多智能體系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計詳解:AI 進化的下一步 原創(chuàng)
大家好,我是玄姐。
如今最強大的 AI 原生系統(tǒng),早已不是單一龐大的模型,而是由多個 AI 智能體協(xié)作構(gòu)成。這種 “多智能體系統(tǒng)(Multi-Agent Systems,簡稱 MAS)” 的新形態(tài),標(biāo)志著 AI 進化進入新階段,智能體之間的協(xié)作與配合,其重要性絲毫不亞于單個智能體的智能水平。
本文會用生活化的例子拆解多智能體系統(tǒng)的核心邏輯,帶你看懂它的工作原理,以及讓系統(tǒng) “高效又能擴” 的三類核心架構(gòu)。
一、先搞懂:什么是 LLM 智能體?
隨著大語言模型(LLM)的爆發(fā),現(xiàn)在很多 AI 系統(tǒng)都以 LLM 為核心(比如:DeepSeek、Qwen3、ChatGPT、Claude、LLaMA 等),再通過提示詞、上下文工程、工具調(diào)用或流程設(shè)計擴展能力,這類系統(tǒng)就是 “LLM 智能體(LLM Agents)”。
根據(jù)實現(xiàn)方式不同,LLM 智能體主要分四種:
1. 工具調(diào)用型智能體(Tool-calling Agents)
簡單說就是讓 LLM “學(xué)會用工具”。比如:需要查實時數(shù)據(jù)時調(diào)用搜索工具,需要算數(shù)據(jù)時調(diào)用數(shù)據(jù)庫接口,靠外部工具彌補 LLM 自身 “不能實時聯(lián)網(wǎng)、不能操作外部系統(tǒng)” 的短板。
2. 圖結(jié)構(gòu)智能體(Graph Agents)
遇到復(fù)雜任務(wù)時,它不會 “一口吃個胖子”,而是先把任務(wù)拆成多個小步驟。每個步驟可能調(diào)用特定的提示詞或工具,前一步的輸出直接作為后一步的輸入。從技術(shù)上看,它就像一個 “有方向的流程圖”:每個節(jié)點代表一次推理或工具調(diào)用,按順序推進。常用的開發(fā)框架有 LangGraph、CrewAI、LLamaIndex 等。
3. 規(guī)劃型智能體(Planning Agents)
執(zhí)行任務(wù)前,它會先制定 “行動方案”。比如:接到 “寫一份產(chǎn)品報告” 的需求,會先拆成 “收集產(chǎn)品數(shù)據(jù)→分析競品→梳理核心優(yōu)勢→組織報告結(jié)構(gòu)” 這幾步,再按計劃執(zhí)行?,F(xiàn)代框架如 AutoGPT、BabyAGI、CAMEL,都在這個思路上做了優(yōu)化,讓規(guī)劃更細(xì)致、執(zhí)行更順暢。
4. 推理型智能體(Reasoning Agents)
這是目前最常用的類型之一,靈感來自 2023 年的論文《ReAct:讓語言模型中的推理與行動協(xié)同》。它模擬人類的邏輯思考過程:收到需求后,先 “思考” 該做什么、為什么這么做,接著 “行動”(比如:調(diào)用工具),然后 “觀察” 行動結(jié)果,最后 “更新” 自己的判斷,這個 “思考→行動→觀察→更新” 的循環(huán)會一直持續(xù),直到完成任務(wù)或觸發(fā)停止條件。和規(guī)劃型智能體不同,它不會定死一套計劃,而是靠實時反饋動態(tài)調(diào)整策略。
二、多智能體系統(tǒng):讓多個智能體 “組隊干活”
多智能體系統(tǒng),顧名思義就是把多個獨立的智能體組合起來,讓它們協(xié)作完成單個智能體搞不定的復(fù)雜任務(wù)。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的不同,智能體之間的配合方式也不一樣。
下面用 “公司運營” 的例子,拆解三類最常見的多智能體架構(gòu),看看它們是如何實現(xiàn)協(xié)調(diào)、擴展和高效運作的。
1. 網(wǎng)絡(luò)型架構(gòu)(Network):小團隊 “平等協(xié)作”
假設(shè)你和三個朋友創(chuàng)業(yè):一個后端開發(fā)、一個前端開發(fā)、一個行政。大家彼此熟悉,配合緊密。創(chuàng)業(yè)初期的核心目標(biāo)是 “多找客戶”,所以外部人脈和團隊協(xié)作很關(guān)鍵。當(dāng)客戶聯(lián)系團隊里任何人提需求時,這個人會先通知其他人,確認(rèn)團隊能不能接:能接就直接做完交付;只能接一部分,就找隊友接手剩下的工作。

1.1 簡單場景
客戶認(rèn)識你的后端開發(fā),想要一個簡單的業(yè)務(wù) API 接口。后端開發(fā)自己就能搞定,直接做完交給客戶。


1.2 復(fù)雜場景
還是同一個客戶,這次想要一個完整的應(yīng)用,需要 UI 界面、多個 API 接口,還要服務(wù)器部署。后端開發(fā)一個人做不完,就把任務(wù)拆分:前端做 UI、行政協(xié)調(diào)服務(wù)器資源、自己開發(fā) API,最后他整合所有部分,交付給客戶。


1.3 技術(shù)原理
這就是網(wǎng)絡(luò)型多智能體架構(gòu)的核心邏輯:
- 每個智能體負(fù)責(zé)特定任務(wù),且彼此互聯(lián)互通;
- 每個智能體都知道其他智能體的存在和能力;
- 指定一個智能體當(dāng) “入口”,收到需求后先判斷自己能不能處理,不能就把任務(wù)(或部分任務(wù))傳給其他智能體。
1.4 技術(shù)示例
假設(shè)有三個智能體:搜索智能體(從數(shù)據(jù)庫拉數(shù)據(jù))、計算智能體(處理數(shù)值任務(wù))、圖表智能體(生成可視化圖表)。當(dāng)你提 “計算公司去年營收” 的需求時:

- 入口智能體(比如:搜索智能體)先判斷:自己能拉數(shù)據(jù),但不會計算,于是自己負(fù)責(zé) “拉取去年營收原始數(shù)據(jù)”,再把 “計算營收” 的任務(wù)傳給計算智能體;
- 計算智能體算完后,把結(jié)果傳給圖表智能體生成營收圖表;
- 最后由入口智能體整合 “原始數(shù)據(jù) + 計算結(jié)果 + 圖表”,返回給你。

1.5 優(yōu)缺點
- 優(yōu)點
適合智能體數(shù)量少于 10 個的小型系統(tǒng),直接連接即可,不用設(shè)計層級關(guān)系;
- 缺點
- 可擴展性差:系統(tǒng)變大時,新增智能體要和所有現(xiàn)有智能體建立連接,還要讓老智能體 “認(rèn)識” 新智能體;
- 成本高:每個智能體的提示詞里都要包含其他所有智能體的信息,任務(wù)越復(fù)雜,提示詞越長,消耗的 Token 越多,不僅花錢,還可能觸發(fā) API 調(diào)用限制,導(dǎo)致復(fù)雜任務(wù)失敗。
2. 主管型架構(gòu)(Supervisor):中型團隊 “專人統(tǒng)籌”
公司慢慢發(fā)展,客戶和任務(wù)越來越多。你希望團隊成員專注自己的領(lǐng)域,不用分心找客戶;還招了更多專家(比如:AI 工程師、運維工程師),公司結(jié)構(gòu)開始變化?,F(xiàn)在大家都?xì)w你管,你成了 “中央主管”。客戶提需求時先找你:你分析需求后分給合適的人,全程跟進進度;團隊成員做完后先向你匯報,你確認(rèn)沒問題再把結(jié)果交給客戶。

2.1 簡單場景
客戶想要一個用于分析工作的定制 AI。你直接把任務(wù)分給 AI 工程師,工程師開發(fā)測試完交給你,你再交付給客戶。


2.2 復(fù)雜場景
客戶想要一個全功能應(yīng)用,包含集成 AI、UI 界面、后端服務(wù)和 CI/CD(持續(xù)集成 / 持續(xù)部署)流水線。這時你要像項目經(jīng)理一樣拆分任務(wù)、制定流程:
- 讓 AI 工程師研發(fā)分析型 AI;

- AI 模型完成后,交給后端工程師集成到服務(wù)器端應(yīng)用;

- 后端做完后,讓前端工程師開發(fā)對接后端的 UI 界面;

- 最后讓運維工程師搭建 CI/CD 流水線,把應(yīng)用部署到服務(wù)器;

- 你整合所有成果,交付給客戶。

2.3 技術(shù)原理
這類架構(gòu)的核心是 “中央?yún)f(xié)調(diào)智能體(主管)”,它和所有其他智能體建立 “一對一” 關(guān)系:
- 協(xié)調(diào)智能體負(fù)責(zé)分析需求、拆分任務(wù)、分給對應(yīng)專業(yè)智能體;
- 專業(yè)智能體只需專注自己的任務(wù),不用知道其他智能體的存在,只和協(xié)調(diào)智能體溝通。
2.4 技術(shù)示例
還是用搜索、計算、圖表三個智能體,但這次新增一個 “協(xié)調(diào)智能體”。當(dāng)你提 “計算公司上月營收” 時,流程變成:

- 協(xié)調(diào)智能體先分析需求:需要 “拉取數(shù)據(jù)→計算→生成圖表” 三個步驟;
- 協(xié)調(diào)智能體先讓搜索智能體拉取上月原始數(shù)據(jù),拿到數(shù)據(jù)后再讓計算智能體算營收,最后讓圖表智能體生成圖表;
- 三個智能體分別把結(jié)果傳給協(xié)調(diào)智能體,由協(xié)調(diào)智能體整合后返回給你。

2.5 優(yōu)缺點
- 優(yōu)點專業(yè)智能體可專注自身任務(wù),不用關(guān)注其他智能體,適合中型系統(tǒng);
- 缺點存在 “協(xié)調(diào)瓶頸”—— 隨著智能體增多,協(xié)調(diào)智能體的提示詞會包含所有智能體的信息,最后可能因提示詞過長觸發(fā) Token 限制,導(dǎo)致任務(wù)失敗。
3. 層級型架構(gòu)(Hierarchical):大公司 “部門分工”
現(xiàn)在你的公司成了行業(yè)龍頭,員工多、客戶多,你不可能再一個個管理所有人(就像拿破侖記不住每個士兵的名字)。于是你把公司分成多個 “部門”,每個部門集中同類技能的員工,給每個部門任命一個經(jīng)理?,F(xiàn)在你不用給個人分配任務(wù),只需把高層目標(biāo)交給部門經(jīng)理;經(jīng)理再把任務(wù)分給部門里合適的人,完成后向你匯報。這種結(jié)構(gòu)還能有多層級,比如:部門里再分更小的專業(yè)小組。

3.1 技術(shù)原理
這就是層級型多智能體架構(gòu)的邏輯,專門解決主管型架構(gòu)的 “協(xié)調(diào)瓶頸”:
- 頂層有一個 “總協(xié)調(diào)智能體”,只和少數(shù) “子協(xié)調(diào)智能體”(比如:部門經(jīng)理)溝通;
- 子協(xié)調(diào)智能體各自管理一組專業(yè)智能體;
- 流程和主管型類似,但多了層級:需求先到總協(xié)調(diào)智能體,總協(xié)調(diào)智能體分析后傳給對應(yīng)子協(xié)調(diào)智能體;子協(xié)調(diào)智能體拆分任務(wù),分給專業(yè)智能體;結(jié)果從專業(yè)智能體逐級向上反饋,最后由總協(xié)調(diào)智能體交付輸出。
三、延伸概念:智能體即工具(Agent as a Tool)
在現(xiàn)代開發(fā)中,“智能體即工具” 的概念常和層級型、主管型架構(gòu)結(jié)合:不用為每個工具單獨寫代碼,而是把一個智能體當(dāng)作 “領(lǐng)域?qū)俟ぞ摺?,讓它處理一組相關(guān)任務(wù);甚至能把整個多智能體系統(tǒng)當(dāng)作一個強大的 “超級工具”,供更高層級的智能體調(diào)用。這種方式能封裝復(fù)雜能力,構(gòu)建更精密的系統(tǒng)。
四、總結(jié):如何選適合的多智能體架構(gòu)?
多智能體系統(tǒng)為 “在一個生態(tài)里管理多個 LLM 智能體” 提供了結(jié)構(gòu)化方案,三類核心架構(gòu)的適用場景和特點如下:
架構(gòu)類型 | 適用場景 | 核心優(yōu)勢 | 潛在不足 |
網(wǎng)絡(luò)型 | 智能體數(shù)量少的小型系統(tǒng)(<10 個) | 部署簡單,無需設(shè)計層級 | 可擴展性差,Token 成本高 |
主管型 | 智能體數(shù)量中等的中型系統(tǒng) | 專業(yè)智能體專注任務(wù),協(xié)調(diào)邏輯清晰 | 總協(xié)調(diào)智能體可能成為瓶頸 |
層級型 | 智能體數(shù)量多的大型系統(tǒng) | 解決協(xié)調(diào)瓶頸,支持多層級擴展 | 架構(gòu)設(shè)計復(fù)雜,需維護層級關(guān)系 |
每種架構(gòu)在可擴展性、復(fù)雜度和效率上各有取舍,要根據(jù)實際需求選擇。
如果想入門開發(fā),推薦先了解Spring AI Alibaba、LangGraph 和 LlamaIndex,它們是目前最流行的 LLM 智能體與多智能體系統(tǒng)開發(fā)框架,LangGraph 還提供了構(gòu)建多智能體系統(tǒng)的教程。
如果想連接用不同框架或語言開發(fā)的智能體,可以深入研究 “智能體間通信” 和 “MCP(模型上下文協(xié)議)”。把這些概念和上述架構(gòu)結(jié)合,就能設(shè)計出適應(yīng)性強、可擴展的多智能體系統(tǒng)架構(gòu)。
好了,這就是我今天想分享的內(nèi)容。
本文轉(zhuǎn)載自??玄姐聊AGI?? 作者:玄姐

















