《安全管理论文》之废物最少化专家系统的设计

1、最小化废弃物的专家系统的设计摘要环境专家系统是继环境数据库、环境管理信息系统之后解决环境问题的有用工具之一，现在已成为环境科学研究的焦点之一。 废弃物最小化处理的问题是在企业产前、产中、产后生产的全过程中减少废弃物的量，降低废弃物的毒性。 本文论述了废弃物最小化专家系统的设计原则，即实用原则、系统原则、领域专家和知识工程师相结合的原则、用户原则、分离知识库和推理机的原则、知识统一表示的原则，提出了废弃物最小化专家系统的结构，包括知识库、推理机、数据库、 研究了包含解释机和人机界面5个部分的废弃物最小化专家系统的知识获得方法和知识表示模式，以镀铬行业为例建立了知识库，使用M.I .专家系统开发工

2、具建立了镀铬行业的废弃物最小化的专家系统。关键词环境专家系统废物最小化专家系统(ES )是人工智能(AI )的分支点，出生于60年代中期。 专家系统是一种能够在特定领域以专家水平解决领域困难问题的计算机程序(黄可鸣1988、陈世福等1988、Waterman1986 )。 关于美国环境专家系统的发展情况(白乃彬1993 )，到1985年为止没有环境专家系统，但最近几年发展迅速，在环境各领域出现专家系统，实用性强是其共同的特征。 从应用功能来看，分为评价、预测、诊断、设计、管理、教育和生产管理等类型，其中大部分是环境评价专家系统。 国内环境专家系统研究始于1987年，目前有城市环境噪音防止、城市

3、污水处理、水资源保护、地区大气环境质量评价等专家系统。 本文首次报道了废物最小化专家系统的研究成果。1问题的定义废物最小化是美国最先提交的，已经在很多国家实施。 美国国家环境局的废弃物最小化的定义是，在可能的范围内，减少产生、与之相关的储藏、处理、处理的有害废弃物的量。 废弃物最小化制度将环境保护部门通常使用的反向反馈控制模式与生产部门通常采用的正向控制模式结合起来，不仅可以减少废弃物的数量和毒性，还可以降低其处理和处理成本，降低生产成本，提高生产性和产品质量，增加企业收入废弃物最小化不仅从系统的角度解决问题，着眼于生产过程和废弃物处理过程，还从产前、生产中、产后全过程开始。 因此，应对废弃物

4、最小化的问题是在企业产前、产中、产后生产的全过程中减少废弃物的量，降低废弃物的毒性。2废物最小化专家系统的设计原则2.1实用性建立废物最小化专家系统是为企业生产管理、环境管理提供技术咨询服务，系统是否实用是系统成功的重要指标。 因此，设计者必须密切结合行业生产特征来设计系统的功能，系统设计的各个阶段必须密切结合这个行业，得到行业专家的合作。2.2系统性采用系统工程方法，对废弃物最小化专家系统进行全面系统分析。 废弃物最小化要强调企业生产的全过程，系统地分析企业生产的各个环节，明确减少废弃物的可能性和可行性，确定各环节系统的功能目标和作用界面。2.3领域专家和知识工程师结合在一般的计算机应用系统

5、中，系统用于处理问题的知识相对简单，数量也少。 编程人员还起着领域专家和知识工程师的作用。 在专家系统中，情况有很大不同。 另一方面，专家系统要达到领域专家的水平，就必须掌握领域专家处理问题时使用的很多专业知识，特别是经验知识。 另一方面，专家系统是一个复杂的计算机程序，开发专家系统需要很多计算机科学，特别是人工智能和知识工程知识。 这决定了废弃物最小化专家系统的开发必须与知识工程师、行业专家和环境管理专家密切合作，共同努力的过程。2.4面向用户的系统开发应该贯彻用户服务的宗旨，针对企业现有的条件和问题，提出切实可行的废物最小化方案。 系统需要更好的用户界面，为了增加用户对系统的自信，系统应该

6、具有良好的解释功能，提高系统的透明度，提高系统的可接受性。2.5知识库和推理器的分离这是一般专家系统设计的基本原则，只有分离知识库和推理器才能实现解释功能和知识获取功能。2.6尽可能使用统一的知识表示方法这使系统知识的统一处理、解释、管理变得容易，使专家系统的实现变得相对简单。3废弃物最小化专家系统的结构设计废物最小化专家系统是全国推进废物最小化技术的有效手段，为企业提供废物最小化技术的远程即时咨询服务。 系统开发坚持贯彻废物最小化的综合设计思想。 从企业诊断和技术经济分析开始，建立废物最小化专家体系3.1知识库保管废弃物最小化技术的专业知识由规则集和事实构成。 专家系统问题的解决使用专家提供

7、的专业知识来模拟专家的想法，知识是决定专家系统性能是否优秀的重要因素。 知识工程师经常采访专家，从与专家的对话和专家过去处理过问题的事例中提取专家的知识(称为知识获取)，另一方面，选择适当的数据结构，将所获取的专家的知识形式化并存储在知识库中(称为知识表示)。3.2数据库反映了具体问题在当前水解状态下的符号和事实集合，由有关问题的初始数据和系统求解过程中发生的所有中间信息组成。3.3推理机在一定控制策略下，对于数据库的当前问题信息，在知识库中识别和选择当前问题的可用知识，修改数据库，直到最终得到问题的解决结果。 推论的控制策略常用的有三种方法：数据驱动的正向推论方式、目标驱动的反向推论方式、结

8、合正向和反向的混合推论方式。 本设计采用目标驱动的逆推理方式。 实际问题的证据和知识库知识通常包含不正确的成分，所以推论应该具有不正确的推论功能。3.4解释器回答用户对系统的提问，说明了系统得出结论的求解过程及系统目前的求解状态。3.5人机界面将专家和用户的输入信息翻译成系统可以接受的内部形式，同时将系统向专家或用户的输出信息转换成人类容易理解的形式。4知识获取和形式化表示获取知识，以专家系统可以利用的形式表达知识，是专家系统开发中的主要瓶颈之一。 专家系统的主要知识来源是领域专家。 由于领域专家的知识大部分是启发性的知识，这些知识来源于经验，没有正确性的保障，很多都不会写在教科书或其他专业书

9、中。 另一方面，对于行业专家和环境管理专家来说，专家系统是新鲜的，没有正确理解建立专家系统所需的知识和知识，他们整理的知识可以满足建立专家系统的要求。 因此，在知识获取的过程中，必须和专家长时间一起工作。 通常与专家进行一系列深入的系统面谈，专家从专家的大量事例分析中获取解决问题的想法、知识、经验和规则。 例如，对于镀铬行业的废弃物最小化专家系统来说，废弃物最小化技术涉及处方技术、操作技术、漂洗技术、铬雾回收技术、废水处理和无害化技术等方面，这些方面的知识的获取要与电镀专家、环境管理专家进行深入的面谈，各环节需要的概念和各种概念构建知识库的下一项工作是以形式表现所获得的知识。 知识表示模式有各

10、种各样的种类，有台规则表示、框架表示、语义网络表示等。 要表达在某个领域解决多年问题的经验知识，用规则来表达比较合适。 规则用IF档HEN语句表示。 使镀铬行业的废弃物最小化的专家系统。 我们整理了21条规则。 这个知识库是多用途知识库。5系统的构筑由于专家系统开发工具具有缩短系统开发周期、提高生产效率等优点，我们用系统性能和人机界面良好的M.1专家系统开发工具建立了将镀铬行业的废弃物最小化的专家系统。6结语a废物最小化专家系统的开发具有明显的现实意义：及时有效地利用专家知识和经验，避免了专家个人原因无法提供咨询服务的困难，更容易普及专家知识， 为能在更广范围内传播废物最小化技术和经验的专家提

11、供灵活的建议，让专家集中精力进行新的创新研究，用户根据基于该建议的系统推理过程来确定是否接受建议b专家的系统开发工具可以缩短系统开发周期，提高生产效率。 由于各种人工智能的基本技术都是有限的，所以使用这些技术实现的各种专家系统开发工具也是有限的。 因此，能否选择合适的工具是重要的工作。 M.1是一种适合小型专家系统开发的专家系统开发工具，证实了使用M.1建立废物最小化的专家系统是合适的。c废物最小化专家系统的开发是一个长期的过程，是一个系统不断修正、不断完善的进化过程。 另一方面，废弃物最小化本身是一个相对动态的概念，废弃物最小化技术不断完善，而知识获取是一项长期困难的工作，需要用大量实例来测试系统的运行结果，不