10分钟看明白爆火的本地知识库! 掌握本地知识库基本概念与RAG的完整架构
“我们要做知识库,但是看了一圈技术方案都差不多,到底该选哪个?”
“产品说要用向量数据库,运维说要用图数据库,架构师又提出要用RAG,这些到底是什么关系?”
相信朋友都遇到过类似的困惑。AI大模型的普及,企业建设知识库的需求也与日俱增,但面对市面上林林总总的技术方案,却常常无所适从。
本文将用最通俗的语言,帮你理清知识库建设的核心概念,让你在10分钟内建立起完整的技术认知,轻松应对知识库选型难题。
为什么知识库这么难选?
近期和很多读者朋友交流,发现他们在规划知识库建设时普遍存在三个困惑:
第一个困惑是概念混淆。向量数据库、图数据库、知识图谱,这些看起来都能存储企业知识,到底有什么区别?RAG又是什么,和这些存储方案是什么关系?
第二个困惑是技术选型。不同的方案各有优势,该如何根据企业实际需求做出选择?是不是非要用最新最热的技术?
第三个困惑是落地路径。选定技术后如何规划实施步骤?需要准备哪些资源?会遇到哪些坑?
要解答这些困惑,我们得先理清楚几个核心概念。
知识库的"三驾马车"
如果你在管理一个大型图书馆,面临三个基本问题:
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如何存放这些书籍和资料
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2.如何帮助读者快速找到需要的内容
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如何展示不同书籍之间的关联关系
知识库建设其实也面临类似的问题,对应着三个核心技术组件:
本地知识库:企业的"中央档案馆"
这是最基础的一层,就像图书馆的书库,负责存储企业的各类文档资料。可以是简单的文件系统,也可以是结构化的数据库。它解决的是"往哪里存"的问题。
向量数据库:智能的"检索引擎"
传统的关键词搜索就像按书名找书,经常会漏掉很多相关内容。向量数据库则是一种更智能的检索方式:它能将文本转换为数学向量,通过计算相似度来找到语义相关的内容。这就好比有一位深谙各类书籍内容的图书管理员,不管你用什么方式描述,都能帮你找到相关的资料。
知识图谱:智能的"知识导航"
如果说向量数据库解决了"找到相关资料"的问题,知识图谱则帮助我们理解资料之间的关联。它就像一张知识地图,清晰地展示了不同知识点之间的联系。比如查询一个产品问题时,相关的技术文档、使用案例、常见问题等信息都能一目了然。
RAG:"三驾马车"的总工程师
说到这里,你可能会问:这三种技术看起来都很好,是不是都得用上?实际上,这正是RAG(检索增强生成)技术的核心思路:它扮演着总工程师的角色,协调三个组件默契配合。
就像图书馆需要书库(本地知识库)、检索系统(向量数据库)和分类导航(知识图谱)协同工作才能为读者提供最好的服务,RAG技术正是将这三者有机整合,让AI系统能够更智能地利用个人或者企业知识。
什么是RAG(检索增强生成)
传统的大语言模型存在一些明显的不足:
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知识更新不及时:大模型的知识截止于其训练数据的时间点,无法获取训练后出现的新知识。
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幻觉问题:模型可能会生成看似合理但实际错误的内容,经常“一本正经地胡说八道”。
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知识覆盖不足:对于某些垂直领域的专业知识,模型可能没有充分的训练数据,因而无法准确回答。
为了解决上述问题,RAG(Retrieval-Augmented Generation,检索增强生成)技术应运而生。其核心思想是:在生成回复前,先从外部资料库中检索相关信息,结合检索结果生成更准确的回答。这就像给大模型配备了一个即时查阅的“百科全书”,使其回答更加准确、及时。
RAG的本质是高效的检索与生成相结合。它并不依赖于某一种特定的技术或工具,而是一个方法论。无论你选择使用传统的数据库、向量数据库,还是知识图谱,只要能够实现高效的检索,辅助大模型进行生成,就实现了RAG的目标。
RAG的工作流程
RAG的工作流程一般分为以下三步:
步骤一:创建资料库
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收集相关的文本、图像、音频等资料,将其进行预处理和组织。
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使用嵌入技术(Embedding)将这些资料转换为向量表示,方便后续的相似度计算。
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将向量化的资料存储在一个高效的数据库中,通常是向量数据库。
步骤二:检索相关资料
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当用户提出问题时,先对问题进行向量化处理。
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在向量数据库中检索与问题向量最相似的资料,即找到与问题最相关的内容。
步骤三:生成回答
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将检索到的相关资料与用户的问题一起输入大模型。
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大模型根据输入的信息,生成一个更准确、具体的回答。
本地知识库、向量数据库、知识图谱的概念
在理解了RAG的基本流程后,让我们来看一下本地知识库、向量数据库和知识图谱分别是什么,以及它们与RAG的关系。
1. 本地知识库
本地知识库是组织内部的资料集合,包括文档、报告、规章制度、技术档案等。其目的是将组织内的知识系统化、结构化,方便员工查阅和利用。
本地知识库的组织形式多种多样,可以是简单的文件夹结构、数据库,或者更加复杂的知识图谱等。
2. 向量数据库
向量数据库是一种专门存储高维向量数据的数据库,支持高效的向量相似度检索。随着深度学习和嵌入技术的发展,大量的数据(如文本、图像)可以被表示为向量形式,向量数据库因此成为存储和检索这些数据的理想选择。
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存储向量数据:将嵌入后的数据存储起来。
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快速检索相似向量:基于向量的相似度(如余弦相似度、欧氏距离)来检索最相关的数据。
3. 知识图谱
知识图谱是对现实世界实体及其关系的图形化表示。它以节点和边的形式,直观地展示了不同实体之间的关联。例如,在一个知识图谱中,“苹果”这个节点可以与“水果”、“公司”等节点相连,表示不同的含义和关系。
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结构化知识:将非结构化的数据转化为结构化的形式,便于理解和利用。
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关系挖掘:通过图谱,可以发现数据之间潜在的关联。
RAG与本地知识库、向量数据库、知识图谱的关系
理解了上述概念后,我们来探讨它们之间的递进关系和相互作用。
1. 本地知识库是RAG的基础
在RAG的流程中,第一步就是创建一个资料库,这实际上就是建立一个本地知识库。这是RAG运作的基础,因为没有资料库,就无从检索相关信息。
2. 向量数据库存储知识库的向量化表示
为了使检索更加高效,RAG会将本地知识库中的资料进行向量化处理,即将文本等数据转换为向量表示。这些向量数据需要被存储起来,以便进行相似度检索。这里,向量数据库就起到了关键作用。
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向量化处理:使用嵌入模型(如BERT、Word2Vec)将文本转换为向量。
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存储和检索:向量数据库能够高效地存储大量向量,并支持快速的相似度查询。
向量化通俗来说,就是把各种各样的资料(比如文字、图片、音频等)用一串数字来表示。就好比你要描述一个人的面孔,如果只说“脸长圆圆的、眼睛不大不小”会很模糊;但如果能用具体的测量数据(如脸长多少厘米、双眼间距多少厘米等)来记录,那就更精确了。向量化就是把原本模糊、抽象的特征,用定量的方式变成可以在计算机中处理的数字形式。
这样做的好处是,计算机在比较这串数字时,可以很快算出它们相似或不同的程度;就像我们能通过身高、年龄、兴趣爱好等数字指标,快速判断几个人的相似度。当文字、图片等被表征成向量后,就可以更方便地进行检索、分类或推荐,使得人工智能可以在海量信息中“抓”到最有用的部分。
3. 知识图谱提升知识库的组织和检索
在一些复杂应用中,仅仅依靠向量相似度可能不足以满足需求。知识图谱可以进一步优化知识库的组织方式,提供更深层次的关系检索。
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结构化组织:知识图谱将知识库中的数据以节点和边的形式组织起来,清晰地展示实体之间的关系。
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关系检索:除了相似度检索外,还可以根据实体间的关系进行查询。
4. RAG与三者的综合应用
(1)检索阶段的协同
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向量检索:利用向量数据库,根据语义相似度快速检索相关资料。
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关系检索:利用知识图谱,按照实体关系找到相关信息。
(2)生成阶段的增强
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将检索到的资料(文本片段、关系信息)与用户的问题一起输入到大模型中。
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大模型结合这些信息,生成更加准确、详尽的回答。
案例
让我用一个具体的智能客服案例来展示RAG技术是如何在实践中发挥作用的。
某手机品牌智能客服系统的实践案例
以一个常见的用户问题为例:“Face ID解锁失败怎么办?” 让我们看看系统是如何处理这个问题的。
构建本地知识库阶段
客服团队首先需要建立一个全面的知识资料库。他们收集了品牌官方的故障排查手册、历史上成功解决的案例记录、用户反馈的常见问题、以及最新的系统更新说明文档等资料。这些资料经过整理和标准化,形成了基础知识库。
比如对于"在强光环境下Face ID可能无法正常工作"这样的信息,团队会将其整理成结构化的文本格式,便于后续处理。
向量化与存储阶段
系统会将整理好的文档转换成向量形式。例如,一段描述"Face ID失败的常见原因包括摄像头被遮挡、光线过强、距离过近"的文本,会被转换成一个512维的数字向量。这些向量被存储在专业的向量数据库中,比如Milvus或Faiss。通过计算向量之间的距离,系统可以快速找到语义相近的内容。
知识图谱构建阶段
系统会从文本中提取关键实体和它们之间的关系。比如"Face ID"、“原深感摄像头"这样的实体,以及"原深感摄像头是Face ID的组成部分”、"光线过强会导致解锁失败"这样的关系。这些信息构成了一个立体的知识网络。
实际工作流程
当用户提出问题时,系统的处理流程非常精密:
问题理解环节中,系统会将用户的问题转换为向量表示,这样就可以与知识库中的内容进行匹配。
在检索环节,系统会同时启动向量检索和关系检索。向量检索找到语义最相近的故障解决文档,而知识图谱则帮助系统理解Face ID、失败原因和解决方案之间的逻辑关系。
信息整合环节中,系统会综合多个来源的信息:官方的故障排查流程、类似案例的解决方案、Face ID的工作原理说明,以及最新系统更新的相关内容。
在生成回答环节,系统会将这些信息整合成一个连贯的解决方案。回答中会包含最新系统更新的影响、清晰的排查步骤、可能的原因分析,以及备选的解决方案。
完善的知识库建设、精准的信息检索,以及智能的答案生成。这三个环节的紧密配合,让整个系统能够像经验丰富的客服专员一样,提供专业、准确的服务。
总结
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本地知识库是基础:它是RAG检索的源头,是存放资料的地方。
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向量数据库提高检索效率:通过向量化,向量数据库能够高效地存储和检索语义相关的信息。
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知识图谱深化数据关系:它提供了数据间的结构化关系,弥补了向量检索的不足,进一步提升了检索的准确性和深度。
RAG整合三者:RAG通过整合本地知识库、向量数据库和知识图谱,实现了对大模型的能力增强,使其能够生成更准确、及时的回答。
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