一文读懂 RAG 与 KAG：原理、落地与开源实践

示例仅演示“检索到上下文”，生成可对接任意 LLM（OpenAI/Claude/本地模型）。

# pip install sentence-transformers faiss-cpu
from sentence_transformers import SentenceTransformer
import faiss, numpy as np
# 1) 准备文档（示例用三段文本）
docs = [
    "RAG 通过从外部文档检索证据，再让大模型基于证据生成答案。",
    "KAG 侧重结构化知识（知识图谱）注入，强调事实一致性与可控性。",
    "GraphRAG 将文档抽取成图谱，再结合图谱结构化检索与生成。"
]
titles = ["什么是RAG", "什么是KAG", "什么是GraphRAG"]
# 2) 向量化（bge-m3 多语模型）
embedder = SentenceTransformer("BAAI/bge-m3")
embs = embedder.encode(docs, normalize_embeddings=True)
dim = embs.shape[1]
# 3) 建索引（内积检索）
index = faiss.IndexFlatIP(dim)
index.add(embs)
def retrieve(query, k=2):
    q = embedder.encode([query], normalize_embeddings=True)
    D, I = index.search(q, k)
    return [(titles[i], docs[i], float(D[0][j])) for j, i in enumerate(I[0])]
# 4) 查询 + 构造提示（把证据拼进提示）
query = "RAG 和 KAG 有什么区别？"
hits = retrieve(query, k=2)
context = "

".join([f"[{t}] {c}" for t, c, _ in hits])
prompt = f"仅依据以下上下文作答，并给出要点对比：
{context}

问题：{query}"
print("拼装的上下文：
", context)
print("
可将上面 prompt 交给任意 LLM 生成答案（OpenAI/Claude/本地模型）。")

要接 LLM 生成（可选）

# pip install neo4j
from neo4j import GraphDatabase
URI = "bolt://localhost:7687"    # 你本地 Neo4j，或远程地址
AUTH = ("neo4j", "password")     # 修改为你的用户名/密码
driver = GraphDatabase.driver(URI, auth=AUTH)
with driver.session() as session:
    # 1) 建立一个极小知识图谱：Tesla <-[CEO]- Elon Musk
    session.run("""
    MERGE (c:Company {name:'Tesla'})
    MERGE (p:Person {name:'Elon Musk'})
    MERGE (p)-[:HOLDS_ROLE {title:'CEO'}]->(c)
    """)
    # 2) 以自然语言问题为入口，转成 Cypher（这里直接写死规则）
    question = "谁是特斯拉的首席执行官？"
    cypher = """
    MATCH (p:Person)-[r:HOLDS_ROLE {title:'CEO'}]->(c:Company {name:'Tesla'})
    RETURN p.name AS person, r.title AS title, c.name AS company
    """
    result = session.run(cypher).data()
driver.close()
# 3) 将结构化结果喂给 LLM（这里仅打印；实际你可把 result 拼进提示再生成）
print("结构化答案：", result)
# -> [{'person': 'Elon Musk', 'title': 'CEO', 'company': 'Tesla'}]

RAG（Retrieval-Augmented Generation）：从文档中“找证据再回答”，更适合开放域、时效更新快的场景。

KAG（Knowledge-Augmented Generation）：把结构化知识（知识图谱/数据库）“融进生成过程”，在实体关系与事实一致性上更稳。

RAG与KAG：主要区别

实战建议：多数业务选 RAG 起步；需要强事实一致性/规则推理时上 KAG；混合（GraphRAG/KG-RAG）能同时兼顾覆盖与可信。

RAG：原理、工程要点与开源实战

工作流要点

文档管线：清洗 → 分块（保标题层级/表格结构）→ 向量化 → 向量库

检索：向量召回（ANN）+ 重排（Cross-Encoder）+ 上下文压缩

生成：基于证据回答，标注引用/拒答策略

评估：检索命中率、答案一致性、引用可溯源、延迟/成本

最小可跑示例（FAISS + bge-m3 + 任何LLM）
依赖：pip install sentence-transformers faiss-cpu

LlamaIndex 端到端（最省心）：LlamaIndex 负责分块、存储、检索、重排与调用 LLM。

LlamaIndex Quickstart（RAG）：https://docs.llamaindex.ai/en/stable/getting_started/installation/

RAG 示例合集：https://docs.llamaindex.ai/en/stable/examples/

LangChain QA/RAG 用例文档：https://python.langchain.com/docs/use_cases/question_answering/

Haystack RAG 教程与管线（含重排/评估）：https://haystack.deepset.ai/

开源组件选择（常用）

向量库：FAISS（本地）https://github.com/facebookresearch/faiss
Milvus https://github.com/milvus-io/milvus
Weaviate https://github.com/weaviate/weaviate
Chroma https://github.com/chroma-core/chroma

嵌入模型：BAAI/bge-m3（多语）https://huggingface.co/BAAI/bge-m3

重排模型：BAAI/bge-reranker-large https://huggingface.co/BAAI/bge-reranker-large

评估：RAGAS https://github.com/explodinggradients/ragas
TruLens https://github.com/truera/trulens
DeepEval https://github.com/confident-ai/deepeval

可复用实战项目/教程

LangChain Cookbook（多种 RAG 玩法）https://github.com/langchain-ai/langchain/tree/master/cookbook

Haystack Wikipedia QA 示例：https://haystack.deepset.ai/tutorials

LlamaIndex “Chat with your docs” 模板：https://docs.llamaindex.ai/en/stable/understanding/querying/

KAG：原理、工程要点与开源实战

工作流要点

知识构建：知识图谱/结构化库（实体、关系、属性、来源、时效）

实体识别与链接：把文本里的实体映射到图谱节点

图检索与推理：路径查询、多跳推理、约束查询（Cypher/SPARQL）

知识注入：提示中嵌入三元组/属性卡片、图嵌入、或解码约束

生成：基于结构化事实的可控生成（可带来源）

最小可跑示例（Neo4j 小图谱 + Cypher 查询 + 把结果交给 LLM）
依赖：pip install neo4j

图谱搭建/探索：

Neo4j（社区版+桌面管理）https://neo4j.com/

Wikidata（真实开放图谱，带 SPARQL）https://www.wikidata.org/

SPARQL 在线查询（Wikidata Query Service）https://query.wikidata.org/

图谱与 LLM 集成：

Neo4j GenAI 生态与示例合集：https://github.com/neo4j-labs/genai-ecosystem

LlamaIndex 知识图谱索引与查询：https://docs.llamaindex.ai/en/stable/examples/knowledge_graph/

图谱嵌入/推理：

PyKEEN（知识图谱嵌入）https://github.com/pykeen/pykeen

DGL-KE https://github.com/awslabs/dgl-ke

RDFLib（RDF 处理）https://github.com/RDFLib/rdflib

适用场景与实践提醒

适合：实体密集、规则明确、需要溯源一致性的任务（合规校验、设备部件关系、医药/专利实体关系、推荐系统特征联动）。

工程要点：实体链接质量>一切；定义好本体和命名规范；事实需要来源与时间戳；考虑冲突与版本管理。

混合范式（GraphRAG/KG-RAG）：把“可用”和“可信”都做强

思路：先从文档中抽取实体/关系构成轻量知识图谱，再进行图结构检索与生成；同时保留原文片段用于溯源。

评估与监控：把“看起来会”变成“稳定可用”

开源项目

Microsoft GraphRAG（从文本构图＋分层检索）：https://github.com/microsoft/graphrag

LlamaIndex KG + 文本 RAG 组合：https://docs.llamaindex.ai/en/stable/examples/knowledge_graph/knowledge_graph_rag/

何时选

文档繁杂且跨域，需要图结构来理清“谁-与谁-什么关系”；但仍需原文引用与时效更新。

指标与工具

检索：Top-k 命中率、重排提升、覆盖率（BEIR/自建评测集）

生成：基于证据的正确性（RAGAS/TruLens）、一致性（同问同答）、拒答率

体验与成本：延迟、吞吐、调用费用

资源

RAGAS（自动化评估指标与流水线）https://github.com/explodinggradients/ragas

TruLens（在线观测/反馈回路）https://github.com/truera/trulens

DeepEval（可自定义断言/指标）https://github.com/confident-ai/deepeval

BEIR（检索评测基准）https://github.com/beir-cellar/beir

HotpotQA（多跳问答）https://hotpotqa.github.io/

MS MARCO（真实搜索问答）https://microsoft.github.io/msmarco/

快速选型清单

你的知识主要是文档、更新频繁 → RAG（向量库 + 重排 + 引用）

需要强一致性、图结构推理/约束 → KAG（知识图谱 + 实体链接）

进一步阅读（论文/技术参考）

RAG 原创论文：Retrieval-Augmented Generation for Knowledge-Intensive NLP（Lewis et al., 2020）https://arxiv.org/abs/2005.11401

REALM：Retrieval-Augmented Pretraining（Guu et al., 2020）https://arxiv.org/abs/2002.08909

Fusion-in-Decoder（FiD, 2020）https://arxiv.org/abs/2007.01282

Atlas：Few-shot Learning with Retrieval（Izacard et al., 2022）https://arxiv.org/abs/2208.03299

KnowBERT（知识增强的代表工作，2019）https://arxiv.org/abs/1909.04164

K-BERT（知识图谱注入，2019）https://arxiv.org/abs/1909.07606

Microsoft GraphRAG（项目主页）https://github.com/microsoft/graphrag

两者都要：关键事实入图谱+规则约束，长尾与时效用检索补齐 → GraphRAG/KG-RAG