技术解读 | 搭建NL2SQL系统需要大模型么?

近年来,大模型(LLMs)的热潮推动了自然语言处理(NLP)任务的广泛进展,NL2SQL(自然语言转SQL)作为热门任务之一也不例外。 从下图可以看出,不同的benchmark以及测试方法在T5模型之后,出现了极速增长。

并且一些SOTA 模型在nl2sql任务的表现上和以往相比,有了极大的提升:

但是普遍的这些模型的参数量都在100B以上,而NL2SQL作为一个相对niche的场景,并且和业务场景结合密切的情况下,是否可以在一些小参数量的模型上也获得比较好的表现呢?

NL2SQL的核心是什么?

我们认为,NL2SQL的核心能力并不在于"语言建模"本身,而是在两个方面:

  1. 理解用户意图与问题背景(场景理解)

  2. 根据数据库结构正确地生成SQL(逻辑推理+语法生成)

这两个任务的挑战,不在于模型是否足够"大",而在于:

  • 自然语言表达是否模糊(例如"订单总量是多少"可能有多种理解)

  • 数据库结构是否复杂、是否包含大量无关表/列

  • 字段命名是否清晰,是否有中文注释、是否包含样例数据

这些问题,很多时候靠"更大的模型"并不能直接解决。

先说结论, 来自工程实践中的关键启发:

模型并不是越大越好,Qwen Coder 3B/7B已足够胜任任务

我们尝试了多个模型:

  • Qwen 1.7B:参数过小小导致代码生成能力弱

  • Qwen2.5 Coder 3B & 7B:专为代码/SQL任务设计,结果优秀,微调后准确率达到 0.81 Execution Accuracy

这个结果已经超过了同等结构的SOTA方法(如RoBERTa + T5-3B组合),而且显著减少了部署成本。

✅ 结论:使用精调后的中型模型(3B-7B)已能解决大部分真实SQL生成任务。

Schema Linking 比模型大小更关键

很多真实数据库(如金盘数据库)存在如下问题:

  • 字段名不可读(如 VBELN, ZZHYYH)

  • 字段之间没有明确注释

  • 多张表字段重复,关联复杂

这时候,如果不先过滤schema,大模型也会"幻觉"严重,因为注意力被不相关字段稀释。

我们尝试了:

效果立竿见影,准确率从 0.44 → 0.81,说明大模型"理解错误"更多是输入结构的问题。

✅ 结论:场景理解靠结构优化(如schema linking),而不是盲目加参数。

训练样本设计、注释、示例数据远比模型大小重要

在对金盘等工业数据库做训练时,我们发现:

  • 表/列名没信息,靠注释

  • 不提供字段值样例,模型不知字段用途

  • 用户问题表达差异大,golden SQL却一样

我们通过:

  • 引入字段注释

  • 注入字段样例

  • 打乱schema顺序增强泛化

  • 构造不同表达相同SQL的样本

在没有换更大模型的前提下,准确率显著提升。

✅ 结论:训练数据质量和构造方式决定了最终效果。

"大模型 + 幻觉 + JOIN滥用"反而是风险

在没有schema linking的情况下,大模型非常容易:

  • 随意JOIN多张表

  • 忽略限制条件(distinct、只返回某一列)

  • 理解模糊表达错误,生成语义不符的SQL

反而小一点、结构清晰的模型,表现更稳定可靠。

回到问题:搭建NL2SQL系统需要大模型吗?

结论是:

❌ 不需要SOTA级别的大模型(70B+)才能做好NL2SQL。 ✅ 需要的是:

  • 良好的schema linking策略

  • 高质量的训练样本

  • 合理的prompt设计与数据增强

  • 中等规模、代码能力强的模型(如Qwen2.5 Coder 3B/7B)

展望

未来的NL2SQL系统,更像是一个结构化的"智能Agent":

  • 能理解用户问题意图

  • 能快速筛选schema

  • 能学习约束和偏好

  • 能精准生成SQL并自我验证

而不是一个越大越好的"语言模型"。如果你也在搭建自己的NL2SQL系统,不妨先别上来就调用GPT-4或GPT-4o,先试试把schema理清楚,再加点样例数据,然后用一个3B模型看看效果------说不定,已经足够用了。