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不到 100 行代码用 LlamaIndex 搞一个“带脑子”的 RAG 系统(RAG + 知识图谱)

发布日期:2025-12-28 16:55:25 浏览次数: 1518
作者:数联未来

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用不到100行代码打造智能问答系统,结合知识图谱让回答更精准!

核心内容:
1. 实战教程:基于LlamaIndex+Neo4j+Chroma搭建企业级智能问答系统
2. 知识图谱应用:实现"用户→部门→流程"的精准推理链路
3. 零门槛部署:普通笔记本即可运行,附完整代码和Docker配置指南

杨芳贤
53AI创始人/腾讯云(TVP)最具价值专家

一个真实可落地、代码完整、部署简单的教程,手把手教你用 LlamaIndex + Neo4j(知识图谱) + Chroma(向量库) 搭建一个“能推理、会回答”的智能问答系统。

以一个企业内部 IT 支持场景为例:

员工问:“我怎么重置密码?”,系统不仅要返回操作步骤,还要知道“你是哪个部门的”——因为不同部门流程不同!

这个案例跑起来,不需要 GPU,普通笔记本就行

🎯 场景设定


假设你是一家公司的 IT 助理 Agent,员工会问各种问题:

  • “怎么连公司 Wi-Fi?”
  • “报销流程是什么?”
  • “我是市场部的,怎么申请新电脑?”

但注意:不同部门的流程不一样!
比如:
  • 技术部:自己在系统里申请
  • 市场部:需要主管审批
  • 财务部:走纸质表单

所以,光靠“语义相似”检索是不够的——你得知道 “用户 → 部门 → 流程” 这个关系链。

这就轮到 知识图谱 上场了!

🧰 准备工作


1. 安装依赖


pip install llama-index \

llama-index-graph-stores-neo4j \
llama-index-vector-stores-chroma \
neo4j \
chromadb \
python-dotenv

💡 如果你没装 Neo4j,用 Docker 一键启动。


2. 启动 Neo4j(图数据库)

docker run --name neo4j-kg -p 7474:7474 -p 7687:7687 \
  -e NEO4J_AUTH=neo4j/password \
  -d neo4j:5.18

访问 http://localhost:7474,用账号 neo4j / 密码 password 登录,看到界面就成功了!

3. 准备知识文档(模拟公司制度)

创建一个 docs/ 文件夹,放两个文件:

docs/it_policy.md

所有员工重置密码需访问 https://reset.mycompany.com。
技术部员工可直接重置。
市场部和财务部员工需先邮件通知 IT 支持。

docs/hardware_request.md

申请新电脑:
- 技术部:登录资产系统提交申请
- 市场部:填写 OA 表单并由总监审批
- 财务部:联系行政部领取纸质申请表

🧠 第一步:从文档中自动抽取知识图谱


我们用 LlamaIndex 的 KnowledgeGraphIndex 自动构建图谱。

# build_kg.py

from llama_index.core import SimpleDirectoryReader, KnowledgeGraphIndex
from llama_index.graph_stores.neo4j import Neo4jGraphStore
from llama_index.core import StorageContext
from llama_index.llms.openai import OpenAI  # 或换成 Ollama/Qwen

# 1. 读文档
documents = SimpleDirectoryReader("docs").load_data()

# 2. 连接 Neo4j 图数据库
graph_store = Neo4jGraphStore(
    username="neo4j",
    password="password",
    url="bolt://localhost:7687",
    database="neo4j"
)

# 3. 创建存储上下文
storage_context = StorageContext.from_defaults(graph_store=graph_store)

# 4. 构建知识图谱索引(会自动调 LLM 抽取三元组!)
index = KnowledgeGraphIndex.from_documents(
    documents,
    storage_context=storage_context,
    max_triplets_per_chunk=2,# 每段抽最多2个关系
    llm=OpenAI(model="gpt-3.5-turbo"),# 你也可以用本地模型
    show_progress=True
)

print("✅ 知识图谱构建完成!去 Neo4j 看看吧:http://localhost:7474")


运行:

python build_kg.py

⚠️ 注意:这一步会调用 LLM(比如 OpenAI),如果你不想花钱,可以换成 Ollama 的 qwen:0.5b 或 Llama.cpp 本地模型(LlamaIndex 支持)。

跑完后,打开 Neo4j 浏览器,输入 MATCH (n) RETURN n,你会看到类似这样的图:

[IT_Support] --(procedure_for)--> [Tech_Department]
[Hardware_Request] --(approval_flow)--> [Marketing_Department]
...

恭喜!你的知识已经结构化了!

🔍 第二步:混合检索 —— 先查图谱,再查向量


现在,我们要让系统“先推理,再回答”。

比如用户说:“我是市场部的,怎么重置密码?”

理想流程:

  1. 从问题中识别出 部门 = 市场部
  2. 在图谱中找:(Password_Reset) --(procedure_for)--> (Marketing_Department)
  3. 找到对应的规则
  4. 再用向量库找原文细节,生成自然语言回答

LlamaIndex 提供了 KGQueryEngine + RetrieverQueryEngine 混合模式

# query_hybrid.py


from llama_index.core import VectorStoreIndex, SimpleDirectoryReader
from llama_index.vector_stores.chroma import ChromaVectorStore
from llama_index.core import StorageContext, load_index_from_storage
from llama_index.graph_stores.neo4j import Neo4jGraphStore
from llama_index.core.query_engine import RetrieverQueryEngine
from llama_index.core.retrievers import KnowledgeGraphRAGRetriever
import chromadb

# 1. 加载向量索引(用于补充上下文)
client = chromadb.PersistentClient(path="./chroma_db")
chroma_collection = client.get_or_create_collection("quickstart")
vector_store = ChromaVectorStore(chroma_collection=chroma_collection)
vector_storage_context = StorageContext.from_defaults(vector_store=vector_store)

# 如果第一次运行,先建向量索引
try:
    vector_index = load_index_from_storage(vector_storage_context)
except:
    docs = SimpleDirectoryReader("docs").load_data()
    vector_index = VectorStoreIndex.from_documents(
        docs, storage_context=vector_storage_context
)

# 2. 初始化图谱检索器
graph_store = Neo4jGraphStore(
    username="neo4j", password="password", url="bolt://localhost:7687"
)
kg_retriever = KnowledgeGraphRAGRetriever(
    storage_context=StorageContext.from_defaults(graph_store=graph_store),
    verbose=True
)

# 3. 混合查询引擎:先用图谱找关键事实,再用向量补充细节
query_engine = RetrieverQueryEngine.from_args(
    retriever=kg_retriever,
    node_postprocessors=[],
)

# 4. 问问题!
response = query_engine.query("我是市场部的,怎么重置密码?")
print("\n🤖 回答:", response)


运行:python query_hybrid.py

你可能会看到这样的输出:

根据公司政策,市场部员工重置密码需先邮件通知 IT 支持。  
具体操作请访问 https://reset.mycompany.com 并按提示操作。


🧪 效果对比:纯 RAG vs RAG+图谱

问题
纯向量 RAG 回答
RAG+图谱回答
“怎么重置密码?”
“访问 https://reset...”(对所有人一样)
同左
“我是市场部的,怎么重置密码?”
“访问 https://reset...”(没区分部门!)
“需先邮件通知 IT 支持” ✅

差距就在这里!
没有图谱,系统根本不知道“部门”这个变量会影响答案。

🚀 如何产品化?(加个 Web API)


用 FastAPI 包一下,5 分钟变服务:

# api.py


from fastapi import FastAPI
from query_hybrid import query_engine  # 复用上面的引擎

app = FastAPI()

@app.post("/ask")
defask(question:str):
    response = query_engine.query(question)
return{"answer":str(response)}


运行:

uvicorn api:app --reload

然后 curl 测试:

curl -X POST http://localhost:8000/ask -H "Content-Type: application/json" -d '{"question":"我是财务部的,怎么申请电脑?"}'

搞定!你的智能 IT 助手上线了!

💡 小贴士 & 优化方向


  1. 不用 OpenAI?
    把 OpenAI() 换成:

from llama_index.llms.ollama import Ollama
llm = Ollama(model="qwen:0.5b", request_timeout=120)

本地跑,完全免费!

2.想支持更多实体?
在文档里加更多结构化描述,比如:

[Department: Marketing] has policy [Policy: Email_IT_For_Password_Reset]

3.性能优化

    • Neo4j 开启索引::auto CREATE INDEX FOR (d:Department) ON (d.name)
    • 向量库换成 Milvus(如果数据量大)

    4.安全提醒
      • 给 Neo4j 加防火墙
      • 不要让用户直接输入 Cypher 查询
      • 对 LLM 输出做内容过滤


      ✅ 总结


      用 不到 100 行代码,实现了:

      • 从非结构化文档自动构建知识图谱 ✅
      • 混合检索:图谱推理 + 向量补充 ✅
      • 部署成 Web 服务 ✅

      记住:RAG 的未来,不是“更大的 embedding”,而是“更聪明的知识组织”。

      你现在就可以把这个方案套用到:

      • 法律咨询(法条 + 案例关系)
      • 医疗问答(症状 → 疾病 → 治疗方案)
      • 电商客服(产品 → 配件 → 保修政策)

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