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摘 要：基于在造纸行业废水处理工作中碰到的实际困难，拟通过新的技术手段，即利用APP（Application，应用程序）来建立一个移动专家系统以实现信息、技能和知识的便捷共享，降低行业门槛和应用成本，提高人才培养效率，加速人才成长速度。
关键词：废水处理；造纸；移动专家系统；APP
中图分类号：X793
文献标识码：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
环境保护和污染治理的理念随着国家经济发展和人民生活水平的提高而得到了广泛认同。2014年的“APEC蓝”成为我国在治污方面的一个标志性事件，证明我国政府和我国人民有愿望也有能力对过去为发展经济而被迫短期牺牲环境的做法做出纠正。习近平主席提出的“绿水青山就是金山银山”“保护生态环境就是保护生产力，改善生态环境就是发展生产力”的观点正在成为国家发展经济的新指导。造纸作为一个重要的国家基础产业，在为国家经济发展做出贡献的同时，也带来了严重的污染问题[1-3]。2015年李克强总理在政府工作报告中提出“互联网+”的概念，给各行各业带来新的发展机遇。造纸废水处理作为一个典型的环保行业垂直细分领域，如何借助互联网平台提升服务、降低成本成为业内面临的新课题。
1 造纸行业当前面临的主要问题
近年来，随着纸制品市场需求的逐步减弱以及国家“十三五”规划对造纸行业产业结构调整政策的实施，造纸行业新建项目在2017年出现一定幅度的增长。造纸行业已有废水处理项目的运行、维护和升级成为各个造纸企业的关注重点。在保证企业产生的废水达标排放的前提下，优化运行和降低成本将成为造纸企业现有废水处理项目面临的巨大挑战。要优化运行和降低成本，最直接的途径就是在生产和管理过程中采用新技术[4]，升级或者建设新设施，引进新设备。
采用新技术、应用新设备都离不开专业技术人才。设备的获得可以通过资金来解决，但是专业技术人才的培养是需要过程的，不能像设备一样通过购买马上获得。相较于资金和技术，专业人才的短缺是造纸行业当前面临的主要问题。据研究[5-6]，我国当前在造纸行业存在比较严重的专业技术人才短缺问题。有理由相信，作为其中的一个重要子领域，造纸废水处理也存在专业人才的不足。
2 解决方案
要解决造纸废水处理专业人才短缺的问题，一方面需要扩大在校人才培养的规模和质量，另一方面就在于提升现有从业者的知识和技能。前者更多依赖现有教育体制；后者是本课题试图解决的问题，即利用APP（Application，应用程序）来建立一个移动专家系统以实现信息、技能和知识的便捷共享，降低行业门槛和应用成本，提高人才培养效率，加速人才成长速度。
2.1 基本思路
造纸废水处理专业作为环保领域垂直划分的一个专业方向，具有细分领域的共同特点，越是在具体的事务中体现出的专业性越强，很多时候工艺的细微差别比如使用的材料不一样、各成分比例的不一样，处理时间不一样，甚至设备制造商的不一样，都可能导致原材料成本、时间成本、人力成本及最终处理效果、效率上的巨大差别。在现实的工作案例中，虽然几乎没有任何两个是完全一样的，但是不同案例在工艺原理上却可能非常相似，值得借鉴。如果能建立一套系统把大量经典案例的设计原理、设计思路，生产过程中碰到的问题及解决方案都以一定的方式共享出来，供领域内的从业人员参考，必将对行业发展带来巨大的价值。
2.2 技术方案和系统设计
考虑到造纸行业废水处理碰到的很多问题都发生在现场，本课题的设计采用APP技术构建以方便将其部署到移动设备上。工作人员可以随时通过手机或者平板电脑打开APP说出问题并获得帮助。
2.2.1 移动专家系统的组成及相关机制
根据设计，移动专家系统包括如图1所示的子系统和相关机制。
（1）用户注册子系统：作为行业移动专家系统，只有经过注册的用户才能使用系统提供的服务，比如发布求助、提供建议等；注册用户包括普通用户和专家，在现实生活中持有专业证书的注册用户通过出示相关材料在系统中获得合适级别的虚拟专家认证，经验丰富但没有证书的从业者可以通过在普通用户提问时给出答案或建议，在提问者给出正面反馈后获得合适级别的虚拟专家认证。注册用户的规模、行为等信息对于该系统的开发、维护方也是重要的决策依据（比如用户规模过小，维护方可能会考虑放弃进一步的开发和维护，甚至终止其运营）。
（2）信息发布和交互子系统：普通用户发布求助及专家给出建议都是通过这个子系统来完成的。
（3）人工智能子系统：除了初期开发者已经输入的来自于企事业单位的大量经典案例（案例数量至少能让初期专家系统通过不断自我訓练达到行业从业人员认可的水平—通过让从业人员试用来确认），移动专家系统中普通用户的求助信息及专家的解答是一个新的案例，人工智能子系统通过自主学习机制不断吸收新案例之后就可以变得更完善。此外，根据设计，当普通用户的求助信息在设定的“即时性”范围内没有得到专家反馈时，人工智能子系统也会向求助者给出智能化的建议和参考案例。 （4）反馈机制：对于专家或者人工智能子系统给出的问题解答建议，鼓励发布求助信息的普通用户在事后对该建议的有效性做出反馈，并对专家表现出的知识、经验等做出评价。对专家们而言，这些用户评价将成为专家信誉的一部分；对人工智能子系统而言，这将成为其自我修正的根据。
理论和实践上，普通用户在求助解决之后忘记提供反馈，甚至恶意反馈的情形是可能的。对于“忘记反馈”的情况，本系统设计了制约机制，比如普通用户在完成对前一次求助的反馈之前，不允许提出新的求助；对于“恶意反馈”的情况，本系统设计了申诉机制，即专家在收到恶意反馈时可以向系统提出申诉，系统将随机抽取一定数量的其他活跃专家并将申诉人对问题的解答和原始求助信息发送过去，让这些专家们来判断用户所做的反馈是否为“恶意反馈”，并在得到结果后对求助用户和专家做出相应的奖励或者惩罚。
（5）信誉机制：信誉机制的设计主要针对提供问题解决建议的专家们。信誉度是对专家水平及热情程度的肯定。专家们可以在2种情况下获得信誉：①用户反馈：给出问题解答后提问方做出的反馈和评价；②认证：提交自己的职业资格证书或类似证照给移动专家系统运营方，经运营方查证后获得信誉。
（6）付费服务机制：设计付费服务机制是基于为专业、及时的服务支付相对低廉的费用是可以被接受的这样一种考虑。从个人的角度，虽然在使用服务时支付了一定的费用，但是这些服务增加了用户的经验、知识和技能，让用户的问题可以得到更顺利、更及时的解决，进而让用户的工作能力、工作效率和工作业绩获得公司的认可，并通过奖金、升职等方式加倍返回；从公司的角度，购买移动专家系统的服务可以节省培训和用人开支、提高公司业绩，也是利大于弊。普通用户或者公司购买服务的费用，主要支付给解答了问题的专家，其中较小的比例支付给系统的运营方以保证服务的可持续性。
（7）奖励机制：奖励机制对于维护和促进整个系统的运行是必要的。用于奖励的可以是虚拟货币或者“付费服务机制”中提到的实实在在的真实货币。奖励机制至少可以应用于以下几个情景：①推广奖励：用户将本系统推荐给其他用户；②专家奖励：专家们为自己提供的服务获得奖励；③整理奖励：用户在寻求帮助时提供的信息可能包括文字、图片、语音、视频等，甚至会在跟专家的交互过程中出现表达的重复，如果用户在求助结束时能整理自己提问时提供的所有信息（环境、参数、思路等）及解决问题的方案和过程，这对于所有用户将是十分有价值的。
2.2.2 行业移动专家系统的信息流程
行业移动专家系统的信息流程如图2所示，应用步骤如下：
（1）用户注册；
（2）提问方准备发布问题（可以包括语音和现场图片等）；
（3）系统检查提问方是否满足提问条件（积分、付费、免费资格等）并给出反馈；
（4）满足条件的提问被提交给发布系统；
（5）提问被系统发布出来并对相关专家给出通知；
（6）专家做出反馈（需要提问者补充信息或者直接给出建议）；
（7）如果专家没在限定时间范围内给出反馈，问题将被提交给人工智能子系统；
（8）专家或人工智能子系统的反馈被提交给发布系统；
（9）专家或人工智能子系统的反馈被传达给提问者；
（10）提问者对获得的解答做出反馈；
（11）提问者的反馈对专家的信誉形成影响；
（12）提问者的部分反馈也被传递给奖励机制；
（13）奖励机制对专家的付出给予回报（用户支付的费用的大部分、系统积分等）；
（14）如果提问者将提问的所有信息进行了符合要求的整理并提交给人工智能系统，提问者也会获得奖励；
（15）反馈机制通知人工智能子系统某案例值得纳入自主学习的资料库；
（16）人工智能子系统从发布子系统中获取案例的全部信息进行自主学习。
3 造纸行业移动专家系统与网络论坛的比较
对于造纸企业废水处理系统的运行人员而言，这样一个平台可以快捷高效的获得帮助。虽然在某些网站论坛也可以提问并可能获得回复，但是比较起来论坛的方式有以下两种不足：
（1）响应不及时
网络论坛的用户多半都在休息时间才登录到论坛查看更新的信息，不能及时对其他用户的求助做出及时反应。APP移动专家系统可以在用户发出求助时及时通知相关专家，即使没有专家及时给出反馈，系统中的人工智能子系统也能在设定的时限内根据历史案例给出参考回复。
（2）可參考性较差
网络论坛对于答复人员的技术水平不设限制，提问者得到的回复的质量是没有保证的，有时候甚至会被引导到错误的方向。APP移动专家系统通过反馈机制和注册技术专家保证了系统中案例和问题回复的质量，即使人工智能子系统也是基于经典案例给出的回复，可信度更高。
4 结 语
本课题设计的造纸行业移动专家系统目前还在技术方案阶段，尚未完成工程实践，期望能有机会真正应用于生产实践。
参 考 文 献
[1] SHI Minjun， ZHENG Dan， LEI Ping， et al. Evolution of spatial pattern of industrial wastewater pollution emission in China[J]. China Population， Resources and Environment， 2017， 27（5）： 1.
石敏俊， 郑 丹， 雷 平， 等. 中国工业水污染排放的空间格局及结构演变研究[J]. 中国人口·资源与环境， 2017， 27（5）： 1.
[2] GU Liwei， Technology and Research on Wasterwater from Regenerated Papermaking Mill[D]. Suzhou： Suzhou University of Science and Technology， 2017. 顾礼炜. 废纸造纸厂污水处理技术与研究[D]. 苏州： 苏州科技大学， 2017.
[3] XU Hua， LIU Jia-hua. Study on the Influence of Environmental Regulations on Green Technology Innovation in Chinas Paper[J]. China Pulp & Paper， 2017， 12（36）： 67.
许 华， 刘佳华， 环境规制对我国造纸行业绿色技术创新的影响研究[J]. 中国造纸， 2017， 12（36）： 67.
[4] WANG Ya-bo， ZHOU Qiang， WANG Wei-gang， et al. The Secondary Identification of Paper Defects Based on Adaptive Neural-fuzzy Inference System[J]. China Pulp & Paper， 2017， 12（36）， 56.
王亞波， 周 强， 王伟刚， 等. 基于自适应神经模糊推理系统的纸病二次辨识[J]. 中国造纸， 2017， 12（36）： 56.
[5] GAO Shan-shan， SONG Xiao-ming， NIU Qian-xue， et al. Cultivation of papermaking talents and teaching reform[J]. Hunan Papermaking， 2016（2）： 40.
高珊珊， 宋晓明， 牛千雪， 等. 造纸人才培养与教学改革[J]. 湖南造纸， 2016（2）： 40.
[6] JI Hai-feng， WANG Sheng-li. Talents cultivation analysis based on current employment status of students major in Pulp & Paper[J]. Tianjing Papermaking， 2013（2）： 2.
姬海锋， 王胜利， 从制浆造纸专业学生就业现状分析人才培养[J]. 天津造纸， 2013（2）： 2. CPP
（责任编辑：常 青）
关键词：废水处理；造纸；移动专家系统；APP
中图分类号：X793
文献标识码：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
环境保护和污染治理的理念随着国家经济发展和人民生活水平的提高而得到了广泛认同。2014年的“APEC蓝”成为我国在治污方面的一个标志性事件，证明我国政府和我国人民有愿望也有能力对过去为发展经济而被迫短期牺牲环境的做法做出纠正。习近平主席提出的“绿水青山就是金山银山”“保护生态环境就是保护生产力，改善生态环境就是发展生产力”的观点正在成为国家发展经济的新指导。造纸作为一个重要的国家基础产业，在为国家经济发展做出贡献的同时，也带来了严重的污染问题[1-3]。2015年李克强总理在政府工作报告中提出“互联网+”的概念，给各行各业带来新的发展机遇。造纸废水处理作为一个典型的环保行业垂直细分领域，如何借助互联网平台提升服务、降低成本成为业内面临的新课题。
1 造纸行业当前面临的主要问题
近年来，随着纸制品市场需求的逐步减弱以及国家“十三五”规划对造纸行业产业结构调整政策的实施，造纸行业新建项目在2017年出现一定幅度的增长。造纸行业已有废水处理项目的运行、维护和升级成为各个造纸企业的关注重点。在保证企业产生的废水达标排放的前提下，优化运行和降低成本将成为造纸企业现有废水处理项目面临的巨大挑战。要优化运行和降低成本，最直接的途径就是在生产和管理过程中采用新技术[4]，升级或者建设新设施，引进新设备。
采用新技术、应用新设备都离不开专业技术人才。设备的获得可以通过资金来解决，但是专业技术人才的培养是需要过程的，不能像设备一样通过购买马上获得。相较于资金和技术，专业人才的短缺是造纸行业当前面临的主要问题。据研究[5-6]，我国当前在造纸行业存在比较严重的专业技术人才短缺问题。有理由相信，作为其中的一个重要子领域，造纸废水处理也存在专业人才的不足。
2 解决方案
要解决造纸废水处理专业人才短缺的问题，一方面需要扩大在校人才培养的规模和质量，另一方面就在于提升现有从业者的知识和技能。前者更多依赖现有教育体制；后者是本课题试图解决的问题，即利用APP（Application，应用程序）来建立一个移动专家系统以实现信息、技能和知识的便捷共享，降低行业门槛和应用成本，提高人才培养效率，加速人才成长速度。
2.1 基本思路
造纸废水处理专业作为环保领域垂直划分的一个专业方向，具有细分领域的共同特点，越是在具体的事务中体现出的专业性越强，很多时候工艺的细微差别比如使用的材料不一样、各成分比例的不一样，处理时间不一样，甚至设备制造商的不一样，都可能导致原材料成本、时间成本、人力成本及最终处理效果、效率上的巨大差别。在现实的工作案例中，虽然几乎没有任何两个是完全一样的，但是不同案例在工艺原理上却可能非常相似，值得借鉴。如果能建立一套系统把大量经典案例的设计原理、设计思路，生产过程中碰到的问题及解决方案都以一定的方式共享出来，供领域内的从业人员参考，必将对行业发展带来巨大的价值。
2.2 技术方案和系统设计
考虑到造纸行业废水处理碰到的很多问题都发生在现场，本课题的设计采用APP技术构建以方便将其部署到移动设备上。工作人员可以随时通过手机或者平板电脑打开APP说出问题并获得帮助。
2.2.1 移动专家系统的组成及相关机制
根据设计，移动专家系统包括如图1所示的子系统和相关机制。
（1）用户注册子系统：作为行业移动专家系统，只有经过注册的用户才能使用系统提供的服务，比如发布求助、提供建议等；注册用户包括普通用户和专家，在现实生活中持有专业证书的注册用户通过出示相关材料在系统中获得合适级别的虚拟专家认证，经验丰富但没有证书的从业者可以通过在普通用户提问时给出答案或建议，在提问者给出正面反馈后获得合适级别的虚拟专家认证。注册用户的规模、行为等信息对于该系统的开发、维护方也是重要的决策依据（比如用户规模过小，维护方可能会考虑放弃进一步的开发和维护，甚至终止其运营）。
（2）信息发布和交互子系统：普通用户发布求助及专家给出建议都是通过这个子系统来完成的。
（3）人工智能子系统：除了初期开发者已经输入的来自于企事业单位的大量经典案例（案例数量至少能让初期专家系统通过不断自我訓练达到行业从业人员认可的水平—通过让从业人员试用来确认），移动专家系统中普通用户的求助信息及专家的解答是一个新的案例，人工智能子系统通过自主学习机制不断吸收新案例之后就可以变得更完善。此外，根据设计，当普通用户的求助信息在设定的“即时性”范围内没有得到专家反馈时，人工智能子系统也会向求助者给出智能化的建议和参考案例。 （4）反馈机制：对于专家或者人工智能子系统给出的问题解答建议，鼓励发布求助信息的普通用户在事后对该建议的有效性做出反馈，并对专家表现出的知识、经验等做出评价。对专家们而言，这些用户评价将成为专家信誉的一部分；对人工智能子系统而言，这将成为其自我修正的根据。
理论和实践上，普通用户在求助解决之后忘记提供反馈，甚至恶意反馈的情形是可能的。对于“忘记反馈”的情况，本系统设计了制约机制，比如普通用户在完成对前一次求助的反馈之前，不允许提出新的求助；对于“恶意反馈”的情况，本系统设计了申诉机制，即专家在收到恶意反馈时可以向系统提出申诉，系统将随机抽取一定数量的其他活跃专家并将申诉人对问题的解答和原始求助信息发送过去，让这些专家们来判断用户所做的反馈是否为“恶意反馈”，并在得到结果后对求助用户和专家做出相应的奖励或者惩罚。
（5）信誉机制：信誉机制的设计主要针对提供问题解决建议的专家们。信誉度是对专家水平及热情程度的肯定。专家们可以在2种情况下获得信誉：①用户反馈：给出问题解答后提问方做出的反馈和评价；②认证：提交自己的职业资格证书或类似证照给移动专家系统运营方，经运营方查证后获得信誉。
（6）付费服务机制：设计付费服务机制是基于为专业、及时的服务支付相对低廉的费用是可以被接受的这样一种考虑。从个人的角度，虽然在使用服务时支付了一定的费用，但是这些服务增加了用户的经验、知识和技能，让用户的问题可以得到更顺利、更及时的解决，进而让用户的工作能力、工作效率和工作业绩获得公司的认可，并通过奖金、升职等方式加倍返回；从公司的角度，购买移动专家系统的服务可以节省培训和用人开支、提高公司业绩，也是利大于弊。普通用户或者公司购买服务的费用，主要支付给解答了问题的专家，其中较小的比例支付给系统的运营方以保证服务的可持续性。
（7）奖励机制：奖励机制对于维护和促进整个系统的运行是必要的。用于奖励的可以是虚拟货币或者“付费服务机制”中提到的实实在在的真实货币。奖励机制至少可以应用于以下几个情景：①推广奖励：用户将本系统推荐给其他用户；②专家奖励：专家们为自己提供的服务获得奖励；③整理奖励：用户在寻求帮助时提供的信息可能包括文字、图片、语音、视频等，甚至会在跟专家的交互过程中出现表达的重复，如果用户在求助结束时能整理自己提问时提供的所有信息（环境、参数、思路等）及解决问题的方案和过程，这对于所有用户将是十分有价值的。
2.2.2 行业移动专家系统的信息流程
行业移动专家系统的信息流程如图2所示，应用步骤如下：
（1）用户注册；
（2）提问方准备发布问题（可以包括语音和现场图片等）；
（3）系统检查提问方是否满足提问条件（积分、付费、免费资格等）并给出反馈；
（4）满足条件的提问被提交给发布系统；
（5）提问被系统发布出来并对相关专家给出通知；
（6）专家做出反馈（需要提问者补充信息或者直接给出建议）；
（7）如果专家没在限定时间范围内给出反馈，问题将被提交给人工智能子系统；
（8）专家或人工智能子系统的反馈被提交给发布系统；
（9）专家或人工智能子系统的反馈被传达给提问者；
（10）提问者对获得的解答做出反馈；
（11）提问者的反馈对专家的信誉形成影响；
（12）提问者的部分反馈也被传递给奖励机制；
（13）奖励机制对专家的付出给予回报（用户支付的费用的大部分、系统积分等）；
（14）如果提问者将提问的所有信息进行了符合要求的整理并提交给人工智能系统，提问者也会获得奖励；
（15）反馈机制通知人工智能子系统某案例值得纳入自主学习的资料库；
（16）人工智能子系统从发布子系统中获取案例的全部信息进行自主学习。
3 造纸行业移动专家系统与网络论坛的比较
对于造纸企业废水处理系统的运行人员而言，这样一个平台可以快捷高效的获得帮助。虽然在某些网站论坛也可以提问并可能获得回复，但是比较起来论坛的方式有以下两种不足：
（1）响应不及时
网络论坛的用户多半都在休息时间才登录到论坛查看更新的信息，不能及时对其他用户的求助做出及时反应。APP移动专家系统可以在用户发出求助时及时通知相关专家，即使没有专家及时给出反馈，系统中的人工智能子系统也能在设定的时限内根据历史案例给出参考回复。
（2）可參考性较差
网络论坛对于答复人员的技术水平不设限制，提问者得到的回复的质量是没有保证的，有时候甚至会被引导到错误的方向。APP移动专家系统通过反馈机制和注册技术专家保证了系统中案例和问题回复的质量，即使人工智能子系统也是基于经典案例给出的回复，可信度更高。
4 结 语
本课题设计的造纸行业移动专家系统目前还在技术方案阶段，尚未完成工程实践，期望能有机会真正应用于生产实践。
参 考 文 献
[1] SHI Minjun， ZHENG Dan， LEI Ping， et al. Evolution of spatial pattern of industrial wastewater pollution emission in China[J]. China Population， Resources and Environment， 2017， 27（5）： 1.
石敏俊， 郑 丹， 雷 平， 等. 中国工业水污染排放的空间格局及结构演变研究[J]. 中国人口·资源与环境， 2017， 27（5）： 1.
[2] GU Liwei， Technology and Research on Wasterwater from Regenerated Papermaking Mill[D]. Suzhou： Suzhou University of Science and Technology， 2017. 顾礼炜. 废纸造纸厂污水处理技术与研究[D]. 苏州： 苏州科技大学， 2017.
[3] XU Hua， LIU Jia-hua. Study on the Influence of Environmental Regulations on Green Technology Innovation in Chinas Paper[J]. China Pulp & Paper， 2017， 12（36）： 67.
许 华， 刘佳华， 环境规制对我国造纸行业绿色技术创新的影响研究[J]. 中国造纸， 2017， 12（36）： 67.
[4] WANG Ya-bo， ZHOU Qiang， WANG Wei-gang， et al. The Secondary Identification of Paper Defects Based on Adaptive Neural-fuzzy Inference System[J]. China Pulp & Paper， 2017， 12（36）， 56.
王亞波， 周 强， 王伟刚， 等. 基于自适应神经模糊推理系统的纸病二次辨识[J]. 中国造纸， 2017， 12（36）： 56.
[5] GAO Shan-shan， SONG Xiao-ming， NIU Qian-xue， et al. Cultivation of papermaking talents and teaching reform[J]. Hunan Papermaking， 2016（2）： 40.
高珊珊， 宋晓明， 牛千雪， 等. 造纸人才培养与教学改革[J]. 湖南造纸， 2016（2）： 40.
[6] JI Hai-feng， WANG Sheng-li. Talents cultivation analysis based on current employment status of students major in Pulp & Paper[J]. Tianjing Papermaking， 2013（2）： 2.
姬海锋， 王胜利， 从制浆造纸专业学生就业现状分析人才培养[J]. 天津造纸， 2013（2）： 2. CPP
（责任编辑：常 青）