制造業(yè)特色小鎮(zhèn)數(shù)字化、智能化升級分析

□ 浙江省人工智能學會 杭州市科技信息研究院

當前，以互聯(lián)網、云計算、物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G 設施等為代表的新一代信息技術發(fā)展速度持續(xù)提高。可以預見，人類社會將從傳統(tǒng)信息社會過渡到智能社會，新興信息技術將更加呈現(xiàn)出高速發(fā)展的技術大爆炸態(tài)勢。

特色小鎮(zhèn)作為我國工業(yè)園區(qū)升級和城鎮(zhèn)化改革的一種全新形式，已成為近年來經濟社會發(fā)展的重要載體。隨著國家“互聯(lián)網+”戰(zhàn)略的推進，越來越多的特色小鎮(zhèn)走上數(shù)字化、智能化的發(fā)展道路。

當前，制造業(yè)特色小鎮(zhèn)數(shù)字化建設還面臨著實際應用內容不明確、需要解決的問題不集中、特色不鮮明等問題。建設數(shù)字化特色小鎮(zhèn)，應針對經濟基礎、產業(yè)特色、文化旅游資源、人居環(huán)境、基礎設施等方面，借助社會經濟數(shù)據(jù)資源、企業(yè)生產數(shù)據(jù)資源等搭建應用型云服務平臺，在特色小鎮(zhèn)內實現(xiàn)生產生活各領域的精細化、動態(tài)化管理，為小鎮(zhèn)居民提供優(yōu)質的工作生活環(huán)境，為企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造更加有利的營商環(huán)境，為游客構建舒適便捷的旅游環(huán)境，從而吸引人才和產業(yè)集聚。

特色小鎮(zhèn)數(shù)字化建設的總體需求

圖1 特色小鎮(zhèn)數(shù)字化建設的總體需求

制造業(yè)特色小鎮(zhèn)數(shù)字化、智能化總體需求可以概括為“1 個基礎，1 個平臺，3 個對象，5 項服務”（如圖1），具體包括：

圍繞統(tǒng)一數(shù)據(jù)、統(tǒng)一運營、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一計費目標，建設小鎮(zhèn)運營管理平臺；

以移動互聯(lián)網、物聯(lián)網為依托，圍繞政府、企業(yè)、居民等服務對象全面實現(xiàn)小鎮(zhèn)數(shù)字化；

整合園區(qū)管理、企業(yè)服務、產業(yè)服務、政務服務、生活服務等應用，提供統(tǒng)一的服務體驗；

基于智慧城市、未來社區(qū)建設經驗，探索形成制造業(yè)特色小鎮(zhèn)可持續(xù)商業(yè)模式；

以特色小鎮(zhèn)為中心，實現(xiàn)本區(qū)域、跨行業(yè)儀器設備、專業(yè)人才、檢測加工、倉儲物流等配套服務和資源的共享；

促進特色小鎮(zhèn)數(shù)字化系統(tǒng)與智能制造平臺數(shù)據(jù)的共享融合，實現(xiàn)業(yè)務協(xié)同和決策支持，提高制造業(yè)小鎮(zhèn)管理決策能力。

制造業(yè)特色小鎮(zhèn)數(shù)字化功能需求模型

制造業(yè)特色小鎮(zhèn)綜合管理云平臺是在園區(qū)互聯(lián)網絡基礎上，利用物聯(lián)網、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新一代信息技術實現(xiàn)生產、生活、生態(tài)、運營、管理和服務的數(shù)據(jù)資源整合集成，基于統(tǒng)一用戶管理、統(tǒng)一資源管理、統(tǒng)一權限管理，實現(xiàn)資源共享、數(shù)據(jù)共享和業(yè)務協(xié)同，實現(xiàn)特色小鎮(zhèn)產業(yè)服務和運營管理的智能化、產業(yè)決策的科學化、政府管理的規(guī)范化。

綜合管理云平臺是特色小鎮(zhèn)數(shù)據(jù)資源中心、組織管理中心和產業(yè)支持服務中心，它的功能需求包括智能制造云服務、產業(yè)配套服務、小鎮(zhèn)生活服務、政務管理服務和園區(qū)運營管理（如圖2）。

圖2 制造業(yè)特色小鎮(zhèn)數(shù)字化平臺功能需求模型

智能制造云服務支持即建立智能制造服務平臺和生產大數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)區(qū)域范圍制造資源的虛擬化和服務化，支持制造業(yè)設備、設計、人才和配套服務等資源的開放共享，為制造服務供給方和制造服務需求方提供從云設計、云制造、云采購、云交易等全流程云服務。建立區(qū)域或行業(yè)制造業(yè)ERP云服務，實現(xiàn)供應鏈上的信息流、物流、資金流、人流等資源的統(tǒng)一管理，基于產品設計、生產管理、銷售管理、采購管理、物資管理、庫存管理、人力資源管理、財務管理等SaaS服務實現(xiàn)產業(yè)資源和過程平臺化管理。

制造產業(yè)配套服務集成化即建設集技術研發(fā)、檢驗檢測、創(chuàng)業(yè)孵化、成果轉化、會議展覽、人才培訓、合作交流等功能于一體的智能制造創(chuàng)新服務綜合體，構建以智能制造產品聯(lián)合創(chuàng)新、智能制造服務合作開發(fā)、智能制造生態(tài)共享共建的共同體。

小鎮(zhèn)生活服務資源開放接入即通過開放平臺模式，接入包括社交服務、醫(yī)療健康、文化教育、餐飲咖啡、娛樂健身、便利超市、快遞物流、出行服務、酒店公寓等各類應用服務，實現(xiàn)身份統(tǒng)一認證和訪問權限集中控制?；趫@區(qū)一卡通的生活服務資源開放平臺，結合人臉識別技術，給園區(qū)用戶提供智能化的服務消費體驗。

政務管理逐步服務化即圍繞制造業(yè)企業(yè)生產服務與管理，建立政務服務平臺，逐步實現(xiàn)特色小鎮(zhèn)“最多跑一次”工程。跟制造業(yè)企業(yè)直接相關的工商、稅務、質監(jiān)、環(huán)保、消防等事務全面實現(xiàn)網上受理、辦理和反饋。實現(xiàn)項目入駐、人才評審、政策申請等在線申報，為協(xié)會群團組織提供工具系統(tǒng)，接入黨員教育、安全生產、職業(yè)學習等平臺。通過產業(yè)地圖對產業(yè)情況、研發(fā)投入、高端人才、金融服務、招商績效等進行可視化分析和動態(tài)展示。

園區(qū)運營管理智能化即實現(xiàn)制造業(yè)小鎮(zhèn)智能化運營相關的視頻監(jiān)控、一卡通、智能停車、環(huán)境監(jiān)測、智慧環(huán)保、路燈照明、澆灌系統(tǒng)、電子巡更、會議管理等系統(tǒng)的集成，完成跨平臺異源異構數(shù)據(jù)的融合共享，提高應用系統(tǒng)的使用效率?；谔厣℃?zhèn)運營數(shù)據(jù)的多維分析、可視化、動態(tài)監(jiān)測，為特色小鎮(zhèn)智能化運營提供決策支撐。

打造智能制造數(shù)據(jù)大腦即逐步實現(xiàn)“云設計”“云制造”“云采購”“云服務”等制造新模式，圍繞各特色小鎮(zhèn)優(yōu)勢產業(yè)或核心產業(yè)建立制造業(yè)云服務平臺。在各區(qū)域或行業(yè)制造業(yè)云服務平臺的基礎上，最終打造全國制造業(yè)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通的“智能制造數(shù)據(jù)大腦”，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、模型分析、服務支持等云服務模式。

制造業(yè)特色小鎮(zhèn)數(shù)字化技術需求模型

制造業(yè)特色小鎮(zhèn)數(shù)字化總體技術架構主要由業(yè)務應用層、平臺層、綜合網絡層、感知層（數(shù)據(jù)采集）四層組成（如圖3）。

圖3 制造業(yè)小鎮(zhèn)數(shù)字化平臺技術架構

在“感知層”和“網絡層”基礎上，完成“平臺層”基礎設施平臺和支撐服務平臺的搭建。依托“制造業(yè)生產大數(shù)據(jù)融合中間系統(tǒng)”實現(xiàn)跨行業(yè)、跨企業(yè)間數(shù)字化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合，實現(xiàn)制造業(yè)數(shù)據(jù)與小鎮(zhèn)管理數(shù)據(jù)的融合與共享，支撐數(shù)據(jù)融合基礎上的應用整合與開發(fā)，實現(xiàn)Web門戶、App、公眾號、小程序、語音、短信、郵件等方式的智能制造小鎮(zhèn)信息的“綜合服務展現(xiàn)”。

感知層基于各類傳感器、攝像頭、電子標簽、GPS、激光掃描等各類傳感設備對園區(qū)內各類設備的溫度、濕度、濃度、強度、速度等進行數(shù)據(jù)采集，及時反饋至數(shù)據(jù)中心。

網絡層通過互聯(lián)網、IoT、政務專網、局域網等各類網絡所采用的包括IP技術、無線技術、光通信技術將來自感知層的數(shù)據(jù)傳輸至平臺。

平臺層包括基礎設施平臺和支撐服務平臺，前者主要提供計算、存儲和備份等服務；后者主要提供基于云計算的數(shù)據(jù)處理、中間件和數(shù)據(jù)庫服務?；A設施平臺層實現(xiàn)對異構軟硬件資源的兼容和動態(tài)調度，形成資源池。支撐服務平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯集、資源共享、應用整合和業(yè)務協(xié)同，完成制造業(yè)數(shù)據(jù)與園區(qū)管理數(shù)據(jù)的融合?；A平臺層根據(jù)需要接入地方政府云計算中心或專業(yè)運營商云計算中心，可以把政府云計算平臺提供的云計算、虛擬化、云存儲等服務作為智能制造小鎮(zhèn)的基礎平臺。

應用層主要包括面向特色小鎮(zhèn)運營管理的智能應用系統(tǒng)、面向企業(yè)生產類的服務應用系統(tǒng)、面向特色小鎮(zhèn)居民的生活服務系統(tǒng)組成，資源共享服務實現(xiàn)本區(qū)域和跨區(qū)域制造業(yè)設備、設計、人才和配套服務等各類資源的共享。具體為：為特色小鎮(zhèn)管理者提供園區(qū)監(jiān)控、資產管理、車輛通行、能耗管理、業(yè)務審批、行政管理等管理類應用服務；為入駐企業(yè)提供基礎網絡、云服務、訪客、考勤、營銷、辦公、客戶管理等生產類應用服務；為小鎮(zhèn)居民提供無線網絡、一卡通、快遞存取、食堂就餐、醫(yī)療服務、圖書借閱等便捷生活類應用服務。

制造業(yè)特色小鎮(zhèn)數(shù)字化升級改造方法研究

圍繞制造業(yè)特色小鎮(zhèn)數(shù)字化建設目標，從理念轉變、產業(yè)重構、萬物互聯(lián)、數(shù)據(jù)智能、人才為本、機制創(chuàng)新、保障措施7 個方面構建了制造業(yè)特色小鎮(zhèn)改造升級路徑框架（如圖4）。

理念轉變：制造業(yè)特色小鎮(zhèn)數(shù)字化建設是一個復雜系統(tǒng)的演進過程，決策制定者及營運管理者的意識形態(tài)、方式方法，將極大地影響智能制造小鎮(zhèn)的演化及升級模式。經驗表明，首先需做好兩大轉變——從房地產開發(fā)模式轉變?yōu)樘厣a業(yè)發(fā)展模式，從物業(yè)管理模式轉變?yōu)槠脚_服務運營模式。必須改變舊有觀念和固有思維模式，與時俱進、從創(chuàng)新驅動及可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度策劃特色小鎮(zhèn)的數(shù)字化、智能化升級轉型和發(fā)展之路。

產業(yè)重構：制造業(yè)特色小鎮(zhèn)建設“三化目標”為小鎮(zhèn)智能化、智能產業(yè)化、產業(yè)智能化，構成一個有機的智能化生態(tài)系統(tǒng)。園區(qū)物理空間的數(shù)字化、智能化本質上只是外在目標，智能制造產業(yè)的集聚和優(yōu)勢產業(yè)的智能升級重構是本質目標。以產興城，打造智能小鎮(zhèn)，以城興產，建設智慧園區(qū)。

圖4 制造業(yè)特色小鎮(zhèn)改造升級路徑

萬物互聯(lián)：通過構建通信網絡基礎設施，為制造業(yè)特色小鎮(zhèn)內的企業(yè)和用戶提供安全、高速、便捷的網絡環(huán)境，實現(xiàn)小鎮(zhèn)內的儀器儀表、設施設備、移動終端等隨時隨地接入互聯(lián)網，架構萬物感知互聯(lián)的泛在網絡基礎。

數(shù)據(jù)智能：智能制造小鎮(zhèn)建設的重要基礎工作是制造業(yè)數(shù)據(jù)與小鎮(zhèn)管理數(shù)據(jù)的融合共享。沒有大數(shù)據(jù)作為基礎支撐，智能化的生命力非常有限。智能制造小鎮(zhèn)建設的本質就是基于特色小鎮(zhèn)特定區(qū)域范圍，構建基于產業(yè)、人才、設施、空間、文化、服務等全方位大數(shù)據(jù)的智能制造生態(tài)平臺。目前異構信息系統(tǒng)在進行數(shù)據(jù)交換時普遍存在低效、數(shù)據(jù)可加工性不足等諸多問題，為此，需使用ESB、SOA 等成熟框架構建異構信息系統(tǒng)，以實現(xiàn)便捷的信息融合和無縫數(shù)據(jù)對接。

人才為本：智能制造小鎮(zhèn)建設需要數(shù)字化、智能化領域高端人才參與項目的規(guī)劃、設計、研發(fā)、實施和運營，需要組建專業(yè)的運營服務團隊持續(xù)提供支持。從智能產業(yè)化和產業(yè)智能化的戰(zhàn)略高度看，人才的重要性則更為突出。持續(xù)支持大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網、互聯(lián)網運營等領域高等院校和培訓機構，著力培養(yǎng)本土人才和現(xiàn)有人才，不拘一格引進智能化人才，創(chuàng)新用人機制。營造高品質的工作生活環(huán)境，以優(yōu)厚的人才條件留住優(yōu)秀人才。

機制創(chuàng)新：建立與完善以市場為主導、政府為輔助的產業(yè)管理體制。以市場機制作為配置服務資源的主導因素，通過市場對各類資源進行有效配置。借助專業(yè)化運營團隊，通過智慧、價值和能量的集成運用，對特色小鎮(zhèn)運營模式實現(xiàn)機制與體制創(chuàng)新，使之真正成為制造業(yè)智能化改造和產業(yè)升級換代的驅動力和核心載體。

保障措施：保障制造業(yè)特色小鎮(zhèn)產業(yè)智能升級的順利進行所應采取的主要措施。明確建設項目清單，設計升級行動計劃，進行潛在市場分析，保證項目有效落地及進行有序實施部署；設計激勵政策，引導和鼓勵企業(yè)進行自主創(chuàng)新與升級轉型；通過政策扶植、幫扶資金和平臺互助等多種形式，解決中小企業(yè)在資金、人才和技術方面的困難；構筑誠信體系，促使政府和各級職能部門轉變作風、改進工作方式，提高工作效率；健全管理制度和完善服務體系，努力打造各種服務平臺。