HaHafeng
dfc0fe0b9a
Summary: - Migrate PostgreSQL to pgvector/pgvector:pg15 Docker image - Successfully install and verify pgvector 0.8.1 extension - Create comprehensive Dify-to-pgvector migration plan - Update PKB module documentation with pgvector status - Update system documentation with pgvector integration Key changes: - docker-compose.yml: Switch to pgvector/pgvector:pg15 image - Add EkbDocument and EkbChunk data model design - Design R-C-R-G hybrid retrieval architecture - Add clinical data JSONB fields (pico, studyDesign, regimen, safety, criteria, endpoints) - Create detailed 10-day implementation roadmap Documentation updates: - PKB module status: pgvector RAG infrastructure ready - System status: pgvector 0.8.1 integrated - New: Dify replacement development plan (01-Dify替换为pgvector开发计划.md) - New: Enterprise medical knowledge base solution V2 Tested: PostgreSQL with pgvector verified, frontend and backend functionality confirmed
673 lines
17 KiB
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673 lines
17 KiB
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# PKB 模块：Dify 替换为 pgvector 开发计划
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> **文档版本：** v1.0
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> **创建日期：** 2026-01-19
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> **预计工期：** 2 周（10个工作日）
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> **前置条件：** ✅ pgvector 0.8.1 已安装
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> **目标：** 用 PostgreSQL + pgvector 原生 RAG 替代 Dify，实现 R-C-R-G 混合检索架构
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## 📊 整体难度评估
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### 总体评估：⭐⭐⭐ 中等难度
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| 评估维度 | 难度 | 说明 |
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|----------|------|------|
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| **数据库设计** | ⭐⭐ 低 | Prisma schema 直接写，pgvector 已就绪 |
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| **Embedding 服务** | ⭐⭐ 低 | 调用阿里云 API，简单封装 |
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| **文档切片** | ⭐⭐ 低 | 成熟方案，RecursiveCharacterTextSplitter |
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| **全要素提取** | ⭐⭐⭐ 中 | 需要调优 Prompt，处理 JSON 异常 |
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| **向量检索** | ⭐⭐⭐ 中 | pgvector SQL 语法需要学习 |
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| **混合检索（RRF）** | ⭐⭐⭐ 中 | 核心算法，需要调优 |
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| **服务替换** | ⭐⭐⭐⭐ 中高 | 需要保持 API 兼容，测试覆盖 |
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| **数据迁移** | ⭐⭐⭐ 中 | 现有文档需重新向量化 |
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**综合评估**：技术上完全可行，主要挑战在于**服务替换的平滑过渡**和**检索效果调优**。
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## 🔥 核心挑战分析
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### 挑战 1：混合检索效果调优 🔴 高风险
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**问题描述**：
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- 替换 Dify 后，检索效果可能下降
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- 需要调优向量检索 + 关键词检索的权重
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- RRF 参数（k 值）需要实验确定
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**应对策略**：
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- 准备测试数据集（100+ 查询）
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- 建立效果评估指标（Recall@K, MRR）
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- 先用小批量数据验证，再全量迁移
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**预留时间**：2 天专门用于调优
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### 挑战 2：全要素提取的准确性 🟡 中风险
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**问题描述**：
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- LLM 提取的 JSON 可能格式错误
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- PICO、用药方案等字段提取不完整
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- 不同类型文献（RCT/综述/病例）提取策略不同
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**应对策略**：
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- 三层 JSON 解析容错（直接解析 → 提取代码块 → LLM修复）
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- 字段级校验（必填字段、类型校验）
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- 分文献类型设计 Prompt
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**预留时间**：1 天用于 Prompt 调优
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### 挑战 3：服务替换的兼容性 🟡 中风险
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**问题描述**：
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- 需要保持 API 接口不变（前端零修改）
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- `searchKnowledgeBase()` 返回格式需兼容
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- 文档上传流程需要无缝切换
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**应对策略**：
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- 定义适配层，转换返回格式
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- 新旧服务并行运行，灰度切换
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- 充分测试所有使用场景
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**预留时间**：1 天专门用于兼容性测试
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### 挑战 4：向量数据的批量处理 🟢 低风险
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**问题描述**：
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- 批量 Embedding 调用需要控制并发
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- 阿里云 API 有 QPS 限制
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- 大文档切片后向量较多
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**应对策略**：
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- 使用 p-queue 控制并发（固定 3 并发）
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- 批量 Embedding（每次最多 25 条）
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- 增量处理，支持断点续传
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## 📅 详细开发计划
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### 总览时间线
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Week 1: 基础设施 + 核心服务开发
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├── Day 1: 数据库设计 + Prisma 迁移
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├── Day 2: Embedding 服务 + 切片服务
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├── Day 3: 全要素提取服务（Prompt 调优）
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├── Day 4: 向量检索服务（pgvector SQL）
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├── Day 5: 混合检索 + RRF 融合
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Week 2: 服务替换 + 测试 + 迁移
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├── Day 6: 修改 knowledgeBaseService（检索替换）
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├── Day 7: 修改 documentService（上传替换）
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├── Day 8: 集成测试 + 效果调优
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├── Day 9: 数据迁移（现有文档向量化）
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├── Day 10: 清理 + 文档 + 上线
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```
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### Day 1：数据库设计 + Prisma 迁移
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**目标**：创建向量存储的数据表
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**任务清单**：
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- [ ] 设计 `EkbDocument` 表（增强文档，含临床数据 JSONB 字段）
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- [ ] 设计 `EkbChunk` 表（向量切片，含 pgvector 字段）
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- [ ] 编写 Prisma schema
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- [ ] 运行 `prisma migrate dev`
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- [ ] 创建 HNSW 索引（手动 SQL）
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- [ ] 验证向量插入和查询
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**交付物**：
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- `prisma/schema.prisma` 更新
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- `migrations/xxx_add_ekb_tables.sql`
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- 索引创建脚本
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**预计工时**：4-6 小时
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**关键代码**：
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```prisma
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// schema.prisma
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model EkbDocument {
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id String @id @default(uuid())
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kbId String
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userId String
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// 基础信息
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filename String
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fileType String
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fileSizeBytes BigInt
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fileUrl String // 原始 PDF 的 OSS 地址
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extractedText String? @db.Text // 解析后的 Markdown/文本
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// 临床数据（JSONB）
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pico Json?
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studyDesign Json?
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||
regimen Json?
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safety Json?
|
||
criteria Json?
|
||
endpoints Json?
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||
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||
// 状态
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||
status String @default("pending")
|
||
errorMessage String? @db.Text
|
||
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||
chunks EkbChunk[]
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||
knowledgeBase KnowledgeBase @relation(fields: [kbId], references: [id], onDelete: Cascade)
|
||
|
||
createdAt DateTime @default(now())
|
||
updatedAt DateTime @updatedAt
|
||
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||
@@index([kbId])
|
||
@@index([status])
|
||
@@schema("pkb_schema")
|
||
}
|
||
|
||
model EkbChunk {
|
||
id String @id @default(uuid())
|
||
documentId String
|
||
|
||
content String @db.Text
|
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pageNumber Int?
|
||
sectionType String?
|
||
|
||
// pgvector 字段（需要手动创建）
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||
embedding Unsupported("vector(1024)")?
|
||
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||
document EkbDocument @relation(fields: [documentId], references: [id], onDelete: Cascade)
|
||
|
||
createdAt DateTime @default(now())
|
||
|
||
@@index([documentId])
|
||
@@schema("pkb_schema")
|
||
}
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||
```
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**手动 SQL（创建索引）**：
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```sql
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-- 创建 HNSW 索引
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CREATE INDEX IF NOT EXISTS ekb_chunk_embedding_idx
|
||
ON "pkb_schema"."EkbChunk"
|
||
USING hnsw (embedding vector_cosine_ops)
|
||
WITH (m = 16, ef_construction = 64);
|
||
|
||
-- 创建全文检索索引
|
||
CREATE INDEX IF NOT EXISTS ekb_chunk_content_idx
|
||
ON "pkb_schema"."EkbChunk"
|
||
USING gin (to_tsvector('simple', content));
|
||
|
||
-- 创建 JSONB GIN 索引（用于临床数据查询）
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||
CREATE INDEX IF NOT EXISTS ekb_document_pico_idx
|
||
ON "pkb_schema"."EkbDocument"
|
||
USING gin (pico);
|
||
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||
CREATE INDEX IF NOT EXISTS ekb_document_safety_idx
|
||
ON "pkb_schema"."EkbDocument"
|
||
USING gin (safety);
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```
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### Day 2：Embedding 服务 + 切片服务
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**目标**：实现文本向量化和文档切片
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**任务清单**：
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- [ ] 创建 `EmbeddingService.ts`（阿里云 text-embedding-v3）
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- [ ] 创建 `ChunkService.ts`（RecursiveCharacterTextSplitter）
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||
- [ ] 单元测试：Embedding API 调用
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- [ ] 单元测试：切片效果验证
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- [ ] 环境变量配置（DASHSCOPE_API_KEY）
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**交付物**：
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- `backend/src/common/rag/EmbeddingService.ts`
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- `backend/src/common/rag/ChunkService.ts`
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||
- 单元测试文件
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**预计工时**：4-6 小时
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**关键代码**：
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```typescript
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// EmbeddingService.ts
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||
export class EmbeddingService {
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private apiKey: string;
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private baseUrl = 'https://dashscope.aliyuncs.com/api/v1/services/embeddings/text-embedding/text-embedding';
|
||
|
||
async embed(text: string): Promise<number[]> { ... }
|
||
async embedBatch(texts: string[]): Promise<number[][]> { ... }
|
||
async embedQuery(query: string): Promise<number[]> { ... }
|
||
}
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||
// ChunkService.ts
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||
export class ChunkService {
|
||
splitDocument(
|
||
text: string,
|
||
options: { chunkSize: number; chunkOverlap: number }
|
||
): Chunk[] { ... }
|
||
|
||
detectSections(text: string): Section[] { ... }
|
||
}
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```
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### Day 3：全要素提取服务
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**目标**：实现 PICO、用药方案等临床数据的 AI 提取
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**任务清单**：
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- [ ] 创建 `ClinicalExtractionService.ts`
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- [ ] 设计提取 Prompt（参考 EKB 方案）
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- [ ] 实现三层 JSON 解析容错
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- [ ] 测试不同类型文献（RCT、综述、病例）
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- [ ] Prompt 调优（提高提取准确率）
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**交付物**：
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- `backend/src/modules/pkb/services/ClinicalExtractionService.ts`
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||
- `backend/prompts/clinical_extraction.txt`
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- 测试用例
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**预计工时**：6-8 小时（含 Prompt 调优）
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||
**关键 Prompt**：
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```
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你是一个医学数据专家。请阅读这篇文献，严格按照以下 JSON 格式提取关键信息。
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||
如果文中未提及，字段留空（null）。
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||
提取字段：
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||
1. pico: { "P": "患者人群", "I": "干预措施", "C": "对照", "O": "结局指标" }
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||
2. studyDesign: { "design": "研究类型", "sampleSize": 数字, "blinding": "盲法" }
|
||
3. regimen: [{ "drug": "药物名", "dose": "剂量", "frequency": "频率" }]
|
||
4. safety: { "ae_all": ["不良反应列表"], "ae_grade34": ["严重不良反应"] }
|
||
5. criteria: { "inclusion": ["纳入标准"], "exclusion": ["排除标准"] }
|
||
6. endpoints: { "primary": ["主要终点"], "secondary": ["次要终点"] }
|
||
|
||
输出必须是纯 JSON，不要有任何前言或后缀。
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||
文献内容：
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||
{{fullText}}
|
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```
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### Day 4：向量检索服务（pgvector SQL）
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**目标**：实现基于 pgvector 的向量检索
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**任务清单**：
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- [ ] 创建 `VectorSearchService.ts`
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- [ ] 实现向量检索（余弦相似度）
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- [ ] 实现关键词检索（PostgreSQL FTS）
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- [ ] 测试检索性能（1000+ 向量）
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||
- [ ] 优化查询（索引使用验证）
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**交付物**：
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||
- `backend/src/common/rag/VectorSearchService.ts`
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||
- 性能测试报告
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**预计工时**：6 小时
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**关键 SQL**：
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```sql
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||
-- 向量检索
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||
SELECT
|
||
c.id,
|
||
c.content,
|
||
d.filename,
|
||
1 - (c.embedding <=> $1::vector) as score
|
||
FROM "pkb_schema"."EkbChunk" c
|
||
JOIN "pkb_schema"."EkbDocument" d ON c."documentId" = d.id
|
||
WHERE d."kbId" = $2
|
||
ORDER BY c.embedding <=> $1::vector
|
||
LIMIT $3;
|
||
|
||
-- 关键词检索
|
||
SELECT
|
||
c.id,
|
||
c.content,
|
||
d.filename,
|
||
ts_rank_cd(to_tsvector('simple', c.content), plainto_tsquery('simple', $1)) as score
|
||
FROM "pkb_schema"."EkbChunk" c
|
||
JOIN "pkb_schema"."EkbDocument" d ON c."documentId" = d.id
|
||
WHERE d."kbId" = $2
|
||
AND to_tsvector('simple', c.content) @@ plainto_tsquery('simple', $1)
|
||
ORDER BY score DESC
|
||
LIMIT $3;
|
||
```
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||
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---
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### Day 5：混合检索 + RRF 融合
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**目标**：实现 R-C-R-G 架构中的混合检索
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**任务清单**：
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||
- [ ] 实现 RRF（Reciprocal Rank Fusion）算法
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||
- [ ] 实现并发三路检索（向量 + 关键词 + SQL 筛选）
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||
- [ ] 集成 Rerank API（可选，qwen-rerank）
|
||
- [ ] 效果评估（对比 Dify 检索）
|
||
- [ ] 参数调优（k 值、权重）
|
||
|
||
**交付物**：
|
||
- RRF 融合模块
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||
- 效果评估报告
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||
|
||
**预计工时**：6-8 小时
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||
|
||
**RRF 算法**：
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||
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||
```typescript
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||
function rrfFusion(
|
||
vectorResults: Result[],
|
||
keywordResults: Result[],
|
||
k: number = 60 // RRF 常数，通常取 60
|
||
): Result[] {
|
||
const scoreMap = new Map<string, number>();
|
||
|
||
// 计算 RRF 分数
|
||
vectorResults.forEach((r, idx) => {
|
||
const rrfScore = 1 / (k + idx + 1);
|
||
scoreMap.set(r.id, (scoreMap.get(r.id) || 0) + rrfScore);
|
||
});
|
||
|
||
keywordResults.forEach((r, idx) => {
|
||
const rrfScore = 1 / (k + idx + 1);
|
||
scoreMap.set(r.id, (scoreMap.get(r.id) || 0) + rrfScore);
|
||
});
|
||
|
||
// 排序返回
|
||
return Array.from(scoreMap.entries())
|
||
.sort((a, b) => b[1] - a[1])
|
||
.map(([id, score]) => ({ id, score }));
|
||
}
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||
```
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---
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||
### Day 6：修改 knowledgeBaseService（检索替换）
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**目标**：替换 Dify 检索为 pgvector 检索
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**任务清单**：
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- [ ] 修改 `searchKnowledgeBase()` 函数
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- [ ] 移除 `difyClient.retrieveKnowledge()` 调用
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||
- [ ] 使用 `vectorSearchService.hybridSearch()`
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||
- [ ] 保持返回格式兼容（前端零修改）
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||
- [ ] 单元测试
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||
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||
**交付物**：
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||
- 更新后的 `knowledgeBaseService.ts`
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||
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||
**预计工时**：4 小时
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||
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||
**关键修改**：
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||
```typescript
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||
// 修改前
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||
const results = await difyClient.retrieveKnowledge(
|
||
knowledgeBase.difyDatasetId,
|
||
query,
|
||
{ retrieval_model: { search_method: 'semantic_search', top_k: topK } }
|
||
);
|
||
|
||
// 修改后
|
||
const searchResults = await vectorSearchService.hybridSearch(kbId, query, topK);
|
||
|
||
// 格式转换（保持兼容）
|
||
return {
|
||
query: { content: query },
|
||
records: searchResults.map((r, idx) => ({
|
||
segment_id: r.id,
|
||
document_id: r.documentId,
|
||
document_name: r.documentName,
|
||
position: idx + 1,
|
||
score: r.score,
|
||
content: r.content,
|
||
})),
|
||
};
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
### Day 7：修改 documentService（上传替换）
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||
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||
**目标**：替换 Dify 上传流程为本地向量化流程
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||
**任务清单**：
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||
- [ ] 修改 `uploadDocument()` 函数
|
||
- [ ] 移除 `difyClient.uploadDocumentDirectly()` 调用
|
||
- [ ] 实现本地处理流程（提取 → 切片 → 向量化）
|
||
- [ ] 移除 Dify 状态轮询逻辑
|
||
- [ ] 实现自己的异步处理和状态更新
|
||
- [ ] 单元测试
|
||
|
||
**交付物**：
|
||
- 更新后的 `documentService.ts`
|
||
|
||
**预计工时**：6 小时
|
||
|
||
---
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||
|
||
### Day 8：集成测试 + 效果调优
|
||
|
||
**目标**：端到端测试，确保功能正常
|
||
|
||
**任务清单**：
|
||
- [ ] 前端测试：创建知识库
|
||
- [ ] 前端测试：上传文档
|
||
- [ ] 前端测试：RAG 检索问答
|
||
- [ ] 效果对比：Dify vs pgvector 检索质量
|
||
- [ ] 性能测试：检索延迟
|
||
- [ ] Bug 修复
|
||
|
||
**交付物**：
|
||
- 测试报告
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||
- Bug 修复记录
|
||
|
||
**预计工时**：8 小时
|
||
|
||
---
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||
### Day 9：数据迁移（现有文档向量化）
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||
|
||
**目标**：将现有知识库文档迁移到新表并向量化
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||
|
||
**任务清单**：
|
||
- [ ] 编写迁移脚本（Document → EkbDocument）
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||
- [ ] 批量向量化现有文档
|
||
- [ ] 验证迁移完整性
|
||
- [ ] 验证检索效果
|
||
|
||
**交付物**：
|
||
- `scripts/migrate-to-ekb.ts`
|
||
- 迁移日志
|
||
|
||
**预计工时**：6 小时
|
||
|
||
**迁移脚本**：
|
||
|
||
```typescript
|
||
// scripts/migrate-to-ekb.ts
|
||
async function migrateDocuments() {
|
||
// 1. 获取所有现有文档
|
||
const documents = await prisma.document.findMany({
|
||
where: { status: 'completed', extractedText: { not: null } },
|
||
});
|
||
|
||
console.log(`Found ${documents.length} documents to migrate`);
|
||
|
||
// 2. 逐个迁移
|
||
for (const doc of documents) {
|
||
try {
|
||
// 创建 EkbDocument
|
||
const ekbDoc = await prisma.ekbDocument.create({
|
||
data: {
|
||
kbId: doc.kbId,
|
||
userId: doc.userId,
|
||
filename: doc.filename,
|
||
fileType: doc.fileType,
|
||
fileSizeBytes: doc.fileSizeBytes,
|
||
extractedText: doc.extractedText,
|
||
status: 'embedding',
|
||
},
|
||
});
|
||
|
||
// 切片
|
||
const chunks = chunkService.splitDocument(doc.extractedText!);
|
||
|
||
// 向量化
|
||
const embeddings = await embeddingService.embedBatch(
|
||
chunks.map(c => c.content)
|
||
);
|
||
|
||
// 存入数据库
|
||
// ...
|
||
|
||
console.log(`✅ Migrated: ${doc.filename}`);
|
||
} catch (error) {
|
||
console.error(`❌ Failed: ${doc.filename}`, error);
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
### Day 10：清理 + 文档 + 上线
|
||
|
||
**目标**：清理遗留代码，更新文档，正式上线
|
||
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**任务清单**：
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- [ ] 删除 `DifyClient.ts`
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- [ ] 删除 `difyDatasetId` 字段（可选，下个版本）
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- [ ] 删除 `difyDocumentId` 字段（可选，下个版本）
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- [ ] 更新 `00-模块当前状态与开发指南.md`
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- [ ] 更新环境变量文档
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- [ ] 代码 Review
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- [ ] 合并到主分支
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**交付物**：
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- 更新后的文档
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- 清理后的代码
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**预计工时**：4 小时
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## ⚠️ 风险评估与应对
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### 风险矩阵
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| 风险 | 概率 | 影响 | 等级 | 应对措施 |
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|------|------|------|------|----------|
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| 检索效果下降 | 中 | 高 | 🔴 | 效果评估 + 参数调优 + 回滚方案 |
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| API 兼容性问题 | 低 | 高 | 🟡 | 格式转换层 + 充分测试 |
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| Embedding API 限流 | 中 | 中 | 🟡 | 并发控制 + 重试机制 |
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| 迁移数据丢失 | 低 | 高 | 🟡 | 备份 + 验证 + 回滚 |
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| 性能下降 | 低 | 中 | 🟢 | 索引优化 + 缓存 |
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### 回滚方案
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如果新方案效果不理想，可以：
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1. 保留 `difyDatasetId` 字段，随时切回 Dify
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2. 新旧服务通过 Feature Flag 切换
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3. 灰度发布：先 10% 用户使用 pgvector
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## 📊 资源需求
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### 人力资源
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| 角色 | 工作量 | 说明 |
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|------|--------|------|
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| 后端开发 | 10 人天 | 核心开发 |
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| 测试 | 2 人天 | 集成测试 + 效果评估 |
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| **总计** | **12 人天** | 约 2 周 |
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### 技术资源
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| 资源 | 用途 | 成本 |
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|------|------|------|
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| 阿里云 DashScope | Embedding API | ~¥50/月 |
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| 阿里云 DashScope | Rerank API（可选） | ~¥20/月 |
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| PostgreSQL | 已有 | ¥0 |
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## ✅ 验收标准
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### 功能验收
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- [ ] 创建知识库：不依赖 Dify，直接创建
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- [ ] 上传文档：本地处理 + 向量化
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- [ ] RAG 检索：混合检索效果 ≥ Dify
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- [ ] 全文阅读模式：正常工作
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- [ ] 批处理模式：正常工作
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### 性能验收
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- [ ] 检索延迟：< 500ms（95 分位）
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- [ ] 上传处理：< 60s/文档（平均）
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- [ ] 向量化吞吐：> 100 文档/小时
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### 质量验收
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- [ ] 检索召回率：≥ 80%（测试集）
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- [ ] 无 Dify 相关代码残留
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- [ ] 文档更新完整
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## 📝 附录
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### A. 相关文档
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- [企业级医学知识库综合技术解决方案 V2](../00-系统设计/企业级医学知识库_综合技术解决方案%20V2.md)
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- [PostgreSQL与pgvector深度应用分析](../00-系统设计/医疗科研AI系统架构评估报告：PostgreSQL与pgvector在RAG及知识库中的深度应用分析.md)
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- [PKB模块当前状态](../00-模块当前状态与开发指南.md)
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### B. 环境变量配置
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```bash
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# .env 新增
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DASHSCOPE_API_KEY=sk-xxx # 阿里云 DashScope API Key
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EMBEDDING_MODEL=text-embedding-v3 # Embedding 模型
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EMBEDDING_DIMENSION=1024 # 向量维度
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RERANK_MODEL=gte-rerank # Rerank 模型（可选）
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```
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### C. 依赖更新
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```json
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// package.json
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{
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"dependencies": {
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// 新增
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"langchain": "^0.1.0", // 可选，用于切片
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"p-queue": "^8.0.0" // 并发控制
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}
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}
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```
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**文档维护**：PKB 模块开发团队
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**最后更新**：2026-01-19
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**下次更新**：开发完成后更新进度
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