盛煒 張勇

摘 要：基于在造紙行業(yè)廢水處理工作中碰到的實(shí)際困難，擬通過(guò)新的技術(shù)手段，即利用APP（Application，應(yīng)用程序）來(lái)建立一個(gè)移動(dòng)專家系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)信息、技能和知識(shí)的便捷共享，降低行業(yè)門檻和應(yīng)用成本，提高人才培養(yǎng)效率，加速人才成長(zhǎng)速度。

關(guān)鍵詞：廢水處理；造紙；移動(dòng)專家系統(tǒng)；APP

中圖分類號(hào)：X793

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2018.09.006

Abstract：A mobile expert system in paper industry waste water treatment field was devised with popular APP technology. The knowledge， experience， skills， and expertise in the APP could be shared easily， effectively and efficiently by the system. To some extent， the system could speed up the cultivation of professionals and resolve the problems on-site.

Key words：waste water treatment； paper industry； mobile expert system； APP

環(huán)境保護(hù)和污染治理的理念隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高而得到了廣泛認(rèn)同。2014年的“APEC藍(lán)”成為我國(guó)在治污方面的一個(gè)標(biāo)志性事件，證明我國(guó)政府和我國(guó)人民有愿望也有能力對(duì)過(guò)去為發(fā)展經(jīng)濟(jì)而被迫短期犧牲環(huán)境的做法做出糾正。習(xí)近平主席提出的“綠水青山就是金山銀山”“保護(hù)生態(tài)環(huán)境就是保護(hù)生產(chǎn)力，改善生態(tài)環(huán)境就是發(fā)展生產(chǎn)力”的觀點(diǎn)正在成為國(guó)家發(fā)展經(jīng)濟(jì)的新指導(dǎo)。造紙作為一個(gè)重要的國(guó)家基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)的同時(shí)，也帶來(lái)了嚴(yán)重的污染問(wèn)題[1-3]。2015年李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)告中提出“互聯(lián)網(wǎng)+”的概念，給各行各業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。造紙廢水處理作為一個(gè)典型的環(huán)保行業(yè)垂直細(xì)分領(lǐng)域，如何借助互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提升服務(wù)、降低成本成為業(yè)內(nèi)面臨的新課題。

1 造紙行業(yè)當(dāng)前面臨的主要問(wèn)題

近年來(lái)，隨著紙制品市場(chǎng)需求的逐步減弱以及國(guó)家“十三五”規(guī)劃對(duì)造紙行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策的實(shí)施，造紙行業(yè)新建項(xiàng)目在2017年出現(xiàn)一定幅度的增長(zhǎng)。造紙行業(yè)已有廢水處理項(xiàng)目的運(yùn)行、維護(hù)和升級(jí)成為各個(gè)造紙企業(yè)的關(guān)注重點(diǎn)。在保證企業(yè)產(chǎn)生的廢水達(dá)標(biāo)排放的前提下，優(yōu)化運(yùn)行和降低成本將成為造紙企業(yè)現(xiàn)有廢水處理項(xiàng)目面臨的巨大挑戰(zhàn)。要優(yōu)化運(yùn)行和降低成本，最直接的途徑就是在生產(chǎn)和管理過(guò)程中采用新技術(shù)[4]，升級(jí)或者建設(shè)新設(shè)施，引進(jìn)新設(shè)備。

采用新技術(shù)、應(yīng)用新設(shè)備都離不開(kāi)專業(yè)技術(shù)人才。設(shè)備的獲得可以通過(guò)資金來(lái)解決，但是專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)是需要過(guò)程的，不能像設(shè)備一樣通過(guò)購(gòu)買馬上獲得。相較于資金和技術(shù)，專業(yè)人才的短缺是造紙行業(yè)當(dāng)前面臨的主要問(wèn)題。據(jù)研究[5-6]，我國(guó)當(dāng)前在造紙行業(yè)存在比較嚴(yán)重的專業(yè)技術(shù)人才短缺問(wèn)題。有理由相信，作為其中的一個(gè)重要子領(lǐng)域，造紙廢水處理也存在專業(yè)人才的不足。

2 解決方案

要解決造紙廢水處理專業(yè)人才短缺的問(wèn)題，一方面需要擴(kuò)大在校人才培養(yǎng)的規(guī)模和質(zhì)量，另一方面就在于提升現(xiàn)有從業(yè)者的知識(shí)和技能。前者更多依賴現(xiàn)有教育體制；后者是本課題試圖解決的問(wèn)題，即利用APP（Application，應(yīng)用程序）來(lái)建立一個(gè)移動(dòng)專家系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)信息、技能和知識(shí)的便捷共享，降低行業(yè)門檻和應(yīng)用成本，提高人才培養(yǎng)效率，加速人才成長(zhǎng)速度。

2.1 基本思路

造紙廢水處理專業(yè)作為環(huán)保領(lǐng)域垂直劃分的一個(gè)專業(yè)方向，具有細(xì)分領(lǐng)域的共同特點(diǎn)，越是在具體的事務(wù)中體現(xiàn)出的專業(yè)性越強(qiáng)，很多時(shí)候工藝的細(xì)微差別比如使用的材料不一樣、各成分比例的不一樣，處理時(shí)間不一樣，甚至設(shè)備制造商的不一樣，都可能導(dǎo)致原材料成本、時(shí)間成本、人力成本及最終處理效果、效率上的巨大差別。在現(xiàn)實(shí)的工作案例中，雖然幾乎沒(méi)有任何兩個(gè)是完全一樣的，但是不同案例在工藝原理上卻可能非常相似，值得借鑒。如果能建立一套系統(tǒng)把大量經(jīng)典案例的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)思路，生產(chǎn)過(guò)程中碰到的問(wèn)題及解決方案都以一定的方式共享出來(lái)，供領(lǐng)域內(nèi)的從業(yè)人員參考，必將對(duì)行業(yè)發(fā)展帶來(lái)巨大的價(jià)值。

2.2 技術(shù)方案和系統(tǒng)設(shè)計(jì)

考慮到造紙行業(yè)廢水處理碰到的很多問(wèn)題都發(fā)生在現(xiàn)場(chǎng)，本課題的設(shè)計(jì)采用APP技術(shù)構(gòu)建以方便將其部署到移動(dòng)設(shè)備上。工作人員可以隨時(shí)通過(guò)手機(jī)或者平板電腦打開(kāi)APP說(shuō)出問(wèn)題并獲得幫助。

2.2.1 移動(dòng)專家系統(tǒng)的組成及相關(guān)機(jī)制

根據(jù)設(shè)計(jì)，移動(dòng)專家系統(tǒng)包括如圖1所示的子系統(tǒng)和相關(guān)機(jī)制。

（1）用戶注冊(cè)子系統(tǒng)：作為行業(yè)移動(dòng)專家系統(tǒng)，只有經(jīng)過(guò)注冊(cè)的用戶才能使用系統(tǒng)提供的服務(wù)，比如發(fā)布求助、提供建議等；注冊(cè)用戶包括普通用戶和專家，在現(xiàn)實(shí)生活中持有專業(yè)證書(shū)的注冊(cè)用戶通過(guò)出示相關(guān)材料在系統(tǒng)中獲得合適級(jí)別的虛擬專家認(rèn)證，經(jīng)驗(yàn)豐富但沒(méi)有證書(shū)的從業(yè)者可以通過(guò)在普通用戶提問(wèn)時(shí)給出答案或建議，在提問(wèn)者給出正面反饋后獲得合適級(jí)別的虛擬專家認(rèn)證。注冊(cè)用戶的規(guī)模、行為等信息對(duì)于該系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、維護(hù)方也是重要的決策依據(jù)（比如用戶規(guī)模過(guò)小，維護(hù)方可能會(huì)考慮放棄進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)和維護(hù)，甚至終止其運(yùn)營(yíng)）。

（2）信息發(fā)布和交互子系統(tǒng)：普通用戶發(fā)布求助及專家給出建議都是通過(guò)這個(gè)子系統(tǒng)來(lái)完成的。

（3）人工智能子系統(tǒng)：除了初期開(kāi)發(fā)者已經(jīng)輸入的來(lái)自于企事業(yè)單位的大量經(jīng)典案例（案例數(shù)量至少能讓初期專家系統(tǒng)通過(guò)不斷自我訓(xùn)練達(dá)到行業(yè)從業(yè)人員認(rèn)可的水平—通過(guò)讓從業(yè)人員試用來(lái)確認(rèn)），移動(dòng)專家系統(tǒng)中普通用戶的求助信息及專家的解答是一個(gè)新的案例，人工智能子系統(tǒng)通過(guò)自主學(xué)習(xí)機(jī)制不斷吸收新案例之后就可以變得更完善。此外，根據(jù)設(shè)計(jì)，當(dāng)普通用戶的求助信息在設(shè)定的“即時(shí)性”范圍內(nèi)沒(méi)有得到專家反饋時(shí)，人工智能子系統(tǒng)也會(huì)向求助者給出智能化的建議和參考案例。

（4）反饋機(jī)制：對(duì)于專家或者人工智能子系統(tǒng)給出的問(wèn)題解答建議，鼓勵(lì)發(fā)布求助信息的普通用戶在事后對(duì)該建議的有效性做出反饋，并對(duì)專家表現(xiàn)出的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)等做出評(píng)價(jià)。對(duì)專家們而言，這些用戶評(píng)價(jià)將成為專家信譽(yù)的一部分；對(duì)人工智能子系統(tǒng)而言，這將成為其自我修正的根據(jù)。

理論和實(shí)踐上，普通用戶在求助解決之后忘記提供反饋，甚至惡意反饋的情形是可能的。對(duì)于“忘記反饋”的情況，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了制約機(jī)制，比如普通用戶在完成對(duì)前一次求助的反饋之前，不允許提出新的求助；對(duì)于“惡意反饋”的情況，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了申訴機(jī)制，即專家在收到惡意反饋時(shí)可以向系統(tǒng)提出申訴，系統(tǒng)將隨機(jī)抽取一定數(shù)量的其他活躍專家并將申訴人對(duì)問(wèn)題的解答和原始求助信息發(fā)送過(guò)去，讓這些專家們來(lái)判斷用戶所做的反饋是否為“惡意反饋”，并在得到結(jié)果后對(duì)求助用戶和專家做出相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)或者懲罰。

（5）信譽(yù)機(jī)制：信譽(yù)機(jī)制的設(shè)計(jì)主要針對(duì)提供問(wèn)題解決建議的專家們。信譽(yù)度是對(duì)專家水平及熱情程度的肯定。專家們可以在2種情況下獲得信譽(yù)：①用戶反饋：給出問(wèn)題解答后提問(wèn)方做出的反饋和評(píng)價(jià)；②認(rèn)證：提交自己的職業(yè)資格證書(shū)或類似證照給移動(dòng)專家系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)方，經(jīng)運(yùn)營(yíng)方查證后獲得信譽(yù)。

（6）付費(fèi)服務(wù)機(jī)制：設(shè)計(jì)付費(fèi)服務(wù)機(jī)制是基于為專業(yè)、及時(shí)的服務(wù)支付相對(duì)低廉的費(fèi)用是可以被接受的這樣一種考慮。從個(gè)人的角度，雖然在使用服務(wù)時(shí)支付了一定的費(fèi)用，但是這些服務(wù)增加了用戶的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和技能，讓用戶的問(wèn)題可以得到更順利、更及時(shí)的解決，進(jìn)而讓用戶的工作能力、工作效率和工作業(yè)績(jī)獲得公司的認(rèn)可，并通過(guò)獎(jiǎng)金、升職等方式加倍返回；從公司的角度，購(gòu)買移動(dòng)專家系統(tǒng)的服務(wù)可以節(jié)省培訓(xùn)和用人開(kāi)支、提高公司業(yè)績(jī)，也是利大于弊。普通用戶或者公司購(gòu)買服務(wù)的費(fèi)用，主要支付給解答了問(wèn)題的專家，其中較小的比例支付給系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)方以保證服務(wù)的可持續(xù)性。

（7）獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制：獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制對(duì)于維護(hù)和促進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行是必要的。用于獎(jiǎng)勵(lì)的可以是虛擬貨幣或者“付費(fèi)服務(wù)機(jī)制”中提到的實(shí)實(shí)在在的真實(shí)貨幣。獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制至少可以應(yīng)用于以下幾個(gè)情景：①推廣獎(jiǎng)勵(lì)：用戶將本系統(tǒng)推薦給其他用戶；②專家獎(jiǎng)勵(lì)：專家們?yōu)樽约禾峁┑姆?wù)獲得獎(jiǎng)勵(lì)；③整理獎(jiǎng)勵(lì)：用戶在尋求幫助時(shí)提供的信息可能包括文字、圖片、語(yǔ)音、視頻等，甚至?xí)诟鷮＜业慕换ミ^(guò)程中出現(xiàn)表達(dá)的重復(fù)，如果用戶在求助結(jié)束時(shí)能整理自己提問(wèn)時(shí)提供的所有信息（環(huán)境、參數(shù)、思路等）及解決問(wèn)題的方案和過(guò)程，這對(duì)于所有用戶將是十分有價(jià)值的。

2.2.2 行業(yè)移動(dòng)專家系統(tǒng)的信息流程

行業(yè)移動(dòng)專家系統(tǒng)的信息流程如圖2所示，應(yīng)用步驟如下：

（1）用戶注冊(cè)；

（2）提問(wèn)方準(zhǔn)備發(fā)布問(wèn)題（可以包括語(yǔ)音和現(xiàn)場(chǎng)圖片等）；

（3）系統(tǒng)檢查提問(wèn)方是否滿足提問(wèn)條件（積分、付費(fèi)、免費(fèi)資格等）并給出反饋；

（4）滿足條件的提問(wèn)被提交給發(fā)布系統(tǒng)；

（5）提問(wèn)被系統(tǒng)發(fā)布出來(lái)并對(duì)相關(guān)專家給出通知；

（6）專家做出反饋（需要提問(wèn)者補(bǔ)充信息或者直接給出建議）；

（7）如果專家沒(méi)在限定時(shí)間范圍內(nèi)給出反饋，問(wèn)題將被提交給人工智能子系統(tǒng)；

（8）專家或人工智能子系統(tǒng)的反饋被提交給發(fā)布系統(tǒng)；

（9）專家或人工智能子系統(tǒng)的反饋被傳達(dá)給提問(wèn)者；

（10）提問(wèn)者對(duì)獲得的解答做出反饋；

（11）提問(wèn)者的反饋對(duì)專家的信譽(yù)形成影響；

（12）提問(wèn)者的部分反饋也被傳遞給獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制；

（13）獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制對(duì)專家的付出給予回報(bào)（用戶支付的費(fèi)用的大部分、系統(tǒng)積分等）；

（14）如果提問(wèn)者將提問(wèn)的所有信息進(jìn)行了符合要求的整理并提交給人工智能系統(tǒng)，提問(wèn)者也會(huì)獲得獎(jiǎng)勵(lì)；

（15）反饋機(jī)制通知人工智能子系統(tǒng)某案例值得納入自主學(xué)習(xí)的資料庫(kù)；

（16）人工智能子系統(tǒng)從發(fā)布子系統(tǒng)中獲取案例的全部信息進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

3 造紙行業(yè)移動(dòng)專家系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)論壇的比較

對(duì)于造紙企業(yè)廢水處理系統(tǒng)的運(yùn)行人員而言，這樣一個(gè)平臺(tái)可以快捷高效的獲得幫助。雖然在某些網(wǎng)站論壇也可以提問(wèn)并可能獲得回復(fù)，但是比較起來(lái)論壇的方式有以下兩種不足：

（1）響應(yīng)不及時(shí)

網(wǎng)絡(luò)論壇的用戶多半都在休息時(shí)間才登錄到論壇查看更新的信息，不能及時(shí)對(duì)其他用戶的求助做出及時(shí)反應(yīng)。APP移動(dòng)專家系統(tǒng)可以在用戶發(fā)出求助時(shí)及時(shí)通知相關(guān)專家，即使沒(méi)有專家及時(shí)給出反饋，系統(tǒng)中的人工智能子系統(tǒng)也能在設(shè)定的時(shí)限內(nèi)根據(jù)歷史案例給出參考回復(fù)。

（2）可參考性較差

網(wǎng)絡(luò)論壇對(duì)于答復(fù)人員的技術(shù)水平不設(shè)限制，提問(wèn)者得到的回復(fù)的質(zhì)量是沒(méi)有保證的，有時(shí)候甚至?xí)灰龑?dǎo)到錯(cuò)誤的方向。APP移動(dòng)專家系統(tǒng)通過(guò)反饋機(jī)制和注冊(cè)技術(shù)專家保證了系統(tǒng)中案例和問(wèn)題回復(fù)的質(zhì)量，即使人工智能子系統(tǒng)也是基于經(jīng)典案例給出的回復(fù)，可信度更高。

4 結(jié) 語(yǔ)

本課題設(shè)計(jì)的造紙行業(yè)移動(dòng)專家系統(tǒng)目前還在技術(shù)方案階段，尚未完成工程實(shí)踐，期望能有機(jī)會(huì)真正應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。

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（責(zé)任編輯：常 青）