新型数字小微园智慧“大脑”解决方案与应用

时间：2024-07-06

【摘要】文章设计了一种适用于数字小微园的智慧“大脑”新型解决方案，该方案基于计算机OSI模型，所设计的智慧“大脑”由5层结构模型组成：用户层、基础接入层、数据层、应用服务层与展现层。该模型可实现数据支撑、应用服务、可视化三大功能。为了验证该解决方案的可行性与有效性，以浙江某电商产业园为例，描述了此解决方案的一種实际应用。该项目表明，所设计的解决方案可以满足用户层中政府、管理方及入园企业三方的需求。

【关键词】计算机层次结构;OSI模型;数字园区;小微企业园;数字化

【中图分类号】TP39 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）06-0083-04

0 引言

小微企业园（Small and Micro Enterprise Park，简称小微园），是一种由政府统一规划为小微企业创业创新和成长壮大提供的生产经营场所。规划中要求：各类主体开发建设，集聚效应明显，产业定位明确，配套设施齐全，运营管理规范，生产生活服务健全，企业入园成本合理，具有准公共属性[1]。其中，生产制造类小微企业园占地面积不小于1.3万m2（20亩）或建筑面积不小于2万m2，生产性服务类小微企业园建筑面积不小于1万m2。生产制造类小微企业园入驻企业应不少于10家，生产性服务类小微企业园入驻企业应不少于20家[1]。

与传统的大型工业园区相比，小微企业园最大的特色为专门服务小微企业，小微企业包括小型/微型企业、家庭作坊式企业及个体工商户，该概念是由经济学家郎咸平教授提出的[2-5]。这些企业由于其自身规模限制，与大中型企业相比，它们缺乏深厚的经济基础，因此抗打击能力较差，常常出现流动资金不足、生产稳定性差、持续经营能力弱等问题[3-5]。但是，小微企业在我国经济结构中扮演着重要的角色。数据显示，我国现有经工商登记注册的小微企业达1 023万户，占企业总数的99%，提供85%的城乡就业岗位，贡献国内生产总值的60%，上缴税收占比达54.3%[3]。在目前阶段，鼓励小微企业建设具有重要的经济与政治意义[2-5]。

随着信息技术的高速发展，传统小微园建设出现数字化趋势，进而数字小微企业园（Digital Small and Micro Enterprise Park，简称数字小微园）应运而生，浙江省有关部门也于2019年发布了《数字化小微企业园建设运营通用要求》[1]。指出：数字小微园基于互联网、物联网、大数据、云计算等新一代信息技术，以数字平台为载体，智能管理为基础，运营服务为主线，以打造主导产业的产业链为目标，推动企业产业转型升级为方向的新型小微园。数字小微园为入园的小微企业提供便利的一站式服务，具有数字基础设施齐全、运营管理智能、公共服务完善和产业发展协同的特点。

要实现小微园的数字化，一个智慧的园区“大脑”需要被引入[6]。这个“大脑”存在的目的是简化园区的管理工作、提高运营效率，在小微园的数字化过程中，这个智慧“大脑”将承担以下3个部分的主要工作。

（1）数据支撑：对园区内可能出现的大量繁杂数据与信息进行统一管理，最终实现资源共享共用和服务的即插即用。智慧“大脑”的数据支撑功能主要包括以下几个部分：统一应用门户、资源信息集成、资源信息接口、应用服务集成及信息安全保护。

（2）应用服务：针对小微园用户（入驻企业及其相关人员）及小微园管理者分别开发相应的软件程序（App、微信公众号、微信小程序等），利用相应的应用程序满足小微园用户的服务需求及小微园管理方的管理需求。

（3）可视化：整合信息发布、视频监控、数据分析、GIS 业务、3D实景等平台，可实现“一站式”管理。同时，应对数字小微园的关键数据（如经营、能耗、监测等）进行汇总、分析、可视化展示。

智慧“大脑”的设计开发，有一个合理的构架是非常重要的，该构架需要稳定、高效且完美地解决上文所述的3个需求。而在电子计算机发展过程中，出现的各类系统层次结构模型是一个很好的借鉴思路[7-11]。目前，国际公认的计算机层次结构为7层模型，又称OSI（Open System Interconnection）模型[7-8]，是由Charlie Bachman在20世纪70年代中期提出，随后成为国际标准[7]。7层包括应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层[7-11]。参考OSI模型，用来进一步开发智能化、数字化系统也多有研究[9-11]。

本文拟借鉴OSI模型，设计一种可行的数字小微园智慧“大脑”解决方案，以满足政府、园区管理部门及入驻企业各方的需求，并对于该智慧“大脑”的各部分及其组成进行介绍。同时，本文以浙江某电商产业园为例，介绍了一种基于该解决方案的实际应用，通过该案例证明所设计的解决方案的可行性。

1 解决方案的总体构架

小微企业园的建设运营需要政府规划、管理方监管、企业入驻运营。因此，本文所设计的园区“大脑”解决方案从政府、园区运营者、入驻企业三方各自的需求及三方之间沟通交流需求出发，进行设计。所涉及的园区“大脑”总体构架图如图1所示。

图1中，园区“大脑”参考计算机的OSI模型结构，分为基于用户的用户层，基于硬件设备的基础接入层，基于软件系统的数据层、应用服务层与展现层。

政府、园区运营者、入驻企业将作为主要用户参与到数字化小微园的运作中，同时人才资源及相应各基础功能的服务商将作为辅助参与者，他们将构成园区“大脑”的用户层，基于他们的不同需求分别构建了园区“大脑”的其他部分。下面将分部分进行介绍。

基础接入层：包括大量的基础设备，例如摄像头、水电表、定位系统（北斗、GPS等）、电梯、门禁及大量传感器网络等，用于在终端执行园区内的各种操作，收集各种信息，是实现上文所述的3部分主要工作中数据支撑部分工作的基础，亦是数据层所涉及数据的重要来源之一。

数据层：数据在园区的数字化过程中非常重要[12-15]，这部分将对所收集的大量信息进行处理、整合，使得整个园区通过不同方式产生的数据更为清晰明了，方便用户的调用与查询，达到资源有效共享的目的。

应用服务层：一个智慧的园区“大脑”需要满足小微园用户（企业）的服务需求及小微园管理方（政府、运营者）的管理需求，在应用服务层中，不同的服务系统（服务平台）需要被搭建起来，这些服务系统（服务平台）将基于各种软件平台存在，包括计算机软件、网页、公众号等。

展现层：这部分功能是为了对标上文所述的3部分主要工作中的可视化功能，即整合信息发布、视频监控、数据分析、GIS业务、3D实景等平台，并对数字小微园的关键数据（如经营、能耗、监测等）进行汇总、分析、可视化展示。这部分功能将依托各种软硬件实现，例如园区大屏、园区门户、园区公众号等。相较于应用服务层，虽然都会依托于一些软件平台，但是展现层更注重信息的展示，而应用服务层更注重与使用者之间的沟通与交互。

总而言之，整个园区“大脑”的构造就是基于园区运营的参与者的所有需求而开发的，用户层即为园区运营的参与者，基础接入层与数据层是针对用户们对于数据共享高效运作的需求、应用服务层是针对用户的服务与管理需求、展现层是针对用户对于园区数据及信息可视化的需求。下面将以浙江某电商产业园为例，展现该园区“大脑”构架的可行性。

2 解决方案的应用

本文所涉及的浙江某电商产业园是2019年在浙江某市投入运营的小微园试点，该小微园的数字化管理所依托的园区“大脑”就是以上文所描述的构架为基础，同时结合当地具体情况开发的。下面将对该电商产业园的园区“大脑”进行详细介绍。如上文所述，政府、园区管理者及企业为3个最主要的参与者，他们配合一些辅助参与者构成了园区用户层，而其余的4层（基础接入层、数据层、应用服务层、展现层）都是为他们服务的，因此本文将从政府、园区管理者、企业3方的角度对所涉及的园区“大脑”进行介绍。

2.1 面向政府

在小微园的整个开发建设过程，政府有关部门的主要工作如下：{1}小微园建设前的规划工作;{2}小微园运行过程中的监管工作。

在规划工作方面，一座城市中可能需要不止一处的企业园区，包括大型工业园区、高新产业园区、小微企业园区等，因此规划一处新的企业园区往往需要综合考虑各方面的因素。作为现有园区，能够为政府部门提供清晰明了的园区情况将有利于政府部门开展新园区的规划工作，一个强大有效的数据层，可以有效地将信息与政府部门实现共享，從而使得相关部门可以进行更为高效的总体规划，进一步反哺现有园区。

在园区的运营过程中，政府部门虽然不会直接参与具体事务的管理，但是宏观的监管还是不可或缺的，这同样需要依赖于数据层的工作，通过将园区的运营状态共享给相关部门，可以协助政府及时做出有利的决策。

考虑到这两方面的需求，所设计的智慧“大脑”将通过一个园区分布地图与政府进行信息互通，图2为现有小微园智慧“大脑”与政府方面的信息互通模式。如图2所示，在相关部门接入园区服务平台以后，可以进入园区分布地图界面，并从中获得园区类型分布、接入园区企业数、园区企业数排行，进一步了解园区产值情况，并进行产业类型分析。

2.2 面向园区管理者

园区管理者，相较于政府有关部门，除了对于获取园区的基本信息有需求外，还需要获得园区内部更多的详细信息及获取园区内各种设备装置的管理权，在这种情况下，面向园区管理者的应用服务平台需要有针对性地进行设计。

在该电商产业园项目中，针对园区运营的需求，专门开发了园区“大脑”智慧管理系统，系统结构如图3所示。

如图3所示，系统由5个平台组成：{1}智能物业平台;{2}智能管控平台;{3}园区信息发布平台;{4}园区党建平台;{5}企业服务平台。而此系统也是上文所述的应用服务层的核心，可以通过园区门户网站或微信公众号进行登录。其中，前面3个平台就是针对园区管理者的需求专门开发的。

2.2.1 智能物业平台

物业管理平台，目的在于简化园区管理流程、提高园区管理效率及提高园区用户的使用体验。该平台以基础接入层中的大量终端硬件设施为基础，以智慧管理系统为载体。主要包括以下方面：{1}人行管理（如访客预约、园内导航、人脸识别闸机等），方便入园访客进出，此外考虑到小微企业园中企业数目较多，高效的导航系统也是必需的;{2}车行管理（如停车导航、车位预览、自动放行、车位监控等）;{3}物联管理，融合物联网与智能设备，为园区的基础设备建设提供多种可选择的智能设备，确保安全、快捷、低成本、标准化接入，统一园区智能设备接入协议，感知采集园区数据。此外，还有智慧充电桩、智慧电梯等智能设备。

2.2.2 智能管控平台

为了更好地管理园区为用户服务，园区管理者需要对园区中的各种设备、装置进行严格的管控，尤其是涉及园区安全问题的消防、安防、水电等，除此之外，园区的节能减排、污染控制、环境保护也是管理者关注的要点。基于此，专门开发了面向管理者的智能管控平台，通过基础接入层中的大量传感器、摄像头等收集各类信息，由数据层进行汇总整合，最后在该平台上实时展现，协助管理者可以一目了然地实现对园区的管控。

2.2.3 园区信息发布平台

此平台为园区“大脑”的展现层的重要组成部分，如上文所述，展现层的作用是对数字小微园的关键数据（如经营、能耗、监测等）进行汇总、分析、可视化展示，因此在园区信息发布平台上，集成大量的信息发布接口，使得园区的参与者可以非常高效地获得信息。

2.3 面向企业

入驻企业，作为小微园的基本组成部分及园区运营的主要参与者，在园区的建设与运营过程中享有最高的优先级，换言之，园区存在的价值就是为入住的小微型企业提供更为有利的发展环境，如“引言”部分所述，小微企业由于自身规模限制，在市场经济中带有明显弱势的经济特征，而园区的建设就是为了给小微企业带来更多的便利、提供更好的发展环境。基于此，专门搭建了面向企业的服务平台，平台结构如图4所示。

如图4所示，企业服务主要分5个部分：政策服务、金融服务、公共服务、产业服务、数字厂房，其具体内容如下。

（1）政策服务：小微企业处于经济劣势，其健康发展离不开政府政策的扶持。所设计的企业服务平台通过技术手段检索收集海量政策，然后根据入驻企业的具体情况，有针对性地从中精准推送适用政策，帮助企业高效享受政策红利。截至目前，平台已收录相关政策近8 000条。

（2）金融服务：小微企业缺乏深厚的经济基础，因此抗打击能力较差，常常出现流动资金不足等问题，而由于其规模小导致其融资不易，银行认定过高风险而不敢提供充足的贷款。基于此，园区介入此过程中，与多家银行实现对接，由园区管理方出面，借助数据层获取大量的数据（销售、生产、服务、管理、效率、征信、财务、订单等），对相关企业进行评估，引入企业健康度评价指数。通过企业健康度评价指数为银行放贷提供参考标准，对评价指数高的企业由园区出面进行担保，从而进一步简化小微企业贷款流程、降低获贷难度，同时降低银行房贷风险，达到双赢的结果。

（3）公共服务：小微企业规模有限，大多少于百人规模，很难建立完整的人才体系及完善的企业构架。因此，以园区为单位，建立为入驻企业提供公共服务的平台，是解决该问题的有效途径。所提供的公共服务包括物流服务、运营管理、营销服务、信息通信等。入驻企业可以通过访问平台，从园区获取相应服务。

（4）产业服务：类似于上文“公共服务”提到的，受规模及资金限制，小微企业难以负担起大型设备（大型建模设备、质检设备、大型服务器等）、高尖端专业人才（质量检测人员、电气自动化工程师、大数据开发工程师等）等大成本生产资料。同时，对于小微企业而言，这类设备或人才的使用频率较低，如果自行采购或聘用相对浪费较大。基于此，由园区出面为入驻企业提供此类服务，相当于将零散的小需求集中解决，既解决了小微企业对于此类服务的需求，又提高了大型设备及专业人才使用与工作效率。

（5）数字厂房：厂房作为企业生产制造的源头，其数字化是整个小微园数字化的本质。在该项目中，以电信高速光纤网、4G/5G高速无线网络、NB-IoT广域物联网等为基础，将生产过程与数据层直接相连，为小微园入驻企业提供泛在网络连接、全景视觉分析、机器设备联网等服务，全面满足未来智慧工厂、智能化生产线、无人车间的数字化需求。

基于本文提出的数字小微园智慧“大脑”解决方案，该电商产业园园区运营顺利，2019年初，小微园智慧管理平台正式上线，广受各方好评。截至目前，该小微园入驻企业数十家，总投资数亿元，已成为一个集电商、快递、仓储、人才培训、大学生创业、金融、信息技术交流等功能于一体的综合性产业园区。

3 结语

本文基于计算机OSI模型，设计了一种由5层结构组成的数字小微园智慧“大脑”解决方案，该方案包括以下5层：用户层、基础接入层、数据层、应用服务层与展现层。用户层为园区运营参与者;基础接入层控制小微园区的所有硬件设备，类似于OSI系统中的物理层;数据层用于整合、传输、交互数据;应用服务层为使用者提供操作平台，用于实现人机交互;展现层相当于计算机的屏幕，用于信息发布及数据共享。通过这5层实现数据共享、应用服务、可视化功能。

此外，本文还以浙江某电商产业园园区为例，从监管方（政府）、小微园管理方及入园企业3个角度描述了此解决方案的一种实际应用。通过所设计的智慧“大脑”，政府的监管需求、园区管理者的管理需求、园区入驻企业的服务需求都可以得到较好的满足。自园区开放及智慧管理平台上线后，该小微园的顺利运营，证明了本方案的可行性。

除了文中所述的电商产业园区之外，所设计的数字小微园智慧“大脑”还在浙江省多地参与到相应的小微园建设中。截至目前，小微企业园园区“大脑”已经与全省各地的多家小微企业园区正式签约，其中大部分园区正式上线，平台接入企业总数过千。现有平台为全省统一平台，同时针对不同地区、不同类型小微园区开放模块定制功能。

参考文献

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