RAG系统的随机失败问题排查:LLM的非确定性与表格处理的工程实践

简介: 本文揭秘RAG系统在真实场景中的三大隐藏陷阱:LLM非确定性输出、重复表格数据干扰与模糊提示导致的解析错误。通过锁定温度参数、过滤冗余分块、重写硬性Prompt,并采用混合检索架构,实现稳定准确的生产级RAG系统。

RAG教程里说的流程是:分块、嵌入、向量搜索、生成答案。看起来非常简单,按这个思路搭了一套系统,测试没问题就上线了。但是结果出了怪事,经常会随机的失败。

输入一样,但是输出却不一样,而且这不是偶发,是还有一定的规律,这是怎么回事呢?

本文将介绍RAG在真实场景下为什么会崩,底层到底有什么坑,以及最后需要如何修改。

🚨 现象:测试结果飘忽不定

一套端到端的PDF处理管道,专门针对表格密集型文档。比如:财报、研究论文等,这类文档的特点是关键信息都在结构化表格里,传统RAG基本处理不好。

我用20个测试用例进行测试就开始玄学了:

 运行1 → 3个失败    
 运行2 → 2个失败    
 运行3 → 0个失败    
 运行4 → 1个失败    
 运行5 → 0个失败

代码都一样。但是调试的时候每次跑出来结果都不一样?

🕵️ 逐层排查

为了搞清楚到底哪个环节出了问题,我哦们把每一步的中间状态都dump出来看。

MongoDB:表格提取正常,数据干净,索引也没问题。

Qdrant:向量嵌入一致,分块存储正常,语义搜索返回的内容也是相关的。

LLM的上下文窗口:检查了好几遍,模型每次拿到的context都是对的。

那么问题就来了:既然上下文没错,为什么模型有时候答对,有时候胡说八道或者漏掉数据?

那么问题只能是管道本身没坏,问题出自LLM。

🔍 三个隐藏的坑

经过一天的排查,最后定位到是下面三个问题叠加在一起造成的。

1、LLM的非确定性

Ollama温度的默认值大概在0.8左右。也就是说,同样的prompt可能给出不同答案,同样的数据可能产生不同推理,同样的表格也可能被解读出不同结果。

这导致RAG表面上看是确定性的流程,但实际上根本不是。0.8的温度让边界case变得完全不可预测,所以这一个问题就解释了一半的"随机"失败。

2、重复的表格数据

PDF本身就会有一些问题,比如同一张表格:

在文档里可能同时存在另一种形态:

 Table data: Phase Requirements 2024-01-15 Review docs […]

于是LLM同时看到两个版本:一个是结构清晰的表格,一个是被打散成文本块的乱码版本。相同数据、不同格式、互相矛盾。

模型根本分不清该信哪个,有时从正经表格里提取,有时从噪声文本里提取,有时两边混着来。这是另外一个间歇性bug来源。

3、Prompt模糊

最开始写的指令大概是这种风格:

"使用提供的表格。考虑所有行。"

对LLM来说这就是一个建议,碰到边界情况,模型会直接无视第一行、括号里的备注、文档标题、日期列,列表也经常给会你截断。

叙述性文本用这种模糊指令没太大问题,但结构化数据不行,模糊指令会产生很多的问题。

🛠️ 重构方案

问题定位清楚之后,解决思路就明确了。

1、锁死温度参数

引入固定的温度预设:

 class QueryEngine:  
     TEMPERATURE_DETERMINISTIC = 0.0  # default

temperature设成0,相同查询就能得到相同输出,测试也变得可以可复现,并且随机性也消失,系统立刻稳定下来。

2、过滤重复的表格分块

使用一套启发式规则来识别和剔除那些"看起来像表格"的文本块:检测"Table data:"前缀、统计YYYY-MM-DD日期模式出现次数、货币格式密度、文本和数字交替出现的模式、异常的空白字符分布。

在embedding之前把这些重复的表格噪声干掉,LLM就只能看到每张表格的唯一正确版本。

3、把Prompt写成硬性规则

重写了整个提示词,从"建议"改成"命令":

文档标题必须纳入考虑(包含时间上下文);每张表格的每一行都要读完;被问到提取数据时必须给出全部值;列表项不许跳过;括号里的备注(比如"(extended)")必须保留。

这样表格读取错误就没有了

💡 最终架构:混合RAG

稳定之后的摄取和查询流程长这样:

详细摄取流程如下:

为什么要混合存储?表格数据需要SQL那种精确匹配能力,文本内容需要语义相似度搜索,两者结合才能把召回率拉到接近完美。

改完之后:

 运行1: 20/20    
 运行2: 20/20    
 运行3: 20/20

稳定、确定、可上线。

🎯 总结

如果真要给实际业务文档做RAG不是那种demo用的博客文章,基本都会碰上这些问题:表格和文本混在一起、格式乱七八糟、LLM输出不稳定、提取结果模棱两可、检索匹配不准等等。

但这些都是工程问题,都有工程解法。确定性的LLM配置、靠谱的预处理流程、混合检索架构,三件套配齐,RAG系统就能做到稳定、准确、可以扔到生产环境里跑。

https://avoid.overfit.cn/post/c7aab3faef8948b29d54c0068a43abd6

作者:Islam Taha

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