宝塔山 发表于 3 天前

RAG 多文档代理 (Multi-Document Agent)架构

多文档代理 (Multi-Document Agent) 系统详解

多文档代理是一种先辈的检索增强生成(RAG)架构,它采用分层设计来处理多个范畴或文档集的查询。这种系统特别实用于处理大规模、多范畴的知识库,能够提高检索精度和回答质量。
核心组件

1. 文档级查询引擎

每个文档级查询引擎专注于一个特定范畴或文档集:


[*]独立向量索引:为每个文档或文档集创建专用的向量数据库
[*]专业化检索策略:针对特定范畴文档的特点优化检索算法
[*]范畴特定的上下文处理:更正确地明确文档内的专业术语和概念
[*]文档内部相关性排序:在单一文档或文档集内评估和排序检索结果
2. 顶层调和代理

调和代理在系统中扮演"指挥官"脚色:


[*]查询分析:分析用户查询的意图和范畴
[*]路由决策:决定将查询发送到哪个(或哪些)文档级查询引擎
[*]结果整合:将多个文档引擎的结果合并成一个连贯的答案
[*]元信息维护:维护关于各文档引擎专长范畴的知识
工作流程


[*]用户提交查询
[*]顶层调和代理分析查询内容
[*]调和代理决定相关的文档集或范畴
[*]查询被路由到相应的文档级查询引擎
[*]文档级引擎在其专属索引中检索信息
[*]检索结果返回给调和代理
[*]调和代理整合、去重和构造信息
[*]生成同一、连贯的回答
优势



[*]镌汰干扰:避免不相关文档的噪音
[*]提高正确度:专业化引擎更相识其范畴文档
[*]支持混合检索策略:不同范畴可使用不同的检索方法
[*]可扩展性:轻松添加新的文档集和范畴
[*]低落计算成本:只在相关文档集上实行检索
实现思量

路由策略



[*]基于嵌入的路由:根据查询向量与文档集描述向量的相似度
[*]规则基础路由:基于关键词或预界说范畴分类
[*]多阶段路由:先大略分类,再精致路由
[*]混合路由:联合多种路由策略
结果合并策略



[*]基于相关性排序:根据检索结果与查询的相关性排序
[*]基于权重合并:为不同文档引擎的结果分配权重
[*]互补合并:识别和保留互补信息
[*]冲突办理:处理文档间可能的信息冲突
应用场景



[*]企业知识库:不同部门或产品线的文档
[*]学术研究:跨学科研究需要查询多个范畴
[*]法律文献:不同法律范畴的法规和判例
[*]技能支持:多产品线的技能文档
[*]医疗信息系统:不同专科的医学知识
多文档代理系统是传统RAG的进化升级,通过分层设计有用处理大规模、多范畴的知识库,提供更正确、更有条理的回答。
多文档代理系统的详细实现方案

技能栈选择

基础框架



[*]LangChain/LlamaIndex:用于构建RAG流程和组件连接
[*]FastAPI:构建系统API接口
[*]Celery:处理异步任务队列
[*]Redis:缓存常见查询和中间结果
向量数据库



[*]Pinecone/Weaviate:主要向量存储
[*]FAISS:轻量级本地向量索引选项
[*]Milvus:大规模向量数据管理
语言模型



[*]OpenAI GPT-4/Claude 3:主要生成和明确组件
[*]Embedding模型:text-embedding-3-large或BAAI/bge-large-zh等
系统架构详细设计

1. 数据预处理与索引管理模块

class DocumentProcessor:
    def __init__(self, chunking_strategy):
      self.chunking_strategy = chunking_strategy
      
    def process(self, document):
      # 文档清洗
      cleaned_doc = self._clean_document(document)
      # 文档分块
      chunks = self._chunk_document(cleaned_doc)
      # 元数据提取
      chunks_with_metadata = self._extract_metadata(chunks)
      return chunks_with_metadata
      
    def _clean_document(self, document):
      # 移除不必要的格式、标点符号规范化等
      pass
      
    def _chunk_document(self, document):
      # 根据chunking_strategy进行文档分块
      # 可以是固定大小、语义分块或混合策略
      pass
      
    def _extract_metadata(self, chunks):
      # 提取每个块的关键信息作为元数据
      pass


class IndexManager:
    def __init__(self, vector_db_client, embedding_model):
      self.vector_db = vector_db_client
      self.embedding_model = embedding_model
      
    def create_index(self, domain_name, schema):
      # 为特定领域创建新的向量索引
      pass
      
    def index_documents(self, domain_name, processed_chunks):
      # 将处理后的文档块索引到对应领域的向量数据库
      embeddings = self.embedding_model.embed_documents()
      records = [{
   
            'id': chunk.id,
            'embedding': embedding,
            'text': chunk.text,
            'metadata': chunk.metadata
      } for chunk, embedding in zip(processed_chunks, embeddings)]
      
      self.vector_db.upsert(domain_name, records)
      
    def update_index(self, domain_name, new_chunks):
      # 更新现有索引中的文档
      pass
      
    def delete_from_index(self, domain_name, chunk_ids):
      # 从索引中删除特定文档
      pass
2. 文档级查询引擎实现

class DocumentQueryEngine:
    def __init__(self, domain_name, vector_db_client, embedding_model, llm, retrieval_config):
      self.domain_name = domain_name
      self.vector_db = vector_db_client
      self.embedding_model = embedding_model
      self.llm = llm
      self.retrieval_config = retrieval_config
      # 领域特定的提示模板
      self.prompt_template = self._load_domain_prompt()
      
    def _load_domain_prompt(self):
      # 加载针对该领域优化的提示模板
      pass
      
    def search(self, query, top_k=5):
      # 将查询转换为向量
      query_embedding = self.embedding_model.embed_query(query)
      
      # 在向量数据库中搜索
      search_params = {
   
            'top_k': top_k,
            **self.retrieval_config.get_search_params()# 领域特定的检索参数
      }
      
      results = self.vector_db.search(
            collection_name=self.domain_name,
            query_vector=query_embedding,
            **search_params
      )
      
      # 返回检索结果
      return self._post_process_results(results, query)
      
    def _post_process_results(self, results, query):
      # 领域特定的后处理,如重新排序、过滤等
      # 可能包括基于特定领域知识的结果优化
      processed_results = []
      
      for result in results:
            # 添加领域特定的相关性计算
            relevance = self._calculate_domain_relevance(result, query)
            processed_results.append({
   
                'content': result['text'],
                'metadata': result['metadata'],
                'relevance': relevance
            })
            
      # 按领域特定相关性排序
      processed_results.sort(key=lambda x: x['relevance'], reverse=True)
      return processed_results
      
    def _calculate_domain_relevance(self, result, query):
      # 计算结果在该特定领域内与查询的相关性
      # 可能使用领域特定的相关性公式
      pass
      
    def generate_answer(self, query, search_results):
      # 根据检索结果生成针对该领域的回答
      context = self._format_context(search_results)
      prompt = self.prompt_template.format(query=query, context=context)
      
      response = self.llm.generate(prompt)
      return {
   
            'answer': response,
            'sources': for r in search_results],
            'domain': self.domain_name
      }
      
    def _format_context(self, search_results):
      # 将搜索结果格式化为LLM可用的上下文
      pass
3. 顶层调和代理实现

class CoordinatorAgent:
    def __init__(self, router, query_engines, llm, config):
      self.router = router
      self.query_engines = query_engines# 各领域的文档查询引擎字典
      self.llm = llm
      self.config = config
      
    async def process_query(self, query):
      
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