM)能够理解语义信息和工程背景,帮助引导搜索,已有研究表明将此类知识嵌入优化过程可提升搜索性能。\ \ 本文提出并评估了一套 LLM 与数值求解器的集成方法,用于重新设计任务。我们比较了三种利用 LLM 的策略:\
- warm start:使用 LLM 生成的初始解作为搜索起点;\
- variable fixing:让 LLM 固定部分变量以缩小搜索空间;\
- ReAct:在搜索过程中让 LLM 动态提供建议并纠正方向。\ 同时,选取四种黑箱求解器进行对比:贝叶斯优化、遗传算法、网格自适应直接搜索(MADS)和随机搜索。实验以电动汽车电池组成本最小化为案例,覆盖四类不同的重新设计情景。\ \ 结果显示,集成方案在保持可行设计发现能力的前提下,仿真评估次数减少约 80%,且找到接近最优解的运行比例提升三倍。最佳的 LLM‑求解器组合以及先验解的利用方式取决于需求变化的结构;当 LLM 对搜索的控制力度增大时,使用更大模型的收益也随之提升。\ \ 这些发现表明,LLM 在重新设计任务中具有显著潜力,可用于引导甚至替代传统数值求解器。\ \ 点评