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Edu/docs/architecture/issues/worklines/ai_workline.md

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ai 工作排期

负责人：ai12 关联：workline.md、coord.md、contracts/ai_contract.md、objections/ai_issue.md 模式：全并行（各 AI 一口气完成 P2-P6 全部代码，开发期间用 mock，最后统一集成测试） 阶段归属：批次 4（P5），见 workline.md §1 甘特图 b4c: ai12 ai服务 gRPC 50058, after b3a, 13d

§1 总览

ai 是 D6 智能洞察领域的"生成子域"服务（Python/FastAPI，无状态），统一封装 LLM 调用（多 Provider 适配 + 故障切换 + 限流 + 成本控制），提供聊天 / 出题 / 表达优化 / 备课工作流四类 AI 能力。通过 gRPC 查询 content 知识点与 data-ana 学情，通过 Kafka 外发用量计费事件供 data-ana 落 ClickHouse。

端口：HTTP 3008 + gRPC 50058（port-allocation.md §3/§5 权威源）

P5 全阶段目标（退出标准，对应 pending-features P5 + ai-allocation §5）：

  1. LLM Provider 适配器模式（OpenAI/百川/Anthropic/本地 Ollama，统一接口 + 故障切换）
  2. SSE / gRPC 流式响应（题目逐字生成 + 前端打字机效果）
  3. 出题 Prompt 模板管理（YAML + Jinja2，模板 CRUD + 参数注入：年级/学科/难度/知识点）
  4. 备课工作流 4 步编排（分析学情 → 推荐知识点 → 生成题目 → 教师审核 → 入库）
  5. 用量计费 / 频率限制（按用户 / 按 IP / 按 token / 按学校配额）
  6. 生成质量门禁（RuleValidator + LLMJudge，评估通过率 > 80%）
  7. 安全层（PII 脱敏 + Prompt 注入防御 + 输出内容审核）

§2 全阶段甘特图（P5，13 天）

对齐 workline.md §1 批次 4：ai12 ai服务 gRPC 50058 :b4c, after b3a, 13d（b3a = content P4 就绪后启动）

gantt
    title ai12 ai 服务 P5 排期（13 天）
    dateFormat YYYY-MM-DD
    axisFormat %m-%d

    section M14 基础架构（第1-4天）
    12.1 LLMProvider抽象+4适配器 :crit, a12a, 2026-07-10, 2d
    12.2 ProviderFailoverChain+CircuitBreaker :a12b, after a12a, 1d
    12.3 gRPC server(Chat+StreamChat)+ActionState整改 :crit, a12c, after a12a, 2d
    12.4 Redis多维度限流+Dockerfile多阶段 :a12d, after a12b, 1d

    section M15 出题核心（第5-9天）
    12.5 PromptTemplateService+Jinja2渲染 :crit, a12e, after a12c, 2d
    12.6 GenerateQuestion+StreamGenerateQuestion逐字流式 :crit, a12f, after a12e, 2d
    12.7 RuleValidator+LLMJudge+QualityGate评估三道防线 :a12g, after a12f, 1d
    12.8 UsageRecorder+KafkaProducer+QuotaEnforcer :a12h, after a12g, 1d
    12.9 PIIRedactor+InputSanitizer+OutputModerator安全层 :a12i, after a12g, 1d

    section M16 备课工作流（第10-13天）
    12.10 gRPC client(content/data-ana/iam)+interceptor :crit, a12j, after a12f, 1d
    12.11 LessonPreparationWorkflow 4步编排+状态机 :crit, a12k, after a12j, 2d
    12.12 WorkflowStateStore(Redis)+教师审核+content入库 :a12l, after a12k, 1d
    12.13 集成测试+契约测试+文档同步+arch:scan :a12m, after a12l, 1d

关键路径（红色 crit）：LLMProvider 抽象 → gRPC server → PromptTemplateService → GenerateQuestion → gRPC client → 备课工作流编排

§3 详细任务

M14 基础架构（第1-4天）

P5-12.1：LLMProvider 抽象 + 4 适配器

  • 负责人：ai12
  • 依赖：无（P5 起点）
  • 交付物：
    • services/ai/src/ai/providers/base.py（LLMProvider 抽象接口：chat / stream_chat / embed）
    • services/ai/src/ai/providers/openai_provider.py
    • services/ai/src/ai/providers/anthropic_provider.py
    • services/ai/src/ai/providers/baichuan_provider.py
    • services/ai/src/ai/providers/local_ollama_provider.py
    • 重构 llm_client.py 为基于抽象接口的调用
  • 验收标准：
    • 4 Provider 切换可用（通过 llm_model_routing 配置路由）
    • httpx 异步调用，不依赖 openai SDK
    • 单元测试覆盖 ≥ 80%（用 MockLLMProvider）
    • ruff check src/ 零错误

P5-12.2：ProviderFailoverChain + CircuitBreaker

  • 负责人：ai12
  • 依赖：P5-12.1
  • 交付物：
    • services/ai/src/ai/providers/failover.py（按优先级尝试 Provider，失败自动切换）
    • services/ai/src/ai/providers/circuit_breaker.py（连续 3 次失败触发熔断 60s）
  • 验收标准：单 Provider 故障自动切下一个；熔断器状态正确（closed/open/half_open）

P5-12.3：gRPC server + ActionState 整改（P0 阻塞）

  • 负责人：ai12
  • 依赖：P5-12.1；前置：ISSUE-03（coord 升级 ai.proto 到 v1 完整版）
  • 交付物：
    • services/ai/src/ai/grpc_server.py（grpc.aio server，端口 50058）
    • 实现 Chat + StreamChat 两个 RPC（含流式）
    • grpc.aio.ServerInterceptor 透传 W3C traceparent
    • ActionState 整改（ISSUE-09）：所有 HTTP 端点 + gRPC RPC 返回值改为 {success, data, error:{code,message,details,traceId}}，删除顶层 degraded 字段
  • 验收标准：
    • teacher-bff 可调通 ai gRPC 50058 Chat / StreamChat（含流式）
    • HealthService.Check 返回 SERVING
    • 响应信封 004 §11.5 合规
    • pnpm run arch:scan 更新 arch.db

P5-12.4：Redis 多维度限流 + Dockerfile 多阶段

  • 负责人：ai12
  • 依赖：P5-12.2
  • 交付物：
    • services/ai/src/ai/middleware/rate_limit.py（Redis 令牌桶：user/IP/school 三维度）
    • services/ai/Dockerfile（多阶段构建，目标镜像 < 200MB）
  • 验收标准：限流命中准确（user 10/min、IP 30/min、school 100/min）；镜像 < 200MB

M15 出题核心（第5-9天）

P5-12.5：PromptTemplateService + Jinja2 渲染

  • 负责人：ai12
  • 依赖：P5-12.3
  • 交付物：
    • services/ai/src/ai/prompts/*.yaml（5+ 模板：generate_question / optimize_expression / chat / lesson_plan 等）
    • services/ai/src/ai/services/prompt_template_service.py（模板注册 + Jinja2 渲染 + CRUD）
    • HTTP 端点：GET/POST/PUT /ai/v1/prompts
  • 验收标准：5+ 模板可渲染；变量缺失返回 AI_PROMPT_RENDER_FAILED；模板缓存 1h TTL

P5-12.6：GenerateQuestion + StreamGenerateQuestion 逐字流式

  • 负责人：ai12
  • 依赖：P5-12.5；前置：ISSUE-03（ai.proto 补 StreamGenerateQuestion + GenerateQuestionRequest 字段扩展）
  • 交付物：
    • services/ai/src/ai/services/question_generation_service.py
    • gRPC RPC：GenerateQuestion + StreamGenerateQuestion（题目逐字流式生成）
    • HTTP 端点：POST /ai/v1/generate/question + POST /ai/v1/generate/question/stream
  • 验收标准：题目逐字流式返回；Pydantic 请求模型完整（grade/knowledge_point_ids/question_type/count）

P5-12.7：评估三道防线（RuleValidator + LLMJudge + QualityGate）

  • 负责人：ai12
  • 依赖：P5-12.6
  • 交付物：
    • services/ai/src/ai/evaluation/rule_validator.py（题型匹配/答案非空/解析合理/知识点覆盖）
    • services/ai/src/ai/evaluation/llm_judge.py（LLM-as-judge，5 维度加权评分）
    • services/ai/src/ai/evaluation/quality_gate.py（阈值 0.7，不达标重试 < 3 次）
  • 验收标准：评估通过率 > 80%；不达标自动重试；重试耗尽返回 AI_EVALUATION_FAILED

P5-12.8：UsageRecorder + KafkaProducer + QuotaEnforcer

  • 负责人：ai12
  • 依赖：P5-12.6；前置：ISSUE-02（topic 裁决）+ ISSUE-04（events.proto 补 AIUsageEvent）
  • 交付物：
    • services/ai/src/ai/usage/usage_recorder.py（token 消耗统计）
    • services/ai/src/ai/usage/kafka_producer.py（aiokafka + acks=all + idempotent + transactional_id）
    • services/ai/src/ai/usage/quota_enforcer.py（学校/教师月度配额，Redis 计数）
    • HTTP 端点：GET /ai/v1/usage/me + GET /ai/v1/usage/school/{id}
  • 验收标准：用量事件落 data-ana ClickHouse；配额超限返回 AI_QUOTA_EXCEEDED；event_id SETNX 去重

P5-12.9：安全层（PIIRedactor + InputSanitizer + OutputModerator）

  • 负责人：ai12
  • 依赖：P5-12.6
  • 交付物：
    • services/ai/src/ai/security/pii_redactor.py（学生姓名/手机号/身份证/邮箱脱敏）
    • services/ai/src/ai/security/input_sanitizer.py（Prompt 注入防御）
    • services/ai/src/ai/security/output_moderator.py（敏感词过滤 + 安全校验）
  • 验收标准：安全测试通过；PII 检出返回 AI_PII_DETECTED；注入检出返回 AI_PROMPT_INJECTION_DETECTED

M16 备课工作流（第10-13天）

P5-12.10：gRPC client（content / data-ana / iam）+ interceptor

  • 负责人：ai12
  • 依赖：P5-12.3；前置：content gRPC 50054 就绪（ai09 P4）、ISSUE-07（iam GetEffectiveDataScope P4 补全）
  • 交付物：
    • services/ai/src/ai/clients/content_client.py（KnowledgeGraphService.GetPrerequisites / GetLearningPath）
    • services/ai/src/ai/clients/data_ana_client.py（AnalyticsService.GetStudentWeakness / GetLearningTrend / GetClassPerformance）
    • services/ai/src/ai/clients/iam_client.py（GetEffectiveDataScope，Redis 缓存 5min）
    • grpc.aio.ClientInterceptor（trace 注入 + 重试 + 熔断）
  • 验收标准：下游 gRPC 不可达时降级（跳过学情查询 + degraded:true）；DataScope 缓存命中

P5-12.11：LessonPreparationWorkflow 4 步编排 + 状态机

  • 负责人：ai12
  • 依赖：P5-12.10；前置：ISSUE-03（ai.proto 补 GenerateLessonPlan RPC）
  • 交付物：
    • services/ai/src/ai/services/lesson_preparation_workflow.py（4 步：分析学情 → 推荐知识点 → 生成题目 → 教师审核）
    • 状态机实现（02-architecture-design.md §2.4：Pending→Analyzing→Recommended→Generating→PendingReview→Persisted）
    • gRPC RPC：GenerateLessonPlan
    • HTTP 端点：POST /ai/v1/lesson/preparation + GET /ai/v1/lesson/preparation/{id}
  • 验收标准：端到端跑通 4 步；评估未通过自动重试 < 3 次；工作流状态可查询

P5-12.12：WorkflowStateStore + 教师审核 + content 入库

  • 负责人：ai12
  • 依赖：P5-12.11；前置：content QuestionService.CreateQuestions（待 coord 补 proto，见 02 doc §7）
  • 交付物：
    • services/ai/src/ai/workflow/workflow_state_store.py（Redis 持久化，key ai:workflow:{id}，TTL 24h）
    • HTTP 端点：POST /ai/v1/lesson/preparation/{id}/confirm（教师确认/修改/拒绝）
    • 调 content.CreateQuestions 入库
  • 验收标准：24h 内工作流可恢复；教师可审核/修改/拒绝；入库成功；24h 未审核过期

P5-12.13：集成测试 + 契约测试 + 文档同步

  • 负责人：ai12
  • 依赖：P5-12.12
  • 交付物：
    • services/ai/tests/（pytest + pytest-asyncio + testcontainers，覆盖率 ≥ 80%）
    • 契约测试（pact-python，ai.proto 与 teacher-bff 一致性）
    • 更新 services/ai/README.md + docs/troubleshooting/known-issues.md ai 分区
    • pnpm run arch:scan 确认 arch.db 已更新
  • 验收标准：ruff check src/ + pytest 零错误；覆盖率 ≥ 80%；README 含完整架构图

§4 依赖与就绪信号

4.1 我依赖的上游就绪标志

依赖项 提供方 就绪标志 状态 阻塞任务
ai.proto 升级 v1 完整版（6 RPC + 字段扩展） coord (shared-proto) proto 文件含 GenerateLessonPlan / StreamGenerateQuestion ⏳ ISSUE-03 P5-12.3/12.6/12.11
events.proto 补 AIUsageEvent message coord (shared-proto) proto 含 AIUsageEvent ⏳ ISSUE-04 P5-12.8
ai 用量事件 topic 命名裁决 coord 004 §7.2 补登 ⏳ ISSUE-02 P5-12.8
content gRPC 50054 启用 ai09 (content) HealthService.Check = SERVING ⏳ P4 P5-12.10
data-ana gRPC 50055 启用（可选） ai11 (data-ana) HealthService.Check = SERVING ⏳ P4 P5-12.10（可降级）
iam GetEffectiveDataScope RPC P4 补全 ai06 (iam) + coord iam.proto 含此 RPC ⏳ ISSUE-07 P5-12.10（可降级）
LLM Provider API key（OpenAI / 百川 / Ollama） 人类决策者 环境变量配置 — P5-12.1

4.2 我的就绪信号（供下游消费）

就绪标志 消费方 状态
ai gRPC 50058 启用（HealthService.Check = SERVING） teacher-bff (ai03) ⏳
AiService.Chat / StreamChat 可调用（含流式） teacher-bff ⏳
AiService.GenerateQuestion / StreamGenerateQuestion 可调用 teacher-bff ⏳
AiService.GenerateLessonPlan 可调用（P5 补全） teacher-bff ⏳
AiService.OptimizeExpression 可调用 teacher-bff ⏳
ai 用量事件 topic 可发布（供 data-ana 统计） data-ana (ai11) ⏳

4.3 完成信号（批次 4 P5 完成）

ai P5 完成的 5 个标志：

  1. ai12：ai gRPC 50058 启用 + 6 RPC 全部实现 + HealthService SERVING
  2. LLM Provider 4 适配器 + FailoverChain + CircuitBreaker 可用
  3. 备课工作流 4 步端到端跑通（含教师审核 + content 入库）
  4. 用量事件可发布到 Kafka + data-ana ClickHouse 可落库
  5. 端到端：teacher-portal 教师 AI 出题 → 流式返回 → 审核入库

§5 风险与缓解

风险 缓解措施
coord 未在 P5 启动前补全 proto（ISSUE-02/03/04） ai12 先按 02-architecture-design.md §3.3/§4.2 建议 schema 实现，proto 落地后对齐
content / iam gRPC 未就绪 降级：跳过学情查询 + degraded:true；配额降级为仅 user_id 维度
LLM API key 未配置 降级骨架响应（已具备，main.py 当前行为）
工作流状态丢失（Redis 故障） Redis 哨兵（P6 硬化）+ 事件日志；P6 评估迁移 Temporal（ISSUE-06）
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