基于RAG的MaxKB知识库问答系统如何选择向量模型

在MaxKB中替换向量模型前，我们需要先了解向量相关的原理和技术，此处不做赘述，大家可以自行学习。可以了解下Embedding、Embedding核心，向量库等内容。

一、MaxKB 默认向量模型

MaxKB一款基于大语言模型和RAG技术的知识库问答系统，具体可以参见其官网：https://maxkb.cn/index.html 。在MaxKB中知识库文档的Embedding是很重要的一环，而这个过程久必须依赖向量模型。目前MaxKB本身内置的向量模型为text2vec-base-Chinese。一个针对中文语义匹配任务优化的向量模型，特别适用于中文句子级别的语义匹配任务。早期的时候在多个领域表现出了优秀的性能。但是也存在一些不足：

• 长文本处理能力：在处理长文本时，可能无法有效搜索到相关结果，这表明在长文本处理方面可能存在一定的局限性。
• 向量模型“坍缩”现象：这个现象指的是BERT对所有的句子都倾向于编码到一个较小的空间区域内，这使得大多数的句子对都具有较高的相似度分数。这会导致模型难以准确地反映出两个句子的语义相似度，尤其是在处理长文本时，可能会经常搜索不到不准确的结果。
• 模型实时性问题：至目前为主，text2vec-base-Chinese官方库最新一次更新时间为[2023/09/20] v1.2.9版本，也就是一年的时间没有更新了，在这个AI快速发展的时代，一年的时间显的很长。

备注：BERT（Bidirectional Encoder Representations from Transformers）是由 Google 在 2018 年提出的一种预训练语言表示模型，它基于 Transformer 架构构建，通过深度双向训练来理解语言的上下文信息。

二、向量模型的分类

向量模型的种类大概分为六大类，向量模型的数量基本也有上百种以上，如何选择向量模型一直是个难题。我们先看下向量模型的分类情况：

• BERT (Bidirectional Encoder Representations from Transformers)：这是一种基于 Transformer 架构的预训练语言表示模型，它通过深度双向训练来理解语言的上下文信息。BERT 在自然语言处理（NLP）领域取得了显著的性能提升，被广泛应用于各种任务，如情感分析、问答系统、命名实体识别等。
• M3E (Massive Mixed Embedding)：M3E 在私有部署和大规模文本处理方面表现出色，适用于需要私有化和资源节约的场景。它通过大规模混合嵌入技术提高了词向量的表达能力和泛化能力，适用于各种文本处理任务。
• BGE (Baidu General Embedding)：BGE 系列模型在全球下载量超过1500万，位居国内开源 AI 模型首位，表明其资源使用高效且受欢迎。BGE 在多语言支持、文本处理能力和检索精度方面表现优异，尤其适合需要高精度和高效率的场景。
• Sentence Transformers：基于孪生 BERT 网络预训练得到的模型，对句子的嵌入效果比较好。
• OpenAI Embedding (text-embedding-ada-002)： OpenAI 提供的模型，嵌入效果表现不错，且可以处理最大 8191 标记长度的文本。
• Instructor Embedding：这是一个经过指令微调的文本嵌入模型，可以根据任务（例如分类、检索、聚类、文本评估等）和领域（例如科学、金融等），提供任务指令而生成相对定制化的文本嵌入向量，无需进行任何微调。

三、如何选择一款合适的向量模型

为了应对不同类型文档的 Emdeding，我们需要根据特点以及场景选择适合的向量模型，而 MaxKB 本身是支持选择配置不同的向量模型的（MaxKB具体支持那些模型可参见：https://maxkb.cn/docs/user_manual/model/model_ summary/） 。 所以我们重点看下如何选择向量模型。选择向量模型的第一点需要考虑模型的排行，应用场景等。但是这些在 huggingface、魔塔社区都有相应的说明，反而不是太过担心。

3.1、huggingface 的 MTEB 榜单

https://huggingface.co/spaces/mteb/leaderboard 评估和比较不同文本嵌入模型的基准测试性能，MTEB榜单涵盖了多种语言和任务类型，包括法语、英语、中文等112种语言，涉及检索、排序、句子相似度、推理、分类、聚类等任务。通过这些任务，MTEB能够评估模型在不同场景下的表现，为用户提供选择依据‌。

3.2、魔塔社区

魔塔社区（https://modelscope.cn/） ModelScope社区成立于2022年6月,是一个模型开源社区及创新平台,由阿里巴巴达摩院,联合CCF开源发展委员会,共同作为项目发起方。

3.3、替换MaxKB的向量模型

具体在MaxKB中替换向量模型时选择哪一种？这个就需要结合上述六大分类的向量模型，综合以下几个方面进行考量：

• 语义理解能力：需要能够理解句子或段落级别的语义，而不仅仅是词汇级别的相似度。
• 运行效率：针对大规模语料的检索需要考虑计算效率和相似度检索时间。
• 上下文依赖性：选择模型时需要考虑上下文对语义匹配的重要性。
• 领域适配性：有些模型对特定任务或领域（如法律、医学）需要采用专业领域模型（微调或者现有的）以提供最佳性能。
  
  从huggingface的MTEB中文榜单中，可以看出目前支持中文主流的向量模型有以下几种（相对而言，模型更新太快）。以下是汇总了MTEB排行榜中第1至第20位中包含具体参数信息的模型，及其性能参数，补充了模型简介和适用场景：

当然，上述为通用模型，在一些特殊领域也可以使用以下场景模型，比如面向电商、医疗等，可以按照实际场景进行选择：

关于在MaxKB中如何替换向量模式这边就不过多介绍，可以通过接入公有向量模型、Xinference、或者本地模型方式接入，具体可以参考手册（https://maxkb.cn/docs/user_manual/model/bailian_model/ ），比如在Xinference中启用本地向量模型（用ollama、本地模型的方式也可以）。

步骤一：安装部署 Xinference

步骤二：基于 Xinference 安装向量模型

步骤三：基于MaxKB 的模型管理对接向量模型

步骤四：在知识库管理中选择向量模型，完成文档向量化

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