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面向新材料產(chǎn)業(yè)園的智慧管理系統(tǒng)研究

王瑞江 朱曉霞 張莉莉 夏艷麗

摘要: 產(chǎn)業(yè)園區(qū)是區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、城市可持續(xù)健康發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉型升級的重要集聚區(qū)。而園區(qū)信息化建設是產(chǎn)業(yè)園發(fā)展的重要支撐部分，又是區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、城市建設發(fā)展的新主題與新動力，創(chuàng)建以智能技術為支撐的生態(tài)、高效的智慧園區(qū)是未來的趨勢。本文就以新材料產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃建設為基礎，明確其建設目標和需求，提出新材料產(chǎn)業(yè)園智慧管理系統(tǒng)，設計了系統(tǒng)總體架構、技術架構以及各功能模塊，并對各功能模塊進行詳細闡述，力求為新興產(chǎn)業(yè)園區(qū)的智能化、信息化、數(shù)字化建設提供一些參考。

關鍵詞: 新材料產(chǎn)業(yè)園; 智能管理; 系統(tǒng)設計; EＲP系統(tǒng)

產(chǎn)業(yè)園作為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的助推器，是區(qū)域經(jīng)濟與產(chǎn)業(yè)聯(lián)動的橋梁，是對外開放、招商引資、管理創(chuàng)新的主要載體，是產(chǎn)業(yè)集聚、企業(yè)協(xié)作、生態(tài)資源共享的活力平臺^［1］。早期，我國產(chǎn)業(yè)園區(qū)多以硬環(huán)境建設為主，受制于財力、技術和知識的局限，很少涉及智能化軟實力建設，信息化、智能化均由園區(qū)企業(yè)自行完成。同時，產(chǎn)業(yè)園區(qū)規(guī)劃仍存在重復性建設、同質(zhì)化和惡性競爭等問題^［2］。隨著信息技術迅猛發(fā)展與深入應用，給產(chǎn)業(yè)園區(qū)轉型發(fā)展帶來了新活力，引領各類園區(qū)朝著集聚化、規(guī)范化、綠色生態(tài)化、智能化發(fā)展。同時，國家高度重視園區(qū)的轉型升級和高質(zhì)量發(fā)展，要求加強園區(qū)信息化基礎建設，鼓勵園區(qū)采用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、新一代移動寬帶網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術，建立智慧化公共服務平臺^［3］?？梢姡畔⒒?、智能化是未來產(chǎn)業(yè)園區(qū)發(fā)展的趨勢，是國家政策的導向。

在新時代背景下，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算及人工智能等新一代信息技術與產(chǎn)業(yè)深度融合，推進產(chǎn)業(yè)智能化、專業(yè)化、數(shù)字化轉型，實現(xiàn)轉型發(fā)展，是所有產(chǎn)業(yè)面臨的新課題。新一輪信息技術業(yè)已滲透到經(jīng)濟社會各領域，包括企業(yè)、園區(qū)各層面，通過信息化建設，可以營造優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和服務環(huán)境^［4］。全面運用信息化促進產(chǎn)業(yè)轉型升級、可持續(xù)發(fā)展，提高園區(qū)管理與服務水平，是增強園區(qū)吸引力的重要手段^［5］。隨著新一代信息技術的快速發(fā)展和深度應用，助推了其與園區(qū)、行業(yè)以及實體經(jīng)濟深度融合，實現(xiàn)了園區(qū)建設的智慧化。利用信息化技術搭建園區(qū)公共服務平臺，實現(xiàn)園區(qū)安全管理、環(huán)保管理、交通管理、監(jiān)控管理以及其他輔助管理等方面的管理功能。

本文以新材料產(chǎn)業(yè)園信息化建設為面向對象，明確建設目標和需求，利用新一代信息技術對其智能管理系統(tǒng)(IMS) 開展設計，主要內(nèi)容包括系統(tǒng)總體架構、技術架構以及各功能模塊，并對各功能模塊進行詳細闡述，力求為新興產(chǎn)業(yè)園區(qū)的智能化、信息化、數(shù)字化建設提供一些參考。

一、智能管理系統(tǒng)設計需求與目標

(一)系統(tǒng)設計需求

新材料園區(qū)對信息化的需求主要集中在三個方面: 一是基礎網(wǎng)絡覆蓋，二是園區(qū)管理信息化，三是溝通信息化。運用現(xiàn)代計算機技術、現(xiàn)代通信技術、現(xiàn)代自動化控制技術、現(xiàn)代可視化技術、ERP技術以及系統(tǒng)集成技術等現(xiàn)代信息技術，在滿足管理規(guī)范、生產(chǎn)安全、人文社會和諧的需求前提下，打造一個面向產(chǎn)業(yè)園，融合管理、運營和服務，產(chǎn)業(yè)化、信息化、數(shù)字化為一體的智能管理平臺，有助于園區(qū)規(guī)劃信息化建設和管理服務，營造一個安全、便捷、高效的園區(qū)企業(yè)信息化應用環(huán)境，提升企業(yè)的管理水平、產(chǎn)品競爭水平、研發(fā)創(chuàng)新力以及信息化水平，促進園區(qū)企業(yè)的轉型升級，園區(qū)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。

(二）系統(tǒng)設計目標

新材料產(chǎn)業(yè)園IMS設計總體目標是打造集中統(tǒng)一的信息化管理平臺，引入蘊含先進管理理念的成熟軟件，帶動產(chǎn)業(yè)園向現(xiàn)代企業(yè)管理制度轉型，實現(xiàn)管理決策的智能化、信息化和數(shù)字化。同時, IMS實現(xiàn)入駐企業(yè)在財務、銷售、生產(chǎn)、庫存、采購等方面的管控智能化，實現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營決策的科學化，實現(xiàn)“產(chǎn)銷一體、管控有序、三流同步”，最終，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)園綜合服務管理的智慧化。

二、智能管理系統(tǒng)設計方案

(一)系統(tǒng)設計原則

新材料產(chǎn)業(yè)園IMS在規(guī)劃設計中，既要體現(xiàn)安全可靠性和易用性，又要充分體現(xiàn)系統(tǒng)的先進性和前瞻性，避免日后上線就落后，補救升級擴容的現(xiàn)象。因此， IMS規(guī)劃設計應遵循以下設計原則: (1) 先進性原則。IMS所采用的信息技術是目前比較先進的且能夠持續(xù)很長一段時間。IMS的架構、技術和功能也是新穎和先進的，能夠保證新材料產(chǎn)業(yè)園運營管理平臺系統(tǒng)的先進性。(2) 前瞻性原則。充分考慮新材料產(chǎn)業(yè)園的未來趨勢和需求， IMS既要滿足近期實際需求，又要滿足未來十年園區(qū)的發(fā)展需求，還要支持未來新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴大的需要。(3) 可靠性原則。IMS在原型設計時，采用了成熟的技術，精心考慮了未來信息技術的發(fā)展趨勢，確保其可靠性、穩(wěn)定性。本文所設計的IMS，切實契合新材料產(chǎn)業(yè)園的可持續(xù)發(fā)展需要。(4) 安全性原則。本文在IMS設計時，采用了多系統(tǒng)容錯機制和先進的計算機防控技術，同時也采用了硬件防火墻，隔離非法訪問，確保系統(tǒng)信息資源的安全性，避免出現(xiàn)園區(qū)管理上的漏洞。(5) 易用性原則。在IMS的設計中，充分考慮了系統(tǒng)整體架構的可理解性，系統(tǒng)界面人性化簡單易用，功能完整使用方面，切實體現(xiàn)管理的便利性。

(二)總體技術架構

新材料產(chǎn)業(yè)園IMS是由多個子系統(tǒng)構成互聯(lián)互通的整體系統(tǒng)，總體技術架構主要分為終端層、通信傳輸層、平臺支持層和應用服務層。IMS在信息安全、標準化規(guī)范體系的保障支撐下，以終端層為基礎，采集信息，通過通信網(wǎng)絡技術，經(jīng)平臺支撐層的軟硬件運行進行處理，最終至應用服務層，為園區(qū)提供一體化服務，實現(xiàn)業(yè)務一體化運營及精細化、智能化管理。其中，平臺支持層和應用服務層是本文的論述重點。平臺支持層是由統(tǒng)一實時監(jiān)控平臺、統(tǒng)一信息互動平臺、統(tǒng)一通信平臺、統(tǒng)一組織管理平臺、統(tǒng)一安全認證平臺、車聯(lián)網(wǎng)平臺、視頻平臺等組成，其目的就是應用運行環(huán)境以平臺服務形式通過網(wǎng)絡將信息傳輸給應用服務層，實現(xiàn)對應用的開發(fā)支撐、運行環(huán)境及資源互動的支撐。應用服務層是IMS 的應用場景，為園區(qū)管理方、企業(yè)、員工以產(chǎn)業(yè)合作商等客戶隨時隨地、按需索取的新型服務功能。

圖1 IMS總體技術架構

(三）關鍵技術應用

IMS的關鍵技術主要有平臺開發(fā)技術、數(shù)據(jù)處理技術和瀏覽引擎技術。(1) 平臺開發(fā)技術。本系統(tǒng)采用ASP.NET平臺進行開發(fā)。ASP.NET是基于NET Framework 的Web開發(fā)平臺，被用于創(chuàng)建動態(tài)Web程序的強大的服務器端技術，語言程序架構通用，簡單易學，具有跨平臺性和可管理性特征。(2) 數(shù)據(jù)處理技術。本系統(tǒng)采用Oracle 技術，是現(xiàn)代企業(yè)廣泛使用的大規(guī)模數(shù)據(jù)庫技術，具有可靠性、安全性、穩(wěn)定性、可擴展性和可用性優(yōu)勢，能夠提供開放的、全面的和集成的信息管理方法，可以在不停機條件下將本地部署的關系數(shù)據(jù)庫無縫遷移至Oracle云。由此，Oracle適合園區(qū)不同規(guī)模企業(yè)的數(shù)據(jù)庫處理方案。(3) 瀏覽引擎技術。本系統(tǒng)AJAX技術，它是異步JavaScript和XML技術的完美結合，它能夠創(chuàng)造出動態(tài)性極強的web界面。系統(tǒng)通過JavaScript調(diào)用AJAX引擎代替產(chǎn)生HTTP用戶操作，無需載入新界面，減少內(nèi)存空間，加快頁面反應速度，提高IMS響應的及時性。(4) ERP技術應用。ERP 是以信息技術為基礎，集信息技術與供應鏈管理理念于一身，優(yōu)化園區(qū)企業(yè)管理流程，為其提供優(yōu)質(zhì)管理決策的系統(tǒng)平臺。本文搭建園區(qū)ERP系統(tǒng)，涉及銷存、生產(chǎn)、人力、財務、預算、物流服務以及辦公自動化等系統(tǒng)，有助于園區(qū)管理流程優(yōu)化，引導系統(tǒng)核心功能實施。(5) 物聯(lián)感知技術。物聯(lián)網(wǎng)包括感知、控制、通信、計算機、軟件、嵌入式系統(tǒng)等技術領域，涉及技術種類較多，大致可分為感知關鍵技術、網(wǎng)絡通信關鍵技術、應用關鍵技術、共性技術和支撐技術等等。

(四）系統(tǒng)核心業(yè)務

新材料產(chǎn)業(yè)園IMS主要服務于入駐企業(yè)的信息化管理，因此其核心業(yè)務是企業(yè)智能信息管理系統(tǒng)(EIMS) 。本文構建以ERP系統(tǒng)為核心，以銷存、計質(zhì)量、物流一卡通系統(tǒng)為支撐，實現(xiàn)企業(yè)核心業(yè)務(銷售管理、采購管理、生產(chǎn)管理、財務管理) 的一體化運營以及各項業(yè)務(計劃管理、合同管理、庫存管理、質(zhì)量管理、物流管理) 精細化管理的企業(yè)IMS業(yè)務架構。

圖2 新材料企業(yè)的IMS業(yè)務結構

其中，ERP系統(tǒng)是企業(yè)運營管理平臺，實現(xiàn)統(tǒng)一標準，統(tǒng)一流程、統(tǒng)一平臺，使企業(yè)產(chǎn)、供、銷、財務等實現(xiàn)專業(yè)化、集成化、智能化。計質(zhì)量系統(tǒng)主要實現(xiàn)生產(chǎn)計劃、質(zhì)量管理、能源管理，投入產(chǎn)出、生產(chǎn)統(tǒng)計等業(yè)務功能。進銷存系統(tǒng)主要實現(xiàn)合同管理、庫存管理等功能。一卡通系統(tǒng)主要實現(xiàn)園區(qū)內(nèi)外的物流管理功能。計質(zhì)量系統(tǒng)、進銷存系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)從ERP系統(tǒng)獲取物料、供應商、客戶等基礎信息和訂單信息，同時提供生產(chǎn)任務、投入產(chǎn)出、庫存等信息供ERP成本核算使用，為園區(qū)生產(chǎn)運營管理提質(zhì)增效提供了強有力的技術保障。

三、智能管理系統(tǒng)功能設計

(一）系統(tǒng)功能劃分

新材料產(chǎn)業(yè)園IMS以《產(chǎn)業(yè)園區(qū)信息化建設和管理通用規(guī)范》為依據(jù)，由上述總體設計結構可將IMS的功能模塊劃分為綜合門戶管理系統(tǒng)、園區(qū)企業(yè)管理系統(tǒng)和園區(qū)運營管理三部分組成。

圖3 新材料產(chǎn)業(yè)園IMS功能劃分

(二）系統(tǒng)功能設計

1. 綜合門戶管理

綜合門戶管理是指基于統(tǒng)一用戶管理、統(tǒng)一認證管理和統(tǒng)一授權管理，針對不同的用戶群提供多種訪問形式和綜合性的服務。根據(jù)自身授權，用戶可以通過園區(qū)綜合門戶互聯(lián)對應業(yè)務系統(tǒng)及應用。另外，園區(qū)管理者通過IMS的配置管理服務，對門戶資源集中統(tǒng)一管理，如信息發(fā)布、信息咨詢、傳遞文件等，也可以根據(jù)園區(qū)要求，設計展示形式、展示內(nèi)容、展示風格以及門戶布局等。

綜合門戶管理系統(tǒng)設計采用B/S架構，主要包括統(tǒng)一用戶管理、統(tǒng)一認證管理、用戶權限管理、信息發(fā)布管理、OA管理以及統(tǒng)一應用展示等功能。

2.企業(yè)服務功能

IMS主要服務于新材料產(chǎn)業(yè)園的企業(yè)，為園區(qū)企業(yè)提供產(chǎn)供銷的核心業(yè)務應用功能，并可以擴展定制諸如研發(fā)、人力、財務、決策以及綜合信息服務等應用功能系統(tǒng)。針對園區(qū)企業(yè)的經(jīng)營管理、物流管理和特色服務領域， IMS提供了面向企業(yè)的ERP服務包，包括了采購管理、倉儲管理、生產(chǎn)管理、銷售管理、物流管理、財務管理、業(yè)務支持及經(jīng)營決策等功能。其中，物流管理是園區(qū)企業(yè)最為關注的功能模塊，本文設計一套融合ERP和一卡通技術的可視化物流管理系統(tǒng)，系統(tǒng)包括了物流資源查詢、物流訂單跟蹤、物流需求發(fā)布、運輸車輛調(diào)度、在途管理、物流執(zhí)行反饋以及對賬支付等功能，為園區(qū)企業(yè)物流提供信息化服務，改善物流運作效率，降低物流成本。

面向企業(yè)ERP服務包本文采用面向服務對象的組件化設計思路，以流程優(yōu)化為基礎，以業(yè)務實體為功能單元，按照園區(qū)企業(yè)個性化需求配置業(yè)務流程，提供多組織多語言多賬套的信息化應用環(huán)境，協(xié)助優(yōu)化和梳理園區(qū)企業(yè)流程，提升園區(qū)企業(yè)信息化管理手段，提高經(jīng)營運作效率。

3.運營管理功能

新材料產(chǎn)業(yè)園的運營管理系統(tǒng)依托互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)及移動通信技術，打造互通互聯(lián)、一體化、平臺化的智慧服務平臺，提升園區(qū)各種業(yè)務管理的效率，實現(xiàn)園區(qū)精細化管理、產(chǎn)業(yè)聚集發(fā)展、人文社會和諧的核心價值，是園區(qū)管理的智慧核心。運營管理系統(tǒng)主要包括基礎資源管理、能源管理、生態(tài)環(huán)境管理、安防管理、智能監(jiān)控、物業(yè)管理、一卡通系統(tǒng)、招商管理以及其他輔助服務管理等業(yè)務子系統(tǒng)，通過各子系統(tǒng)有效集成銜接，實現(xiàn)優(yōu)化控制高效、環(huán)境優(yōu)越、經(jīng)濟節(jié)能的新型服務模式。

新材料產(chǎn)業(yè)園IMS中的能源管理系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境管理和物業(yè)管理系統(tǒng)是核心運營管理部分。(1) 能源管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)功能旨在實現(xiàn)園區(qū)能源介質(zhì)運行狀態(tài)監(jiān)測、能源計量、能源控制和能源管理優(yōu)化，通過在線實時采集各個生產(chǎn)單元的各類能源能耗數(shù)據(jù)，經(jīng)園區(qū)互聯(lián)網(wǎng)絡實時傳輸?shù)街悄芄芾碇行?，?jīng)統(tǒng)一分析、統(tǒng)一處理生成各生產(chǎn)單元的能源能耗數(shù)據(jù)報表，為入駐企業(yè)提供能耗最優(yōu)的生產(chǎn)改進方案，有助于企業(yè)統(tǒng)籌規(guī)劃，實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的管理目標。本系統(tǒng)由在線監(jiān)測模塊和能源能耗數(shù)據(jù)挖掘模塊組成，采用C/S架構模式開發(fā)，既能實現(xiàn)能源能耗數(shù)據(jù)分散監(jiān)測，又能實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理。(2) 生態(tài)管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過B/S架構模式構建園區(qū)生態(tài)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)包括基礎數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)以及環(huán)境管理系統(tǒng)?；A數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)由各類儀器及通信網(wǎng)絡組成，針對園區(qū)各生產(chǎn)單元的三廢特征，通過各類儀器儀表分散采集數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)傳遞給監(jiān)測系統(tǒng)進行統(tǒng)一處理，最終經(jīng)環(huán)境管理系統(tǒng)形成環(huán)境管理分析報表、臺賬等文件資料實施統(tǒng)一管理。其目的是實現(xiàn)園區(qū)生態(tài)管理的可視化、智能化、科學化管理。(3) 物業(yè)管理系統(tǒng)。園區(qū)物業(yè)管理系統(tǒng)主要實現(xiàn)園區(qū)的物業(yè)集中管理、集中監(jiān)控、集中服務，強化協(xié)調(diào)物業(yè)管理者與入駐企業(yè)、服務人員之間和諧關系。本系統(tǒng)采用B/S架構模式，主要包括物資設備管理、物業(yè)服務管理、物業(yè)合同管理、一卡通服務系統(tǒng)以及其他輔助管理系統(tǒng)功能，實現(xiàn)園區(qū)管理的高效、敏捷、便利性，有助于提升物業(yè)管理水平，推動園區(qū)數(shù)字化。

四、結語

新材料產(chǎn)業(yè)園IMS以運營管理一體化、管理決策數(shù)字化、綜合服務智能化為設計目標，堅持先進性、前瞻性、可靠性、安全性和易用性設計原則，全面貫徹現(xiàn)代化、智能化設計理念，分別對IMS總體技術架構、關鍵技術應用、系統(tǒng)核心業(yè)務進行了詳細的設計，并提出了相應的功能設計，實現(xiàn)了新材料產(chǎn)業(yè)園的智能管理系一體化，大幅提升園區(qū)的生產(chǎn)效率，為打造智能、生態(tài)的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)提供強有力的技術保障與數(shù)據(jù)支撐。

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注：原文載自《科技風》2020年第18期，本次發(fā)表有改動。