引言
     爱立信南京工厂成立于1992年，是爱立信在国内第一个合资企业。作为爱立信全球最大的制造及供应链基地，南京工厂生产多种无线设备，支持全球300多个已发布产品。
     在爱立信与中国移动大力发展NB-IoT技术的背景下，双方签署合作协议，打造基于蜂窝技术的通信设备制造测试床。爱立信南京工厂被选为这次试点的合作单位。

一、关键词

     利用NB-IoT和eMTC等移动通信技术对生产制造的多个环节进行监控、互联，通过生产数据的关联分析，实现对生产的数字化改造。

二、测试床项目概述

     1. 痛点
     爱立信南京工厂主要生产基站射频模块，属于传统电子装配制造业，现在面临着快速NPI，多品种并行，产品类差异大，生命周期长短不一，订单量不均衡，信息化技术整合不足等典型生产问题。此外爱立信南京工厂运用大量的独立系统运营业务，全面覆盖订单管理，计划管理，产品管理，库房管理，生产执行，物流管理等信息化的需求；但是同时也存在比较严重的信息孤岛效应，各个系统和工具之间数据不互通，需要大量的人工处理和协调。
     2. 目标
     基于蜂窝技术的通信设备制造测试床旨在验证利用NB-IoT等先进通信技术完成对仓储、生产、测试、包装等多个环节的监控和管理、多个生产管理系统间相互协同以及多种工业生产数据关联分析，从而实现生产的数字化、信息化。测试床包括：
多环节的监控和管理：利用NB-IoT和eMTC等移动通信技术对现有仓储、生产、测试、包装等多个环节进行改造，实现对物料、设备、产品、质量等多方面可追踪，可管理。
     生产管理系统互联：将现存的多个独立的生产管理系统互联，完成数据流的整合，实现各子系统之间的协同工作。
     多种工业生产数据关联分析：利用机器学习算法，将各个制造执行系统的数据进行多维度关联分析，挖掘数据价值，实现生产过程的数字化改造。

三、测试床项目解决方案

     1.   解决方案架构
根据工业互联网产业联盟所发布的整体架构，并在联盟的指导下，本测试床整体架构如图1所示。测试床在原有RFID、Ethernet等基础上增加了对NB-IoT和eMTC通信技术的支持。由于采用了授权频谱，避免了其它信号干扰；而基于公众移动网络的通信，在保证信息安全的同时，也无需单独部署网络基础设施。工厂运行数据采集上来提交到本地云平台，在云平台上对数据进一步整合，分析，为上面的各种应用提供能力支撑。

图1 基于蜂窝技术的通信设备制造系统

     2.   物理平台
     工业通信网络：搭建支持NB-IoT和eMTC的蜂窝网络覆盖，连接OneNet数据平台，利用其广覆盖，低功耗，中低速率传输的特性完成生产数据的传输和管理

     数据采集模块：基于NB-IoT/eMTC模组的通信协议，使用不同类型的传感器模块采集生产过程中的各种数据，应用于生产流程管控，质量管理，设备工具维保等领域
各种生产管理系统的服务器：订单系统、物料系统、产品信息系统、跟踪追述系统、测试系统、SMT系统、资产管理系统、MES系统

     自动化系统： PLC和相关传感器设备
执行机构：伺服电机、气缸、电缸、电爪、机械手臂、电枪

     3.   软件平台
     软件平台的主要功能包括：
接入层：接入层提供多种接入方式，保证上层系统收集到更多的生产运行数据。
分发层：分发层负责将接入层数据以设定好的格式提交给上层，并将上层响应分发到相应的设备。
     服务层：服务层是整个平台的核心，主要提供数据处理、系统管理、设备管理、位置管理及其它平台辅助功能。
     表示层：表示层负责现有生产执行系统的访问，以获取当前生产情况。另外对上层应用提供一个统一的访问和展示接口。

图2 基于蜂窝技术的通信设备制造系统展示界面

     4.   分布式配置接口
     测试床软件使用 Rest API和物联网OneNet接口获得IoT的应用数据
测试床软件和子系统采用不同的数据通信协议，包括SOAP，Web service，RDMS，TCP/IP，HTTP等多种，可根据需要灵活选用。

     5.   测试床预期效果
     a.   经济效益
     生产过程可视化：对工厂内各主要设备进行数据采集并统一呈现，实现仓储、厂内物流、表面封装、总装、测试等5个环节可视化80%以上。
精细化管理：根据生产过程中采集的数据对人员及生产安排进行精细化管理，提升生产线效率10%。
     快速响应：打通从订单到发货的信息流，缩短调度响应时间20%，提高生产柔性。
降低维护成本：建立维护设备使用情况监控系统，对设备的状态和利用率等进行有效管理，通过多维度关联分析，降低装配和测试设备的维护成本15%，提升设备维护质量和利用率。

     b.   商业及社会价值
     通过将NB-IoT和eMTC等先进通信技术与生产制造相结合，可以对生产进行实时监控，并进一步结合数据分析，优化生产流程、提升生产效率。从而从整体上提升社会生产率和资源利用效率。

四、测试床当前情况

     1.   测试床当前建设情况
     a.   已经完成的工作及获奖情况
     实现测试床主体功能，包括接入层、分发层和部分服务层及表示层的工作
     实现了七个案例在爱立信南京工厂的案例落地，包括智能螺丝刀、测试维护、         ANDON系统、消防设备监控、产出监控分析等。
     智能螺丝刀产品化设计完成，将在2018年初在工厂批量部署
     上海MWC智能制造案例展示及中国双创大会展示
     参加世界物联网博览会（无锡），荣获两项大奖
     中国移动政企“和智造”工业物联网创新展示
     北京通信展ICT智慧城市创新产品大奖

     b.   2018年工作重点：
     端到端（芯片、模组、网络）的验证及完善—2018年一季度
     端到端的网络性能验证—2018年一季度
     智能螺丝刀的规模性试商用—2018年一季度
     爱立信智慧工厂的展示中心落地建成—2018年一季度
     实现测试床的进一步优化—2018年二季度
     携手合作伙伴进行相关应用领域的方案落地及初步行业推广—2018年二季度
     新的应用案例开发—2018年三季度
     对不同应用建立数据分析模型,通过深度挖掘,提升生产效率和智能化水平—2018年三季度

     2.   测试床合作伙伴组成及各自提供组件描述
     a.   参与单位
     爱立信（中国）通信有限公司
     中国移动

     b.   分工
     爱立信
     设备层：提供接入终端模块
     平台层：提供系统的软硬件环境，包括数据存储、分析、地理信息系统等。
     应用层：基于平台的工业应用
     安全评测、数据挖掘
     商业模式探索
     中国移动
     系统设计指导
     网络基础设置
     端到端数据采集及分析解决方案
     商业模式探索