Glavna navigacija

Spajanje LLM-ova i formalnih rješavača za pouzdane AI odluke

Hibridna arhitektura spaja fleksibilnost LLM-ova s determinističkim rješavačima radi pouzdanih i provjerljivih poslovnih odluka.

Veliki jezični modeli (LLM-ovi) iznimno su napredovali u razumijevanju prirodnog jezika, generiranju tečnih odgovora i stvaranju potpuno novih iskustava za korisnike i zaposlenike. Međutim, budući da su LLM-ovi sami po sebi stohastički, njihova primjena za složeno numeričko ili logičko rasuđivanje pruža ograničena jamstva da će njihovi rezultati biti usklađeni s pravilima ili optimalni. Na primjer:

  • Voditelj kaže AI pomoćniku za planiranje: “Ship as much as possible next week while keeping costs low,” a sustav isporuči ambiciozan plan koji djeluje učinkovito, ali neprimjetno premašuje kapacitet skladišta i krši jamstva isporuke.

  • Koordinator kaže AI pomoćniku: “Reassign crews to reduce overnight stays and minimize disruption,” a model izradi jeftiniji raspored koji djeluje optimalno, ali krši obvezna ograničenja radnog vremena ili odmora.

  • AI pomoćnik za financijske operacije mora odobravati transakcije u skladu sa strogim regionalnim ograničenjima i ograničenjima rizika, ali odobri sumnjivu transakciju izmišljajući obrazloženje koje zvuči usklađeno, iako krši interna pravila.

U okruženjima sa strogim operativnim zahtjevima kombiniranje LLM-ova s formalnim rješavačima pomaže osigurati da odluke utemeljene na prirodnom jeziku ostanu unutar definiranih granica te izbjegnu neizvedive, neoptimalne ili neusklađene ishode.

Naš tim za R&D istražuje hibridni pristup koji spaja kreativnost i fleksibilnost LLM-ova sa strogošću, jamstvima i transparentnošću formalnih matematičkih rješavača kao što su Z3, Pyomo i OR-Tools. Razvijamo i višekratno upotrebljiv formalni AI mehanizam kako bi ta mogućnost postala standardni dio tehnološke infrastrukture poduzeća. Platforma će organizacijama omogućiti izravan unos poslovnih pravila iz postojećih sustava, kontinuiranu provjeru odluka prema tim pravilima i sigurnu primjenu AI agenata unutar jasno definiranih granica.

Naša je vizija smanjiti operativni rizik i istodobno ubrzati donošenje odluka u velikom opsegu. Rukovoditelji brže donose odluke usklađene s pravilima na temelju unosa na prirodnom jeziku, dok organizacije mogu automatizirati ad hoc promjene rasporeda, raspodjele resursa u opskrbnom lancu, financijskih operacija, provjere pravila, pa čak i dizajna videozapisa ili 3D objekata. Ugrađene zaštitne mjere sprječavaju da neizvedivi, neusklađeni ili nesigurni ishodi dospiju u produkciju.

U kontroliranim eksperimentima s optimizacijskim problemima iz logistike i na trima javnim referentnim skupovima naš je hibridni pristup dosljedno pokazivao:

  • Veću točnost

  • Veću razumljivost i mogućnost revizije

Hibridna arhitektura

Naš pristup preokreće uobičajenu paradigmu „LLM radi sve” i umjesto toga slijedi ovaj model:

Dijagram koji prikazuje kako veliki jezični modeli i deterministički rješavači spajaju razumijevanje prirodnog jezika s provjerljivom optimizacijom.

Ovaj pristup jasno razdvaja odgovornosti: LLM-ovi izdvajaju pravila i ograničenja iz prirodnog jezika, dok deterministički rješavači kao što su OR-Tools, Z3 i Pyomo obavljaju optimizaciju i provjeru. Rezultat objedinjuje prednosti obaju pristupa:

LLM-ovi

Rješavači

Hibridni pristup (LLM + rješavač)

Razumijevanje ljudske namjere u različitim domenama

✅ Izvrsno

❌ Nimalo

✅ Izvrsno

Determinističko ponašanje

❌ Ne

✅ Zajamčeno

✅ Da

Dokazivo točno matematičko rasuđivanje i optimizacija uz višestruka ograničenja

⚠️ Nepouzdano

✅ Zajamčeno

✅ Da

Mogućnost revizije i razumljivost

⚠️ Nepouzdano

✅ Jasno

✅ Jasno

Otpornost na šum i umetanje zlonamjernih uputa u upit

❌ Ranjivo

✅ Imuno

✅ Snažno

Eksperimentalni smjer 1: logistika i raspoređivanje radne snage

Problemsko područje

Počeli smo s izazovom s kojim se suočavaju neki naši klijenti:

Pretvaranje zahtjeva na prirodnom jeziku u optimalne odluke o resursima u stvarnom vremenu uz strogu primjenu operativnih, regulatornih i troškovnih ograničenja.

Taj je izazov u središtu suvremene logistike i opskrbnih lanaca, uključujući raspoređivanje radne snage, dodjelu imovine, usmjeravanje, planiranje ispunjavanja narudžbi i upravljanje kapacitetima. Upravo je to područje u kojem LLM-ovi i formalni rješavači moraju surađivati kako bi nastali pouzdani sustavi. Za procjenu smo izradili kontrolirane testne scenarije, izvore podataka i ograničenja te 240 sintetičkih upita. Primjeri uključuju:

  • Please revise the existing schedule following a cancellation. The target facility must be fully supplied by 24 December 2025. When possible, source inventory from a nearby warehouse and route it through a specific consolidation point. The earliest allowable start date is 14 December 2025.

  • Last-minute request: a VIP will arrive at location A in three hours. We need the required staff on site within two hours. Please adjust staff allocations while minimizing changes to the existing schedule.

Iz upita se vidi da sustav mora pouzdano izdvojiti i primijeniti čvrsta i fleksibilna ograničenja izravno iz zahtjeva na prirodnom jeziku:

  • Čvrsta ograničenja nisu predmet pregovora (npr. najraniji datumi početka, ugovorne odredbe i gornje granice kapaciteta). Kršenje bilo kojeg od njih poništava rješenje.

  • Fleksibilna ograničenja predstavljaju preferencije, poput smanjenja kašnjenja i troškova te ograničavanja promjena. Cilj je provesti optimizaciju bez prekoračenja čvrstih granica.

Neki se aspekti tih optimizacijskih problema ne mogu unaprijed potpuno definirati. Moraju se dinamički sastaviti ne samo na temelju unaprijed definiranih ograničenja i ciljeva iz strukturirane poslovne logike, internih dokumenata i operativnih podataka nego i iz korisnikova zahtjeva.

Pristupi koje smo procijenili

Kako bismo utvrdili učinkovitost različitih tehnika u tim uvjetima, implementirali smo i usporedili tri pristupa.

  1. Čisti LLM: Najjednostavniji pristup prosljeđuje sve relevantne podatke i korisnikov zahtjev na prirodnom jeziku u jedan upit LLM-u, od kojeg se traži optimalan plan ili raspodjela. Iako to može funkcionirati za male probleme ili one s malo ograničenja, pristup prestaje biti učinkovit kako složenost raste. Model može zanemariti ograničenja, dati prednost pogrešnom cilju ili izraditi planove koji zvuče razumno, ali nisu izvedivi, bez pouzdanog načina otkrivanja ili sprječavanja pogrešaka.

  2. LLM + Interpreter koda: U ovom pristupu LLM tumači zahtjev i alatima pristupa izvorima podataka te generira izvršivi optimizacijski kod. To povećava fleksibilnost i vidljivost, ali pouzdanost i dalje ostaje problem. LLM i dalje mora prevesti ograničenja u ispravan kod, a male pogreške u rasuđivanju ili programiranju mogu dati nevaljane ili neoptimalne rezultate, osobito s porastom broja ograničenja.

  3. Hibridno: LLM → strukturirana ograničenja → deterministički rješavač: Treći pristup razdvaja odgovornosti. LLM nikada ne „odlučuje” o ishodu, već pomaže formalizirati varijable, ograničenja i ciljeve. Dokazani optimizacijski rješavač primjenjuje ograničenja, jamči izvedivost te daje rezultate koji se mogu provjeriti i revidirati. Uloga LLM-a ograničena je na prevođenje zahtjeva na prirodnom jeziku u eksplicitna, strukturirana ograničenja pomoću unaprijed definiranih shema. Ta se ograničenja automatski prevode u kod za rješavač, kao što je OR-Tools, koji deterministički izračunava izvedivo, optimalno rješenje.

Rezultati

Metode smo testirali s pomoću nekoliko LLM-ova, uključujući GPT-5, GPT-5.1 i GPT-5.2. Kao što se očekivalo, hibridni je pristup nadmašio alternative:

Metoda

Točnost dodjele

Prosječna latencija

Broj tokena po upitu

Čisti LLM

70–78 %

62–190 s

~175.000

LLM + Interpreter koda

82–84 %

62–140 s

~9.000

LLM → rješavač (hibridno)

95–97 %

6–25 s

~2.000

Naša hibridna metoda pokazuje znatno povećanje točnosti, više nego četverostruko veću učinkovitost tokena i deseterostruko smanjenje latencije.

Eksperimentalni smjer 2: optimizacija opće namjene iz prirodnog jezika

Naš je sljedeći korak izraditi općenito primjenjivo, višekratno upotrebljivo sučelje koje prirodni jezik pretvara u strukturirane semantičke prikaze, a naš ih pozadinski sustav može prevesti u kod spreman za rješavač. U ovom smo se eksperimentu usredotočili na probleme linearne optimizacije i procijenili pristup na trima javnim skupovima podataka (NLP4LP, NL4OPT i IndustryOR).

Pristupi koje smo procijenili

  1. Samostalni LLM

  2. Hibridna metoda (LLM → strukturirana pravila → rješavač → provjereni rezultat)

Dijagram hibridnog tijeka rada od zahtjeva na prirodnom jeziku preko strukturiranih ograničenja i determinističkog rješavanja do provjerenog rezultata.

  • LLM-om izdvojite varijable, ograničenja i ciljeve iz unosa te formulirajte strukturirani optimizacijski problem.

  • Proslijedite strukturirani problem i izvorni zahtjev LLM-u radi samoprovjere.

  • Prevedite strukturirani problem u kod za OR-Tools kako biste izračunali optimalnu dodjelu.

Rezultati

Ovaj smo pristup procijenili s pomoću vlasničkih graničnih modela, uključujući GPT-5.1, GPT-5 mini, GPT-5.1-Codex-Max i GPT-5.2, te modela otvorenog koda kao što su Kimi K2, modeli GPT-OSS i MiniMax M2. Kutijasti dijagrami sažimaju rezultate svake metode.

Grafikon koji uspoređuje samostalne velike jezične modele i hibridne pristupe utemeljene na rješavačima na referentnim optimizacijskim skupovima.

Hibridni pristup dosljedno daje točnije, stabilnije i provjerljivije rezultate od referentnog samostalnog LLM-a za gotovo sve procijenjene temeljne jezične modele. Iako se apsolutna učinkovitost razlikuje među modelima, relativna poboljšanja hibridnog pristupa ostaju dosljedna. To upućuje na zaključak da poboljšanja proizlaze iz razdvajanja razumijevanja prirodnog jezika od formalne optimizacije, a ne iz oslanjanja na sposobnost rasuđivanja pojedinog modela.

Točnost

Na skupovima NLP4LP i NL4OPT, koji se uglavnom sastoje od problema linearnog programiranja, hibridna metoda postiže gotovo najveću moguću točnost i nadmašuje samostalne upite LLM-u. Umjesto „približno točnog” rasuđivanja, hibridni sustav dosljednije generira valjane, pravilno oblikovane matematičke formulacije. Na zahtjevnijem skupu podataka IndustryOR točnost se smanjuje za obje metode, ali iz različitih razloga. Mnogi problemi iz skupa IndustryOR obuhvaćaju kombinatorne strukture, poput usmjeravanja vozila, određivanja slijeda zadataka i raspoređivanja radne snage, koje nadilaze mogućnosti linearne optimizacije što ih naš pozadinski rješavač trenutačno podržava.

Analiza načina zakazivanja pokazuje da samostalni LLM-ovi često krše obvezna ograničenja, kao što je prikazano u nastavku:

Primjer 1:

Plain Text

"A bodybuilder buys prepared meals: a turkey dinner and a tuna salad sandwich. The turkey dinner contains 20 grams of protein, 30 grams of carbohydrates, and 12 grams of fat. The tuna salad sandwich contains 18 grams of protein, 25 grams of carbohydrates, and 8 grams of fat. The bodybuilder needs at least 150 grams of protein and 200 grams of carbohydrates. Because turkey dinners are expensive, no more than 40% of the meals should be turkey dinners. How many of each meal should the bodybuilder eat to minimize total fat intake?"

Samostalni LLM daje rješenje s manjom ukupnom količinom masti, ali krši zahtjev prema kojem obroci s puretinom smiju činiti najviše 40 % obroka. Hibridni pristup pravilno primjenjuje to čvrsto ograničenje i vraća valjan odgovor.

Primjer 2:

Plain Text

"A hospitalized patient can take two pills: Pill 1 and Pill 2. Each Pill 1 provides 0.2 units of pain medication and 0.3 units of anxiety medication. Each Pill 2 provides 0.6 units of pain medication and 0.2 units of anxiety medication. Pill 1 causes 0.3 units of discharge, while Pill 2 causes 0.1 units. At most 6 units of pain medication may be provided, and at least 3 units of anxiety medication must be provided. How many of each pill should the patient receive to minimize total discharge?"

Samostalni LLM ponovno daje rješenje s manjim otpuštanjem, ali premašuje najveću dopuštenu količinu lijekova protiv bolova. Hibridni pristup pravilno primjenjuje to čvrsto ograničenje i vraća valjan odgovor.

Latencija i potrošnja tokena

Podaci o latenciji i potrošnji tokena otkrivaju važnu razliku. Hibridni pristup ima veću prosječnu latenciju i potrošnju tokena od jednog upita LLM-u, no to je posljedica arhitekturnih odluka, a ne neučinkovitosti.

Hibridni proces obuhvaća:

  1. Jedan ili više poziva LLM-u radi izdvajanja strukturiranih varijabli, ograničenja i ciljeva.

  2. Korak samoprovjere radi otkrivanja unutarnjih nedosljednosti.

Iako ti koraci stvaraju dodatno opterećenje u usporedbi s jednim upitom, latencija ostaje ograničena i predvidljiva, a izvršavanje rješavača obično je brzo nakon što se problem pravilno formulira. Tim dodatnim radom nastaju eksplicitni, višekratno upotrebljivi i provjerljivi međup prikazi. Nasuprot tome, samostalni LLM-ovi sažimaju rasuđivanje u jedan neproziran postupak generiranja, čime se troškovi prebacuju na ponovne pokušaje, ručne provjere i naknadne kvarove. U budućim se inačicama to opterećenje može smanjiti:

  • Predmemoriranjem izdvojenih shema.

  • Postupnim ažuriranjem ograničenja.

  • Poboljšanjem orkestracije upita i poziva.

Transparentnost i mogućnost revizije

Naposljetku, čak i kada obje metode zakažu, način njihova zakazivanja bitno se razlikuje.

  • Kod samostalnog LLM-a pogreške često prolaze nezapaženo: model može vratiti rezultat koji je neznatno, ali ipak netočan.

  • Kod hibridnog pristupa eksplicitna formulacija problema čini pogreške vidljivima i pomaže timovima utvrditi koji ih je dio formulacije uzrokovao.

Buduće inačice mogle bi te formulacije prikazati u sučelju, omogućujući korisnicima da ih pregledaju ili provjere prije pokretanja rješavača. Ta transparentnost poboljšava izmjerenu točnost te olakšava otklanjanje pogrešaka i doradu sustava, što je ključno za primjenu u stvarnom svijetu.

Ključni zaključak

Rezultati na svim referentnim skupovima i za većinu testiranih temeljnih modela potvrđuju glavni zaključak našeg rada:

LLM-ovi su vrlo učinkoviti u razumijevanju i prevođenju namjere, ali deterministički su rješavači ključni za osiguravanje ispravnosti.

Hibridni pristup pretvara prirodni jezik iz izvora dvosmislenosti u pouzdano sučelje za matematički utemeljeno donošenje odluka, približavajući poslovni AI sustavima koji nisu samo inteligentni nego i pouzdani.

Sljedeći korak: višekratno upotrebljiv formalni AI mehanizam za poduzeća

Ograničenja u poduzećima rijetko postoje u urednim shemama ili savršeno oblikovanim upitima. Raspršena su po bazama podataka, proračunskim tablicama, internim pravilima i ugovorima. Zahtjevi korisnika mogu biti nepotpuni, dvosmisleni ili neusklađeni s poslovnim pravilima. Kako bismo ovaj pristup primijenili u velikom opsegu, razvijamo višekratno upotrebljiv pozadinski mehanizam koji tu složenost pretvara u pouzdanu poslovnu mogućnost.

Dijagram formalnog AI mehanizma za poduzeća koji obuhvaća poslovna pravila, prevođenje za rješavač i donošenje odluka podložno reviziji.

Platforma

U svojoj osnovi taj mehanizam služi kao formalna okosnica sustava odlučivanja vođenih umjetnom inteligencijom te pruža:

  • Simboličku bazu znanja s prilagodnicima koji unose poslovna pravila, ograničenja, varijable i ciljeve.

  • Sloj za prevođenje koji sheme prevodi u kod za rješavač.

  • Sučelja koja timovima omogućuju pregled, reviziju i izmjenu ograničenja.

Gdje ovaj pristup stvara vrijednost

Iako su trenutačni eksperimenti usmjereni na optimizaciju, ista se metoda može proširiti na logičku provjeru. Moguće poslovne primjene obuhvaćaju:

  • Ad hoc dinamičko raspoređivanje, usmjeravanje i raspodjelu resursa uz primjenu svih operativnih ograničenja.

  • Generiranje odgovora i preporuka koji su dosljedno usklađeni s poslovnim pravilima.

  • Dizajniranje i provjeru složenih 3D objekata, videozapisa i arhitektura uz otkrivanje neizvedivih rješenja prije produkcije.

Zaključna razmatranja

Današnji AI vrlo je moćan, ali poduzećima nije dovoljna samo moć: trebaju ispravnost, dosljednost i kontrolu. Naš hibridni sustav LLM-a i rješavača korak je prema svijetu u kojem:

  • Agenti ne izmišljaju pravila ni ograničenja.

  • Logičko zaključivanje i optimizacija matematički su utemeljeni.

  • Prirodni jezik služi kao univerzalno sučelje za determinističke sustave.

Autor

Peng Seng Ang