论文

MILP-Evo:MILP求解器的闭环全自动设计

MILP-Evo: Closed-Loop Fully Automatic Design of MILP Solvers

智能体系统Agent 架构与控制循环

摘要

机器学习方法已表明数据驱动策略能加速混合整数线性规划(MILP)求解器,但许多方法难以检查、适配与部署——学到的策略表示为外部预测器或其他不透明模型。相比之下,显式的求解器逻辑更易理解与集成,但通常由手工设计而非从求解器反馈中学得。我们研究MILP求解器逻辑的自动设计能否改为LLM引导的闭环搜索:在可执行的白盒组件上搜索、由端到端求解器行为直接评估。为此,我们提出一个经PySCIPOpt实现的MILP求解器自动设计闭环程序进化框架,并在割平面选择器与分支规则的联合设计上实例化:候选程序被迭代生成、加载进SCIP、在MILP实例上直接执行评估,所得反馈引导基于性能的选择、定向修复、诊断反思与多样性感知的种群维护。该方法输出显式的求解器组件,可在标准求解器工作流内检查、修改与部署。跨四个基准家族,我们发现LLM引导的程序进化能在若干设置中发现有竞争力的领域专用策略。

MILP-Evo:MILP求解器的闭环全自动设计:论文配图
图1:所提出框架概览。我们把原生 PySCIPOpt 回调当作可演化产物,将评估器引导的代码演化用于 MILP 求解器自动设计。大语言模型提出候选源代码,修复步骤确保回调契约;生成的联合产物 p=(c_p,b_p) 同时实现割平面选择和分支。基于 SCIP 的执行提供轨迹与适应度,用于质量多样性选择、岛屿迁移和反思。