基于蜂窩技術的通信設備制造系統(tǒng)

1、基于蜂窩技術的通信設備制造系統(tǒng)引言 ：企業(yè)概況愛立信南京工廠成立于 1992 年，是愛立信在國內(nèi)第一個合資企業(yè)。作為愛立信全球最大的制造及供應鏈基地，南京工廠生產(chǎn)多種無線設備，支持全球 300 多個已發(fā)布產(chǎn)品。在愛立信與中國移動大力發(fā)展 NB-IoT 技術的背景下，雙方簽署合作協(xié)議，打造基于蜂窩技術的通信設備制造測試床。愛立信南京工廠被選為這次試點的合作單位。一、關鍵詞利用 NB-IoT 和 eMTC 等移動通信技術對生產(chǎn)制造的多個環(huán)節(jié)進行監(jiān)控、互聯(lián)，通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)的關聯(lián)分析，實現(xiàn)對生產(chǎn)的數(shù)字化改造。二、測試床項目概述痛點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

2、 NPI，多品種并行，產(chǎn)品類差異大，生命周期長短不一，訂單量不均衡， 信息化技術整合不足等典型生產(chǎn)問題。此外愛立信南京工廠運用大量的獨立系統(tǒng)運營業(yè)務，全面覆蓋訂單管理，計劃管理，產(chǎn)品管理，庫房管理，生產(chǎn)執(zhí)行，物流管理等信息化的需求；但是同時也存在比較嚴重的信息孤島效應，各個系統(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)。目標基于蜂窩技術的通信設備制造測試床旨在驗證利用 NB-IoT 等先進通信技術完成對倉儲、生產(chǎn)、測試、包裝等多個環(huán)節(jié)的監(jiān)控和管理、多個生產(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)關聯(lián)分析，從而實現(xiàn)生產(chǎn)的數(shù)字化、信息化。測試床包括：多環(huán)節(jié)的監(jiān)控和管理：利用 NB-IoT 和 e

3、MTC 等移動通信技術對現(xiàn)有倉儲、生產(chǎn)、測試、包裝等多個環(huán)節(jié)進行改造，實現(xiàn)對物料、設備、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)存的多個獨立的生產(chǎn)管理系統(tǒng)互聯(lián)，完成數(shù)據(jù)流的整合，實現(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)關聯(lián)分析：利用機器學習算法，將各個制造執(zhí)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行多維度關聯(lián)分析，挖掘數(shù)據(jù)價值，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的數(shù)字化改造。三、測試床項目解決方案解決方案架構根據(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，并在聯(lián)盟的指導下，本測試床整體架構如圖 1 所示。測試床在原有 RFID、Ethernet 等基礎上增加了對 NB-IoT 和 eMTC 通信技術的支持。由于采用了授權頻譜，避

4、免了其它信號干擾；而基于公眾移動網(wǎng)絡的通信，在保證信息安全的同時，也無需單獨部署網(wǎng)絡基礎設施。工廠運行數(shù)據(jù)采集上來提交到本地云平臺，在云平臺上對數(shù)據(jù)進一步整合，分析， 為上面的各種應用提供能力支撐。物理平臺圖 1 基于蜂窩技術的通信設備制造系統(tǒng)工業(yè)通信網(wǎng)絡：搭建支持 NB-IoT 和 eMTC 的蜂窩網(wǎng)絡覆蓋，連接 OneNet 數(shù)據(jù)平臺，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)，應用于生產(chǎn)流程管控，質(zhì)量管理，設備工具維保等領域各種生產(chǎn)管理系統(tǒng)的服務器：訂單系統(tǒng)、

5、物料系統(tǒng)、產(chǎn)品信息系統(tǒng)、跟蹤追述系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、SMT 系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、MES 系統(tǒng)自動化系統(tǒng)： PLC 和相關傳感器設備執(zhí)行機構：伺服電機、氣缸、電缸、電爪、機械手臂、電槍軟件平臺軟件平臺的主要功能包括：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)運行數(shù)據(jù)。分發(fā)層：分發(fā)層負責將接入層數(shù)據(jù)以設定好的格式提交給上層，并將上層響應分發(fā)到相應的設備。服務層：服務層是整個平臺的核心，主要提供數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)管理、設備管理、位置管理及其它平臺輔助功能。表示層：表示層負責現(xiàn)有生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的訪問，以獲取當前生產(chǎn)情況。另外對上層應用提供一個統(tǒng)一的訪問和展示接口。圖 2 基于蜂窩技術的通信設備

6、制造系統(tǒng)展示界面分布式配置接口測試床軟件使用 Rest API 和物聯(lián)網(wǎng) OneNet 接口獲得 IoT 的應用數(shù)據(jù)測試床軟件和子系統(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。測試床預期效果經(jīng)濟效益生產(chǎn)過程可視化：對工廠內(nèi)各主要設備進行數(shù)據(jù)采集并統(tǒng)一呈現(xiàn)，實現(xiàn)倉儲、廠內(nèi)物流、表面封裝、總裝、測試等 5 個環(huán)節(jié)可視化 80%以上。精細化管理：根據(jù)生產(chǎn)過程中采集的數(shù)據(jù)對人員及生產(chǎn)安排進行精細化管理， 提升生產(chǎn)線效率 10%?？焖夙憫捍蛲◤挠唵蔚桨l(fā)貨的信息流，縮短調(diào)度響應時間 20%，提高生產(chǎn)柔性。降低維護成本：

7、建立維護設備使用情況監(jiān)控系統(tǒng)，對設備的狀態(tài)和利用率等進行有效管理，通過多維度關聯(lián)分析，降低裝配和測試設備的維護成本 15%，提升設備維護質(zhì)量和利用率。商業(yè)及社會價值通過將 NB-IoT 和 eMTC 等先進通信技術與生產(chǎn)制造相結合，可以對生產(chǎn)進行實時監(jiān)控，并進一步結合數(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生產(chǎn)率和資源利用效率。四、測試床當前情況測試床當前建設情況已經(jīng)完成的工作及獲獎情況實現(xiàn)測試床主體功能，包括接入層、分發(fā)層和部分服務層及表示層的工作 實現(xiàn)了七個案例在愛立信南京工廠的案例落地，包括智能螺絲刀、測試維護、ANDON 系統(tǒng)、消防設備監(jiān)控、產(chǎn)出監(jiān)控分析等。智能螺絲刀

8、產(chǎn)品化設計完成，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雙創(chuàng)大會展示參加世界物聯(lián)網(wǎng)博覽會（無錫），榮獲兩項大獎中國移動政企“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2018 年工作重點：端到端（芯片、模組、網(wǎng)絡）的驗證及完善2018 年一季度端到端的網(wǎng)絡性能驗證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 年一季度實現(xiàn)測試床的進一步優(yōu)化2018 年二季度攜手合作伙伴進行相關應用領域的方案落地及初步行業(yè)推廣2018 年二季度新的應用案例開發(fā)2018 年三季度對不同應用建立數(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 年三季度測試床合作伙伴組成及各自提供組件描述參與單位愛立