卷煙感官質(zhì)量評(píng)價(jià)專家系統(tǒng)*

張生英 ，岳 勇 ，楊 寧

（1.中國(guó)海洋大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266071；2.山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，山東 青島266071；3.青島海大新星計(jì)算機(jī)工程中心，山東 青島 266100）

卷煙產(chǎn)品主要是通過(guò)點(diǎn)燃、吸食，從而給吸煙者帶來(lái)生理、心理的強(qiáng)烈滿足感和舒適愉悅心情的一類產(chǎn)品。煙葉原料、葉組配方、香精香料、輔料搭配、工藝改進(jìn)等都會(huì)對(duì)卷煙內(nèi)在品質(zhì)產(chǎn)生較大影響，進(jìn)而影響卷煙的感官質(zhì)量，最終直接影響卷煙受消費(fèi)者青睞的程度。感官評(píng)吸能客觀、直接地檢驗(yàn)并監(jiān)控卷煙內(nèi)在品質(zhì)的變化，評(píng)價(jià)員站在消費(fèi)者的角度專業(yè)地對(duì)卷煙進(jìn)行吸味評(píng)定并提出寶貴指導(dǎo)意見，從而更好地指導(dǎo)原料選擇、配方調(diào)整等工作的開展。評(píng)價(jià)員通過(guò)視覺(jué)、嗅覺(jué)、感官對(duì)卷煙品類、地方吸食喜好符合性和真?zhèn)螣煹某醪借b別都可以有一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)的總體把握[1]。由此可見卷煙的感官評(píng)價(jià)對(duì)卷煙產(chǎn)品的重要性。但是由于傳統(tǒng)的感官評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)比較分散，沒(méi)有對(duì)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，數(shù)據(jù)比較容易丟失，并且也不利于對(duì)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步研究利用，更不利于實(shí)現(xiàn)信息的共享，因此，本系統(tǒng)旨在對(duì)單料煙感官質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的管理。

由于參與感官評(píng)價(jià)的評(píng)委眾多，并且每位評(píng)委對(duì)同一種煙的評(píng)價(jià)也褒貶不一，因此在對(duì)評(píng)價(jià)信息進(jìn)行詞頻統(tǒng)計(jì)之后，需要按照文本情感分析原理對(duì)其進(jìn)行分析，確定每位評(píng)委的情感傾向，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的管理。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)原理

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思想

本系統(tǒng)旨在將手工方式管理感官評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)錄入管理。該系統(tǒng)可以將多個(gè)評(píng)委評(píng)吸數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，形成質(zhì)量分析報(bào)告，實(shí)現(xiàn)卷煙感官質(zhì)量評(píng)價(jià)管理與分析的方便性和高效性。

系統(tǒng)在軟件架構(gòu)上采用C/S架構(gòu)模式。為了更好滿足企業(yè)多點(diǎn)研發(fā)模式，采用Microsoft Visual C#.NET 2.0開發(fā)平臺(tái)和SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫(kù)，服務(wù)器部署方式為應(yīng)用服務(wù)器—數(shù)據(jù)服務(wù)器分離的分布式構(gòu)架、“雙機(jī)熱備”技術(shù)。本系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)在企業(yè)局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)信息集成，通過(guò)接口傳輸原料基本信息和質(zhì)量數(shù)據(jù)。同時(shí)為了保證數(shù)據(jù)具有良好的安全性，系統(tǒng)采用CA認(rèn)證、多級(jí)多層次權(quán)限控制、MD5等加密技術(shù)的安全機(jī)制。

1.2 具體結(jié)構(gòu)

1.2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)

根據(jù)卷煙國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、感官評(píng)價(jià)方法標(biāo)準(zhǔn)和卷煙感官標(biāo)準(zhǔn)樣品，該單料煙感官評(píng)價(jià)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)包括：卷煙樣品信息表、評(píng)吸數(shù)據(jù)模板、感官評(píng)吸數(shù)據(jù)表、測(cè)試平臺(tái)數(shù)據(jù)表、評(píng)吸標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表、評(píng)吸人員數(shù)據(jù)表和感官評(píng)價(jià)測(cè)試結(jié)果視圖。數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)圖

1.2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本功能旨在管理卷煙產(chǎn)品的質(zhì)量綜合測(cè)試與評(píng)價(jià)過(guò)程，并對(duì)測(cè)試評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。整個(gè)系統(tǒng)可分為3大模塊：評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)管理、評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和系統(tǒng)管理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

其中，評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)管理模塊的作用是錄入評(píng)吸數(shù)據(jù)模板、錄入評(píng)吸數(shù)據(jù)、錄入評(píng)吸標(biāo)準(zhǔn)及錄入評(píng)價(jià)人員檔案信息等信息的錄入，實(shí)現(xiàn)的功能為：對(duì)市場(chǎng)測(cè)試評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，用于市場(chǎng)測(cè)試評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。為減輕數(shù)據(jù)管理員的工作強(qiáng)度，可將相關(guān)的質(zhì)量數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入到本系統(tǒng)中。導(dǎo)入數(shù)據(jù)的格式可采用Excel文件格式，這使整個(gè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入工作快速高效，也減少了操作人員錄入數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤，提高了工作效率。評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模塊主要實(shí)現(xiàn)的功能是對(duì)市場(chǎng)測(cè)試評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析功能，主要評(píng)價(jià)描述的摘要統(tǒng)計(jì)，并能實(shí)現(xiàn)摘要信息的Excel格式導(dǎo)出，為管理和改進(jìn)卷煙配方提供參考依據(jù)。系統(tǒng)管理模塊旨在管理系統(tǒng)的權(quán)限，保障系統(tǒng)的安全性，當(dāng)系統(tǒng)操作數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常情況時(shí)，便于管理員通過(guò)系統(tǒng)日志找出出現(xiàn)問(wèn)題的原因，并及時(shí)改正；還有利于管理各個(gè)人的角色，有利于責(zé)任的落實(shí)，如果哪個(gè)角色的工作沒(méi)做完或出現(xiàn)了問(wèn)題，便于部門領(lǐng)導(dǎo)將相應(yīng)的責(zé)任落實(shí)到個(gè)人，便于下一步工作的部署。

1.3 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1.3.1 詞頻統(tǒng)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)

詞頻統(tǒng)計(jì)[2]是一種用于情報(bào)檢索與文本挖掘的常用加權(quán)技術(shù)，用以評(píng)估一個(gè)詞對(duì)于一個(gè)文件或者一個(gè)語(yǔ)料庫(kù)中的一個(gè)領(lǐng)域文件集的重要程度。字詞的重要性隨著它在文件中出現(xiàn)的次數(shù)成正比增加，但同時(shí)會(huì)隨著它在語(yǔ)料庫(kù)中出現(xiàn)的頻率成反比下降。利用詞頻統(tǒng)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品特征的出現(xiàn)頻率的統(tǒng)計(jì)，以句子為單位，實(shí)現(xiàn)名詞與形容詞的匹配，并將名詞按出現(xiàn)頻率從高到低排序，將形容詞按權(quán)值加權(quán)求值，實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)信息的概括、歸納的功能。

可以將評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)Execl表格格式導(dǎo)入，導(dǎo)入數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)Excel表

詞頻統(tǒng)計(jì)過(guò)程如圖3所示。

圖3 詞頻統(tǒng)計(jì)過(guò)程

1.3.2 文本情感分析原理

文本情感分析又稱意見挖掘，是對(duì)帶有情感色彩的主觀性文本進(jìn)行分析、處理、歸納和推理的過(guò)程。情感分析可歸納為3項(xiàng)層層遞進(jìn)的研究任務(wù)，即情感信息的抽取、情感信息的分類以及情感信息的檢索與歸納。

首先，建立卷煙感官評(píng)價(jià)指標(biāo)詞庫(kù)，例如香氣、外觀、口感、刺激性、余味、勁頭、煙氣、包裝等；建立情感詞庫(kù)，例如很好、好、較好、一般、差、小、較小、柔和等。

將由詞頻統(tǒng)計(jì)后的結(jié)果，即其中的名稱與卷煙感官評(píng)價(jià)指標(biāo)詞庫(kù)進(jìn)行相似度匹配，形容詞與情感詞庫(kù)進(jìn)行匹配，進(jìn)而判斷該句評(píng)價(jià)信息的評(píng)價(jià)指標(biāo)和對(duì)該指標(biāo)的評(píng)價(jià)情感，匹配規(guī)則如下：

其中，S2、L分別表示文本標(biāo)引詞串和知識(shí)庫(kù)中的詞串。

1.3.3 用戶管理與系統(tǒng)維護(hù)的解決方案

本平臺(tái)采用多級(jí)權(quán)限多層次管理模式，定義多個(gè)角色，通過(guò)關(guān)聯(lián)用戶和角色的定義關(guān)系，實(shí)現(xiàn)用戶權(quán)利分配。系統(tǒng)將菜單和功能按鈕、數(shù)據(jù)列都作為權(quán)限控制的范疇，建立程序資源和權(quán)限的關(guān)聯(lián)關(guān)系的同時(shí)建立程序資源和界面功能組件（菜單，功能按鈕）的關(guān)聯(lián)關(guān)系，定義分級(jí)管理的授權(quán)模型，系統(tǒng)基于角色對(duì)用戶組進(jìn)行訪問(wèn)控制，同時(shí)支持角色的繼承和多重繼承。

由于卷煙產(chǎn)品配方的重要性，系統(tǒng)提供對(duì)產(chǎn)品各類配方數(shù)據(jù)管理權(quán)限的控制功能，僅開放給授權(quán)用戶操作相關(guān)產(chǎn)品牌號(hào)的配方數(shù)據(jù)，他人不能操作，以確保關(guān)鍵數(shù)據(jù)的保密性。

2 系統(tǒng)功能與應(yīng)用

2.1數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)管理可以實(shí)現(xiàn)對(duì)卷煙感官評(píng)價(jià)過(guò)程中的數(shù)據(jù)的集中的、系統(tǒng)的管理，方便以后對(duì)數(shù)據(jù)的處理和研究，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的問(wèn)題，同時(shí)也便于數(shù)據(jù)的共享。該功能模塊主要包括兩部分：（1）評(píng)價(jià)人員檔案管理，系統(tǒng)對(duì)相關(guān)人員的所屬測(cè)試平臺(tái)、檔案信息及評(píng)價(jià)水平進(jìn)行分類管理，方便數(shù)據(jù)有效性的責(zé)任落實(shí)。其中測(cè)試平臺(tái)分為內(nèi)部測(cè)試平臺(tái)和外部測(cè)試平臺(tái)，包括中煙評(píng)煙委員會(huì)、煙草公司、零售戶等。（2）測(cè)試數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果的管理，用于評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。測(cè)試數(shù)據(jù)的錄入有手動(dòng)錄入和批量錄入兩種方式。系統(tǒng)支持Execl文件導(dǎo)入功能，這使整個(gè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入工作快速高效，也減少了操作人員錄入數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤。在導(dǎo)入數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)事先建立好的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)模板，將導(dǎo)入的數(shù)據(jù)與其進(jìn)行匹配，自動(dòng)根據(jù)評(píng)吸人員姓名與測(cè)試平臺(tái)人員檔案信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，對(duì)于未關(guān)聯(lián)上的評(píng)吸人員進(jìn)行系統(tǒng)提示，由用戶手工指定關(guān)聯(lián)關(guān)系。

2.2評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)市場(chǎng)測(cè)試評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析功能，包括評(píng)價(jià)人數(shù)統(tǒng)計(jì)和評(píng)價(jià)描述的摘要統(tǒng)計(jì)，方便用戶對(duì)卷煙感官評(píng)價(jià)有一個(gè)整體的把握，為后續(xù)的卷煙配方的調(diào)整提供可靠依據(jù)，如圖4所示。利用文本情感分析、詞頻統(tǒng)計(jì)算法、中文語(yǔ)義識(shí)別算法和專有名詞庫(kù)，對(duì)測(cè)試小組的全部評(píng)價(jià)描述語(yǔ)言進(jìn)行語(yǔ)義識(shí)別，提取出產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)匯總摘要，對(duì)市場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，并將匯總結(jié)果保存在系統(tǒng)中。

圖4 評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

卷煙產(chǎn)品的吸食特點(diǎn)，決定了卷煙感官質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要性，它是與消費(fèi)者直接接觸的，直接決定著消費(fèi)者的喜惡。本系統(tǒng)能夠系統(tǒng)地管理感官評(píng)價(jià)信息，采用文本情感分析技術(shù)和詞頻統(tǒng)計(jì)技術(shù)做技術(shù)支撐，對(duì)感官質(zhì)量評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)做了科學(xué)深入的處理，方便用戶整體把握卷煙感官評(píng)價(jià)，為后續(xù)的卷煙配方的調(diào)整提供可靠依據(jù)。

今后系統(tǒng)還應(yīng)考慮添加卷煙市場(chǎng)銷量規(guī)律管理功能，通過(guò)分析市場(chǎng)銷量數(shù)據(jù)與感官質(zhì)量數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性研究，得出市場(chǎng)銷量與感官質(zhì)量評(píng)價(jià)之間的關(guān)系，并作進(jìn)一步研究。

[1]劉忠祥.卷煙感官分析與評(píng)價(jià)[DB/OL].全國(guó)煙草品種審定委員會(huì)，2011.

[2]費(fèi)洪曉，康松林，朱小娟，等.基于詞頻統(tǒng)計(jì)的中文分詞的研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2005（7）：67-68.

[3]陸文星，王燕飛.中文文本情感分析研究綜述[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2012（6）：2014-2017.