什么是 AI 智能体编排?

作者

Matthew Finio

Staff Writer

IBM Think

Amanda Downie

Staff Editor

IBM Think

人工智能 (AI) 智能体编排是在统一系统中协调多个专用 AI 智能体,以高效实现共同目标的过程。

AI 智能体编排并不依赖于单一的通用型 AI 解决方案,而是采用 AI 智能体网络,每个智能体都针对特定任务而设计,它们共同协作以自动化复杂的工作流和流程。

要全面了解 AI 智能体编排,首先必须了解 AI 智能体本身。这涉及了解两种关键 AI 类型之间的区别生成式 AI,它根据用户的提示创建原创内容,而代理式 AI,它能在极少监督的情况下自主做出决策并采取行动,以追求复杂的目标。

AI 助理存在于一个连续体中,从基于规则的聊天机器人开始,逐渐发展为更先进的虚拟助理,并进一步演变为能够处理单步任务的生成式 AI 和大型语言模型 (LLM) 驱动的助理。这一进展的重中之重是自主运行的 AI 智能体。这些智能体能够做出决策、设计工作流并使用函数调用来连接外部工具(例如应用程序编程接口 (API) 、数据源、网络搜索甚至其他 AI 智能体),以填补其知识空白。这就是代理式 AI。

AI 智能体是专业化的,这意味着每个 AI 智能体都针对特定功能进行了优化。一些智能体专注于业务和面向客户的任务,如计费、故障排除、调度和决策,而其他智能体则处理更多技术功能,如自然语言处理 (NLP)、数据检索和流程自动化。OpenAI 的 ChatGPT-4o 或 Google 的 Gemini 等进阶版 LLM 通常为这些智能体提供支持,其生成式 AI 功能使它们能够做出类似人类的响应并自主处理复杂任务。

多智能体系统 (MAS) 是指多个 AI 智能体以结构化或去中心化的方式协作,以比单个智能体更高效地解决复杂任务。

实际上,AI 智能体编排的功能就像数字交响曲。每个智能体都有独特的角色,系统由一个编排器(中央 AI 智能体或框架)指导,管理和协调它们的交互。编排器有助于同步这些专门的智能体,确保为每个任务在正确的时间激活正确的智能体。这种协调对于处理涉及各种任务的多方面工作流至关重要,有助于确保流程无缝高效运行。

例如,作为客户服务自动化的一部分,编排智能体(负责管理 AI 智能体的系统)可能会决定是调用计费智能体还是技术支持智能体,以确保客户获得无缝且相关的帮助。在 MAS 中,智能体可能无需单一编排器即可进行协调,通过动态通信协作解决各种问题(请参阅下面的“AI 编排类型”)

在电信、银行和医疗保健等需求复杂且动态变化的行业中,AI 智能体编排的优点尤为显著。通过部署在特定数据集和工作流程上受过训练的专门代理,企业可以提高运营效率,改善决策能力,并为员工和客户提供更准确、更高效、更具情境感知的结果。

AI 智能体编排为何如此重要

随着 AI 系统变得越来越先进,单个 AI 模型或智能体通常不足以处理复杂的任务。自主系统经常难以协作,因为它们构建于多个云平台和应用程序之上,导致运营各自为政、效率低下。AI 智能体编排弥合了这些差距,使多个 AI 智能体能够高效协同工作,确保复杂的任务得以无缝运行。

在医疗保健、金融和客户服务等大型应用中,多个智能体通常需要协同工作,处理任务的不同方面。例如,在医疗保健领域,AI 智能体可以在诊断工具、患者管理系统和工作流之间进行协调,以简化运营并提高治疗的准确性。如果没有编排,这些智能体可能会孤立地工作,从而导致效率低下、冗余或执行差距。

通过管理多智能体系统之间的交互,编排有助于确保每个智能体为共同目标做出有效的贡献。它优化了工作流,最大限度地减少错误并增强了互操作性,使 AI 系统能够动态分配资源、对任务进行优先级排序,并实时响应不断变化的条件。这种能力在供应链管理和个性化数字助理等需要持续优化的领域极具价值。

随着 AI 系统不断发展,AI 智能体编排对于解锁其全部潜力变得越来越重要。

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AI 智能体编排的类型

AI 智能体编排有多种类型。现实世界的系统通常会结合多种编排风格,以获得更有效的结果。

集中式编排:单个 AI 编排器智能体充当系统的“大脑”,负责指导所有其他智能体、分配任务并做出最终决策。这种结构化方法有助于确保工作流的一致性、控制和可预测性。

去中心化编排:此模式摒弃了单一控制实体的方式,允许 MAS 通过直接通信与协作来运行。智能体可以独立做出决策或者作为一个群体达成共识。这使得系统更具可扩展性和弹性,因为单个故障不会导致系统崩溃。

分层编排:在此模式下,AI 智能体按层级排列,类似于分层指挥结构。较高级别的编排器智能体监督和管理较低级别的智能体,在战略控制和特定任务执行之间取得平衡。这有助于使工作流更加有序,同时仍然允许专门的智能体在一定程度上自主运行。若层次结构变得过于僵化,则可能会影响适应性。

联邦编排 :这种方法侧重于独立 AI 智能体或不同组织之间的协作,使它们能够在不完全共享数据或不放弃对各自系统控制权的情况下协同工作。这在隐私、安全或监管限制无法无限制数据共享的情况下尤其有用,例如医疗保健、银行业或跨公司协作。

AI 智能体编排与相关实践的比较

AI 编排可管理和自动执行各种 AI 组件(例如机器学习模型、数据管道和 API),以帮助确保它们在系统内高效协同工作。它侧重于优化性能、自动化重复任务,支持可扩展性和全系统性能。

AI 智能体编排 是 AI 编排的一个子集,专门侧重于协调自主 AI 智能体 —— 即能够做出独立决策并采取行动的软件实体。它有助于确保智能体有效协作、分配任务和构建工作流。

多智能体编排更进一步,它管理多个共同解决复杂问题的 AI 智能体。它涉及沟通、角色分配和冲突解决,以帮助确保智能体之间的无缝协作。

AI 智能体编排步骤

AI 智能体编排是一个结构化流程,有助于确保 AI 智能体之间的无缝协作。目标是有效管理专业智能体,以使他们能够自主完成任务、分享数据流并优化工作流。

涉及设计、配置和实施的初始步骤由人工执行,包括 AI 工程师、开发人员和业务策略师。编排器智能体设置完成后,它将自主管理 AI 应用程序、分配任务、协调工作流并促进实时协作。

该过程通常遵循以下关键步骤:

  • 评估和规划
  • 选择专门的 AI 智能体
  • 编排框架实施
  • 智能体的选择和分配
  • 工作流协调和执行
  • 数据共享和上下文管理
  • 持续优化和学习

评估和规划(人力驱动)

在开始编排之前,组织会评估其现有的 AI 生态系统并确定可能从多智能体编排中获得优点的流程。编排团队定义明确的目标,确定整合范围并选择适当的 AI 技术。

选择专门的 AI 智能体(人力驱动)

AI 工程师和开发人员会选择针对特定任务的 AI 智能体,例如专门从事数据分析、自动化或决策制定的 AI 智能体。这些智能体利用生成式 AI 和机器学习模型来增强其功能。

编排框架实施(人力驱动)

系统架构师将选定的 AI 智能体整合到统一的编排框架中,建立促进智能体间顺畅通信的工作流。这涉及:

  • 定义任务执行顺序
  • 设置 API 集成以进行数据访问
  • 实施开源编排工具,例如 IBM watsonx Orchestrate、Microsoft Power Automate 和 LangChain

一旦完成,编排器智能体将接管实时执行。

智能体选择和分配(由编排器驱动)

编排器根据实时数据、工作量平衡和预定义规则动态地识别最适合每个任务的 AI 智能体。

工作流编排与执行(编排器驱动)

编排器平台管理任务排序和执行,有助于确保智能体之间的顺畅协作。其中包括:

  • 将任务细分为子任务
  • 分配合适的 AI 智能体来处理每个步骤
  • 管理智能体之间的依赖关系
  • 通过 API 调用与外部系统集成,以访问必要的数据和服务

数据共享和上下文管理(由编排器驱动)

为了确保准确性并避免重复工作,AI 智能体不断交换信息,维护共享的知识库。编排器为智能体提供上下文更新。

持续优化和学习(编排器 + 人工输入)

编排器监控智能体性能,检测低效环节,并可自主调整工作流。为优化编排策略、重新训练 AI 模型或修改编排规则以实现长期改进,通常需要人工监督。

AI 智能体编排优点

AI 智能体编排在各个行业均能提供多项关键优点,对于旨在提升运营和客户互动的企业来说,这是一种宝贵的方法。

提高效率:协调多个专门智能体可帮助企业简化工作流、减少冗余并提高整体运营绩效。

敏捷性和灵活性:AI 智能体编排使企业能够随着市场条件的变化快速调整运营。

改善体验:经过编排的 AI 智能体可以提高运营效率,并提供更准确、更个性化的支持,从而为客户和员工带来更令人满意的体验。

提高可靠性和容错性:一个智能体的故障可以由其他智能体缓解,这提高了系统可靠性并有助于确保持续的服务交付。

自我改进的工作流:与传统整合模式不同,智能体编排能够创建可自主适应新数据和不断变化需求的工作流程,并随着时间的推移不断改进。

可扩展性:AI 智能体编排使组织能够在不影响性能或准确性的情况下处理增加的需求。

AI 智能体编排挑战

AI 智能体编排面临着许多挑战,但每个挑战都有潜在的解决方案。通过应对这些挑战,AI 智能体编排可以更加高效、可扩展和稳健。

多智能体依赖性:在部署多智能体框架时,存在出现故障的风险。基于相同基础模型构建的系统可能易受共同漏洞的影响,这可能导致所有相关智能体出现广泛故障,或使其更易受到外部攻击。这凸显了数据治理在构建基础模型以及全面的培训和测试流程方面的重要性。

协调与通信:如果智能体之间不能正确交互,最终可能会出现相互掣肘或重复工作的情况。为防止这种情况的发生,必须建立明确的协议、标准化的应用程序接口和可靠的消息传递系统,以保证一切顺利运行。

可扩展性 :随着 AI 智能体数量的增加,维护系统性能和可管理性会变得更加复杂。设计不佳的编排系统可能在处理增加的工作负载时力不从心,从而导致延迟或系统故障。这一问题可通过使用去中心化或分层编排模型来避免,此类模型能分散决策权,防止出现单点故障或拥堵。

决策复杂性 :在多智能体环境中,确定如何分配和执行任务可能会变得非常复杂。若缺乏清晰的结构,智能体在决策时可能会遇到困难,尤其是在条件频繁变化的动态环境中。强化学习、优先级算法和预定义角色可以帮助确保智能体在保持效率的同时能够自主确定任务。

容错:如果智能体或编排器本身发生故障会怎样?容错能力至关重要,需要通过设计故障转移机制、冗余策略和自我修复来强化,以使系统无需人工干预即可自动恢复。

数据隐私和安全:AI 智能体频繁处理和共享敏感信息,从而引发了人们对数据安全和隐私的担忧。为了降低这些风险,组织应该实施强大的加密协议,实施严格的访问控制,并使用联合学习技术,使 AI 模型能够在不暴露原始数据的情况下协作改进。

适应性和学习:AI 智能体必须不断适应新的任务和挑战。需要不断手动更新的系统会变得效率低下,维护成本高昂。为了增强适应性,可以将机器学习技术、持续监控和反馈循环集成到编排流程中。这些方法使 AI 智能体能够随着时间的推移完善自己的行为,从而提高个人和系统范围的性能,而无需频繁的人工干预。

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