计算机科学 > 软件工程
[提交于 2025年4月13日
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标题: 将大型语言模型用于自动结构分析
标题: Integrating Large Language Models for Automated Structural Analysis
摘要: 自动化分析工程结构可以显著提高效率,通过减少重复任务。虽然基于人工智能的方法越来越常见,但目前尚无系统框架利用大型语言模型(LLMs)进行自动结构分析。为解决这一问题,我们提出了一种新颖的框架,将LLMs与结构分析软件相结合。LLMs作为核心引擎:它们从文本中解析结构描述,并将其转换为可执行的Python脚本。此外,该框架将LLMs的生成能力与基于代码的有限元(FE)工具如OpenSeesPy相结合。它采用领域特定的提示设计和上下文学习策略,以增强LLMs的问题解决能力和生成稳定性,从而实现从描述性文本到模型输出的完全自动化结构分析。在我们的实验中,我们引入了一个精心整理的小规模基准数据集,包含20个结构分析单词问题(SAWPs)及其真实解,并评估了不同LLMs在我们的框架中解决这些SAWPs的性能。还研究了由结构工程师设计的系统指令的作用,以了解它们对LLM驱动的结构分析的影响。此外,还考察了我们框架的生成稳定性。通过对基准的多次验证实验,我们的结果表明,与传统方法相比,所提出的框架可以显著提高解决SAWPs的自动化水平。定量上,基于GPT-4o的框架在测试示例中达到了100%的准确率,超过了GPT-4(85%)、Gemini 1.5 Pro(80%)和Llama-3.3(30%)。此外,在具有非对称结构配置的问题上,集成领域特定指令使性能提高了30%。
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