论文

PlotChain:多模态 LLM 工程图表读取的确定性检查点化评估

PlotChain: Deterministic Checkpointed Evaluation of Multimodal LLMs on Engineering Plot Reading

模型评测基准与评测资源

摘要

我们提出 PlotChain,一个确定性的、基于生成器的基准,用于评估多模态大语言模型(MLLM)的工程图表读取能力——从经典图表(如 Bode/FFT、阶跃响应、应力—应变、泵特性曲线)中恢复定量数值,而非仅 OCR 提取或自由式描述。PlotChain 包含15个图表族、450张渲染图(每族30张),每一项都由已知参数生成,并配有直接从生成过程计算的精确真值。一个核心贡献是基于检查点的诊断评估:除最终目标外,每项还包含中间的“cp_”字段,用以隔离子技能(如读取截止频率或峰值幅度)并支持图表族内的失败定位。我们在标准化、确定性协议(temperature = 0 与严格的纯 JSON 数值输出模式)下评估四个最先进 MLLM,并用旨在反映人类图表读取精度的逐字段容差对预测评分。在“plotread”容差策略下,最强模型取得80.42%(Gemini 2.5 Pro)、79.84%(GPT-4.1)与78.21%(Claude Sonnet 4.5)的总体字段级通过率,而 GPT-4o 落后于61.59%。尽管在许多图表族上表现出色,频域任务仍然脆弱:带通响应保持低位(≤ 23%),FFT 频谱仍具挑战性。我们发布生成器、数据集、原始模型输出、评分代码与带校验和的清单,以支持完全可复现的运行以及在替代容差策略下的回溯重评分。

PlotChain:多模态 LLM 工程图表读取的确定性检查点化评估
图1:代表性的 PlotChain 样本(每个族一个)。第 1 行:阶跃响应;Bode 幅值;Bode 相位;带通频率响应;时域波形。第 2 行:FFT 幅值谱;频谱图;电阻 I–V 曲线;二极管 I–V 曲线;转移特性。第 3 行:极零点图;应力-应变曲线;扭矩-转速曲线;泵特性曲线;S–N 疲劳曲线。