【实战】文本分类效率低?试试LoRA+Qwen3,这‘王炸’组合太香了!
面对文本分类任务(557 类)的挑战,尝试了三种不同的方案,最终 Lora 微调 Qwen3 模型脱颖而出,实现了约 65% 的三级分类准确率(有提升空间)。
01.任务描述
文本分类任务,利用训练数据,构建分类模型,实现文本的多级分类。
类别标签分为三级:“类别 1_类别 2_类别 3”,且标签呈树状结构。一级类别 11 类,二级类别 104 类,三级类别 557 类。
数据格式为:“[{"text":text,"label":类别1_类别2_类别3},...]”
02.方案
最近随着各种生成式大模型不断产生,恰逢公司需要迭代之前使用 Bert+prompt 实现的文本分类任务(准确率低低低~)。
针对该任务尝试了各种分类框架,分为三类:
-
方案一:针对历史标注数据构建向量库,向量匹配。
-
方案二:传统 NLP 框架,Embedding+attention 模型。
-
方案三:Lora 微调 Qwen3 模型。
先说结果,方案一和方案二准确率相对偏低,三级分类准确率在 40% 左右,与 Bert+prompt 相近,方案三准确率在 65% 左右。
03.实现
方案一:构建文本向量库检索匹配实现文本分类
使用腾讯的 TencentBAC/Conan-embedding-v1 +faiss 构建文本向量库。
def build_case(self):"""构建nrfl faiss 数据库(伪代码块)"""if os.path.exists(self.index_path):shutil.rmtree(self.index_path)path = Path(self.index_path)path.mkdir(parents=True, exist_ok=True)if id.endswith("0000"):fenlei1_embs.append(self.emb.encode(XF_CATEGORY_FULLTEXTXF[nrflmc]))fenlei1_ids.append(int(id))elif id.endswith("00") and not id.endswith("0000"):fenlei2_embs[id[:2]].append(self.emb.encode(nrflmc))fenlei2_ids[id[:2]].append(id)else:fenlei3_embs[id[:4]].append(self.emb.encode(nrflmc))fenlei3_ids[id[:4]].append(id)self.save_faiss_vec('yijifenlei', fenlei1_embs, fenlei1_ids)for cls1 in nrfl1:self.save_faiss_vec(cls1[:2], fenlei2_embs[cls1[:2]], fenlei2_ids[cls1[:2]])for cls2 in nrfl2:self.save_faiss_vec(cls2[:4], fenlei3_embs[cls2[:4]], fenlei3_ids[cls2[:4]])return "success"
这里构建了分层的向量库,实现层级检索,因为不需要训练模型,这是一种比较快的通过构建向量库检索实现文本分类的方案。
由于是一种无监督的实现方案,所以准确率有限,如果类别比较少,类别间特征明显,那么这种方案也是一种不错的尝试。
方案二:embedding+Attention 实现文本分类
构建了一个三级层次化分类模型,用于对文本进行分类。
模型基于"TencentBAC/Conan-embedding-v1"预训练模型,采集文本特征,引入注意力机制提取文本表示中的重要信息,最后通过三个线性层实现层级预测。
class HierarchicalClassifier(nn.Module):def __init__(self, pretrained_model, hidden_dim, num_level1_classes, num_level2_classes, num_level3_classes,dropout=0.1):super(HierarchicalClassifier, self).__init__()# 预训练模型self.pretrained_model = pretrained_modelself.embedding_dim = pretrained_model.config.hidden_size# 投影层,将预训练模型的输出映射到指定维度self.projection = nn.Linear(self.embedding_dim, hidden_dim)# 注意力层self.attention = AttentionLayer(hidden_dim)# 一级分类器self.level1_classifier = nn.Sequential(nn.Linear(hidden_dim, hidden_dim),nn.LayerNorm(hidden_dim),nn.ReLU(),nn.Dropout(dropout),nn.Linear(hidden_dim, num_level1_classes))# 二级分类器 (使用一级分类结果作为条件)self.level2_classifier = nn.Sequential(nn.Linear(hidden_dim + num_level1_classes, hidden_dim),nn.LayerNorm(hidden_dim),nn.ReLU(),nn.Dropout(dropout),nn.Linear(hidden_dim, num_level2_classes))# 三级分类器 (使用一级和二级分类结果作为条件)self.level3_classifier = nn.Sequential(nn.Linear(hidden_dim + num_level1_classes + num_level2_classes, hidden_dim),nn.LayerNorm(hidden_dim),nn.ReLU(),nn.Dropout(dropout),nn.Linear(hidden_dim, num_level3_classes))
经过训练,推理准确率一直较低,考虑是因为推理过程中后续分类依赖前一分类的推理结果,会存在错误累积。
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因此,拆分分类器,构建了一个底层向量表征,基于此表征对每层进行独立训练预测,效果变差,考虑表征层太过简单,模型一直欠拟合。
# 共享表征层self.shared_encoder = nn.Sequential(nn.Linear(hidden_dim, hidden_dim),nn.LayerNorm(hidden_dim),nn.ReLU(),nn.Dropout(dropout))# 加载层级关系with open('label_hierarchy.json', 'r', encoding='utf-8') as f:self.hierarchy = json.load(f)with open('label_encoders.json', 'r', encoding='utf-8') as f:self.label_encoders = json.load(f)# 一级分类器 - 独立分类器self.level1_classifier = nn.Sequential(nn.Linear(hidden_dim, hidden_dim),nn.LayerNorm(hidden_dim),nn.ReLU(),nn.Dropout(dropout),nn.Linear(hidden_dim, num_level1_classes))# 移除层次依赖的二级和三级分类器# self.level2_fc = nn.Sequential(...)# self.level3_fc = nn.Sequential(...)# 保留独立的二级分类器self.level2_classifier = nn.Sequential(nn.Linear(hidden_dim, hidden_dim),nn.LayerNorm(hidden_dim),nn.ReLU(),nn.Dropout(dropout),nn.Linear(hidden_dim, num_level2_classes))# 保留独立的三级分类器self.level3_classifier = nn.Sequential(nn.Linear(hidden_dim, hidden_dim),nn.LayerNorm(hidden_dim),nn.ReLU(),nn.Dropout(dropout),nn.Linear(hidden_dim, num_level3_classes))
方案三:Lora 微调 Qwen3 实现文本分类
考虑到后期上线部署资源问题,使用的 Qwen3-1.7b 模型,参数量适中,占用显存资源较少。
训练集 100w 余条数据,使用 accelerate 混合精度并行训练加速,在 3 张 NVIDIA A100 显卡上跑了 50 个小时。
直接上参数:
MAX_LENGTH=512 # 减小最大长度以加快训练BATCH_SIZE=32 # 根据显存调整批次大小LEARNING_RATE=5e-5NUM_EPOCHS=10LORA_R=16 # 减小LoRA的秩以减少参数量LORA_ALPHA=32 # 调整alpha与r的比例保持2:1LORA_DROPOUT=0.05NUM_LAYERS_TO_TUNE=6 # 只微调最后6层TARGET_MODULES="q_proj,v_proj,o_proj" # 指定要微调的模块。TOTAL_LAYERS=28MIXED_PRECISION="fp16" # 使用fp16混合精度训练,这里推荐使用 bf16 训练GRADIENT_ACCUMULATION_STEPS=1 # 梯度累积步数,当你在学习率中设置了warmup_ratio,一定计算好预热步数。USE_TENSORBOARD=true # 使用TensorBoard记录实验TENSORBOARD_DIR="./runs/qwen3_experiment" # TensorBoard日志目录RUN_NAME="qwen3_lora_last10layers_fp16" # 实验名称
简单贴一下模型部分代码:
def create_model(model_name_or_path, num_labels, lora_config=None):"""创建模型,可选择是否使用LoRAArgs:model_name_or_path: 预训练模型的名称或路径num_labels: 分类标签数量lora_config: LoRA配置,如果为None则不使用LoRAReturns:model: 创建的模型"""# 加载模型配置config = AutoConfig.from_pretrained(model_name_or_path,num_labels=num_labels,trust_remote_code=True)# 加载预训练模型model = AutoModelForSequenceClassification.from_pretrained(model_name_or_path,config=config,trust_remote_code=True)# 如果提供了LoRA配置,则应用LoRAif lora_config is not None:model = get_peft_model(model, lora_config)model.print_trainable_parameters()return modeldef create_lora_config(r=8,lora_alpha=16,lora_dropout=0.05,model_name_or_path=None,target_modules=None,num_layers_to_tune=None,layer_names=None,total_layers=None):"""创建LoRA配置Args:r: LoRA的秩lora_alpha: LoRA的缩放参数lora_dropout: LoRA的dropout率model_name_or_path: 模型名称或路径,用于确定目标模块target_modules: 要应用LoRA的模块名称列表,如果为None则根据模型自动选择num_layers_to_tune: 要微调的层数(从最后一层开始计数),如果为None则微调所有层layer_names: 要微调的层的名称格式,如果为None则使用默认格式total_layers: 模型的总层数,如果为None则根据模型自动检测Returns:lora_config: LoRA配置对象"""# 如果没有指定target_modules,则根据模型类型自动选择if target_modules is None:if model_name_or_path and "qwen3" in model_name_or_path.lower():# 平衡配置:微调查询、值和输出投影target_modules = ["q_proj", "v_proj", "o_proj"]else:# 默认配置target_modules = ["q_proj", "v_proj", "o_proj"]# 创建LoRA配置参数config_args = {"r": r,"lora_alpha": lora_alpha,"lora_dropout": lora_dropout,"task_type": TaskType.SEQ_CLS,"bias": "none","modules_to_save": ["classifier"]}# 如果指定了要微调的层数,则只微调最后几层if num_layers_to_tune is not None and model_name_or_path and "qwen3" in model_name_or_path.lower():# 根据模型名称确定总层数if total_layers is None:if "1.7b" in model_name_or_path.lower() or "1.7B" in model_name_or_path:total_layers = 28 # Qwen3-1.7B 有28层elif "4b" in model_name_or_path.lower() or "4B" in model_name_or_path:total_layers = 36 # Qwen3-4B 有36层elif "7b" in model_name_or_path.lower() or "7B" in model_name_or_path:total_layers = 40 # Qwen3-7B 有40层elif "14b" in model_name_or_path.lower() or "14B" in model_name_or_path:total_layers = 48 # Qwen3-14B 有48层elif "72b" in model_name_or_path.lower() or "72B" in model_name_or_path:total_layers = 80 # Qwen3-72B 有80层else:total_layers = 36 # 默认使用36层print(f"自动检测到模型 {model_name_or_path} 的层数为: {total_layers}")# 计算要微调的层的索引start_layer = total_layers - num_layers_to_tune# 创建目标模块列表,只包含指定的层if layer_names is None:# 默认的层名称格式layer_names = "layers.{layer_num}.self_attn.{target_module}"target_modules_with_layers = []for layer_num in range(start_layer, total_layers):for module in target_modules:target_modules_with_layers.append(layer_names.format(layer_num=layer_num, target_module=module))# 使用指定的目标模块config_args["target_modules"] = target_modules_with_layerselse:# 使用普通的目标模块配置config_args["target_modules"] = target_modules# 创建LoRA配置config = LoraConfig(**config_args)return config
结果:

学习率和损失

验证集参数

测试集参数
最终测试集准确率:
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一级分类准确率:0.8210
-
二级分类准确率:0.7190
-
三级分类准确率:0.6483
TODO:大家可能看到训练时 loss 下降缓慢,考虑有如下原因接下来进行验证(后续完善):
-
Qwen3 使用的损失函数是 CrossEntropyLoss ,对于样本不均衡训练集中的难负样例并不友好,接下来尝试使用 FocalLoss 动态调整损失权重。
-
样本量大,学习率设置过低,增大学习率。
04.如何学习AI大模型?
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第一阶段: 从大模型系统设计入手,讲解大模型的主要方法;
第二阶段: 在通过大模型提示词工程从Prompts角度入手更好发挥模型的作用;
第三阶段: 大模型平台应用开发借助阿里云PAI平台构建电商领域虚拟试衣系统;
第四阶段: 大模型知识库应用开发以LangChain框架为例,构建物流行业咨询智能问答系统;
第五阶段: 大模型微调开发借助以大健康、新零售、新媒体领域构建适合当前领域大模型;
第六阶段: 以SD多模态大模型为主,搭建了文生图小程序案例;
第七阶段: 以大模型平台应用与开发为主,通过星火大模型,文心大模型等成熟大模型构建大模型行业应用。

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• 基于大模型和企业数据AI应用开发,实现大模型理论、掌握GPU算力、硬件、LangChain开发框架和项目实战技能, 学会Fine-tuning垂直训练大模型(数据准备、数据蒸馏、大模型部署)一站式掌握;
• 能够完成时下热门大模型垂直领域模型训练能力,提高程序员的编码能力: 大模型应用开发需要掌握机器学习算法、深度学习框架等技术,这些技术的掌握可以提高程序员的编码能力和分析能力,让程序员更加熟练地编写高质量的代码。

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