Agent hierarchy designer

Agent Hierarchy Designer

1. Décider si une hiérarchie est justifiée

Signal	Action
Tâche linéaire, < 5 agents, domaine homogène	Agent unique ou flat pipeline — pas de hiérarchie
5–15 agents, 2–3 domaines distincts	Hiérarchie 2 niveaux (orchestrateur + workers)
> 15 agents, domaines hétérogènes, charge variable	Hiérarchie 3 niveaux avec managers intermédiaires
Sous-tâches complètement isolées	Préférer une orchestration par événements plutôt qu'une pyramide

Coût réel d'une hiérarchie : +30–50 % de latence, débogage exponentiellement plus complexe, surface d'erreur plus large. N'ajouter un niveau que si le gain de parallélisme ou de spécialisation le justifie clairement.

2. Définir les niveaux et leur rôle

Orchestrateur  (1 seul)
├── Manager A  (domaine : recherche)
│   ├── Specialist Web
│   └── Specialist BDD
├── Manager B  (domaine : rédaction)
│   ├── Worker Draft
│   └── Worker Révision
└── Manager C  (domaine : validation)
    └── Specialist Fact-checker

Règle absolue : maximum 4 niveaux. Au-delà, le gain de spécialisation ne compense plus le coût de coordination.

Niveau	Rôle unique	Peut créer des agents ?	Portée des outils
Orchestrateur	Stratégie, décomposition, agrégation finale	Oui (managers)	Toutes ressources
Manager	Coordination d'un domaine, allocation de budget	Oui (workers dans son domaine)	Ressources du domaine
Specialist	Expertise profonde dans une niche	Non	Outils spécialisés seulement
Worker	Exécution atomique, sans décision complexe	Non	Scope minimal

3. Formaliser les responsabilités (prompt système de chaque niveau)

Chaque agent reçoit un system prompt qui précise exactement :

• Son rôle et ses limites d'autorité
• Ce qu'il peut décider seul vs ce qu'il doit escalader
• Le format des messages entrants et sortants
• Son budget token/API calls

ORCHESTRATOR_PROMPT = """
Tu es l'orchestrateur. Tu reçois un objectif global.
1. Décompose en sous-objectifs par domaine.
2. Assigne chaque sous-objectif à un manager via un message JSON.
3. Attends les résultats, agrège, et produis la réponse finale.
Tu NE réalises pas de tâche atomique toi-même.
Budget max : {budget_tokens} tokens pour toute la session.
"""

MANAGER_PROMPT = """
Tu es le manager du domaine {domain}.
Tu reçois un sous-objectif. Décompose-le en tâches atomiques.
Assigne chaque tâche à un worker. Supervise et agrège les résultats.
Budget alloué : {child_budget} tokens. Escalade si insuffisant.
"""

4. Protocole de communication inter-niveaux

• Top-down : l'orchestrateur envoie des objectifs de haut niveau aux managers uniquement.
• Bottom-up : les workers remontent résultats et erreurs vers leur manager direct (jamais directement à l'orchestrateur).
• Lateral : interdit entre niveaux différents ; toléré entre agents du même manager si le manager l'autorise explicitement.

from pydantic import BaseModel

class AgentMessage(BaseModel):
    msg_id: str
    trace_id: str          # Trace bout-en-bout (propagé depuis l'orchestrateur)
    sender_id: str
    receiver_id: str
    message_type: str      # "task" | "result" | "error" | "status" | "escalate"
    payload: dict
    budget_remaining: int  # Budget restant transmis à chaque message
    depth: int             # Niveau hiérarchique du sender (0 = orchestrateur)

5. Budget et délégation (éviter les dépassements de coût)

class BudgetAllocator:
    PARENT_RESERVE = 0.20  # Le parent garde 20% pour son propre traitement

    def allocate(self, parent_budget: int, num_children: int) -> int:
        available = int(parent_budget * (1 - self.PARENT_RESERVE))
        per_child = available // num_children
        return max(per_child, 1_000)  # Minimum viable par enfant

# Exemple : budget total 100k tokens, 3 managers
# Manager reçoit : 100_000 * 0.8 / 3 = ~26_666 tokens chacun
# Chaque manager applique la même règle pour ses workers

Règle : si un agent atteint 80 % de son budget sans résultat, il émet un message escalate vers son manager plutôt que de continuer.

6. Supervision et health checks

import asyncio

class ManagerAgent:
    async def supervise(self):
        while self.active:
            for worker in self.workers:
                status = await worker.ping(timeout=3)
                if status.failed or status.stalled:
                    await self.replace_worker(worker)
                    self.log_event("worker_replaced", worker.id)
            await asyncio.sleep(5)

    async def replace_worker(self, failed_worker):
        self.workers.remove(failed_worker)
        new_worker = self.spawn_worker(spec=failed_worker.spec)
        self.workers.append(new_worker)

Métriques minimales à collecter par manager :

• Taux de succès des workers (cible > 95 %)
• Temps moyen de traitement par tâche
• Nombre d'escalades vers l'orchestrateur

7. Scaling dynamique

class HierarchyScaler:
    SCALE_UP_RATIO = 3    # Ajouter un worker si queue > workers * 3
    IDLE_TIMEOUT_S = 30   # Supprimer un worker inactif depuis 30s

    def scale_up(self, manager):
        if len(manager.task_queue) > len(manager.workers) * self.SCALE_UP_RATIO:
            manager.workers.append(manager.spawn_worker())

    def scale_down(self, manager):
        idle = [w for w in manager.workers if w.idle_since > self.IDLE_TIMEOUT_S]
        for w in idle[:-1]:  # Garder au moins 1 worker actif
            w.terminate()

8. Implémentation par framework (2026)

LangGraph Supervisor (recommandé pour hiérarchies dynamiques) :

from langgraph.prebuilt import create_react_agent
from langgraph_supervisor import create_supervisor

research = create_react_agent(model, [web_search, db_query], name="researcher")
writer   = create_react_agent(model, [write_doc], name="writer")

supervisor = create_supervisor(
    agents=[research, writer],
    model=model,
    prompt="Coordonne la recherche et la rédaction. Agrège les résultats."
)
result = supervisor.invoke({"messages": [{"role": "user", "content": task}]})

CrewAI Hierarchical Process (recommandé pour équipes à rôles fixes) :

from crewai import Crew, Process

crew = Crew(
    agents=[manager_agent, researcher, writer, validator],
    tasks=[research_task, write_task, validate_task],
    process=Process.hierarchical,
    manager_llm=ChatOpenAI(model="gpt-4o"),
)
result = crew.kickoff()

AutoGen GroupChatManager imbriqués (pour hiérarchies à 3+ niveaux) :

from autogen import GroupChat, GroupChatManager

inner_group = GroupChat(agents=[worker1, worker2], messages=[], max_round=5)
inner_mgr   = GroupChatManager(groupchat=inner_group, llm_config=llm_cfg)

outer_group = GroupChat(agents=[orchestrator, inner_mgr], messages=[], max_round=10)
outer_mgr   = GroupChatManager(groupchat=outer_group, llm_config=llm_cfg)

9. Visualisation et debug

def to_dot(orchestrator) -> str:
    """Génère un graphe Graphviz de la hiérarchie courante."""
    lines = ['digraph AgentTree {', '  rankdir=TB;']
    def walk(agent, parent=None):
        label = f'{agent.role}\\n{agent.id[:8]}'
        lines.append(f'  "{agent.id}" [label="{label}"];')
        if parent:
            lines.append(f'  "{parent.id}" -> "{agent.id}";')
        for child in getattr(agent, 'children', []):
            walk(child, agent)
    walk(orchestrator)
    lines.append('}')
    return '\n'.join(lines)

# Rendre le graphe : echo "$(python gen_dot.py)" | dot -Tsvg -o hierarchy.svg

Pour le débogage en production : propager un trace_id unique depuis l'orchestrateur dans chaque message. Filtrer les logs par trace_id pour reconstituer la chaîne complète d'une exécution.

Anti-patterns / Pièges

• Hiérarchie pour une tâche simple : si la tâche peut tenir en < 5 agents flat, la hiérarchie ajoute de la latence sans valeur. Vérifier d'abord si un flat pipeline suffit.
• Manager qui exécute des tâches atomiques : le manager devient un goulot d'étranglement et annule le bénéfice du parallélisme. Les managers délèguent exclusivement.
• Pas de feedback bottom-up : sans remontée d'état, l'orchestrateur est aveugle. Même un simple status: running toutes les 30 s est indispensable.
• Budget non propagé : un agent sans contrainte de budget peut monopoliser les ressources et bloquer les autres. Toujours transmettre le budget restant dans chaque message.
• Communication latérale non encadrée : un worker qui contacte directement un autre worker hors de son domaine crée des dépendances cachées impossibles à tracer. Tout flux latéral passe par le manager commun.
• 5+ niveaux : la latence cumulée (chaque niveau = 1+ LLM call) rend la hiérarchie inacceptablement lente. Aplatir ou regrouper des responsabilités.

Règles non négociables

1. Maximum 4 niveaux dans toute hiérarchie.
2. Un seul manager direct par agent (pas de double hiérarchie).
3. Communications respectent la chaîne : un worker remonte vers son manager, jamais directement à l'orchestrateur.
4. Budget explicite à chaque niveau, transmis par le parent.
5. Chaque agent a un system prompt distinct définissant son scope et ses limites d'escalade.
6. Trace ID bout-en-bout pour chaque exécution (observabilité non optionnelle en production).

Communication Rules — MANDATORY

• Ultra-concise. No filler, no preamble, no pleasantries.
• Never say "happy to help", "sure!", "great question", "let me", or similar.
• Tool first, talk second. Act before explaining.
• Result first. Lead with outcome, not process.
• Stop when done. No summary, no recap, no trailing commentary.
• No politeness wrappers. Direct and blunt.
• Minimum words. If one word works, do not use ten.
• No unsolicited explanations.
• No emoji unless asked.