Thoughts-Augmented FunSearch 在线装箱问题优化系统产品系统

我要开发同款
LI__IL2026年04月30日
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技术信息

语言技术
Python
系统类型
算法模型
行业分类
人工智能

作品详情

行业场景

立项原因:在线 Bin Packing 是物流、仓储、制造业中的经典 NP-hard 组合优化问题,传统启发式(First Fit / Best Fit)依赖人工经验,难以进一步优化。FunSearch 作为 LLM 程序搜索新范式,本项目通过 Thoughts-Augmented 机制进一步提升其搜索效率与可解释性。
行业场景:人工智能 + 运筹优化交叉领域,广泛应用于电商物流、智能仓储、集装箱装载、云资源调度等业务背景,能显著降低包装/运输成本,提升自动化水平,具有较强的理论创新与实际应用价值。

功能介绍

本项目是对 Google DeepMind FunSearch 框架的增强实现,通过引导 LLM 同时输出“Thoughts(设计思路)”和可执行代码,大幅提升在线 Bin Packing(二进制装箱)问题启发式算法的搜索效率与可解释性。
具体功能模块:

BinPackingEvaluator:集成 Weibull 分布合成数据集和 OR-Library 真实数据集加载、在线装箱模拟及评分(得分 = 1/平均使用箱数)。
ThoughtsAugmentedSampler & OriginalFunSearchSampler:分别实现标准代码生成与创新的“Thoughts + Code”双输出模式。
ComparisonBench:自动对比人类专家(First Fit、Best Fit)、原始 FunSearch 及本方法的性能,并生成柱状图可视化。
OpenAI GPT-4 LLM 适配器与 FunSearch 框架深度集成。

主要功能:通过进化搜索自动发现更优的 next_item(item, bins, capacity) 启发式策略,在相同迭代次数下显著优于 Baseline,兼具创新性和可解释性。

项目实现

我负责项目的完整设计、代码实现与实验验证。主要任务包括:

自定义 BinPackingEvaluator 和数据集加载逻辑;
开发 ThoughtsAugmentedSampler,实现 Thoughts 解析、注入(将设计思路保存为函数内 __thoughts__ 变量);
适配 FunSearch 的 ProgramsDatabase 和 code_manipulation 模块;
实现性能对比可视化(Matplotlib 柱状图)。

技术栈:Python + Jupyter Notebook、FunSearch 官方框架、OpenAI GPT-4 API、NumPy、Matplotlib、正则表达式。
亮点:Thoughts 增强机制有效提升 LLM 生成策略的创新性,最终在 Weibull 数据集上超越 Original FunSearch 和 Best Fit。
难点:LLM 输出结构化解析、代码安全执行、与框架 AST 兼容性处理。

示例图片

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