计算机毕业设计LangChain+GraphRAG+Neo4j+Embedding向量模型+LLM多模态大模型航空维修智能问答系统 大模型毕业设计 人工智能(源码+文档+PPT+讲解)
2026/8/24 12:33:19 网站建设 项目流程

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介绍资料

一、系统背景与行业痛点

在航空维修场景中,传统的资料检索方式长期存在三大核心痛点:

  1. 知识关联断裂‌:海量维修手册、机型档案、历史工单以零散文档形式存储,维修人员排查故障时需要跨多份资料手动梳理关联关系,平均单条故障定位耗时超过20分钟。
  2. 纯文本检索精度不足‌:传统关键词+向量检索无法处理多跳关系查询,比如“某机型发动机振动异常对应的关联部件、检查步骤与历史同类案例”这类复杂问题,召回结果覆盖率不足60%。
  3. 安全边界难以把控‌:普通大模型问答容易虚构维修参数、紧固力矩、手册章节和放行结论,在高安全要求的航空场景下存在严重合规风险。

本系统基于LangChain编排框架、Neo4j图数据库、Embedding向量模型与多模态大模型构建GraphRAG智能问答体系,将结构化图谱知识、文档向量索引与多模态视觉能力深度融合,实现“可追溯、可核验、不虚构”的航空维修知识智能服务。

二、系统整体架构设计

系统采用Vue3 + Flask前后端分离架构,分层实现全链路能力,核心架构如下:

  • 前端展示层‌:基于Vue3 + Element Plus + ECharts开发,默认运行在127.0.0.1:3000,支持SSE流式输出问答过程、交互式图谱探索、维修数据可视化看板。
  • 后端业务层‌:基于Flask框架开发,默认API端口为5010,负责权限认证、文档解析管线、图谱构建任务调度、文件安全校验等业务逻辑。
  • GraphRAG算法服务层‌:依托LangChain Core统一编排,融合Embedding向量检索、全文检索、Neo4j图遍历与多模态大模型能力,完成意图识别、证据召回、答案生成全流程。
  • 数据存储层‌:使用SQLite存储业务数据与用户反馈,Neo4j存储航空维修领域知识图谱与文档向量索引,实现结构化关系与语义信息的双引擎存储。
  • 外部模型层‌:兼容所有OpenAI接口格式的大模型,默认支持GLM系列文本、视觉与Embedding模型,支持按优先级自动路由与故障回退。

三、核心技术实现细节

3.1 航空维修领域知识图谱构建

系统预先定义机型、系统、部件、故障现象、故障原因、检查方法、维修措施、工具材料、手册文档、安全风险十大类实体,以及“属于、导致、对应、参考、需使用”等20余种领域专属关系。通过自动化文档解析管线,从PDF、DOCX、TXT、XLSX格式的维修资料中抽取实体与三元组,完成别名归一与本体校验后同步写入Neo4j,单文档图谱构建任务支持进度条实时追踪。

3.2 多源融合GraphRAG检索引擎

系统摒弃单一检索模式,采用“向量+图谱+全文”混合检索策略:

  1. 用户问题输入后,先通过Embedding模型生成语义向量,召回相似的文档块与历史维修案例;
  2. 依托领域实体识别能力提取问题中的核心实体,在Neo4j中完成一跳、二跳邻居子图扩展,召回关联的故障链路与维修逻辑;
  3. 最终将三类检索结果整合为结构化证据包,过滤无关信息后送入大模型生成回答。

3.3 多模态问答与安全约束机制

系统支持故障图片上传分析,调用多模态大模型完成图片中的部件损伤、故障特征识别,将识别结果转化为图谱检索关键词,打通“图片上传-实体召回-知识推理-方案生成”的闭环。同时内置安全边界规则:当检索证据覆盖率低于70%时,系统会明确提示“当前资料不足,无法给出准确维修结论”,绝对禁止虚构任何维修参数与放行要求。

3.4 可追溯问答与交互式图谱探索

问答完成后,系统会自动展示回答对应的来源文档、关联图谱节点、适用机型与历史维修案例,所有来源条目支持点击跳转查看详情。内置的图谱探索工作台支持按实体类型、关系类型过滤,自定义最大展示节点数,可对任意选中实体进行一跳、二跳邻居扩展,选择节点时不会全局重排图谱布局,操作流畅度大幅提升。

四、关键技术栈清单

表格

技术组件版本与用途说明
Vue 3 + Pinia + Element Plus前端交互界面开发
Flask 3.0后端业务接口开发
Neo4j 5.20航空维修知识图谱存储与图查询
LangChain 0.2.x大模型工作流编排与检索链路整合
BGE/GLM Embedding文档与用户问题向量化
多模态大模型故障图片识别与自然语言答案生成
PBKDF2-SHA256用户密码哈希加密存储
SSE 流式输出实时展示问答检索与生成进度

五、系统落地应用价值

目前该系统可覆盖航空维修单位、航空公司机务部门、航空培训机构三类核心场景:维修人员可快速定位故障关联的手册依据与历史案例,大幅缩短排故时长;培训场景下可通过交互式图谱直观展示故障-部件-措施的完整关联链路,降低新员工知识传承门槛。实测数据显示,该系统相比传统纯文本RAG方案,复杂故障查询准确率提升27%,答案幻觉率降至3.1%,完全满足航空领域高安全等级的知识服务要求。

运行截图

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源码获取方式

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