基于蜂窩技術(shù)的通信設(shè)備制造系統(tǒng)
引言
愛立信南京工廠成立于1992年，是愛立信在國(guó)內(nèi)第一個(gè)合資企業(yè)。作為愛立信全球最大的制造及供應(yīng)鏈基地，南京工廠生產(chǎn)多種無線設(shè)備，支持全球300多個(gè)已發(fā)布產(chǎn)品。
在愛立信與中國(guó)移動(dòng)大力發(fā)展NB-IoT技術(shù)的背景下，雙方簽署合作協(xié)議，打造基于蜂窩技術(shù)的通信設(shè)備制造測(cè)試床。愛立信南京工廠被選為這次試點(diǎn)的合作單位。
一、關(guān)鍵詞
利用NB-IoT和eMTC等移動(dòng)通信技術(shù)對(duì)生產(chǎn)制造的多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控、互聯(lián)，通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的數(shù)字化改造。
二、測(cè)試床項(xiàng)目概述
1. 痛點(diǎn)
愛立信南京工廠主要生產(chǎn)基站射頻模塊，屬于傳統(tǒng)電子裝配制造業(yè)，現(xiàn)在面臨著快速NPI，多品種并行，產(chǎn)品類差異大，生命周期長(zhǎng)短不一，訂單量不均衡，信息化技術(shù)整合不足等典型生產(chǎn)問題。此外愛立信南京工廠運(yùn)用大量的獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)，全面覆蓋訂單管理，計(jì)劃管理，產(chǎn)品管理，庫(kù)房管理，生產(chǎn)執(zhí)行，物流管理等信息化的需求；但是同時(shí)也存在比較嚴(yán)重的信息孤島效應(yīng)，各個(gè)系統(tǒng)和工具之間數(shù)據(jù)不互通，需要大量的人工處理和協(xié)調(diào)。
2. 目標(biāo)
基于蜂窩技術(shù)的通信設(shè)備制造測(cè)試床旨在驗(yàn)證利用NB-IoT等先進(jìn)通信技術(shù)完成對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)、生產(chǎn)、測(cè)試、包裝等多個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)控和管理、多個(gè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)間相互協(xié)同以及多種工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的數(shù)字化、信息化。測(cè)試床包括：
多環(huán)節(jié)的監(jiān)控和管理：利用NB-IoT和eMTC等移動(dòng)通信技術(shù)對(duì)現(xiàn)有倉(cāng)儲(chǔ)、生產(chǎn)、測(cè)試、包裝等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料、設(shè)備、產(chǎn)品、質(zhì)量等多方面可追蹤，可管理。
生產(chǎn)管理系統(tǒng)互聯(lián)：將現(xiàn)存的多個(gè)獨(dú)立的生產(chǎn)管理系統(tǒng)互聯(lián)，完成數(shù)據(jù)流的整合，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的協(xié)同工作。
多種工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析：利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，將各個(gè)制造執(zhí)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度關(guān)聯(lián)分析，挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的數(shù)字化改造。
三、測(cè)試床項(xiàng)目解決方案
1. 解決方案架構(gòu)
根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟所發(fā)布的整體架構(gòu)，并在聯(lián)盟的指導(dǎo)下，本測(cè)試床整體架構(gòu)如圖1所示。測(cè)試床在原有RFID、Ethernet等基礎(chǔ)上增加了對(duì)NB-IoT和eMTC通信技術(shù)的支持。由于采用了授權(quán)頻譜，避免了其它信號(hào)干擾；而基于公眾移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的通信，在保證信息安全的同時(shí)，也無需單獨(dú)部署網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。工廠運(yùn)行數(shù)據(jù)采集上來提交到本地云平臺(tái)，在云平臺(tái)上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步整合，分析，為上面的各種應(yīng)用提供能力支撐。
圖1 基于蜂窩技術(shù)的通信設(shè)備制造系統(tǒng)
2. 物理平臺(tái)
工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)：搭建支持NB-IoT和eMTC的蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋，連接OneNet數(shù)據(jù)平臺(tái)，利用其廣覆蓋，低功耗，中低速率傳輸?shù)奶匦酝瓿缮a(chǎn)數(shù)據(jù)的傳輸和管理
數(shù)據(jù)采集模塊：基于NB-IoT/eMTC模組的通信協(xié)議，使用不同類型的傳感器模塊采集生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)，應(yīng)用于生產(chǎn)流程管控，質(zhì)量管理，設(shè)備工具維保等領(lǐng)域
各種生產(chǎn)管理系統(tǒng)的服務(wù)器：訂單系統(tǒng)、物料系統(tǒng)、產(chǎn)品信息系統(tǒng)、跟蹤追述系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)、SMT系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、MES系統(tǒng)
自動(dòng)化系統(tǒng)： PLC和相關(guān)傳感器設(shè)備
執(zhí)行機(jī)構(gòu)：伺服電機(jī)、氣缸、電缸、電爪、機(jī)械手臂、電槍
3. 軟件平臺(tái)
軟件平臺(tái)的主要功能包括：
接入層：接入層提供多種接入方式，保證上層系統(tǒng)收集到更多的生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)。
分發(fā)層：分發(fā)層負(fù)責(zé)將接入層數(shù)據(jù)以設(shè)定好的格式提交給上層，并將上層響應(yīng)分發(fā)到相應(yīng)的設(shè)備。
服務(wù)層：服務(wù)層是整個(gè)平臺(tái)的核心，主要提供數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)管理、設(shè)備管理、位置管理及其它平臺(tái)輔助功能。
表示層：表示層負(fù)責(zé)現(xiàn)有生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的訪問，以獲取當(dāng)前生產(chǎn)情況。另外對(duì)上層應(yīng)用提供一個(gè)統(tǒng)一的訪問和展示接口。
圖2 基于蜂窩技術(shù)的通信設(shè)備制造系統(tǒng)展示界面
4. 分布式配置接口
測(cè)試床軟件使用 Rest API和物聯(lián)網(wǎng)OneNet接口獲得IoT的應(yīng)用數(shù)據(jù)
測(cè)試床軟件和子系統(tǒng)采用不同的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，包括SOAP，Web service，RDMS，TCP/IP，HTTP等多種，可根據(jù)需要靈活選用。
5. 測(cè)試床預(yù)期效果
a. 經(jīng)濟(jì)效益
生產(chǎn)過程可視化：對(duì)工廠內(nèi)各主要設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并統(tǒng)一呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)、廠內(nèi)物流、表面封裝、總裝、測(cè)試等5個(gè)環(huán)節(jié)可視化80%以上。
精細(xì)化管理：根據(jù)生產(chǎn)過程中采集的數(shù)據(jù)對(duì)人員及生產(chǎn)安排進(jìn)行精細(xì)化管理，提升生產(chǎn)線效率10%。
快速響應(yīng)：打通從訂單到發(fā)貨的信息流，縮短調(diào)度響應(yīng)時(shí)間20%，提高生產(chǎn)柔性。
降低維護(hù)成本：建立維護(hù)設(shè)備使用情況監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備的狀態(tài)和利用率等進(jìn)行有效管理，通過多維度關(guān)聯(lián)分析，降低裝配和測(cè)試設(shè)備的維護(hù)成本15%，提升設(shè)備維護(hù)質(zhì)量和利用率。
b. 商業(yè)及社會(huì)價(jià)值
通過將NB-IoT和eMTC等先進(jìn)通信技術(shù)與生產(chǎn)制造相結(jié)合，可以對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并進(jìn)一步結(jié)合數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化生產(chǎn)流程、提升生產(chǎn)效率。從而從整體上提升社會(huì)生產(chǎn)率和資源利用效率。
四、測(cè)試床當(dāng)前情況
1. 測(cè)試床當(dāng)前建設(shè)情況
a. 已經(jīng)完成的工作及獲獎(jiǎng)情況
實(shí)現(xiàn)測(cè)試床主體功能，包括接入層、分發(fā)層和部分服務(wù)層及表示層的工作
實(shí)現(xiàn)了七個(gè)案例在愛立信南京工廠的案例落地，包括智能螺絲刀、測(cè)試維護(hù)、 ANDON系統(tǒng)、消防設(shè)備監(jiān)控、產(chǎn)出監(jiān)控分析等。
智能螺絲刀產(chǎn)品化設(shè)計(jì)完成，將在2018年初在工廠批量部署
上海MWC智能制造案例展示及中國(guó)雙創(chuàng)大會(huì)展示
參加世界物聯(lián)網(wǎng)博覽會(huì)（無錫），榮獲兩項(xiàng)大獎(jiǎng)
中國(guó)移動(dòng)政企“和智造”工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新展示
北京通信展ICT智慧城市創(chuàng)新產(chǎn)品大獎(jiǎng)
b. 2018年工作重點(diǎn)：
端到端（芯片、模組、網(wǎng)絡(luò)）的驗(yàn)證及完善—2018年一季度
端到端的網(wǎng)絡(luò)性能驗(yàn)證—2018年一季度
智能螺絲刀的規(guī)模性試商用—2018年一季度
愛立信智慧工廠的展示中心落地建成—2018年一季度
實(shí)現(xiàn)測(cè)試床的進(jìn)一步優(yōu)化—2018年二季度
攜手合作伙伴進(jìn)行相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的方案落地及初步行業(yè)推廣—2018年二季度
新的應(yīng)用案例開發(fā)—2018年三季度
對(duì)不同應(yīng)用建立數(shù)據(jù)分析模型,通過深度挖掘,提升生產(chǎn)效率和智能化水平—2018年三季度
2. 測(cè)試床合作伙伴組成及各自提供組件描述
a. 參與單位
愛立信（中國(guó)）通信有限公司
中國(guó)移動(dòng)
b. 分工
愛立信
設(shè)備層：提供接入終端模塊
平臺(tái)層：提供系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、地理信息系統(tǒng)等。
應(yīng)用層：基于平臺(tái)的工業(yè)應(yīng)用
安全評(píng)測(cè)、數(shù)據(jù)挖掘
商業(yè)模式探索
中國(guó)移動(dòng)
系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)
網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)置
端到端數(shù)據(jù)采集及分析解決方案
商業(yè)模式探索
聲明
本報(bào)告所載的材料和信息，包括但不限于文本、圖片、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)、建議，不構(gòu)成法律建議，也不應(yīng)替代律師意見。本報(bào)告所有材料或內(nèi)容的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟所有（注明是引自其他方的內(nèi)容除外），并受法律保護(hù)。如需轉(zhuǎn)載，需聯(lián)系本聯(lián)盟并獲得授權(quán)許可。未經(jīng)授權(quán)許可，任何人不得將報(bào)告的全部或部分內(nèi)容以發(fā)布、轉(zhuǎn)載、匯編、轉(zhuǎn)讓、出售等方式使用，不得將報(bào)告的全部或部分內(nèi)容通過網(wǎng)絡(luò)方式傳播，不得在任何公開場(chǎng)合使用報(bào)告內(nèi)相關(guān)描述及相關(guān)數(shù)據(jù)圖表。違反上述聲明者，本聯(lián)盟將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
AII微信公眾號(hào)
AII頭條號(hào)