多 Agent 協作架構:主控、多層、對等、交接與工作圖
來源核對:2026-10-19。本文依論文與框架原始文件整理架構;選型與網站案例是本站的工程分析,未重現各文的效能實驗。本文的分類用於比較設計,不宣稱是一套統一標準。
先分開四個設計問題
多代理系統(Multi-Agent System, MAS)關心的是多個代理之間的控制權、資訊流、狀態及協調規則。同一模型可以支撐多個獨立代理;換幾個模型、開幾個聊天視窗,則不足以描述協作架構。
協作綜述將通訊結構、合作策略與靜態/動態協調分開討論 [1]。以下沿用這種分層思路,整理成四個設計問題:
| 設計面向 | 要決定什麼 | 常見選項 |
|---|---|---|
| 控制與通訊拓樸 | 誰派工、誰能向誰傳訊、誰決定下一步 | 中央主控、階層式、對等網路 |
| 工作流與調度 | 哪些任務有依賴、何時並行、如何匯合 | 流水線、平行分支、DAG、含循環的狀態圖 |
| 互動與裁決策略 | 代理如何互補、挑錯或整合分歧 | 主控綜合、產生與審查、辯論、投票、候選整合 |
| 狀態與通訊載體 | 哪些資訊共享,如何保留證據與版本 | 私有上下文、訊息、結構化產物、共享黑板 |
因此「主控式 + 平行研究 + 獨立審查 + 共享證據庫」可以是同一系統。子代理、群聊或 Skills 各只描述其中一部分。
控制拓樸:一主多工、多層管理與對等協作
一主多工:Supervisor/Orchestrator–Worker
主控代理拆解任務、委派專家、接收結果並整合;工作代理通常只看自己需要的上下文。Anthropic 的研究系統是這種模式的具體工程案例 [2]。
重要的是區分路由器(Router)與持續主控:路由器可只在入口分類、分流;主控則可能在取得結果後重新規劃、補派工作。兩者都能集中控制,但生命週期不同 [3]。
- 適用: 可分割的跨來源研究、跨領域分析、需統一輸出的任務。
- 設計重點: 每份子任務有明確範圍、輸入、產出格式、證據與回傳條件。
- 代價: 主控成為決策與上下文瓶頸;工作結果過度壓縮可能遺失限制或反證。
子代理可被包成主控可呼叫的工具,但「有子代理」不表示會並行執行,也不表示可任意彼此通訊。
階層式:Hierarchical Delegation
在主控與執行代理之間,再加入可派工的團隊主管。例如總協調者把工作分給研究組與工程組,組內各自分工。只把代理命名為 PM、工程師、QA,並不代表已有多層控制。
這是將局部規劃、協調與結果整合分散到不同層級的設計 [1]。可減少頂層需要直接管理的細節,但每層都會增加交接成本及資訊壓縮;跨組依賴仍需要明確接口。
對等網路:Peer-to-Peer/Decentralized
協作決策分散在多個代理,代理依局部資訊與通訊規則協調。網路可以是稀疏連接,不需要所有人與所有人互傳 [1]。
分散部署與去中心控制是兩回事。 多台機器仍可由一位主控決定所有工作;反過來,同一程序也能模擬對等協作。
對等設計的難點是任務認領、衝突解決、資訊傳播與結束判定。即使沒有唯一主控,也不能省略協調規則。
工作流:順序、交接、工作圖與群聊
流水線與 SOP:Pipeline
依固定階段交付產物,例如需求分析、設計、實作、驗收。MetaGPT 將角色與標準作業流程(SOP)結合,強調中間產物及階段驗證 [7]。
這種設計適合流程與責任已知的任務。上游錯誤仍會影響下游,因此每個階段需要輸入格式與驗收門檻。流水線也能由一般程式串接模型呼叫,不一定每個節點都是自主代理。
控制權交接:Handoff
代理把目前工作的控制權交給另一位專家,後者可直接繼續與使用者互動。這與主控「呼叫專家、等回覆、再自行回答」不同 [4]。
例如客服由問題分類轉交技術支援,再轉交帳務。交接時須決定傳遞完整歷史、摘要,或特定狀態欄位,以及誰仍有回覆與操作權限。
Handoff 是轉移控制的機制,不等於完整的去中心架構。 交接對象仍可受中央規則限制。
工作圖:DAG/State Graph
節點代表代理、工具或確定性程式,邊描述依賴、分支及匯合。LangGraph 用 State、Nodes、Edges 表達這類有狀態的工作流 [5]。
DAG 是有向無環圖;加入退回修改、重試或反思後,應稱含循環的工作圖或狀態圖。不能把所有代理流程都叫 DAG。
對平行節點,需要明確定義匯合條件與狀態合併方式,例如哪些分支完成才能進入審查、重複證據如何去重。多個代理同寫一個欄位,不能單靠提示詞處理衝突。
群聊與動態選角:Group Chat/Speaker Selection
代理在共享對話中輪流發言,由規則或選角器決定下一位。AutoGen 的 Selector Group Chat 可用模型選擇下一位參與者,並搭配終止條件 [6]。
群聊描述的是互動介面與發言調度;若選角器控制所有回合,控制權仍可能集中。共享歷史也會讓訊息量增加,應限制發言範圍、回合與終止條件。
互動策略:審查、辯論、投票與候選整合
| 策略 | 如何交換資訊 | 如何決定結果 | 需要避免的混淆 |
|---|---|---|---|
| 產生者/審查者 | 一位提出產物,另一位依準則檢查並回傳問題 | 測試、驗收規則或指定裁決者 | 審查者說通過,不等於客觀驗證完成 |
| 多代理辯論 | 各自提出答案,再讀取其他論點並修正 | 指定輪數後由聚合者或規則裁決 | 共識不等於正確 |
| 獨立候選與投票 | 初始解答彼此隔離,再比較候選 | 多數決、評分或可執行驗證 | 不能把同模型的多份輸出當成統計獨立 |
| Mixture-of-Agents | 上一層多份輸出成為下一層的參考 | 逐層綜合,形成最終輸出 | 不同於模型內部的 Mixture-of-Experts |
原始多代理辯論研究讓不同模型實例先提出答案,再經多輪交換與修正 [8]。後續研究指出初始觀點多樣性與信心溝通會影響辯論效果,不能從「多討論幾輪」直接推論品質改善 [13]。
MoA 原始方法是分層整合:下一層代理使用上一層的輸出生成回應 [9]。這種「層」是答案聚合層,不一定是有管理權的主管層,也不代表每個代理都在操作外部工具。
產生/審查可以嵌入任何工作流;若只由同一代理自我反思,則未必構成多代理系統。
共享黑板與狀態:Blackboard
共享黑板把中間事實、假設、待辦與結果放在共同工作區。代理根據黑板內容貢獻資訊,調度機制再決定下一步;已有研究將這種架構用於 LLM 多代理系統 [10]。
它不等於所有代理讀取同一個長聊天紀錄,也不等於直接擁有可靠的長期記憶。實作時應分清:
- 資料來源與產物: 原始證據、模型推論、待驗證結論分開存放。
- 寫入協調: 任務所有者、資料版本與衝突處理。
- 可見範圍: 哪些代理讀得到哪些欄位,避免把所有內容廣播給所有人。
- 恢復條件: 中斷後哪些工作已完成、哪些仍在執行、哪些可以重試。
這些是本文的工程檢查項目,不是該論文宣稱已解決的全部能力。共享黑板可由中央主控調度,也能搭配其他控制拓樸。
如何選型與評估
以下是依上述研究整理的選型起點,不是效能排名:
| 需求 | 優先比較 | 驗證重點 |
|---|---|---|
| 平行處理可分割的子題 | 主控式、平行分支與匯合 | 子題是否重複、證據是否能追溯 |
| 多個團隊有各自責任與專業上下文 | 階層式、子工作圖 | 組間接口與摘要資訊是否遺失 |
| 使用者需接續與不同專家互動 | Handoff | 控制權、歷史與權限如何移交 |
| 階段依賴明確、需要重試與回復 | 流水線、狀態圖 | 每階段驗收、狀態合併與可重入性 |
| 想比較不同判斷或挑出錯誤 | 獨立候選、辯論、審查 | 是否比單代理及簡單投票更有效 |
| 多人逐步累積同一份問題狀態 | 共享黑板 | 資料歸屬、版本與寫入衝突 |
Google Research 比較不同代理配置時發現,收益與任務是否可平行、協調成本等因素有關;其結果不支持「代理越多越好」的通則 [12]。MAST 則將研究中觀察到的失敗歸納為系統設計、代理間失配與任務驗證等類別 [11]。
實務比較應固定模型、工具與任務集,並明列總 token、工具呼叫、時間及成本預算。除了成功率,也要記錄延遲、返工次數、重複操作、證據遺失與失敗恢復情況。避免讓多代理使用更高預算,卻把收益全部歸因於協作架構。
組合範例:更新一個資訊網站
可以用中央協調者分配來源研究,研究分支並行,結果寫入結構化證據表;編輯依證據修改內容,獨立審查者檢查來源與差異,最後以建置及人工閱讀驗收。未通過時退回指定階段,重試受次數與成本限制。
這同時包含中央主控、平行工作圖、共享產物與產生/審查策略;若再加入研究組主管才是更明確的多層管理。這是組合示例,並非本站已部署的常駐系統。
Skills 可保存工作規則,MCP 可連接工具,Harness 負責執行;Loop Engineering 處理任務反覆執行、驗證及停止。這些能支援各種拓樸,本身不決定誰管理誰。
文獻怎麼讀
文中方括號編號對應下列來源順序。
- 協作綜述:建立通訊拓樸、協作策略與動態編排的分類視角。
- Anthropic 研究系統:中央主控與平行工作代理的工程案例。
- LangChain Multi-agent:比較主控、路由與其他組合模式。
- Handoffs:區分子任務回傳與控制權移交。
- LangGraph Graph API:了解狀態、條件邊與流程執行。
- AutoGen Selector Group Chat:觀察群聊調度與停止條件。
- MetaGPT:角色、SOP 與中間產物的原始研究。
- Multiagent Debate:多輪辯論的原始設計。
- MoA:分層候選整合的原始方法。
- Blackboard:共享工作區與依狀態選角的研究原型。
- MAST:多代理失敗分類與分析。
- Google Research:架構、任務性質與擴張收益的實驗分析。
- ACL 2026 Debate:檢視觀點多樣性及信心溝通的影響。
框架文件描述的是該工具的模式與實作接口,論文結果也受模型、任務和評測設定限制。本文沒有以個別 benchmark 宣稱某一架構全面最佳。