富泰华工业（深圳）有限公司主要从事信息产业、通讯产业、自动化设备产业、光电产业、精密机械产业的制造、销售与服务；专注于科技创新，将工业互联网融入到高科技产品生产中，助力中国制造2025目标达成。凭借在3C高端产品的制造经验，结合信息化、网络化和智能化技术的开发与应用，致力成为创新数位系统产品制造的智能工厂典范。
富泰华工业（深圳）有限公司成立于2007年，注册资本3.7亿美元，现在职员工人数逾12万人，其中研发人员超过3500人，办公面积30万平方米，研发场地8万多平方米。公司荣登深圳巿2016年度工业百强企业排行榜第二名、GDP贡献前三强。至2016年底累计拥有专利申请数3133项，其中发明专利申请数2920项，实用新型专利申请数79项，外观设计专利申请数134项，累计已获准且维持中的专利数449项。
公司以《中国制造2025》为指导原则，建立“硬软整合、实虚结合、万物互联”的智能工厂，专注于高科技产品的智能生产。在智能工厂运作过程中建立了天行者平台，将一系列数字化集成系统进行智能化升级，同时深化平台安全防护，每年通过国际ISO27001信息安全认证。通过专业服务团队，与客户携手，永续经营，打造世界级的行业应用标杆。
 
一、项目概况
1.项目背景
富泰华公司可携式智能产品智能生产示范项目，根据《中国制造2025》整体战略要求及贯彻《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，并落实富士康集团工业互联网行动纲领，特在深圳厂区建立智能生产工厂天行者平台，以期达到提质增效，降本减存。

2.项目简介
智能示范工厂是富泰华工业（深圳）有限公司专门从事可携式智能产品生产的工厂，是创新型的离散型智能制造企业。
在示范工厂中，建构的天行者运行平台，透过智能设备采集数据，建立大数据模型，利用公司内部通信网络，将一系列数字化集成系统进行智能化升级。天行者平台将智能工厂全流程信息进行集成，建构战情指挥系统，进行可视化智能管理，平台应用简介如下：
（1）信息物理设计反馈系统：通过各环节数据进行物理检测与实验，进行验证与优化，提升可携式智能产品用户体验；
（2）智能设备监控系统：通过智能传感与控制装备，实现智能检测与智能生产；
（3）智能生产管理系统：将人、机、料等生产数据自动上传，及时预警，异常监控；
（4）智能品质管理系统：监控来料品质并监控示范工厂生产产品全生命周期品质；
（5）智能良率/重测率系统：进行实时的数据采集、建模、分析，进行测试流程防呆及失效分析建模，指导实时决策。智能工厂建立在安全、高可用性、持续性、可快速复制扩充的基础上，保护客户新产品信息安全，每年零损失、零（6）泄露，每年通过ISO 27001国际信息安全管理体系认证。

3.项目目标
（1）落实中国制造2025战略目标，成为中国工业互联网发展的主要推手；
（2）致力成为创新数位系统产品生产的智能工厂典范，最终成为工业互联网智能制造世界级的行业应用标杆；
（3）运用大数据技术实现智造系统的可视化、预测化、协同化，最终实现无忧的智造环境。

二、项目实施概况

1.项目总体架构和主要内容
（1）项目总体架构

 图1 天行者平台总体架构图

 

天行者平台是富泰华工业(深圳)有限公司示范工厂打造的核心工业互联网平台，是万物互联互通时代，工业生产资源接入管理、数据采集的有效解决方案，可以通过天行者平台高效、安全的将工业设备连接至边缘计算及云端，并在核心层和云端进行设备管理、监控，数据储存、分析，建立数据模型运算和关键数据指标可视化呈现，给予企业经营管理决策支持。

（2）应用案例--信息物理反馈系统

图2 信息物理反馈系统架构图

 

信息物理反馈系统通过对产品零件精密堆叠组装、测试、用户体验等产品全生命周期数字化信息进行采集、建模、分析，进行物理检测与实验，进行设计参数验证与优化，调整示范工厂生产工艺流程和设备参数，不断提升示范工厂整体营运效率和生产产品品质，不断提高用户满意度。
工业互联网的重点是工业，工业的重点是产品与服务，产品与服务的重点是品质，品质是设计出来的。设计品质的精神就是让生产一台跟五千万台的品质都是一样的。

图3 以ISO9001为标准的系统设计顶层架构图

 

设计数据种类：结构化数据分析模型有判定树、聚类、神经网络、多元回归等;非结构化数据分析模型有图像识别、图像分割、点检测等。

图4以ISO9001为标准的系统设计数据模型

 

（3）应用案例--智能品质管理系统

图5 智能品质管理系统架构图

 

运用工业互联网平台，使供应商和示范工厂之间的流程重组、信息互通、资源共享，形成更快速、更高效的新品质管理模式，以实现双方互利共赢的目标。

（4）应用案例--智能生产管理系统

图6 智能生产管理系统架构图

 

智能生产管理系统通过连接人脸识别考勤机、人事考勤系统、薪资管理系统等，建立员工大数据库。通过生物特征识别系统采集员工信息，运用智能派工模型自动匹配工作岗位，缩短员工岗位调配时间，提升工作效率。
智能生产管理系统对员工操作岗位推行实时奖金激励，激发员工士气。
智能生产管理系统将ERP系统和SFC系统的信息互联互通，可实现计算机辅助计算线体综合生产力，实现最优生产安排，减少和避免停线损失。
（5）应用案例--智能设备监控系统

图7 智能设备监控系统架构图

 

智能设备监控系统通过对设备、治具数据采集并链接SFC/备品系统/PDCA等系统数据，通过数据服务器进行数据存储整合、分析，建立数据分析模型，达到智能判断预警。
智能设备监控系统能实时监控设备状况、工站良率，实时采集关键因子数据并自动判定结果，对设备点检保养、耗材寿命、库存实时智能预警。
（6）应用案例--智能良率/重测率系统

图8 智能良率/重测率系统架构图

 

智能良率/重测率系统从监控生产流程工艺品质出发，测试工站智能设备进行采集产品实时生产测试参数，进行边缘数据处理。
智能良率/重测率系统对产品流程工艺进行管控，监控生产工艺水平，预测不良潜在的风险，及时通知责任人采取措施，避免隐性问题导致不良品产生和设备停机，建立良率/重测率实时监控预警机制，达到提质、增效、降本、减存的目的。

2.网络互联架构

图9 网络互联架构图

 

（1）利用现有三层网络规划，采用多链路，将设备连接至网络，保证设备冗余；
（2）各区域主干网络与核心网络分别采用双线路连接，以保证链路冗余与带宽负载；
（3）生产网络与办公网络进行物理分离，各自独立运行，减少网络负载，提高网络可用性；
（4）架设无线网络，满足多种移动终端的稳定，高效访问网络资源，为各项移动应用提供有力的支撑；
（5）园区之间通过VPN连接，DMZ为对外服务提供安全的接入环境；
（6）客户通过专线或VPN接入生产网络。

3. 数据架构和应用

数据采集：应用Sqoop /Flume采集结构化/半结构化/非结构化数据；AP&APP写入数据等。
数据存储：应用MongoDB、Cassandra、Redis、SequoiaDB、Hadoop等技术存储海量数据 。
数据处理：应用 Spark、Java、Hive 等技术进行数据清洗、建模。
数据应用：应用 Spark、SPSS、R等技术进行数据分析、预测、决策判断、商品推荐等。运用CNN算法、拉普拉斯算法、LBP算法、Tensorflow技术进行大数据应用。

4. 安全及可靠性

设计信息安全框架：在ISO27001国际信息安全体系及客户信息安全要求为信息安全基线的基础上，融入国内外工业互联网信息安全框架，制定及实施公司信息安全政策，确保设备安全、控制安全、网络安全、应用安全及数据安全。在边缘层、IaaS、PaaS、SaaS层实施讯息安全控制措施以确保设备安全、控制安全、网络安全、应用安全及数据安全。

（1）达成系统可靠的方法：
a.遵循ISO20000 IT服务管理作业流程(服务水平管理、服务报告、服务连续性和可用性管理、服务的预算和核算、容量管理、业务关系管理、供应商管理、事件和服务请求管理、问题管理、配置管理、变更管理、发布和部署管理) ；
b.通过冗余、热备援、虚拟化、负载均衡、灾害恢复演练、容灾机房等技术建立高可用性的网络、数据及应用系统；
c.建立智能化集成监控与管理系统，及时发现解决问题。

（2）信息安全管理实施成果：
a.护客户新产品信息安全，每年零损失、零泄露；
b.每年通过ISO27001国际信息安全管理体系认证；
c.实现客制化软件安全保障，零黑客攻击损失；
d.每年系统可用性达99.999%。

5. 其他亮点
（1）客制化订单处理

示范工厂生产可携式智能产品客制化订单处理流程，已打通用户个性化需求、零组件厂商、精密组装堆叠各环节，将网上交易、线下交货等信息，实现无缝衔接。
（2）移动战情工业APP

天行者工业APP的特点着重在大规模生产海量数据的整合，能实时掌握生产系统信息，高效的收集数据和掌控生产进度，提高解决异常问题的效率，实现在线监测，运营优化和预测性维护等功能，现场用户通过调用APP可实现对智造资源优化配置。

三、下一步实施计划

1.深化工业互联网思维，全方位覆盖数字化、网络化、智能化；深度理解提炼工业机理，优化大数据算法模型，找到最优参数，提升生产效率和产品良率。
2.落实智能工厂能耗管理系统，提高能源使用效率，降低单位能耗，实现节能减排。
3.提升设备智能化水平，实现自感知、自预测、自比较、自重构，达到无忧工厂生产环境。

四、项目创新点和实施效果

1. 项目先进性及创新点
富泰华工业（深圳）有限公司示范工厂是‘六流’信息整合运行典范，将实体端的人流、过程流和物流信息以及虚拟端的讯息流、金流和技术流信息在示范工厂进行整合，提取四项主要先进性如下：

（1）人流：示范工厂采用生物特征识别技术采集人员信息，连接人员管理系统和智能生产管理系统，透过建模分析，实现智能派工；
（2）过程流：透过智能设备对产品全生命周期进行实时监控；示范工厂已经逐步实现客户、供应商、产线信息互联互通；
（3）技术流：建立失效分析大数据资料库，指导实时决策及经验传承；透过信息物理系统反馈，优化产品工艺参数，提升产品品质；
（4）金流：智能生产管理系统及财务系统无缝衔接，在生产现场实时显示激励奖金，提升员工士气和产品品质。
天行者平台依托丰富的智能制造经验及数据积累，可做到数据模型化、模型服务化等集成，将智能升级经验推广到全产业链，实现价值链延伸。

2. 实施效果
自国家2015年提出《中国制造2025》战略，富泰华工业(深圳)有限公司就开始进行天行者平台的推行和实践，迄今为止每年为智能工厂带来显著效益，具体如下：
（1）效率提升18%，产品良率提升10%；
（2）生产人力减少22% ，停线损失降低33%；
（3）库存周转天数缩短32%，成本降低28%。