Se você não tem nenhum requisito específico para a aleatoriedade, então você pode usar o bash shell embutido em RANDOM
, como mencionado nos comentários, por exemplo,
$ sed '/^ML_/ s/[0-9]\{3\}$/'$(printf '%03d' $((RANDOM%1000)))'/' a.txt
K8A2-19C204-BA109691
ML_18.10.4-109133
Se você precisar de números aleatórios "melhores", sugiro que abandone sed
em favor de perl
e procure por um módulo de número aleatório adequado.