面向新材料产业园的智慧管理系统研究

王瑞江 朱晓霞 张莉莉 夏艳丽

摘要: 产业园区是区域经济发展、城市可持续健康发展、产业转型升级的重要集聚区。而园区信息化建设是产业园发展的重要支撑部分，又是区域经济发展、城市建设发展的新主题与新动力，创建以智能技术为支撑的生态、高效的智慧园区是未来的趋势。本文就以新材料产业园规划建设为基础，明确其建设目标和需求，提出新材料产业园智慧管理系统，设计了系统总体架构、技术架构以及各功能模块，并对各功能模块进行详细阐述，力求为新兴产业园区的智能化、信息化、数字化建设提供一些参考。

关键词: 新材料产业园; 智能管理; 系统设计; EＲP系统

产业园作为区域经济发展的助推器，是区域经济与产业联动的桥梁，是对外开放、招商引资、管理创新的主要载体，是产业集聚、企业协作、生态资源共享的活力平台^［1］。早期，我国产业园区多以硬环境建设为主，受制于财力、技术和知识的局限，很少涉及智能化软实力建设，信息化、智能化均由园区企业自行完成。同时，产业园区规划仍存在重复性建设、同质化和恶性竞争等问题^［2］。随着信息技术迅猛发展与深入应用，给产业园区转型发展带来了新活力，引领各类园区朝着集聚化、规范化、绿色生态化、智能化发展。同时，国家高度重视园区的转型升级和高质量发展，要求加强园区信息化基础建设，鼓励园区采用物联网、云计算、大数据、人工智能、新一代移动宽带网等现代信息技术，建立智慧化公共服务平台^［3］。可见，信息化、智能化是未来产业园区发展的趋势，是国家政策的导向。

在新时代背景下，互联网、大数据、云计算及人工智能等新一代信息技术与产业深度融合，推进产业智能化、专业化、数字化转型，实现转型发展，是所有产业面临的新课题。新一轮信息技术业已渗透到经济社会各领域，包括企业、园区各层面，通过信息化建设，可以营造优质的产业发展和服务环境^［4］。全面运用信息化促进产业转型升级、可持续发展，提高园区管理与服务水平，是增强园区吸引力的重要手段^［5］。随着新一代信息技术的快速发展和深度应用，助推了其与园区、行业以及实体经济深度融合，实现了园区建设的智慧化。利用信息化技术搭建园区公共服务平台，实现园区安全管理、环保管理、交通管理、监控管理以及其他辅助管理等方面的管理功能。

本文以新材料产业园信息化建设为面向对象，明确建设目标和需求，利用新一代信息技术对其智能管理系统(IMS) 开展设计，主要内容包括系统总体架构、技术架构以及各功能模块，并对各功能模块进行详细阐述，力求为新兴产业园区的智能化、信息化、数字化建设提供一些参考。

一、智能管理系统设计需求与目标

(一)系统设计需求

新材料园区对信息化的需求主要集中在三个方面: 一是基础网络覆盖，二是园区管理信息化，三是沟通信息化。运用现代计算机技术、现代通信技术、现代自动化控制技术、现代可视化技术、ERP技术以及系统集成技术等现代信息技术，在满足管理规范、生产安全、人文社会和谐的需求前提下，打造一个面向产业园，融合管理、运营和服务，产业化、信息化、数字化为一体的智能管理平台，有助于园区规划信息化建设和管理服务，营造一个安全、便捷、高效的园区企业信息化应用环境，提升企业的管理水平、产品竞争水平、研发创新力以及信息化水平，促进园区企业的转型升级，园区产业可持续高质量发展。

(二）系统设计目标

新材料产业园IMS设计总体目标是打造集中统一的信息化管理平台，引入蕴含先进管理理念的成熟软件，带动产业园向现代企业管理制度转型，实现管理决策的智能化、信息化和数字化。同时, IMS实现入驻企业在财务、销售、生产、库存、采购等方面的管控智能化，实现生产经营决策的科学化，实现“产销一体、管控有序、三流同步”，最终，实现产业园综合服务管理的智慧化。

二、智能管理系统设计方案

(一)系统设计原则

新材料产业园IMS在规划设计中，既要体现安全可靠性和易用性，又要充分体现系统的先进性和前瞻性，避免日后上线就落后，补救升级扩容的现象。因此， IMS规划设计应遵循以下设计原则: (1) 先进性原则。IMS所采用的信息技术是目前比较先进的且能够持续很长一段时间。IMS的架构、技术和功能也是新颖和先进的，能够保证新材料产业园运营管理平台系统的先进性。(2) 前瞻性原则。充分考虑新材料产业园的未来趋势和需求， IMS既要满足近期实际需求，又要满足未来十年园区的发展需求，还要支持未来新材料产业规模扩大的需要。(3) 可靠性原则。IMS在原型设计时，采用了成熟的技术，精心考虑了未来信息技术的发展趋势，确保其可靠性、稳定性。本文所设计的IMS，切实契合新材料产业园的可持续发展需要。(4) 安全性原则。本文在IMS设计时，采用了多系统容错机制和先进的计算机防控技术，同时也采用了硬件防火墙，隔离非法访问，确保系统信息资源的安全性，避免出现园区管理上的漏洞。(5) 易用性原则。在IMS的设计中，充分考虑了系统整体架构的可理解性，系统界面人性化简单易用，功能完整使用方面，切实体现管理的便利性。

(二)总体技术架构

新材料产业园IMS是由多个子系统构成互联互通的整体系统，总体技术架构主要分为终端层、通信传输层、平台支持层和应用服务层。IMS在信息安全、标准化规范体系的保障支撑下，以终端层为基础，采集信息，通过通信网络技术，经平台支撑层的软硬件运行进行处理，最终至应用服务层，为园区提供一体化服务，实现业务一体化运营及精细化、智能化管理。其中，平台支持层和应用服务层是本文的论述重点。平台支持层是由统一实时监控平台、统一信息互动平台、统一通信平台、统一组织管理平台、统一安全认证平台、车联网平台、视频平台等组成，其目的就是应用运行环境以平台服务形式通过网络将信息传输给应用服务层，实现对应用的开发支撑、运行环境及资源互动的支撑。应用服务层是IMS 的应用场景，为园区管理方、企业、员工以产业合作商等客户随时随地、按需索取的新型服务功能。

图1 IMS总体技术架构

(三）关键技术应用

IMS的关键技术主要有平台开发技术、数据处理技术和浏览引擎技术。(1) 平台开发技术。本系统采用ASP.NET平台进行开发。ASP.NET是基于NET Framework 的Web开发平台，被用于创建动态Web程序的强大的服务器端技术，语言程序架构通用，简单易学，具有跨平台性和可管理性特征。(2) 数据处理技术。本系统采用Oracle 技术，是现代企业广泛使用的大规模数据库技术，具有可靠性、安全性、稳定性、可扩展性和可用性优势，能够提供开放的、全面的和集成的信息管理方法，可以在不停机条件下将本地部署的关系数据库无缝迁移至Oracle云。由此，Oracle适合园区不同规模企业的数据库处理方案。(3) 浏览引擎技术。本系统AJAX技术，它是异步JavaScript和XML技术的完美结合，它能够创造出动态性极强的web界面。系统通过JavaScript调用AJAX引擎代替产生HTTP用户操作，无需载入新界面，减少内存空间，加快页面反应速度，提高IMS响应的及时性。(4) ERP技术应用。ERP 是以信息技术为基础，集信息技术与供应链管理理念于一身，优化园区企业管理流程，为其提供优质管理决策的系统平台。本文搭建园区ERP系统，涉及销存、生产、人力、财务、预算、物流服务以及办公自动化等系统，有助于园区管理流程优化，引导系统核心功能实施。(5) 物联感知技术。物联网包括感知、控制、通信、计算机、软件、嵌入式系统等技术领域，涉及技术种类较多，大致可分为感知关键技术、网络通信关键技术、应用关键技术、共性技术和支撑技术等等。

(四）系统核心业务

新材料产业园IMS主要服务于入驻企业的信息化管理，因此其核心业务是企业智能信息管理系统(EIMS) 。本文构建以ERP系统为核心，以销存、计质量、物流一卡通系统为支撑，实现企业核心业务(销售管理、采购管理、生产管理、财务管理) 的一体化运营以及各项业务(计划管理、合同管理、库存管理、质量管理、物流管理) 精细化管理的企业IMS业务架构。

图2 新材料企业的IMS业务结构

其中，ERP系统是企业运营管理平台，实现统一标准，统一流程、统一平台，使企业产、供、销、财务等实现专业化、集成化、智能化。计质量系统主要实现生产计划、质量管理、能源管理，投入产出、生产统计等业务功能。进销存系统主要实现合同管理、库存管理等功能。一卡通系统主要实现园区内外的物流管理功能。计质量系统、进销存系统、一卡通系统从ERP系统获取物料、供应商、客户等基础信息和订单信息，同时提供生产任务、投入产出、库存等信息供ERP成本核算使用，为园区生产运营管理提质增效提供了强有力的技术保障。

三、智能管理系统功能设计

(一）系统功能划分

新材料产业园IMS以《产业园区信息化建设和管理通用规范》为依据，由上述总体设计结构可将IMS的功能模块划分为综合门户管理系统、园区企业管理系统和园区运营管理三部分组成。

图3 新材料产业园IMS功能划分

(二）系统功能设计

1. 综合门户管理

综合门户管理是指基于统一用户管理、统一认证管理和统一授权管理，针对不同的用户群提供多种访问形式和综合性的服务。根据自身授权，用户可以通过园区综合门户互联对应业务系统及应用。另外，园区管理者通过IMS的配置管理服务，对门户资源集中统一管理，如信息发布、信息咨询、传递文件等，也可以根据园区要求，设计展示形式、展示内容、展示风格以及门户布局等。

综合门户管理系统设计采用B/S架构，主要包括统一用户管理、统一认证管理、用户权限管理、信息发布管理、OA管理以及统一应用展示等功能。

2.企业服务功能

IMS主要服务于新材料产业园的企业，为园区企业提供产供销的核心业务应用功能，并可以扩展定制诸如研发、人力、财务、决策以及综合信息服务等应用功能系统。针对园区企业的经营管理、物流管理和特色服务领域， IMS提供了面向企业的ERP服务包，包括了采购管理、仓储管理、生产管理、销售管理、物流管理、财务管理、业务支持及经营决策等功能。其中，物流管理是园区企业最为关注的功能模块，本文设计一套融合ERP和一卡通技术的可视化物流管理系统，系统包括了物流资源查询、物流订单跟踪、物流需求发布、运输车辆调度、在途管理、物流执行反馈以及对账支付等功能，为园区企业物流提供信息化服务，改善物流运作效率，降低物流成本。

面向企业ERP服务包本文采用面向服务对象的组件化设计思路，以流程优化为基础，以业务实体为功能单元，按照园区企业个性化需求配置业务流程，提供多组织多语言多账套的信息化应用环境，协助优化和梳理园区企业流程，提升园区企业信息化管理手段，提高经营运作效率。

3.运营管理功能

新材料产业园的运营管理系统依托互联网、云计算、大数据及移动通信技术，打造互通互联、一体化、平台化的智慧服务平台，提升园区各种业务管理的效率，实现园区精细化管理、产业聚集发展、人文社会和谐的核心价值，是园区管理的智慧核心。运营管理系统主要包括基础资源管理、能源管理、生态环境管理、安防管理、智能监控、物业管理、一卡通系统、招商管理以及其他辅助服务管理等业务子系统，通过各子系统有效集成衔接，实现优化控制高效、环境优越、经济节能的新型服务模式。

新材料产业园IMS中的能源管理系统、生态环境管理和物业管理系统是核心运营管理部分。(1) 能源管理系统。本系统功能旨在实现园区能源介质运行状态监测、能源计量、能源控制和能源管理优化，通过在线实时采集各个生产单元的各类能源能耗数据，经园区互联网络实时传输到智能管理中心，经统一分析、统一处理生成各生产单元的能源能耗数据报表，为入驻企业提供能耗最优的生产改进方案，有助于企业统筹规划，实现节能、环保的管理目标。本系统由在线监测模块和能源能耗数据挖掘模块组成，采用C/S架构模式开发，既能实现能源能耗数据分散监测，又能实现数据统一处理。(2) 生态管理系统。本系统通过B/S架构模式构建园区生态管理系统，系统包括基础数据管理系统、监测系统以及环境管理系统。基础数据管理系统由各类仪器及通信网络组成，针对园区各生产单元的三废特征，通过各类仪器仪表分散采集数据经网络系统传递给监测系统进行统一处理，最终经环境管理系统形成环境管理分析报表、台账等文件资料实施统一管理。其目的是实现园区生态管理的可视化、智能化、科学化管理。(3) 物业管理系统。园区物业管理系统主要实现园区的物业集中管理、集中监控、集中服务，强化协调物业管理者与入驻企业、服务人员之间和谐关系。本系统采用B/S架构模式，主要包括物资设备管理、物业服务管理、物业合同管理、一卡通服务系统以及其他辅助管理系统功能，实现园区管理的高效、敏捷、便利性，有助于提升物业管理水平，推动园区数字化。

四、结语

新材料产业园IMS以运营管理一体化、管理决策数字化、综合服务智能化为设计目标，坚持先进性、前瞻性、可靠性、安全性和易用性设计原则，全面贯彻现代化、智能化设计理念，分别对IMS总体技术架构、关键技术应用、系统核心业务进行了详细的设计，并提出了相应的功能设计，实现了新材料产业园的智能管理系一体化，大幅提升园区的生产效率，为打造智能、生态的产业集聚区提供强有力的技术保障与数据支撑。

参考文献

[1]顾朝林.中国高技术产业与园区[M].北京:中信出版社,1998.

[2]魏利,王玉光.浅议我国产业园区的发展趋势及规划对策[J].中国新技术新产品,200,( 1) :56.

[3]史胜春.全智慧化工园区管理平台的设计与应用[J].华北科技学院学报,2019,16( 5):91-99.

[4]中华人民共和国工业和信息化部.关于促进化工园区规范发展的指导意见工信部原[2015]433号[Z].2015-12-10.

[5]郭剑虹,王慧霞,侍必胜,徐红涛.基于智慧城市的园区综合管理系统设计[J].电气自动化,2015,( 3):30-36.

注：原文载自《科技风》2020年第18期，本次发表有改动。