制造業特色小鎮數字化、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，以互聯網、云計算、物聯網、大數據、人工智能、5G 設施等為代表的新一代信息技術發展速度持續提高。可以預見，人類社會將從傳統信息社會過渡到智能社會，新興信息技術將更加呈現出高速發展的技術大爆炸態勢。

特色小鎮作為我國工業園區升級和城鎮化改革的一種全新形式，已成為近年來經濟社會發展的重要載體。隨著國家“互聯網+”戰略的推進，越來越多的特色小鎮走上數字化、智能化的發展道路。

當前，制造業特色小鎮數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。建設數字化特色小鎮，應針對經濟基礎、產業特色、文化旅游資源、人居環境、基礎設施等方面，借助社會經濟數據資源、企業生產數據資源等搭建應用型云服務平臺，在特色小鎮內實現生產生活各領域的精細化、動態化管理，為小鎮居民提供優質的工作生活環境，為企業發展創造更加有利的營商環境，為游客構建舒適便捷的旅游環境，從而吸引人才和產業集聚。

特色小鎮數字化建設的總體需求

圖1 特色小鎮數字化建設的總體需求

制造業特色小鎮數字化、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：

圍繞統一數據、統一運營、統一管理、統一計費目標，建設小鎮運營管理平臺；

以移動互聯網、物聯網為依托，圍繞政府、企業、居民等服務對象全面實現小鎮數字化；

整合園區管理、企業服務、產業服務、政務服務、生活服務等應用，提供統一的服務體驗；

基于智慧城市、未來社區建設經驗，探索形成制造業特色小鎮可持續商業模式；

以特色小鎮為中心，實現本區域、跨行業儀器設備、專業人才、檢測加工、倉儲物流等配套服務和資源的共享；

促進特色小鎮數字化系統與智能制造平臺數據的共享融合，實現業務協同和決策支持，提高制造業小鎮管理決策能力。

制造業特色小鎮數字化功能需求模型

制造業特色小鎮綜合管理云平臺是在園區互聯網絡基礎上，利用物聯網、區塊鏈、大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術實現生產、生活、生態、運營、管理和服務的數據資源整合集成，基于統一用戶管理、統一資源管理、統一權限管理，實現資源共享、數據共享和業務協同，實現特色小鎮產業服務和運營管理的智能化、產業決策的科學化、政府管理的規范化。

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

圖2 制造業特色小鎮數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據中心，實現區域范圍制造資源的虛擬化和服務化，支持制造業設備、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。建立區域或行業制造業ERP云服務，實現供應鏈上的信息流、物流、資金流、人流等資源的統一管理，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服務實現產業資源和過程平臺化管理。

制造產業配套服務集成化即建設集技術研發、檢驗檢測、創業孵化、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新服務綜合體，構建以智能制造產品聯合創新、智能制造服務合作開發、智能制造生態共享共建的共同體。

小鎮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，實現身份統一認證和訪問權限集中控制。基于園區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企業生產服務與管理，建立政務服務平臺，逐步實現特色小鎮“最多跑一次”工程。跟制造業企業直接相關的工商、稅務、質監、環保、消防等事務全面實現網上受理、辦理和反饋。實現項目入駐、人才評審、政策申請等在線申報，為協會群團組織提供工具系統，接入黨員教育、安全生產、職業學習等平臺。通過產業地圖對產業情況、研發投入、高端人才、金融服務、招商績效等進行可視化分析和動態展示。

園區運營管理智能化即實現制造業小鎮智能化運營相關的視頻監控、一卡通、智能停車、環境監測、智慧環保、路燈照明、澆灌系統、電子巡更、會議管理等系統的集成，完成跨平臺異源異構數據的融合共享，提高應用系統的使用效率。基于特色小鎮運營數據的多維分析、可視化、動態監測，為特色小鎮智能化運營提供決策支撐。

打造智能制造數據大腦即逐步實現“云設計”“云制造”“云采購”“云服務”等制造新模式，圍繞各特色小鎮優勢產業或核心產業建立制造業云服務平臺。在各區域或行業制造業云服務平臺的基礎上，最終打造全國制造業數據互聯互通的“智能制造數據大腦”，實現數據采集、模型分析、服務支持等云服務模式。

制造業特色小鎮數字化技術需求模型

制造業特色小鎮數字化總體技術架構主要由業務應用層、平臺層、綜合網絡層、感知層（數據采集）四層組成（如圖3）。

圖3 制造業小鎮數字化平臺技術架構

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“制造業生產大數據融合中間系統”實現跨行業、跨企業間數字化系統的數據整合，實現制造業數據與小鎮管理數據的融合與共享，支撐數據融合基礎上的應用整合與開發，實現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信息的“綜合服務展現”。

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內各類設備的溫度、濕度、濃度、強度、速度等進行數據采集，及時反饋至數據中心。

網絡層通過互聯網、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據傳輸至平臺。

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據處理、中間件和數據庫服務。基礎設施平臺層實現對異構軟硬件資源的兼容和動態調度，形成資源池。支撐服務平臺實現數據匯集、資源共享、應用整合和業務協同，完成制造業數據與園區管理數據的融合。基礎平臺層根據需要接入地方政府云計算中心或專業運營商云計算中心，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的基礎平臺。

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

制造業特色小鎮數字化升級改造方法研究

圍繞制造業特色小鎮數字化建設目標，從理念轉變、產業重構、萬物互聯、數據智能、人才為本、機制創新、保障措施7 個方面構建了制造業特色小鎮改造升級路徑框架（如圖4）。

理念轉變：制造業特色小鎮數字化建設是一個復雜系統的演進過程，決策制定者及營運管理者的意識形態、方式方法，將極大地影響智能制造小鎮的演化及升級模式。經驗表明，首先需做好兩大轉變——從房地產開發模式轉變為特色產業發展模式，從物業管理模式轉變為平臺服務運營模式。必須改變舊有觀念和固有思維模式，與時俱進、從創新驅動及可持續發展的戰略高度策劃特色小鎮的數字化、智能化升級轉型和發展之路。

產業重構：制造業特色小鎮建設“三化目標”為小鎮智能化、智能產業化、產業智能化，構成一個有機的智能化生態系統。園區物理空間的數字化、智能化本質上只是外在目標，智能制造產業的集聚和優勢產業的智能升級重構是本質目標。以產興城，打造智能小鎮，以城興產，建設智慧園區。

圖4 制造業特色小鎮改造升級路徑

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

數據智能：智能制造小鎮建設的重要基礎工作是制造業數據與小鎮管理數據的融合共享。沒有大數據作為基礎支撐，智能化的生命力非常有限。智能制造小鎮建設的本質就是基于特色小鎮特定區域范圍，構建基于產業、人才、設施、空間、文化、服務等全方位大數據的智能制造生態平臺。目前異構信息系統在進行數據交換時普遍存在低效、數據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，以實現便捷的信息融合和無縫數據對接。

人才為本：智能制造小鎮建設需要數字化、智能化領域高端人才參與項目的規劃、設計、研發、實施和運營，需要組建專業的運營服務團隊持續提供支持。從智能產業化和產業智能化的戰略高度看，人才的重要性則更為突出。持續支持大數據、人工智能、物聯網、互聯網運營等領域高等院校和培訓機構，著力培養本土人才和現有人才，不拘一格引進智能化人才，創新用人機制。營造高品質的工作生活環境，以優厚的人才條件留住優秀人才。

機制創新：建立與完善以市場為主導、政府為輔助的產業管理體制。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。借助專業化運營團隊，通過智慧、價值和能量的集成運用，對特色小鎮運營模式實現機制與體制創新，使之真正成為制造業智能化改造和產業升級換代的驅動力和核心載體。

保障措施：保障制造業特色小鎮產業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，引導和鼓勵企業進行自主創新與升級轉型；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。