论文

PEARL:求解器在环的自然语言交互式优化建模

PEARL: Solver-in-the-Loop Interactive Optimization Modeling from Natural Language

智能体系统Agent 架构与控制循环

摘要

优化建模是把真实世界决策问题——常以自然语言描述——翻译为形式化数学表述与可执行求解器代码的过程。尽管大语言模型的近期进展显示了自动化该过程的前景,多数现有方法仍是一次性的:模型一次性产出表述,不执行、不以求解器反馈为条件、不迭代修订错误。这与真实世界的优化建模形成鲜明对比——后者本质上是交互式的,经反复的求解—调试—修订循环推进。我们提出PEARL,一个在该循环内使用Python执行与数学规划求解器的交互式优化建模系统。PEARL不依赖固定修复工作流,而是学习何时测试部分模型、如何依求解器诊断修订、何时停止。它在多轮工具集成设定中运行:中间执行结果、可行性信号与解检查被用于在定稿前同时改进表述与求解器代码。跨多样的优化基准,PEARL相对强一次性与工具增强基线大幅提升经验证的解题率;值得注意的是,我们的PEARL-Qwen3-4B模型在优化建模任务上以宏平均与微平均准确率双双超过大得多的DeepSeek-V3.2-685B。

PEARL:求解器在环的自然语言交互式优化建模:论文配图
图 1:跨代表性优化建模方法的宏观平均 Pass@1 与报告的模型规模。 PEARL(我们的)使用 4B 主干,但匹配或超过了更大的通用模型,例如 DeepSeek-V3.2-685B,强调求解器介导的交互和优化特定训练可以在紧凑的模型体系中提供强大的准确性,这对于重复代理调用更加实用(Kwon 等人,2023;Abdin 等人,2024;Belcak 等人,2025)。