??????? 摘 要 環境專家系統是繼環境數據庫、環境管理信息系統之后出現的解決環境問題的有用工具之一，目前已成為環境科學研究的熱點之一。廢物最少化處理的問題是如何在企業產前、產中、產后的生產全過程中減少廢物的數量、降低廢物的毒性。本文論述了廢物最少化專家系統的設計原則，即實用性原則、系統性原則、領域專家與知識工程師相結合的原則、面向用戶原則、知識庫與推理機相分離的原則、知識統一表示原則；提出的廢物最少化專家系統的結構，包括5個部分：知識庫、推理機、數據庫、解釋器及人機接口；討論了廢物最少化專家系統的知識獲取方法及知識表示模式；以鍍鉻行業為例建立了知識庫，并以 M．I．專家系統開發工具建立了鍍鉻行業廢物最少化專家系統。
??????? 關鍵詞 環境專家系統 廢物 最少化
??????? 專家系統(ES)是人工智能(AI)的一個分支，產生于60年代中期。專家系統是一個(或一組)能在某特定領域內，以專家水平去解決領域中困難問題的計算機程序(黃可鳴1988，陳世福等1988，Waterman1986)．國外環境專家系統的研究起步較晚，但發展較快。就美國環境專家系統的發展狀況而言(白乃彬1993)，1985年前尚無環境專家系統，然而最近幾年發展很快，環境各個領域都出現了專家系統，實用性強是它們的共同特點。從應用功能來分，有以下類型：評價、預測、診斷、設計、管理、教育和生產控制等，其中大部分是環境評價專家系統。國內環境專家系統的研究從1987年開始，目前已有城市環境噪聲防治、城市污水處理、水資源保護、區域大氣環境質量評價等方面的專家系統。本文首次報道廢物最少化專家系統的研究成果。
??????? 1 問題界定
??????? 廢物最少化最早由美國提出，并已在很多國家得到實施。美國國家環境局對廢物最少化的定義是：在可行的范圍內，減少產生的或隨之貯存、處理、處置的有害廢物量。廢物最少化制度將環保部門通常使用的逆向反饋控制模式與生產部門通常采用的正向控制模式結合起來：它不僅能減少廢物的數量和毒性，進而減少其處理與處置成本，而且希望能減少生產成本、提高生產率和產品質量，增加企業收入。廢物最少化以系統眼光分析解決問題，不僅僅著眼于生產過程或廢物的處理過程，而從產前、產中、產后全過程入手。因此，廢物最少化所處理的問題應是如何在企業產前、產中、產后的生產全過程中減少廢物的數量、降低廢物的毒性。
??????? 2 廢物最少化專家系統的設計原則
??????? 2.1 實用性
??????? 建立廢物最少化專家系統是為企業的生產管理、環境管理提供技術咨詢服務的，系統是否實用是系統成敗的一個重要標志。因此設計人員要緊密結合行業生產特點來設計系統的功能，系統設計的每一個階段都應與該行業緊密結合，并取得行業專家的配合。
??????? 2.2 系統性
??????? 用系統工程方法，對廢物最少化專家系統進行全面的系統分析。廢物最少化強調的是企業生產的全過程，應系統分析企業生產的各個環節，明確削減廢物的可能性及可行性，確定系統在各個環節的功能目標和作用界面。
??????? 2.3 領域專家與知識工程師相結合
??????? 對于一般的計算機應用系統來說，系統處理問題所使用的知識比較簡單、數量也較少。程序設計人員同時扮演著領域專家及知識工程師的角色。對于專家系統來說，情況則大不相同。一方面專家系統要達到領域專家的水平，就必須掌握領域專家處理問題時所使用的大量專門知識，特別是經驗知識，另一方面專家系統是一種很復雜的計算機程序，開發一個專家系統需要大量的計算機科學、特別是人工智能和知識工程方面的知識。這就決定了廢物最少化專家系統的開發必須是知識工程師、行業專家與環境管理專家密切合作、共同努力的過程。
??????? 2.4 面向用戶
??????? 系統的開發應貫穿為用戶服務的宗旨，針對企業現有條件及存在的問題，提出切實可行的廢物最少化方案。系統應有較好的用戶界面，為增強用戶對系統信心，系統應具有良好的解釋功能，以增加系統的透明度，提高系統的可接受性。
??????? 2.5 知識庫與推理機相分離
??????? 這是一般專家系統設計的基本原則，只有知識庫與推理機相分離，才能實現解釋功能和知識獲取功能。
??????? 2.6 盡量使用統一的知識表示方法
??????? 這就便于對系統中的知識統一處理、解釋和管理，從而使專家系統的實現工作相對簡化。
??????? 3 廢物最少化專家系統的結構設計
??????? 廢物最少化專家系統是全國范圍內推廣廢物最少化技術的有效手段，將為企業提供涉及廢物最少化技術的遠程、即時咨詢服務。系統開發堅持貫穿廢物最少化的綜合設計思想。從企業診斷及技術經濟分析著手，建立廢物最少化專家系統