智慧城市视角下智慧园区规划建设

王亚玲 沈智浩

浙江威奇电气有限公司 浙江 海宁 314400

引言

发展智能制造的重要性是大家所熟知的，不管是政策上还是行业背景上，智能制造在各个方面都展现出了很高的活力。智能制造体现的是“互联网+”的理念，为新一代的信息技术和制造行业所融合，从而进行服务升级。而智慧园区是提高园区综合能力的服务体系，有很多平台对智慧园区的理解体现在功能上，但是以系统的角度来理解智慧园区就会出现概述不能统一的现象。

1 工厂数字化管理系统的现状

现阶段，随着公司的快速发展，生产规模的扩大，生产设备的增加，原有的能源管理系统已经不能满足企业现有的管理需求，存在监控点不足、信息孤岛现象。为此，公司寻求建立一个以大数据为基础，以能效为主导的智能工厂数字化管理系统。通过企业数字化转型，实现生产管理流程的规范化、精细化，全面提升企业的生产管理水平。通过数字化设备管理，改进和优化产品生产流程，降低产品能耗水平，增强企业竞争力。

制造业企业数字化转型的核心任务，就是借助数字化将生产效率、物料消耗、设备损耗和产品品质等生产要素投入与过程可视化，以多种数字化设备采集生产过程中形成的关于设备、产品、物料、人员等的丰富数据，使用先进的算法、软件等对数据进行分析，不断提高企业产出效率和生产柔性、减少物料消耗和设备意外损耗、降低残次品率和稳步提升产品品质，甚至实现精准而及时地发现生产过程中的问题和做出预警干预。而要达到这一目标，希望通过探索以单位产品能耗、单位产品电耗等能效指标为先导，建设智慧工厂来实现产品生产与过程的人机互联，实现大数据下各生产环节数字化管理[1]。

2 智慧园的概念特征

目前，关于智慧园区的研究文献较少，其概念还没有统一的共识，但通过查找资料文献大体上可以分为狭义和广义两种观点。狭义的观点认为智慧园建设规划是信息技术的智能化和物联网在园区的应用，该观点以基础设施信息化程度的提升和实现员工工作场所的改善作为衡量园区智慧化的标准，侧重于从企业和员工的角度定义建设智慧园的规划目标，体现了“以人为本”的思路，主要目的是为企业和员工服务。而广义的观点认为智慧园区的建设规划的目的是提高园区的软实力，而不仅仅是改善园区内企业和员工的工作场所。如IBM将智慧园区定义为通过主题园区和虚拟园区的同步建设，加强国内各类科技园区创新、服务和管理能力，为科技园区铸就一套超强的软实力。这种观点主要从园区自身的角度定义智慧园规划的目标，主要目的是提高园区自身的竞争力。综合以上两种观点，本文认为广义智慧园的观点是对狭义观点的扩展和补充，是从整体、综合的角度去思考智慧园建设规划问题，更加接近于建设智慧城市的目标。为此，衡量园区是否智慧化应体现出三个特征：信息化、便捷化和人性化。信息化是园区是否智慧化的技术特征，也是信息技术和物联网技术相互结合的直接体现；便捷化是园区是否智慧化的基础特征，是政府管理、园区环境改善的直接体现；人性化是园区是否智慧化的目标特征，直接表现为园区软环境的人性化，即人性化的服务和人性化的环境[2]。

3 智能制造和智慧园区发展的成果分析

随着信息技术和制造业的进一步融合，我国在智能制造和智慧园区方面都取得了一定的成果，比如在基地的制造和数字化的管理等方面都得到了提高，在成本费用的管理上也进行了有效的控制。在智能制造方面，我国加强了数字化的工厂，推动了信息系统和生产管理的融合，构建了细节化的平台，从而带动了制造工厂的全面提高。我国在火电设备工厂上引进了先进的机器人和物流设备，并进行了系统的对接。在叠装机器人系统的三维视觉机器人上，采用了3D视觉效果和叠装平台等多种方式，解决了我国在大型发电机制造的瓶颈问题，降低了员工的工作强度，提高了工作效率。以上海电气集团临港制造基地为例，该集团对于数控机床的数据还进行了实时的分析，研发了MCIS机床集中控制系统，提高了设备利用率。在生产车间通过系统管理，对各个方面的数据都进行了统计，便于管理人员掌握实时的信息和动态。在智慧园区的发展方面，我国把园区的管理和公共服务等都作为主要环节，统一规划，集中管理。在智慧园区的管理方面，设有安全监控系统，实施远程监控。通过网络把各地的图像进行集成，再通过手机进行查询，提高了监控的可靠性。这种方式不仅可以提高效率，而且可以降低人工成本和工作人员的劳动强度。还建立了电子围栏子系统，不仅可以报警，还可以对报警的信息进行分析，从而进行针对性的监控。以上海电气集团临港制造基地为例，该集团还设有生产服务管控系统，可以实现远程抄表，并运用模型降低产生的耗能。公共服务有一卡通系统，可以实施门禁以及餐饮的集中管理，还可以运用到考勤以及车辆管理的个性化管理，从而提高人们的生活效率。在园区的接待管理还设有前端展示系统，集中展示了监控录像，并发布了相关的服务信息，通过机器人讲解等多种方式，提高了企业的形象[3]。

4 智慧园区关键技术

4.1 物联网技术

物联网技术作为重要的第三信息技术，根据约定的协议，借助相应的传感设备，将获取的数据信息通过网络进行连接，并且输出控制指令，实现园区智能化管理。通过物联网技术的广泛应用，传感器及摄像头等在园区中照明、停车、安防、监控等方面起到更好的智慧化作用。

4.2 大数据技术

智慧园区建设带来数据的爆发式增长，大数据技术能够进行数据分类、重新分析、再利用等智慧化处理，解决数据量和数据类型的迅猛增长所带来的资源和数据碎片化问题，避免“数据孤岛”，发挥数据协同效应。

4.3 云计算技术

面对智慧园区海量数据处理需求，云计算技术能够对其进行快速计算和存储，灵活便捷。云技术可以为园区运营管理提供更为全面的数据处理服务，整合基础信息以充分发挥数据效能。云计算作为一张新型基础设施，必将使智慧园区发展更有竞争力。

4.4 结合先进的信息技术创新发展

信息技术可以支撑现代的制造业和服务业不断向前发展，因此，在发展过程中，要结合先进的信息技术进行创新发展。其一，要实现网络的泛在化。在基地内的局域网络中实现设备的自动化，从而实行远程监控。其二，要实现设备的智能化。要通过各种机动化的技术和物联网的应用，对已经建成的基础设施设备进行升级，从而实行远程的控制，要把传统的设备添加智能的新型装置变为智能设备。其三，要实现系统的集成化。将基地内的平台走向集成，提高系统的集成程度，将基地内的资源共享，提高服务能力。其四，实现基地的云计算。由于基地的规模越来越大，设备越来越多，可以将云计算与现在的需求进行结合，从而得到业务支持。其五，互联网化。利用互联网可以将智慧运用到各个方面，比如照明设备、通信设备以及自动化设备等多种系统连接成网络，通过微信公众号等多种平台使基地内的工作人员轻松获取信息，从而采用便捷的流程提高工作效率。

5 物联网技术建设智慧园区信息系统的研究方法

5.1 建设智慧园区的重要内容

在物联网技术的基础上建立完善的智慧园区信息系统，最终目的是实现园区服务的智能化，使园区内的运作形式和运行机制更加具体化、智能化。在建设智慧园区的过程中，最重要的内容还是为用户接入传感设备，使物体之间进行信息感知是物联网技术中的最基础部分。建设智慧园区，要有四个层次的内容，通过完善感知层、网络层、平台层和应用层这四个结构，建立一个全方位的智能化服务平台。在园区建设结构中对各层次之间的构建要灵活，互联网的发展是具有灵动性的，不能以固有的思想来看待网络技术的发展，各数据库之间也要进行资源整合，闭目塞听的发展是不适合应用到互联网技术中的。归根结底这不是一个畅想化的过程，它的实现需要具体技术来进行支撑，没有哪一项成就是通过简单的语言描摹就能做到的，都是在具体的实践过程中不断经历挫折、总结经验，才能实现对新技术的研发。互联网领域整体呈现出一个高速发展的态势，如果智能化信息系统的建立跟不上时代发展的脚步，那它也就没有存在的必要性，这对园区内容建设者来说，无疑是重大的挑战，但时代造就英雄，只有技术工作者克服困难，勇于挑战和创新，才能在不断探索中开发新技术，将智慧园区信息系统与互联网技术整合，建立一个具有能动性的智能化信息系统。

5.2 建设智慧园区的重要规划

智慧园区信息系统的建设，最关键性的技术还是物联网和云计算。物联网是在互联网发展的基础之上产生的，互联网将信息收集和信息网络的构成进行了更大的扩展，形成了独有的网络信息系统，智慧园区信息系统与之有着相似之处，都是在原有技术的支撑上通过信息传感等手段，搜集整合各类信息，重新建立一个完整的信息融合系统，进行信息的交换。在网络技术的开发中，云计算是不可忽略的。云计算可以将巨大的网络数据进行分类，形成各个数据小程序，然后再通过服务器进行系统的处理，根据分析结果将数据反馈给用户。智慧园区信息系统的应用流程与此相同，也是通过对信息的搜集进行整合处理，然后根据用户的需求将处理过的信息返还给用户，最终达到满足用户需求的目的。

5.3 有效运用物联网开放平台

物联网开放平台一般会选用浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）架构开发，通过先进的物联网技术能够实现一站式高效服务，开放平台通常包含兼容设备检索、开发文档、信息访问权限监控等内容，通过开放平台可以得到最新的数据和市场信息。其中，开放平台主要具备以下几方面的功能。①兼容设备检索功能。智慧应用开发者按照实际的开发需求在网络平台检索设备下进行检索，从而达到降低调研成本的目的。一般情况下，相同类型的接口可提供各种不同的交互形式，如Web Service、Socket等，支持常见移动端的开发协议，通过各种方式实现供应数据的互相交换。②供应机器与机器（Machine to Machine，M2M）信息规范交换网关授权。开发者能够通过物联网平台有效控制开发的应用程序，同时与M2M信息规范进行交换，智慧应用仅通过指定的M2M信息交换有关设备。③提供信息的访问权。利用物联网技术平台全过程监控所有的数据信息，且可以控制数据的实际流量，进而分离控制权，实现独立的网络化控制。

6 结束语

建设智慧园区本身是一个不断进步的过程，是需要不断加以完善优化的过程。在建设初期加强智慧园区信息化管理，将园区智能运营监管平台作为关键，运用高科学技术、智能服务手段来完善园区中经营、生产、监管等全部维度，将园区的企业进行信息收集整合，为其提供有效性、快捷性、安全性的智慧园区公共服务打下坚实基础。不断进行创新改造、环境发展，加强园区产业创新的凝聚力量，扩大产业的发展空间，发展集聚产业，进而不断提高我国智慧园区信息化建设的水平。