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基于Agent的金融問答系統:Agent框架的構建 原創

發布于 2024-11-22 15:53
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前言

上一章【項目實戰】基于Agent的金融問答系統:RAG檢索模塊初建成,我們已經完成了RAG的基本流程,本章我將梳理Agent的運行框架以及介紹如何將RAG數據和SQL查詢數據進行整合,實現金融問題的自主回答。

核心問題

在進行Agent框架介紹之前,我們需要探討一個核心問題,即:??用戶輸入一個問題后,如何實現用戶問題的自動查詢(是SQL查詢還是RAG檢索)?? 。

意圖識別方案

關于這個問題,我們曾有一個方案如下:

基于Agent的金融問答系統:Agent框架的構建-AI.x社區

  • 對于用戶輸入的問題,是需要查詢SQL,還是需要去RAG檢索,我們通過一個意圖識別模塊來實現;
  • 意圖識別模塊會接受用戶的問題,然后將用戶的問題交給大模型去分辨;
  • 大模型我們提前做了sft微調(few-shot少樣本訓練也可以達到同樣效果),讓大模型知道什么樣的問題屬于SQL查詢問題,什么樣的問題屬于RAG檢索問題,例如:

# 準備few-shot樣例
  examples =[
{
"inn":"我想知道東方阿爾法優勢產業混合C基金,在2021年年度報告中,前10大重倉股中,有多少只股票在報告期內取得正收益。",
"out":"rag_question***我想知道東方阿爾法優勢產業混合C基金,在2021年年度報告中,前10大重倉股中,有多少只股票在報告期內取得正收益。"
},
{
"inn":"森赫電梯股份有限公司產品生產材料是什么?",
"out":"rag_question***森赫電梯股份有限公司產品生產材料是什么?"
},
{
"inn":"20210930日,一級行業為機械的股票的成交金額合計是多少?取整。",
"out":"agent_question***20210930日,一級行業為機械的股票的成交金額合計是多少?取整。"
},
...
  ]
  • 意圖識別結果之后,在代碼中通過if...else對識別結果進行不同類別的后續處理,如下:

if intent =="rag_question":
# 如果是RAG相關的問題
            result = self.rag.get_result(question=question)

return result

elif intent =="agent_question":
# 如果是Agent相關的問題
            result, result_list = self.agent.get_result(input=question)

return result
else:
# 其他類問題
            result = self.chat.invoke(input=question).content
return result

意圖識別方案的問題

這一方案有個核心問題:

  1. 如果意圖識別錯了,那么后續的處理就失效了,答案一定會錯;
  2. 我們固然可以給if...else...增加修正策略,比如:rag檢索不到那就去sql里再查一下....但是如果我們需求很復雜呢,這個策略編寫和維護成本也是指數級上升;
  3. 最為重要的一點是:這種方式我覺得一點都不智能!

這種方式還是傳統開發的思維:由開發者來清晰地控制著程序的每一步驟,大模型在其中只是扮演一個輔助工具角色(例如:做個問題分類)

但是,在我首次接觸Agent時,Agent的自主思考和自主行動給我留下了深刻的印象,所以我決定換一種方式:使用Agent來進行用戶問題的自主判斷、自主解決。

Agent框架

在【課程總結】day30:大模型之Agent的初步了解中,我們曾初步了解Agent框架如下:

基于Agent的金融問答系統:Agent框架的構建-AI.x社區

由上圖可知,如果我們給Agent賦予相應的工具,那么Agent依托于大模型的思考力,可以自主開展相應的planning以及action。因此,我們首要解決如何給Agent賦予相應的工具。

1、賦予Agent工具

因為我們的需求是查詢結構化的SQL數據庫和非結構化的RAG數據,所以我們需要給Agent賦予兩個工具,具體如下:

1.1、創建Agent的管理類

代碼文件及目錄:??app/finance_bot_ex.py??

import logging
import datetime
from langgraph.prebuilt import create_react_agent
from langchain.tools.retriever import create_retriever_tool
from langchain_community.utilities importSQLDatabase
from langchain_community.agent_toolkits importSQLDatabaseToolkit
from rag.rag importRagManager
import settings


classFinanceBotEx:
def__init__(self, llm=settings.llm, chat=settings.chat, embed=settings.embed):
        self.llm = llm
        self.chat = chat
        self.embed = embed
        self.tools =[]

        self.rag =RagManager(llm=llm, embed=embed)

1.2、創建數據庫SQL工具

為FinanceBotEx類添加

def init_sql_tool(self, path):
        # 連接數據庫
        db = SQLDatabase.from_uri(f"sqlite:///{path}")
        toolkit = SQLDatabaseToolkit(db=db, llm=self.llm)
        sql_tools = toolkit.get_tools()  # 工具

        return sql_tools

說明:

  • 上述函數中path用來傳入SQlite數據庫的路徑
  • 使用langchain封裝的 SQLDatabase 連接數據庫
  • 使用langchain封裝的 SQLDatabaseToolkit 得到SQL相關的工具,用以后續提供給Agent

1.3、創建RAG檢索工具

為FinanceBotEx類添加

def init_rag_tools(self):
        # 給大模型 RAG 檢索器工具
        retriever = self.rag.get_retriever()
        retriever_tool = create_retriever_tool(
            retriever=retriever,
            name="rag_search",
            description="按照用戶的問題搜索相關的資料,對于招股書類的問題,you must use this tool!",
        )
        return retriever_tool

說明:

  • 該函數中的??self.rag?? 是我們封裝的RAG管理類
  • 通過這個管理類的get_retriever()得到RAG的檢索器
  • 借助langchain封裝的create_retriever_tool(),將檢索器創建為一個工具:

工具的??name??? 為??rag_search??

工具的??description?? 用于告訴大模型,這個工具能做什么用(這一點很重要)

2、告訴Agent的工作邏輯:Prompt

為FinanceBotEx類添加

def create_prompt():
        system_prompt = """你是一位金融助手,可以幫助用戶查詢數據庫中的信息。
            你要盡可能的回答用戶提出的問題,為了更好的回答問題,你可以使用工具進行多輪的嘗試。

            # 關于retriever_tool工具的使用:
            1、你需要結合對檢索出來的上下文進行回答問題。
            2、如果你不知道答案,就說你不知道。請使用不超過三句話的簡潔回答。

            # 關于sql類工具的使用: 
            ## 工具使用規則                                     
            1、你需要根據用戶的問題,創建一個語法正確的SQLite查詢來運行,然后查看查詢的結果并返回答案。
            2、除非用戶指定了他們希望獲得的特定數量的示例,否則總是將查詢限制為最多5個結果。
            3、您可以按相關列對結果進行排序,以返回數據庫中最有趣的示例。
            4、永遠不要查詢指定表的所有列以避免查詢性能問題,你只查詢給定問題的相關列即可。
            5、你必須在執行查詢之前仔細檢查查詢。如果執行查詢時出現錯誤,請重新編寫查詢并重試。
            6、請勿對數據庫進行任何DML語句(INSERT,UPDATE,DELETE,DROP等)。

            ## 工具使用過程
            1、首先,你應該始終查看數據庫中的表,看看可以查詢什么,這一步驟很重要,注意不要跳過。
            2、然后,你應該查詢最相關表的schema。

            ## 工具使用注意事項:
            1、如果生成的SQL語句中,字段帶有英文括號(),請使用雙引號包裹起來,例如:收盤價(元) 雙引號包裹為 "收盤價(元)"。
            2、如果查詢過程中SQL語句有語法錯誤,減少查詢量,總體查詢次數應控制在15次以內。      

            # 關于你的思考和行動過程,請按照如下格式:
            問題:你必須回答的輸入問題
            思考:你應該總是考慮該怎么做
            行動:你應該采取的行動,應該是以下工具之一:{tool_names}
            行動輸入:行動的輸入
            觀察:行動的結果
            ... (這個思考/行動/行動輸入/觀察可以重復N次)
            思考: 我現在知道最終答案了
            最終答案:原始輸入問題的最終答案


            Begin!

            """
        return system_prompt

3、創建agent

在準備好相應的工具以及prompt之后,創建Agent并傳入提前準備好的工具和prompt。

為FinanceBotEx類添加

def init_agent(self):
# 初始化 RAG 工具
        retriever_tool = self.init_rag_tools()

# 初始化 SQL 工具
        sql_tools = self.init_sql_tool(settings.SQLDATABASE_URI)

# 創建系統Prompt提示語
        system_prompt = self.create_prompt()

# 創建Agent
        agent_executor = create_react_agent(
            self.chat,
            tools=[retriever_tool]+ sql_tools,
            state_modifier=system_prompt
)
return agent_executor

說明:

  • ??settings.SQLDATABASE_URI?? 是一個本地SQLite文件的路徑,我將它單獨維護在app/settings.py中,方便配置的修改。
  • 代碼文件:??app/settings.py????# 連接數據庫db文件的地址根據需要需要更換
    SQLDATABASE_URI = os.path.join(os.getcwd(), "app/dataset/dataset/博金杯比賽數據.db")?
    ?

4、驅動agent運行

為FinanceBotEx類添加

def handle_query(self, example_query):
# 流式處理事件
        events = self.agent_executor.stream(
{"messages":[("user", example_query)]},
            stream_mode="values",
)

# 打印流式事件的消息
for event in events:
            event["messages"][-1].pretty_print()

return event["messages"][-1].content

測試效果

在test_framework.py中增加測試函數如下:

# 測試 FinanceBotEx 主流程
deftest_financebot_ex():
from finance_bot_ex importFinanceBotEx
    llm, chat, embed = get_qwen_models()
    financebot =FinanceBotEx(llm=llm, chat=chat, embed=embed)

    example_query ="20210304日,一級行業為非銀金融的股票的成交量合計是多少?取整。"

    financebot.handle_query(example_query)

if __name__ =="__main__":
# test_rag()
# test_import()
    test_financebot_ex()

運行結果:

基于Agent的金融問答系統:Agent框架的構建-AI.x社區

基于Agent的金融問答系統:Agent框架的構建-AI.x社區

通過日志可以看到,Agent收到問題后,先去SQL數據庫中查詢看有哪些表可能有這些數據,通過返回的表信息自主實現對應的SQL語句,然后查詢結果后給出答案。

如果將上面的問題變成如下問題:

example_query = "根據聯化科技股份有限公司招股意見書,精細化工產品的通常利潤率是多少?"

運行結果:

基于Agent的金融問答系統:Agent框架的構建-AI.x社區

通過日志可以看到,Agent對于這個問題認為應該直接去RAG中搜索,所以直接調用工具rag_search。

內容小結

  • Agent的實現思想與傳統開發有著極大的不同:

     傳統開發對于程序的每個步驟都需要清晰地控制

     Agent的思想則是通過prompt告訴大模型的運行規則,然后由大模型自主思考和行動

  • 使用Agent時需要幾個步驟:
  • 創建相應的工具
  • 創建對應的prompt
  • 創建agent并賦予相應的工具和prompt
  • 通過agent的stream來處理輸入的問題

?

本文轉載自公眾號一起AI技術 作者:Dongming

原文鏈接:??https://mp.weixin.qq.com/s/mY2KUqZTm6a9Lkr-N8xRmA??

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