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面向新材料產業園的智慧管理系統研究

王瑞江 朱曉霞 張莉莉 夏艷麗

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

關鍵詞: 新材料產業園; 智能管理; 系統設計; EＲP系統

產業園作為區域經濟發展的助推器，是區域經濟與產業聯動的橋梁，是對外開放、招商引資、管理創新的主要載體，是產業集聚、企業協作、生態資源共享的活力平臺^［1］。早期，我國產業園區多以硬環境建設為主，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、智能化均由園區企業自行完成。同時，產業園區規劃仍存在重復性建設、同質化和惡性競爭等問題^［2］。隨著信息技術迅猛發展與深入應用，給產業園區轉型發展帶來了新活力，引領各類園區朝著集聚化、規范化、綠色生態化、智能化發展。同時，國家高度重視園區的轉型升級和高質量發展，要求加強園區信息化基礎建設，鼓勵園區采用物聯網、云計算、大數據、人工智能、新一代移動寬帶網等現代信息技術，建立智慧化公共服務平臺^［3］。可見，信息化、智能化是未來產業園區發展的趨勢，是國家政策的導向。

在新時代背景下，互聯網、大數據、云計算及人工智能等新一代信息技術與產業深度融合，推進產業智能化、專業化、數字化轉型，實現轉型發展，是所有產業面臨的新課題。新一輪信息技術業已滲透到經濟社會各領域，包括企業、園區各層面，通過信息化建設，可以營造優質的產業發展和服務環境^［4］。全面運用信息化促進產業轉型升級、可持續發展，提高園區管理與服務水平，是增強園區吸引力的重要手段^［5］。隨著新一代信息技術的快速發展和深度應用，助推了其與園區、行業以及實體經濟深度融合，實現了園區建設的智慧化。利用信息化技術搭建園區公共服務平臺，實現園區安全管理、環保管理、交通管理、監控管理以及其他輔助管理等方面的管理功能。

本文以新材料產業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(IMS) 開展設計，主要內容包括系統總體架構、技術架構以及各功能模塊，并對各功能模塊進行詳細闡述，力求為新興產業園區的智能化、信息化、數字化建設提供一些參考。

一、智能管理系統設計需求與目標

(一)系統設計需求

新材料園區對信息化的需求主要集中在三個方面: 一是基礎網絡覆蓋，二是園區管理信息化，三是溝通信息化。運用現代計算機技術、現代通信技術、現代自動化控制技術、現代可視化技術、ERP技術以及系統集成技術等現代信息技術，在滿足管理規范、生產安全、人文社會和諧的需求前提下，打造一個面向產業園，融合管理、運營和服務，產業化、信息化、數字化為一體的智能管理平臺，有助于園區規劃信息化建設和管理服務，營造一個安全、便捷、高效的園區企業信息化應用環境，提升企業的管理水平、產品競爭水平、研發創新力以及信息化水平，促進園區企業的轉型升級，園區產業可持續高質量發展。

(二）系統設計目標

新材料產業園IMS設計總體目標是打造集中統一的信息化管理平臺，引入蘊含先進管理理念的成熟軟件，帶動產業園向現代企業管理制度轉型，實現管理決策的智能化、信息化和數字化。同時, IMS實現入駐企業在財務、銷售、生產、庫存、采購等方面的管控智能化，實現生產經營決策的科學化，實現“產銷一體、管控有序、三流同步”，最終，實現產業園綜合服務管理的智慧化。

二、智能管理系統設計方案

(一)系統設計原則

新材料產業園IMS在規劃設計中，既要體現安全可靠性和易用性，又要充分體現系統的先進性和前瞻性，避免日后上線就落后，補救升級擴容的現象。因此， IMS規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，能夠保證新材料產業園運營管理平臺系統的先進性。(2) 前瞻性原則。充分考慮新材料產業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的發展需求，還要支持未來新材料產業規模擴大的需要。(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展趨勢，確保其可靠性、穩定性。本文所設計的IMS，切實契合新材料產業園的可持續發展需要。(4) 安全性原則。本文在IMS設計時，采用了多系統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，確保系統信息資源的安全性，避免出現園區管理上的漏洞。(5) 易用性原則。在IMS的設計中，充分考慮了系統整體架構的可理解性，系統界面人性化簡單易用，功能完整使用方面，切實體現管理的便利性。

(二)總體技術架構

新材料產業園IMS是由多個子系統構成互聯互通的整體系統，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，通過通信網絡技術，經平臺支撐層的軟硬件運行進行處理，最終至應用服務層，為園區提供一體化服務，實現業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。平臺支持層是由統一實時監控平臺、統一信息互動平臺、統一通信平臺、統一組織管理平臺、統一安全認證平臺、車聯網平臺、視頻平臺等組成，其目的就是應用運行環境以平臺服務形式通過網絡將信息傳輸給應用服務層，實現對應用的開發支撐、運行環境及資源互動的支撐。應用服務層是IMS 的應用場景，為園區管理方、企業、員工以產業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技術、數據處理技術和瀏覽引擎技術。(1) 平臺開發技術。本系統采用ASP.NET平臺進行開發。ASP.NET是基于NET Framework 的Web開發平臺，被用于創建動態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) 數據處理技術。本系統采用Oracle 技術，是現代企業廣泛使用的大規模數據庫技術，具有可靠性、安全性、穩定性、可擴展性和可用性優勢，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據庫無縫遷移至Oracle云。由此，Oracle適合園區不同規模企業的數據庫處理方案。(3) 瀏覽引擎技術。本系統AJAX技術，它是異步JavaScript和XML技術的完美結合，它能夠創造出動態性極強的web界面。系統通過JavaScript調用AJAX引擎代替產生HTTP用戶操作，無需載入新界面，減少內存空間，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，優化園區企業管理流程，為其提供優質管理決策的系統平臺。本文搭建園區ERP系統，涉及銷存、生產、人力、財務、預算、物流服務以及辦公自動化等系統，有助于園區管理流程優化，引導系統核心功能實施。(5) 物聯感知技術。物聯網包括感知、控制、通信、計算機、軟件、嵌入式系統等技術領域，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）系統核心業務

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

圖2 新材料企業的IMS業務結構

其中，ERP系統是企業運營管理平臺，實現統一標準，統一流程、統一平臺，使企業產、供、銷、財務等實現專業化、集成化、智能化。計質量系統主要實現生產計劃、質量管理、能源管理，投入產出、生產統計等業務功能。進銷存系統主要實現合同管理、庫存管理等功能。一卡通系統主要實現園區內外的物流管理功能。計質量系統、進銷存系統、一卡通系統從ERP系統獲取物料、供應商、客戶等基礎信息和訂單信息，同時提供生產任務、投入產出、庫存等信息供ERP成本核算使用，為園區生產運營管理提質增效提供了強有力的技術保障。

三、智能管理系統功能設計

(一）系統功能劃分

新材料產業園IMS以《產業園區信息化建設和管理通用規范》為依據，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、園區企業管理系統和園區運營管理三部分組成。

圖3 新材料產業園IMS功能劃分

(二）系統功能設計

1. 綜合門戶管理

綜合門戶管理是指基于統一用戶管理、統一認證管理和統一授權管理，針對不同的用戶群提供多種訪問形式和綜合性的服務。根據自身授權，用戶可以通過園區綜合門戶互聯對應業務系統及應用。另外，園區管理者通過IMS的配置管理服務，對門戶資源集中統一管理，如信息發布、信息咨詢、傳遞文件等，也可以根據園區要求，設計展示形式、展示內容、展示風格以及門戶布局等。

綜合門戶管理系統設計采用B/S架構，主要包括統一用戶管理、統一認證管理、用戶權限管理、信息發布管理、OA管理以及統一應用展示等功能。

2.企業服務功能

IMS主要服務于新材料產業園的企業，為園區企業提供產供銷的核心業務應用功能，并可以擴展定制諸如研發、人力、財務、決策以及綜合信息服務等應用功能系統。針對園區企業的經營管理、物流管理和特色服務領域， IMS提供了面向企業的ERP服務包，包括了采購管理、倉儲管理、生產管理、銷售管理、物流管理、財務管理、業務支持及經營決策等功能。其中，物流管理是園區企業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，系統包括了物流資源查詢、物流訂單跟蹤、物流需求發布、運輸車輛調度、在途管理、物流執行反饋以及對賬支付等功能，為園區企業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，以流程優化為基礎，以業務實體為功能單元，按照園區企業個性化需求配置業務流程，提供多組織多語言多賬套的信息化應用環境，協助優化和梳理園區企業流程，提升園區企業信息化管理手段，提高經營運作效率。

3.運營管理功能

新材料產業園的運營管理系統依托互聯網、云計算、大數據及移動通信技術，打造互通互聯、一體化、平臺化的智慧服務平臺，提升園區各種業務管理的效率，實現園區精細化管理、產業聚集發展、人文社會和諧的核心價值，是園區管理的智慧核心。運營管理系統主要包括基礎資源管理、能源管理、生態環境管理、安防管理、智能監控、物業管理、一卡通系統、招商管理以及其他輔助服務管理等業務子系統，通過各子系統有效集成銜接，實現優化控制高效、環境優越、經濟節能的新型服務模式。

新材料產業園IMS中的能源管理系統、生態環境管理和物業管理系統是核心運營管理部分。(1) 能源管理系統。本系統功能旨在實現園區能源介質運行狀態監測、能源計量、能源控制和能源管理優化，通過在線實時采集各個生產單元的各類能源能耗數據，經園區互聯網絡實時傳輸到智能管理中心，經統一分析、統一處理生成各生產單元的能源能耗數據報表，為入駐企業提供能耗最優的生產改進方案，有助于企業統籌規劃，實現節能、環保的管理目標。本系統由在線監測模塊和能源能耗數據挖掘模塊組成，采用C/S架構模式開發，既能實現能源能耗數據分散監測，又能實現數據統一處理。(2) 生態管理系統。本系統通過B/S架構模式構建園區生態管理系統，系統包括基礎數據管理系統、監測系統以及環境管理系統。基礎數據管理系統由各類儀器及通信網絡組成，針對園區各生產單元的三廢特征，通過各類儀器儀表分散采集數據經網絡系統傳遞給監測系統進行統一處理，最終經環境管理系統形成環境管理分析報表、臺賬等文件資料實施統一管理。其目的是實現園區生態管理的可視化、智能化、科學化管理。(3) 物業管理系統。園區物業管理系統主要實現園區的物業集中管理、集中監控、集中服務，強化協調物業管理者與入駐企業、服務人員之間和諧關系。本系統采用B/S架構模式，主要包括物資設備管理、物業服務管理、物業合同管理、一卡通服務系統以及其他輔助管理系統功能，實現園區管理的高效、敏捷、便利性，有助于提升物業管理水平，推動園區數字化。

四、結語

新材料產業園IMS以運營管理一體化、管理決策數字化、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、系統核心業務進行了詳細的設計，并提出了相應的功能設計，實現了新材料產業園的智能管理系一體化，大幅提升園區的生產效率，為打造智能、生態的產業集聚區提供強有力的技術保障與數據支撐。

參考文獻

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注：原文載自《科技風》2020年第18期，本次發表有改動。