人工智能目前已为世界各国所关注，并成为一些发达国家争夺的科技制高点。专家系统(expert system，简称ES)是人工智能(artificial intelligence，简称AI)技术面向实际应用最为成功的分支之一，目前在国际上发展十分迅速，已浸透到社会的各个领域，并越来越发挥着重大的作用(白素怀，1994)。近几年来，随着计算机技术和网络技术的发展，专家系统发展极为迅速，与Web技术结合产生的基于Web的专家系统在机械、计算机、农业、林业、医学等领域的研究与应用中显示出新鲜的活力(Ralph，2000；Groove et al., 1999)。对于木材干燥而言，专家系统能够为其实现信息化、智能化和现代化提供一条有效途径。本文将简单介绍专家系统在木材干燥中的一些应用情况，探讨基于Web技术的专家系统在木材干燥中的应用前景。

1 专家系统在木材干燥中的应用状况

木材干燥是实现木材高效、节约利用的技术保证，也是木材加工生产节能、降耗潜力最大的工序之一。而木材干燥又是一个非常复杂的过程，受干燥工艺、干燥设备、操作人员等许多因素影响，干燥过程具有非线性、时变性等特征，一般工人难以掌握，需要有大量的经验和相关知识，才能取得较好的干燥质量、降低成本和提高效益。专家系统就是以大量的知识为基础，模拟经验丰富的专家的思维方式设计出来的计算机智能信息系统，对于木材干燥专家系统而言模拟的对象是木材干燥专家，它利用木材干燥加工领域中专家的知识和经验，利用计算机来模拟专家的思维，代替专家进行诊断和决策，或者以形象、直观的方式向使用者提供各种问题的决策咨询服务，有利于提高广大木材干燥作业的操作人员的科学文化素质，是我国木材干燥工业信息化科技工作的突破口和切入点，有利于促进木材干燥生产的发展。

在国外，20世纪80年代中后期就已经有研究人员将专家系统应用于木材的生产加工过程中。美国Purdue大学的West(1987)讨论了专家系统在林产工业中的应用前景，之后专家系统在木材加工的多个环节中得到了应用。迈阿密大学Malasri等(1988)将专家系统应用于木甲板选择；Joseph等(1989)研究了专家系统在木材分等中的应用；Warren等(1993)开发了一套微机刨花板诊断专家系统可以用来诊断和解决刨花板生产的问题；加拿大的Zeng等(1996)开发了软木等级专家系统，用于软木的等级划分。近年来，随着人工智能技术以及计算机网络技术的发展，国外一些研究人员进一步将专家系统技术与模糊控制技术、神经网络算法、网络技术等结合起来，开发更为先进的专家系统，在木材工业应用中取得了良好的效果。如美国Sandak等(2003)开发了一套基于模糊神经网络的在线带锯专家控制系统。

在国内，将专家系统应用于木材干燥的研究与应用已有开展。林伟奇等(1989)开发了一套木材干燥咨询系统，可以根据用户给的树种，成材的厚度、宽度和长度，初含水率，要求的最终含水率、成材所要求的质量等级等参数，初步确定干燥周期。翁文增等(1996)研制成功的NLZC-Ⅰ型木材干燥电脑自动控制装置，采用时间基准专家系统控制干燥过程，该机控制精度达±1 ℃，可使干燥时间缩短20%以上。姚小桂(1998)研制了T409木材干燥专家系统，该系统的一台主机能够控制多达16个前级子系统，具备系统演示、操作指南、选择和修订干燥基准、控制前级机工作、显示干燥进程、异常情况报警、记录和打印功能，非常适用于大规模、高需求的木制品加工企业。韦宁(2004)开发的木材干燥专家系统具备了比较完整的专家系统结构，能够采用含水率干燥基准、时间干燥基准等不同的干燥工艺对木材进行干燥。这些系统的开发促进了木材干燥控制技术的研究以及国内木材加工企业的发展。

对于专家系统知识是系统的核心，系统知识的表示及存储方式、知识的使用方式、知识的多少等方面都影响着一个专家系统的性能及可用性。然而目前应用于木材干燥中的专家系统绝大多数是建立在独立的单机平台上，主要面向人与单机进行交互，最多通过客户端/服务器网络结构在局域网络内进行交互，存在以下2个比较明显的问题：其一是这些系统知识有限，而且知识增长速度缓慢，更新不方便，系统信息不够及时准确，系统的性能和可用性很难满足用户日益增长的需求；另一方面，这些专家系统修改或升级后的软件分发问题，如系统一旦修改或升级，开发者必须将修改结果及有关文档物理的分发给所有用户，而有的木材干燥专家控制系统集成于单片机中，普通用户基本不能对其进行系统升级。

解决这些问题的一条有效途径是将专家系统从单机平台转向Internet，由于Internet具有高度资源共享和不受时间、地理位置限制的灵活访问的特点，开发基于Internet的专家系统，能够很好地满足系统升级以及知识更新的需求。C/S(客户端/服务器模式)和B/S(浏览器/客户端模式)是当今世界网络系统开发模式技术架构的两大主流技术，近年来采用B/S模式的Web技术作为一项重要技术，以其更为简便的维护和升级方式、更低的开发成本等优势，伴随着Internet的迅猛发展，得到了广泛应用。集成WEB技术的专家系统技术在医疗、农业、林业等行业中已经有研究和成功的应用(罗宗航，2004)，但在国内外木材干燥领域中还没看到相关研究报告。因此，研究木材干燥专家系统与Web技术的集成，开发基于Web技术的木材干燥专家系统，是在木材干燥工业中推广专家系统、发展智能化木材干燥控制技术的需要。

2 基于Web技术专家系统简介

在结构上，不同的专家系统，其功能与结构都不尽相同，但一般都包括人机接口、推理机、知识库及其管理系统、数据库及其管理系统、知识获取机构、解释机构这6部分。知识库存储从专家那里得到的特定领域的知识(包括逻辑性的知识和启发性知识)。数据库存放专家系统运行过程中所需要和产生的信息。推理机是按照一定的控制策略，根据用户提出的问题和输入的有关数据或信息，按专家的意图选择利用知识库的知识，并进行推理，以得到问题的解答，它是专家系统的核心部分。人机接口部分的功能是解释系统的结论、回答用户的问题，它是连接用户与专家系统之间的桥梁。知识的获取是为修改知识库原有的知识和扩充知识提供的手段。

随着Internet技术的发展，Web逐步成为大多数软件用户的交互接口，软件逐步走向网络化，体现为Web服务。专家系统的发展也离不开这个趋势，专家系统的用户界面也逐步向Web靠拢，专家系统的知识库和推理机也都逐步和Web接口交互起来。近几年发展起来集成传统专家系统和Web数据交互的新型技术给木材干燥行业中专家系统的发展注入了新的活力。基于Web技术专家系统将人机交互定位在Internet层次、专家、知识工程师和普通用户通过浏览器可访问专家系统应用服务器，将问题传递给Web推理机，然后Web推理机通过后台数据库和知识库进行存取，来推导出一些结论，然后将这些结论告诉用户。这种组合技术可简化复杂决策分析的应用，通过内部网将解决方案传递到工作人员手中，或通过web将解决方案传递到客户和供应商手中。因此，系统表现为浏览器、应用逻辑层和数据库层3层网络结构(图 1)。

由于Web同专家系统的连接技术不同，也具体表现为多基于不同技术的专家系统实现模型。以下是目前使用最为广泛的几种集成Web技术的专家系统结构模型(周明明等，2007)：基于CGI技术的专家系统中、基于ASP技术的专家系统结构模型、基于PHP技术的专家系统结构模型、基于JSP/Servlet/JavaBean技术的专家系统结构模型。

基于Web技术专家系统具有Internet的高度资源共享和不受时间、地理位置限制的灵活访问的等特点，另外系统的知识统一保存于服务器上，具有信息量大、指导性强、信息及时准确的特征，为突破专家系统在木材干燥行业中发展瓶颈提供了一条有效途径。

3 基于Web技术的专家系统在木材干燥业中的应用展望

目前在我国从事木材干燥作业的操作人员多数缺乏基本的培训，甚至不具备起码的操作知识，干燥技术普及率低与行业专业要求之间的矛盾十分突出，近年来由于干燥原料的变化，进一步加重了由于操作不当引起的操作时间延长、成本提高和效益降低等问题。将基于Web的专家系统技术与现有的木材干燥技术结合起来，利用干燥专家的经验，搭建一套能够让操作工人随时方便查询最新木材干燥基准、木材干燥操作方法等知识的系统，将有利于工人干燥操作技能的提高。概括起来，相对于传统木材干燥专家系统，将基于Web技术专家系统应用于木材干燥能够发挥出以下几点优势：

首先，可以为木材干燥技术提供一个知识汇总和提炼的场所。基于Web技术木材干燥专家系统是一个多用户的协作系统，系统的知识统一保存于服务器上，具有信息量大、指导性强、信息及时准确的特征，实现了知识的集中式的保存、传授、使用和评价，提供了一个可以使木材干燥专家们知识汇总及提炼的场所。

其次，可提供一个随时随地可供人们使用的咨询系统。基于Web技术木材干燥专家系统提供的人机接口(系统界面等)主要是Web浏览器(如IE)，用户使用时只要有网页浏览器就可以登录使用，不受系统平台的影响，无需另外安装其他软件，能够不受时间、地域的限制使用系统，在使用上具有特有的方便迅捷的特性。

第三，可预见与Web技术结合的木材干燥专家系统的维护和管理也将会及其方便。基于Web技术木材干燥专家系统安装在服务器上，避免了系统因修改(如修改其知识库和接口界面)或升级后必须物理地分发软件的问题，大大方便了系统的维护和管理。

第四，基于Web技术木材干燥专家系统一个重要的发展优势是能够使不同的木材干燥控制系统的集成成为可能。基于Web技术木材干燥专家系统架设在Internet上，采用http等公开的通讯协议，为木材干燥专家系统之间的协作通信提供了潜在支持，使多个木材干燥专家系统之间、木材干燥专家系统与木材干燥自动控制系统之间的集成应用系统的开发成为可能。

4 小结

综合以上的分析，并从基于Web技术专家系统在医疗、农业、林业等行业的成功应用以及国外木材工业中专家系统的发展趋势可以看出，基于Web技术的专家系统技术凭借其所具有的维护和管理方便、不受时空限制的访问、知识增长迅速以及潜在的与其他专家系统之间的协作能力等众多优点，能够很好地克服传统专家系统在木材干燥行业中发展的问题，促进木材干燥工业实现信息化、智能化和现代化，具有广阔的市场发展前景。