RAG และ LangChain: คู่มือฉบับสมบูรณ์เกี่ยวกับ Retrieval-Augmented Generation

spinny:~/writing $ less rag-langchain-deep-dive.md

1 
2โมเดลภาษาขนาดใหญ่ (LLM) เช่น GPT-4 และ Claude มีความสามารถสูงอย่างยิ่ง แต่มีข้อจำกัดพื้นฐาน: ความรู้ของพวกมันถูกแช่แข็งไว้ ณ เวลาที่ฝึกอบรม พวกมันไม่สามารถเข้าถึงเอกสารภายใน ฐานข้อมูล หรือข้อมูลแบบเรียลไทม์ของคุณได้ **Retrieval-Augmented Generation (RAG)** แก้ปัญหานี้โดยผสมผสานพลังในการสร้างของ LLM เข้ากับความสามารถในการดึงข้อมูลจากแหล่งภายนอก
3 
4## ปัญหา: ข้อจำกัดของ LLM
5 
6ก่อนพูดถึง RAG สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าทำไมเราถึงต้องการมัน
7 
81.  **ความรู้แบบสถิต**: LLM รู้เฉพาะสิ่งที่เห็นระหว่างการฝึกอบรม หากคุณถามเกี่ยวกับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นหลังจุดตัด มันไม่สามารถตอบได้
92.  **ภาพหลอน**: เมื่อ LLM ไม่รู้คำตอบ มันมีแนวโน้มที่จะสร้างขึ้นมา สร้างข้อมูลที่ดูน่าเชื่อถือแต่เป็นเท็จโดยสิ้นเชิง
103.  **ไม่สามารถเข้าถึงข้อมูลส่วนตัว**: LLM ทั่วไปไม่มีสิทธิ์เข้าถึงเอกสารภายในของบริษัท ตั๋ว หรือ codebase ของคุณ
11 
12RAG แก้ไขปัญหาทั้งสามนี้โดยให้โมเดลได้รับ **บริบทที่เกี่ยวข้อง** ที่ดึงมาจากแหล่งภายนอก ณ เวลาที่ส่งคำถาม
13 
14## RAG คืออะไร?
15 
16Retrieval-Augmented Generation เป็นสถาปัตยกรรมที่เพิ่มความสมบูรณ์ให้กับ prompt ที่ส่งไปยัง LLM ด้วยข้อมูลที่ดึงมาจากฐานความรู้ภายนอก แทนที่จะพึ่งพาเฉพาะความรู้ที่อยู่ในพารามิเตอร์ของโมเดล RAG จะ **ค้นหา** ข้อมูลที่เกี่ยวข้องก่อน จากนั้นจึง **ฉีด** เข้าไปใน prompt ทำให้โมเดลสามารถสร้างคำตอบที่แม่นยำและมีหลักฐานสนับสนุน
17 
18```mermaid
19graph LR
20    User["User"] -- "Question" --> Retriever
21    Retriever -- "Search relevant\ndocuments" --> VectorStore["Vector Store"]
22    VectorStore -- "Relevant\ndocuments" --> Retriever
23    Retriever -- "Context + Question" --> LLM
24    LLM -- "Grounded\nresponse" --> User
25```
26 
27## RAG ทำงานอย่างไรในรายละเอียด
28 
29สถาปัตยกรรม RAG ประกอบด้วยสองเฟสหลัก: **การสร้างดัชนี** (ออฟไลน์) และ **การดึงข้อมูล + การสร้าง** (ออนไลน์)
30 
31### เฟส 1: การสร้างดัชนี (การนำเข้าเอกสาร)
32 
33เฟสการสร้างดัชนีเตรียมเอกสารของคุณสำหรับการค้นหาเชิงความหมาย ประกอบด้วยสี่ขั้นตอน
34 
35```mermaid
36graph TD
37    A["Documents\n(PDF, HTML, MD, DB)"] --> B["Document Loader"]
38    B --> C["Text Splitter"]
39    C --> D["Text Chunks"]
40    D --> E["Embedding Model"]
41    E --> F["Numerical Vectors"]
42    F --> G["Vector Store\n(ChromaDB, Pinecone, FAISS)"]
43```
44 
45#### 1. การโหลดเอกสาร
46 
47เอกสารสามารถมาจากแหล่งใดก็ได้: ไฟล์ PDF, หน้าเว็บ, ฐานข้อมูล, ไฟล์ Markdown, API **Document Loader** อ่านเอกสารเหล่านี้และแปลงเป็นข้อความที่มีโครงสร้าง
48 
49#### 2. การแบ่งข้อความ (Chunking)
50 
51LLM มี context window ที่จำกัด และเอกสารอาจยาวมาก **Text Splitter** แบ่งเอกสารเป็นชิ้นส่วนเล็กๆ ที่เรียกว่า *chunks* คุณภาพของการ chunking มีความสำคัญมาก: chunks ที่เล็กเกินไปจะสูญเสียบริบท ขณะที่ chunks ที่ใหญ่เกินไปจะลดความเกี่ยวข้อง
52 
53กลยุทธ์ที่พบบ่อยที่สุดคือ:
54-   **การแบ่งอักขระแบบเวียนซ้ำ**: แบ่งข้อความแบบเวียนซ้ำโดยใช้ตัวคั่นเช่น `\n\n`, `\n`, `. ` โดยเคารพโครงสร้างเอกสาร
55-   **การแบ่งเชิงความหมาย**: ใช้ embeddings เพื่อหาจุดแบ่งตามธรรมชาติในข้อความ
56-   **Chunk ทับซ้อน**: รวมการทับซ้อนระหว่าง chunks ที่ต่อเนื่องกันเพื่อรักษาบริบทที่ขอบเขต
57 
58#### 3. Embedding
59 
60แต่ละ chunk จะถูกแปลงเป็น **เวกเตอร์ตัวเลข** (embedding) ผ่านโมเดล embedding (เช่น `text-embedding-3-small` ของ OpenAI) เวกเตอร์เหล่านี้จับความหมายเชิงความหมายของข้อความ: ประโยคที่มีความหมายใกล้เคียงกันจะมีเวกเตอร์ที่อยู่ใกล้กันในปริภูมิหลายมิติ
61 
62#### 4. Vector Store
63 
64เวกเตอร์จะถูกบันทึกใน **Vector Store** (หรือฐานข้อมูลเวกเตอร์) เช่น ChromaDB, Pinecone, Weaviate หรือ FAISS ฐานข้อมูลนี้ถูกปรับให้เหมาะสมสำหรับ **การค้นหาความคล้ายคลึง**: เมื่อให้คำถาม มันจะค้นหาเวกเตอร์ที่คล้ายที่สุด (และดังนั้นจึงเป็น chunks ข้อความที่เกี่ยวข้องที่สุด)
65 
66### เฟส 2: การดึงข้อมูล + การสร้าง
67 
68เมื่อผู้ใช้ถามคำถาม:
69 
701.  คำถามจะถูกแปลงเป็น embedding โดยใช้โมเดล embedding เดียวกัน
712.  Vector Store ค้นหา chunks ที่คล้ายที่สุดผ่าน **การค้นหาความคล้ายคลึง** (โดยทั่วไปคือ cosine similarity หรือระยะทาง Euclidean)
723.  chunks ที่ดึงมาจะถูกแทรกเข้าไปใน prompt เป็นบริบท
734.  LLM สร้างคำตอบตามบริบทที่ให้มา
74 
75## การสร้าง RAG Pipeline ด้วย LangChain
76 
77**LangChain** เป็น framework Python (และ JavaScript) ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสำหรับสร้างแอปพลิเคชันที่ขับเคลื่อนด้วย LLM มันให้ abstraction ระดับสูงสำหรับทุกส่วนประกอบของ RAG pipeline
78 
79### การติดตั้ง
80 
81```bash
82pip install langchain langchain-openai langchain-community chromadb
83```
84 
85### ขั้นตอนที่ 1: โหลดเอกสาร
86 
87LangChain มี Document Loader หลายสิบตัวสำหรับแหล่งข้อมูลต่างๆ
88 
89```python
90from langchain_community.document_loaders import (
91    PyPDFLoader,
92    WebBaseLoader,
93    DirectoryLoader,
94    TextLoader,
95)
96 
97# Load a PDF
98pdf_loader = PyPDFLoader("docs/manual.pdf")
99pdf_docs = pdf_loader.load()
100 
101# Load a web page
102web_loader = WebBaseLoader("https://docs.example.com/guide")
103web_docs = web_loader.load()
104 
105# Load all .md files from a directory
106dir_loader = DirectoryLoader("./knowledge_base", glob="**/*.md", loader_cls=TextLoader)
107md_docs = dir_loader.load()
108 
109all_docs = pdf_docs + web_docs + md_docs
110```
111 
112### ขั้นตอนที่ 2: แบ่งเอกสารเป็น Chunks
113 
114```python
115from langchain.text_splitter import RecursiveCharacterTextSplitter
116 
117text_splitter = RecursiveCharacterTextSplitter(
118    chunk_size=1000,
119    chunk_overlap=200,
120    separators=["\n\n", "\n", ". ", " ", ""],
121)
122 
123chunks = text_splitter.split_documents(all_docs)
124print(f"Original documents: {len(all_docs)}, Chunks: {len(chunks)}")
125```
126 
127พารามิเตอร์ `chunk_overlap` มีความสำคัญมาก: มันสร้างการทับซ้อนระหว่าง chunks ที่ต่อเนื่องกันเพื่อไม่ให้บริบทสูญหายที่ขอบเขต
128 
129### ขั้นตอนที่ 3: สร้าง Embeddings และ Vector Store
130 
131```python
132from langchain_openai import OpenAIEmbeddings
133from langchain_community.vectorstores import Chroma
134 
135embedding_model = OpenAIEmbeddings(model="text-embedding-3-small")
136 
137vectorstore = Chroma.from_documents(
138    documents=chunks,
139    embedding=embedding_model,
140    persist_directory="./chroma_db",
141)
142```
143 
144### ขั้นตอนที่ 4: สร้าง Retriever
145 
146Retriever คือส่วนประกอบที่เมื่อได้รับคำถาม จะดึง chunks ที่เกี่ยวข้องที่สุดจาก vector store
147 
148```python
149retriever = vectorstore.as_retriever(
150    search_type="similarity",
151    search_kwargs={"k": 4},
152)
153 
154relevant_docs = retriever.invoke("How does authentication work?")
155for doc in relevant_docs:
156    print(doc.page_content[:200])
157    print("---")
158```
159 
160### ขั้นตอนที่ 5: สร้าง RAG Chain
161 
162ตอนนี้มารวมทุกอย่างเข้าด้วยกันกับ LLM และ prompt template
163 
164```python
165from langchain_openai import ChatOpenAI
166from langchain_core.prompts import ChatPromptTemplate
167from langchain_core.runnables import RunnablePassthrough
168from langchain_core.output_parsers import StrOutputParser
169 
170llm = ChatOpenAI(model="gpt-4o", temperature=0)
171 
172prompt = ChatPromptTemplate.from_template("""
173Answer the question based only on the provided context.
174If the context does not contain enough information, say you don't know.
175 
176Context:
177{context}
178 
179Question: {question}
180 
181Answer:
182""")
183 
184def format_docs(docs):
185    return "\n\n".join(doc.page_content for doc in docs)
186 
187rag_chain = (
188    {"context": retriever | format_docs, "question": RunnablePassthrough()}
189    | prompt
190    | llm
191    | StrOutputParser()
192)
193 
194response = rag_chain.invoke("How does authentication work in the system?")
195print(response)
196```
197 
198## เทคนิค RAG ขั้นสูง
199 
200pipeline พื้นฐานทำงานได้ดี แต่มีหลายเทคนิคที่สามารถปรับปรุงคุณภาพคำตอบได้อย่างมีนัยสำคัญ
201 
202### การดึงข้อมูลแบบหลายคำถาม
203 
204บางครั้งคำถามของผู้ใช้คลุมเครือหรือไม่สอดคล้องกับภาษาที่ใช้ในเอกสาร **Multi-Query Retriever** สร้างรูปแบบต่างๆ ของคำถามเดิมโดยอัตโนมัติเพื่อจับมุมมองที่หลากหลาย
205 
206```python
207from langchain.retrievers import MultiQueryRetriever
208 
209multi_retriever = MultiQueryRetriever.from_llm(
210    retriever=vectorstore.as_retriever(),
211    llm=llm,
212)
213 
214docs = multi_retriever.invoke("What are the security best practices?")
215```
216 
217### การบีบอัดบริบท
218 
219เนื้อหาทั้งหมดใน chunk ไม่ได้เกี่ยวข้องกับคำถาม **Contextual Compression Retriever** ใช้ LLM เพื่อดึงเฉพาะส่วนที่เกี่ยวข้องจากแต่ละ chunk ที่ดึงมา
220 
221```python
222from langchain.retrievers import ContextualCompressionRetriever
223from langchain.retrievers.document_compressors import LLMChainExtractor
224 
225compressor = LLMChainExtractor.from_llm(llm)
226compression_retriever = ContextualCompressionRetriever(
227    base_compressor=compressor,
228    base_retriever=retriever,
229)
230```
231 
232### การค้นหาแบบผสม
233 
234การค้นหาเชิงความหมายอย่างเดียวไม่ได้เหมาะสมเสมอไป **การค้นหาแบบผสม** รวมการค้นหาเชิงความหมาย (embeddings) กับการค้นหาเชิงคำศัพท์ (BM25, การจับคู่คำสำคัญ) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า
235 
236```python
237from langchain.retrievers import EnsembleRetriever
238from langchain_community.retrievers import BM25Retriever
239 
240bm25_retriever = BM25Retriever.from_documents(chunks)
241bm25_retriever.k = 4
242 
243semantic_retriever = vectorstore.as_retriever(search_kwargs={"k": 4})
244 
245hybrid_retriever = EnsembleRetriever(
246    retrievers=[bm25_retriever, semantic_retriever],
247    weights=[0.4, 0.6],
248)
249```
250 
251### RAG แบบสนทนา (พร้อมหน่วยความจำ)
252 
253เพื่อสร้าง chatbot RAG ที่จำบริบทการสนทนาได้ คุณต้องเพิ่มหน่วยความจำที่จัดรูปแบบคำถามของผู้ใช้ใหม่โดยคำนึงถึงประวัติการสนทนา
254 
255```python
256from langchain.chains import create_history_aware_retriever
257from langchain_core.prompts import MessagesPlaceholder
258 
259contextualize_prompt = ChatPromptTemplate.from_messages([
260    ("system", "Given the chat history and the user's latest question, "
261               "reformulate the question so it is understandable without the history."),
262    MessagesPlaceholder("chat_history"),
263    ("human", "{input}"),
264])
265 
266history_aware_retriever = create_history_aware_retriever(
267    llm, retriever, contextualize_prompt
268)
269```
270 
271## แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด
272 
2731.  **เลือกขนาด chunk ที่เหมาะสม**: ทดลองกับขนาดต่างๆ (500-1500 โทเค็น) chunks เล็กสำหรับคำตอบที่แม่นยำ ใหญ่กว่าสำหรับบริบทที่กว้างขึ้น
2742.  **ใช้ metadata ของเอกสาร**: เพิ่มแหล่งที่มา วันที่ และหมวดหมู่เป็น metadata ให้กับ chunks ซึ่งช่วยให้กรองผลลัพธ์ระหว่างการดึงข้อมูล
2753.  **ประเมินคุณภาพ**: ใช้ framework เช่น [RAGAS](https://docs.ragas.io/) เพื่อวัดเมตริกเช่น *faithfulness*, *relevancy* และ *context precision*
2764.  **จัดการการอัปเดตเอกสาร**: สร้าง pipeline การนำเข้าซ้ำเพื่อให้ vector store ซิงค์กับแหล่งข้อมูลของคุณ
2775.  **เพิ่ม re-ranker**: หลังจากการดึงข้อมูลเบื้องต้น ใช้โมเดล re-ranking (เช่น Cohere Rerank) เพื่อจัดเรียงผลลัพธ์ใหม่ตามความเกี่ยวข้องจริง
278 
279## สรุป
280 
281RAG ได้กลายเป็นสถาปัตยกรรมมาตรฐานสำหรับการสร้างแอปพลิเคชัน AI ที่ต้องการเข้าถึงความรู้เฉพาะทางและเป็นปัจจุบัน LangChain ลดความซับซ้อนของการนำไปใช้อย่างมาก โดยให้ abstraction สำหรับทุกส่วนประกอบของ pipeline
282 
283**ขั้นตอนถัดไป:**
284- **ทดลองในเครื่อง**: เริ่มต้นด้วย ChromaDB และเอกสารไม่กี่ชิ้นเพื่อทำความคุ้นเคยกับ pipeline
285- **สำรวจ LangSmith**: ใช้ [LangSmith](https://smith.langchain.com/) เพื่อตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาดของ chain ใน production
286- **ลองโมเดล embedding ต่างๆ**: เปรียบเทียบโมเดลเช่น `text-embedding-3-small`, `text-embedding-3-large` และโมเดลโอเพนซอร์สจาก Sentence Transformers
287- **ตรวจสอบเอกสาร**: [เอกสาร LangChain](https://python.langchain.com/docs/) เป็นแหล่งข้อมูลที่ยอดเยี่ยมและอัปเดตอย่างต่อเนื่อง
288

:RAG และ LangChain: คู่มือฉบับสมบูรณ์เกี่ยวกับ Retrieval-Augmented Generationlines 1-288 (END) — press q to close

2โมเดลภาษาขนาดใหญ่ (LLM) เช่น GPT-4 และ Claude มีความสามารถสูงอย่างยิ่ง แต่มีข้อจำกัดพื้นฐาน: ความรู้ของพวกมันถูกแช่แข็งไว้ ณ เวลาที่ฝึกอบรม พวกมันไม่สามารถเข้าถึงเอกสารภายใน ฐานข้อมูล หรือข้อมูลแบบเรียลไทม์ของคุณได้ **Retrieval-Augmented Generation (RAG)** แก้ปัญหานี้โดยผสมผสานพลังในการสร้างของ LLM เข้ากับความสามารถในการดึงข้อมูลจากแหล่งภายนอก

4## ปัญหา: ข้อจำกัดของ LLM

6ก่อนพูดถึง RAG สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าทำไมเราถึงต้องการมัน

81. **ความรู้แบบสถิต**: LLM รู้เฉพาะสิ่งที่เห็นระหว่างการฝึกอบรม หากคุณถามเกี่ยวกับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นหลังจุดตัด มันไม่สามารถตอบได้

92. **ภาพหลอน**: เมื่อ LLM ไม่รู้คำตอบ มันมีแนวโน้มที่จะสร้างขึ้นมา สร้างข้อมูลที่ดูน่าเชื่อถือแต่เป็นเท็จโดยสิ้นเชิง

103. **ไม่สามารถเข้าถึงข้อมูลส่วนตัว**: LLM ทั่วไปไม่มีสิทธิ์เข้าถึงเอกสารภายในของบริษัท ตั๋ว หรือ codebase ของคุณ

12RAG แก้ไขปัญหาทั้งสามนี้โดยให้โมเดลได้รับ **บริบทที่เกี่ยวข้อง** ที่ดึงมาจากแหล่งภายนอก ณ เวลาที่ส่งคำถาม

14## RAG คืออะไร?

16Retrieval-Augmented Generation เป็นสถาปัตยกรรมที่เพิ่มความสมบูรณ์ให้กับ prompt ที่ส่งไปยัง LLM ด้วยข้อมูลที่ดึงมาจากฐานความรู้ภายนอก แทนที่จะพึ่งพาเฉพาะความรู้ที่อยู่ในพารามิเตอร์ของโมเดล RAG จะ **ค้นหา** ข้อมูลที่เกี่ยวข้องก่อน จากนั้นจึง **ฉีด** เข้าไปใน prompt ทำให้โมเดลสามารถสร้างคำตอบที่แม่นยำและมีหลักฐานสนับสนุน

18```mermaid

19graph LR

20 User["User"] -- "Question" --> Retriever

21 Retriever -- "Search relevant\ndocuments" --> VectorStore["Vector Store"]

22 VectorStore -- "Relevant\ndocuments" --> Retriever

23 Retriever -- "Context + Question" --> LLM

24 LLM -- "Grounded\nresponse" --> User

25```

27## RAG ทำงานอย่างไรในรายละเอียด

29สถาปัตยกรรม RAG ประกอบด้วยสองเฟสหลัก: **การสร้างดัชนี** (ออฟไลน์) และ **การดึงข้อมูล + การสร้าง** (ออนไลน์)

31### เฟส 1: การสร้างดัชนี (การนำเข้าเอกสาร)

33เฟสการสร้างดัชนีเตรียมเอกสารของคุณสำหรับการค้นหาเชิงความหมาย ประกอบด้วยสี่ขั้นตอน

35```mermaid

36graph TD

37 A["Documents\n(PDF, HTML, MD, DB)"] --> B["Document Loader"]

38 B --> C["Text Splitter"]

39 C --> D["Text Chunks"]

40 D --> E["Embedding Model"]

41 E --> F["Numerical Vectors"]

42 F --> G["Vector Store\n(ChromaDB, Pinecone, FAISS)"]

43```

45#### 1. การโหลดเอกสาร

47เอกสารสามารถมาจากแหล่งใดก็ได้: ไฟล์ PDF, หน้าเว็บ, ฐานข้อมูล, ไฟล์ Markdown, API **Document Loader** อ่านเอกสารเหล่านี้และแปลงเป็นข้อความที่มีโครงสร้าง

49#### 2. การแบ่งข้อความ (Chunking)

51LLM มี context window ที่จำกัด และเอกสารอาจยาวมาก **Text Splitter** แบ่งเอกสารเป็นชิ้นส่วนเล็กๆ ที่เรียกว่า *chunks* คุณภาพของการ chunking มีความสำคัญมาก: chunks ที่เล็กเกินไปจะสูญเสียบริบท ขณะที่ chunks ที่ใหญ่เกินไปจะลดความเกี่ยวข้อง

53กลยุทธ์ที่พบบ่อยที่สุดคือ:

54- **การแบ่งอักขระแบบเวียนซ้ำ**: แบ่งข้อความแบบเวียนซ้ำโดยใช้ตัวคั่นเช่น `\n\n`, `\n`, `. ` โดยเคารพโครงสร้างเอกสาร

55- **การแบ่งเชิงความหมาย**: ใช้ embeddings เพื่อหาจุดแบ่งตามธรรมชาติในข้อความ

56- **Chunk ทับซ้อน**: รวมการทับซ้อนระหว่าง chunks ที่ต่อเนื่องกันเพื่อรักษาบริบทที่ขอบเขต

58#### 3. Embedding

60แต่ละ chunk จะถูกแปลงเป็น **เวกเตอร์ตัวเลข** (embedding) ผ่านโมเดล embedding (เช่น `text-embedding-3-small` ของ OpenAI) เวกเตอร์เหล่านี้จับความหมายเชิงความหมายของข้อความ: ประโยคที่มีความหมายใกล้เคียงกันจะมีเวกเตอร์ที่อยู่ใกล้กันในปริภูมิหลายมิติ

62#### 4. Vector Store

64เวกเตอร์จะถูกบันทึกใน **Vector Store** (หรือฐานข้อมูลเวกเตอร์) เช่น ChromaDB, Pinecone, Weaviate หรือ FAISS ฐานข้อมูลนี้ถูกปรับให้เหมาะสมสำหรับ **การค้นหาความคล้ายคลึง**: เมื่อให้คำถาม มันจะค้นหาเวกเตอร์ที่คล้ายที่สุด (และดังนั้นจึงเป็น chunks ข้อความที่เกี่ยวข้องที่สุด)

66### เฟส 2: การดึงข้อมูล + การสร้าง

68เมื่อผู้ใช้ถามคำถาม:

701. คำถามจะถูกแปลงเป็น embedding โดยใช้โมเดล embedding เดียวกัน

712. Vector Store ค้นหา chunks ที่คล้ายที่สุดผ่าน **การค้นหาความคล้ายคลึง** (โดยทั่วไปคือ cosine similarity หรือระยะทาง Euclidean)

723. chunks ที่ดึงมาจะถูกแทรกเข้าไปใน prompt เป็นบริบท

734. LLM สร้างคำตอบตามบริบทที่ให้มา

75## การสร้าง RAG Pipeline ด้วย LangChain

77**LangChain** เป็น framework Python (และ JavaScript) ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสำหรับสร้างแอปพลิเคชันที่ขับเคลื่อนด้วย LLM มันให้ abstraction ระดับสูงสำหรับทุกส่วนประกอบของ RAG pipeline

79### การติดตั้ง

81```bash

82pip install langchain langchain-openai langchain-community chromadb

83```

85### ขั้นตอนที่ 1: โหลดเอกสาร

87LangChain มี Document Loader หลายสิบตัวสำหรับแหล่งข้อมูลต่างๆ

89```python

90from langchain_community.document_loaders import (

91 PyPDFLoader,

92 WebBaseLoader,

93 DirectoryLoader,

94 TextLoader,

95)

97# Load a PDF

98pdf_loader = PyPDFLoader("docs/manual.pdf")

99pdf_docs = pdf_loader.load()

100

101# Load a web page

102web_loader = WebBaseLoader("https://docs.example.com/guide")

103web_docs = web_loader.load()

104

105# Load all .md files from a directory

106dir_loader = DirectoryLoader("./knowledge_base", glob="**/*.md", loader_cls=TextLoader)

107md_docs = dir_loader.load()

108

109all_docs = pdf_docs + web_docs + md_docs

110```

111

112### ขั้นตอนที่ 2: แบ่งเอกสารเป็น Chunks

113

114```python

115from langchain.text_splitter import RecursiveCharacterTextSplitter

116

117text_splitter = RecursiveCharacterTextSplitter(

118 chunk_size=1000,

119 chunk_overlap=200,

120 separators=["\n\n", "\n", ". ", " ", ""],

121)

122

123chunks = text_splitter.split_documents(all_docs)

124print(f"Original documents: {len(all_docs)}, Chunks: {len(chunks)}")

125```

126

127พารามิเตอร์ `chunk_overlap` มีความสำคัญมาก: มันสร้างการทับซ้อนระหว่าง chunks ที่ต่อเนื่องกันเพื่อไม่ให้บริบทสูญหายที่ขอบเขต

128

129### ขั้นตอนที่ 3: สร้าง Embeddings และ Vector Store

130

131```python

132from langchain_openai import OpenAIEmbeddings

133from langchain_community.vectorstores import Chroma

134

135embedding_model = OpenAIEmbeddings(model="text-embedding-3-small")

136

137vectorstore = Chroma.from_documents(

138 documents=chunks,

139 embedding=embedding_model,

140 persist_directory="./chroma_db",

141)

142```

143

144### ขั้นตอนที่ 4: สร้าง Retriever

145

146Retriever คือส่วนประกอบที่เมื่อได้รับคำถาม จะดึง chunks ที่เกี่ยวข้องที่สุดจาก vector store

147

148```python

149retriever = vectorstore.as_retriever(

150 search_type="similarity",

151 search_kwargs={"k": 4},

152)

153

154relevant_docs = retriever.invoke("How does authentication work?")

155for doc in relevant_docs:

156 print(doc.page_content[:200])

157 print("---")

158```

159

160### ขั้นตอนที่ 5: สร้าง RAG Chain

161

162ตอนนี้มารวมทุกอย่างเข้าด้วยกันกับ LLM และ prompt template

163

164```python

165from langchain_openai import ChatOpenAI

166from langchain_core.prompts import ChatPromptTemplate

167from langchain_core.runnables import RunnablePassthrough

168from langchain_core.output_parsers import StrOutputParser

169

170llm = ChatOpenAI(model="gpt-4o", temperature=0)

171

172prompt = ChatPromptTemplate.from_template("""

173Answer the question based only on the provided context.

174If the context does not contain enough information, say you don't know.

175

176Context:

177{context}

178

179Question: {question}

180

181Answer:

182""")

183

184def format_docs(docs):

185 return "\n\n".join(doc.page_content for doc in docs)

186

187rag_chain = (

188 {"context": retriever | format_docs, "question": RunnablePassthrough()}

189 | prompt

190 | llm

191 | StrOutputParser()

192)

193

194response = rag_chain.invoke("How does authentication work in the system?")

195print(response)

196```

197

198## เทคนิค RAG ขั้นสูง

199

200pipeline พื้นฐานทำงานได้ดี แต่มีหลายเทคนิคที่สามารถปรับปรุงคุณภาพคำตอบได้อย่างมีนัยสำคัญ

201

202### การดึงข้อมูลแบบหลายคำถาม

203

204บางครั้งคำถามของผู้ใช้คลุมเครือหรือไม่สอดคล้องกับภาษาที่ใช้ในเอกสาร **Multi-Query Retriever** สร้างรูปแบบต่างๆ ของคำถามเดิมโดยอัตโนมัติเพื่อจับมุมมองที่หลากหลาย

205

206```python

207from langchain.retrievers import MultiQueryRetriever

208

209multi_retriever = MultiQueryRetriever.from_llm(

210 retriever=vectorstore.as_retriever(),

211 llm=llm,

212)

213

214docs = multi_retriever.invoke("What are the security best practices?")

215```

216

217### การบีบอัดบริบท

218

219เนื้อหาทั้งหมดใน chunk ไม่ได้เกี่ยวข้องกับคำถาม **Contextual Compression Retriever** ใช้ LLM เพื่อดึงเฉพาะส่วนที่เกี่ยวข้องจากแต่ละ chunk ที่ดึงมา

220

221```python

222from langchain.retrievers import ContextualCompressionRetriever

223from langchain.retrievers.document_compressors import LLMChainExtractor

224

225compressor = LLMChainExtractor.from_llm(llm)

226compression_retriever = ContextualCompressionRetriever(

227 base_compressor=compressor,

228 base_retriever=retriever,

229)

230```

231

232### การค้นหาแบบผสม

233

234การค้นหาเชิงความหมายอย่างเดียวไม่ได้เหมาะสมเสมอไป **การค้นหาแบบผสม** รวมการค้นหาเชิงความหมาย (embeddings) กับการค้นหาเชิงคำศัพท์ (BM25, การจับคู่คำสำคัญ) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า

235

236```python

237from langchain.retrievers import EnsembleRetriever

238from langchain_community.retrievers import BM25Retriever

239

240bm25_retriever = BM25Retriever.from_documents(chunks)

241bm25_retriever.k = 4

242

243semantic_retriever = vectorstore.as_retriever(search_kwargs={"k": 4})

244

245hybrid_retriever = EnsembleRetriever(

246 retrievers=[bm25_retriever, semantic_retriever],

247 weights=[0.4, 0.6],

248)

249```

250

251### RAG แบบสนทนา (พร้อมหน่วยความจำ)

252

253เพื่อสร้าง chatbot RAG ที่จำบริบทการสนทนาได้ คุณต้องเพิ่มหน่วยความจำที่จัดรูปแบบคำถามของผู้ใช้ใหม่โดยคำนึงถึงประวัติการสนทนา

254

255```python

256from langchain.chains import create_history_aware_retriever

257from langchain_core.prompts import MessagesPlaceholder

258

259contextualize_prompt = ChatPromptTemplate.from_messages([

260 ("system", "Given the chat history and the user's latest question, "

261 "reformulate the question so it is understandable without the history."),

262 MessagesPlaceholder("chat_history"),

263 ("human", "{input}"),

264])

265

266history_aware_retriever = create_history_aware_retriever(

267 llm, retriever, contextualize_prompt

268)

269```

270

271## แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด

272

2731. **เลือกขนาด chunk ที่เหมาะสม**: ทดลองกับขนาดต่างๆ (500-1500 โทเค็น) chunks เล็กสำหรับคำตอบที่แม่นยำ ใหญ่กว่าสำหรับบริบทที่กว้างขึ้น

2742. **ใช้ metadata ของเอกสาร**: เพิ่มแหล่งที่มา วันที่ และหมวดหมู่เป็น metadata ให้กับ chunks ซึ่งช่วยให้กรองผลลัพธ์ระหว่างการดึงข้อมูล

2753. **ประเมินคุณภาพ**: ใช้ framework เช่น [RAGAS](https://docs.ragas.io/) เพื่อวัดเมตริกเช่น *faithfulness*, *relevancy* และ *context precision*

2764. **จัดการการอัปเดตเอกสาร**: สร้าง pipeline การนำเข้าซ้ำเพื่อให้ vector store ซิงค์กับแหล่งข้อมูลของคุณ

2775. **เพิ่ม re-ranker**: หลังจากการดึงข้อมูลเบื้องต้น ใช้โมเดล re-ranking (เช่น Cohere Rerank) เพื่อจัดเรียงผลลัพธ์ใหม่ตามความเกี่ยวข้องจริง

278

279## สรุป

280

281RAG ได้กลายเป็นสถาปัตยกรรมมาตรฐานสำหรับการสร้างแอปพลิเคชัน AI ที่ต้องการเข้าถึงความรู้เฉพาะทางและเป็นปัจจุบัน LangChain ลดความซับซ้อนของการนำไปใช้อย่างมาก โดยให้ abstraction สำหรับทุกส่วนประกอบของ pipeline

282

283**ขั้นตอนถัดไป:**

284- **ทดลองในเครื่อง**: เริ่มต้นด้วย ChromaDB และเอกสารไม่กี่ชิ้นเพื่อทำความคุ้นเคยกับ pipeline

285- **สำรวจ LangSmith**: ใช้ [LangSmith](https://smith.langchain.com/) เพื่อตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาดของ chain ใน production

286- **ลองโมเดล embedding ต่างๆ**: เปรียบเทียบโมเดลเช่น `text-embedding-3-small`, `text-embedding-3-large` และโมเดลโอเพนซอร์สจาก Sentence Transformers

287- **ตรวจสอบเอกสาร**: [เอกสาร LangChain](https://python.langchain.com/docs/) เป็นแหล่งข้อมูลที่ยอดเยี่ยมและอัปเดตอย่างต่อเนื่อง

288