SMT（Surface Mounted Technology，表面貼片技術）指的是在印刷電路闆 （Printed Circuit Board，PCB）基礎上進行加工的系列工藝流程的簡稱，是電子組裝行業裡最流行的一種技術和工藝。SMT 目前發展已有 40 多年的曆史，現已廣泛的應用于通信、計算機、家電等行業。并在向高密度、高性能、高可靠性和低成本的方向發展。
随着工業 4.0 與物聯網的發展，大量 SMT 工廠依托數字孿生等新技術，紛紛開始“網際網路+制造業”的智能化轉型之路。其中資料可視化通過建構資料多元度呈現，讓傳統的資訊制造業實作資料統一管理運維，賦能行業向智能化、綠色化發展。
目前，圖撲軟體可視化已攜手華為雲 IoT、武漢聯想等企業共同打造 SMT 智慧工廠，通過可視化賦能數字孿生應用，幫助更多制造工廠打通實體世界與虛拟世界之間的橋梁，實作企業數字化轉型更新。
圖撲 & 華為雲 IoT，攜手打造 SMT 智慧工廠
8 月 10 日，圖撲軟體和華為雲 IoT 共同在 DevRun 平台分享了關于“華為雲 IoT 數字孿生 & 圖撲可視化實作工業數字化轉型”主題的直播。圍繞工業數字化轉型場景，直播介紹了華為雲 IoTA 服務數字孿生技術結合圖撲軟體可視化産品在打造數字化工廠的應用案例實踐，并進一步探索了數字孿生及可視化技術如何更好幫助工業企業實作數字化轉型更新。
圖撲軟體提供了建構先進 2D、3D 資料可視化的解決方案，基于自主研發的 HT 圖形引擎，可快速建構實時資料驅動的工廠裝置和産線模型，為數字孿生提供豐富的可視化展示形式和效果；而華為雲 IoT 提供了基于物聯網資産模型的資料分析服務，能整合 IoT 資料內建、清洗、存儲、分析，為 IoT 資料開發者提供一站式服務。
在華為雲 IoT 平台快速建構裝置資産模型和模型的屬性、分析任務的基礎上，借由圖撲可視化實作了界面化動态配置産線模型。目前該 SMT 數字化工廠平台已實作智能化、無代碼、可配置的工廠數字化管理。不僅能參數化模組化和執行分析任務，并且極大降低了開發門檻，縮短開發周期。
目前，包括華為南方工廠（Huawei Mate 40 生産工廠）在内等多處制造工廠，對産線的數字化的需求日益迫切。通過打造 SMT 數字化工廠平台方案建構手機貼片産線的數字化孿生體，可以提升生産過程、優化制造工程廠商的管理以及品質控制的管理，讓産線的效率得到大大提高。同時，快速實作 IoT 資料價值變現，也幫助企業降低營運成本，讓工廠數字化轉型更新“觸手可及”。
工廠數字化轉型痛難點及解決模式
目前，越來越多工廠正在“工業 4.0”數字化轉型道路上積極探索，通過資料采集、分析、可視化等技術來挖掘資料價值，進而優化生産。但在這個實踐過程中，不可避免會面臨一些共性問題，諸如：
1、資料與資訊孤島，煙囪林立
一家工廠，在不同的階段，因為項目的不同，有可能找不同的供應商去承接。分段式的項目供應商，導緻的是不同的系統應用。形象點說，多系統不互通，就是像獨立的“煙囪”，每個“煙囪”都有“煙”，但是卻不互通。在工業 4.0 階段，不互通，意味着資訊孤島，也就意味着企業的數字資産分布零散，維護成本高，使用效率低下。
2、應用上線慢，耗時耗力
資訊孤島的出現，源自不同系統之間的不互通，導緻的是新的應用上線會“重複造輪子”：每個應用上線，都有大量的重複工作，浪費人力物力，且耗時長。更重要的是，新的應用帶來的資料處理問題：由于缺乏統一的模組化，每個應用在處理原始資料時，都需要重複處理。兩個“重複”讓本就高昂的成本，更加“雪上加霜”。
3、資料分析門檻高
工廠，或者企業，有着一顆想要降本增效的心，比如想要通過分析現有的資料找到規律，進而優化流程，但卻因為資料分析的門檻高，望而卻步。這其中最關鍵的原因，是其業務場景不明确，沒有找到一個好的資料平台。
以上痛點難點，是大部分工業領域的廠家在“工業 4.0”摸索過程中都會遇到的，而貫穿其中的是“應用”。也就是說，軟體開發者未做到足夠的分層解耦是造成上述問題的重要原因之一。以“應用”為基礎，工廠也經曆了幾種開發模式的演變：
早期模式經曆由模式一“煙囪式”應用到模式二統一數采平台的演變，原因是業務資料單獨采集使用造成的缺乏整體規劃和效率低下問題，促進了統一平台的衍生。而雖然通過生産線和應用之間的“平台”集中統一開放，讓整體效率有所提升，但資料的使用仍然是獨立的，沒有實作真正的融合。
目前，“資料處理——統一孿生模型”作為新的模式，正同步解決“應用解耦”和“資料統一處理”問題。例如，華為雲 IoT 運用“統一孿生模型”的方式，把實體世界的裝置，抽象成數字世界裡的模型，并把應用和實體裝置的互動就轉變成了應用和數字孿生體的互動，實作了數字化統一處理。
在華為雲 IoT平台基礎之上，圖撲軟體建構的 3D 可視化應用層，通過 SMT 虛拟工廠，打通了抽象模型到資料呈現之間的橋梁，賦予以“類/對象“”形式表達的“裝置模型/裝置執行個體”仿真可視化的效果。同時，面闆資料實時對接華為雲 IoT 基礎平台，映射了抽象的數字孿生體産線模型，實作了數字模型的資料驅動和互動效果。
基于 SMT 數字化工廠的數字孿生實踐
下面是基于華為雲 IoT 數字孿生 & 圖撲可視化打造的 SMT 數字化工廠項目效果和開發流程。
在具體講解之前，先介紹在建構 SMT 工廠資料模組化和分析應用當中涉及到的一些名額概念。
1、OEE 概念簡介
即裝置綜合效率（Overall Equipment Effectiveness，OEE）。一般來說，每一個生産裝置都有自己的理論産能，要實作這一理論産能必須保障沒有任何幹擾和品質損耗。OEE 就是用來表現裝置的生産能力相對于理論産能的比率。
在計算 OEE 的時候，會涉及到以 3 個次元：
時間使用率
時間使用率=Σ實際運作時間/Σ計劃開機時間*100%。用來評價停工所帶來的損失，包括引起計劃生産發生停工的任何事件，例如裝置故障，原材料短缺以及生産方法的改變等等；
性能使用率
性能使用率=Σ[産出數量*一個産品在裝置應有狀态下加工的周期時間]/Σ實際運作時間*100%。用來評價生産速度上的損失。包括任何導緻生産不能以最大速度運作的因素，例如裝置的磨損，材料的不合格以及操作人員的失誤等；
合格率
合格率=[合格産出數量]/[産出數量]*100%。用來評價品質的損失，它用來反映沒有滿足品質要求的産品（包括返工的産品）；
那麼最終的計算公式就是，OEE=[時間使用率]*[性能使用率]*[合格率]*100%，這就是衡量裝置綜合營運效率的一個關鍵名額，也是很多電子制造工廠以及其他類似廠房裡的一個關鍵性名額。一般來說，國内廠家 OEE 的數值都不會太高，一般隻有 70%，或者 80%，少的甚至隻有 40%左右。
2、工廠孿生體産線和裝置模組化分析效果圖
工廠孿生體産線和裝置模組化分析，可以通過一些可視化的管理背景進行檢視。以下分别三個不同功能的效果圖。
圖1裡可以看到每個裝置的 OEE 數值。通過資産模組化和分析能力可實時計算出産線和裝置的 OEE，各裝置關鍵名額實時監控，同時可檢視曆史資料。
圖 1：展示的共有 1 條産線，可以進行适當地拖放。
圖 2 ：為裝置模組化圖。通過裝置上報故障消息和裝置模型相結合，實時監控裝置運作狀态。
圖 3：資産分析圖。通過資産模型分析能力，可實時分析和監控上報的裝置資料是否存在異常。比如說，濕度正常情況下是到 45%~63%，如果上報的資料不在這個範圍内，則屬于不正常資料。界面就會顯示一個黃色的點，表示這裡的裝置上報的資料有異常。可以看出，資料分析是可以實時計算，實時監控的，如果有些嚴重異常的話，甚至可以推送到運維人員。
3、資産模組化實操
裝置模組化：SMT 産線印刷機裝置
對實體世界事物建構數字資産模型時，必須先定義好資産模型，然後再建立資産。一般來說，一個産線有 7 種裝置，我們以其中的印刷機為例，來看一下裝置模組化涉及屬性和呈現方式。
印刷機 OEE 資料
印刷機業務資料
首先，是屬性的配置。針對于印刷機，定義的三種屬性分别為：
靜态配置屬性：産品理想印刷時長、裝置型号
測量資料屬性：印刷速度、脫模速度、印刷高度
分析任務屬性：時間使用率、性能使用率、合格率、OEE
三種屬性資料通過印刷機“OEE 資料”和“業務資料”的裝置資訊面闆實時呈現。
分析任務屬性同時又有以下計算配置：
轉換計算：計算時間使用率、計算性能使用率、計算 OEE 以及判斷溫度狀态
聚合計算：計算實際工作時長、計算實際工作時間、計算合格率
流計算：SMT 場景暫未使用
上圖為所有參數都配備完成之後的完整樣例。在這裡面可以看到大概有 70 個左右的屬性，這些屬性都是模拟了真實産業的一些屬性。
分析任務的告警邏輯配置
觸發可視化告警效果
在互動層面，華為雲 IoT 提供了業務功能的邏輯判斷配置。以印刷機分析任務的“轉換計算”為例，隻需要讀取上報的溫度值，并做一個表達式判斷，比如說溫度大于 25，小于 35，那麼就認為是正常溫度，一旦發生告警，華為雲 IoT 平台就會自動推送告警信号和對應關鍵資料到圖撲的可視化應用界面。可視化界面會通過動态效果實時回報告警信号，通過互動點選，使用者可以進一步檢視告警的詳細資訊。
産線模組化：SMT 産線
産線模組化實際上也和裝置模組化的概念相同，模型類似。産線相對簡單一些，主要是求 OEE 的值，也就是分析任務屬性，包括 OEE 相關的四個名額，以及轉換計算、聚合計算和流計算。下圖為印刷機的裝置資産配置圖示例和自動生成的其中一條 3D 産線模型：
接下來，我們來看看産線資産是如何建構的。如下圖，産線資産一共分三層：
第一層是工廠（父資産）
第二層是産線（子資産）
第三層是裝置（子資産）
圖 1 ：産線和裝置邏輯結構
圖 2 ：建構好的資産樹
圖 3 ：最終自動生成的工廠 3D 模型場景電子工廠
以上 3 張圖：
圖 1 是産線和裝置邏輯結構圖。産線和裝置同樣有模型，三層模型構成了一個“父子關系”的資産數。資産來自于模型，由模型執行個體化而來，同時，模型執行個體化為資産時可以根據業務場景來指定層級關系，且資産之間互相獨立。
圖 2 是建構好的資産樹。相比于上一張圖的邏輯圖，這是一個示例圖。圖中表明一個電子工廠有三條 SMT 産線，每條産線有 7 個 SMT 裝置。
圖 3 是最終自動生成的工廠 3D 模型場景電子工廠。通過資料模型的映射，共生成三條 SMT 産線，每條産線有 7 個 SMT 裝置。其中，裝置的型号、數量、面闆資訊自動生成并進行實時資料關聯。
資産運作監控
在所有的産品建立、屬性配置都完成之後，即可點選“釋出”，将模型釋出并運作。模型在定義的時候，本身是一個靜态的過程，一旦釋出，就會激活。根據前序定義的任務分析邏輯，系統将會自動計算，并得出實時結果，進行上報。所有的資料都可以在下圖中觀察看到。
随着實際産線的調整，已釋出的模型可能需要調整。在此基礎之上，可視化界面已實作跟背景配置界面自動關聯，下面是産線建立/删除爐後 AOI 執行個體對象前後對比，可視化産線模型的爐後 AOI 裝置根據背景配置的産線資料模型對象自動實作了建立/删除。
釋出後的産線資料，還能根據業務的需要，将資料展示成折線圖、熱力圖、曲線圖等不同圖形展示方式，進而更易進行資料了解和分析，用于輔助管理決策：
以上，基于華為雲 IoT 數字孿生 & 圖撲可視化工廠打造的 SMT 數字化工廠，通過将産線生産過程透明化，實作生産有序可控。智能化、無代碼、可配置的一站式方案，可快速搭建産線，一定限度上降低開發門檻，縮短開發周期。應用正常上線時間從原來的 6-9 個月，縮減至 3 個月或更短。同時，孿生模組化分析+資料可視化方案，實作了 SMT 數字工廠的全要素聯結，用資料驅動智能生産，大幅度提升資料利用效率。依托于上述數字底座的通用化，同樣的技術方案也可以應用到更多正在進行工業數字化轉型的行業、企業當中。
圖撲&聯想，武漢 SMT 智能化産線助力高效複工複産
2019 年圖撲軟體助力武漢聯想打造全新的 SMT 貼片機生産線 3D 可視化仿真運維系統。SMT 運維系統基于圖撲可視化技術，可對産線各種基礎資訊進行快速建檔、數字化實時監測，實作對貼片産線的全生命周期和精細化管理。通過 3D 産線模組化和業務關聯，可遠端監控每條産線的運作狀态，實作了“無人化、自動化”營運，助力企業增産增效。在一些裝置的維護和停機等待時間的處理上面，比以前至少要提升 20% 的效率。
疫情期間，受影響人員的生産不确定對制造工廠自動化水準、提質增效都提出了更高的要求。本次聯想武漢産業基地作為聯想在全球最先進的産業工廠，從受疫情影響嚴重到短期恢複萬人到崗滿産營運，并協同供應鍊上下遊同頻複工複産，得益于大力推動的自身數字化轉型。而包括武漢聯想産業基地在内，圖撲軟體 SMT 可視化方案已在多個智能工廠落地，也将助力更多企業解決智能制造與數字化轉型中面臨的挑戰。
圖撲軟體智能制造之 SMT 産線監控管理可視化
圖撲軟體的可視化采用輕量化模組化的方式與強大的可視化引擎技術搭建了全新的 SMT 工藝流程監控管理可視化系統案例，打造集智能化、綠色化的數字型智慧工廠。為想要數字化轉型的企業，如智能工廠中的房間、智能裝配工廠、工程機械裝置廠、汽車制造業、物流倉管管理等行業提供轉型新思路。
SMT 資料可視化
針對行業營運、政企決策需求可通過多元度資料面闆展示産線整體的主要資料，基于使用者資料建設運作成果，将枯燥、分散的資料進行圖形化、場景化，展示各線體的 OEE（裝置綜合效率）、時間使用率、性能使用率、産量完成度、直通率、裝置使用率、不良率、物聯連接配接率等。
依托于圖形元件和界面設計，UI 部分對資料面闆實作了資料動态加載效果，更加直覺的将各個圖表資料形成對比，使用者所感受到視覺效果相比較于靜态的圖表資料，可謂是更上一層樓！
裝置資訊可視化
通過對接資料接口實作三維場景裡重點裝置業務資料可視化，在頁面中展示重點關注裝置狀态，利用不同顔色的裝置數值、圖示代表不同的裝置狀态。并加入智能預警分析功能，一旦裝置資料超過既定門檻值并且曆史資料進行分析研判，将在三維場景内對裝置進行标紅閃爍處理，由正常的人工巡檢轉換為智能巡檢，及時了解裝置的健康狀态。
圖撲軟體自創業以來，一直堅持自主研發可視化産品，打造屬于自己的國産化自主引擎。作為華為的合作夥伴，不僅有着緊密的合作關系，也有着不謀而合的企業理念。
依托各自的技術積累和行業實踐深化合作，進一步推動各自産品體系的優化更新，促進在工業、城市、通信、交通等重點行業的通力合作，為客戶建構完善的場景化解決方案。
任正非說：“華為公司有什麼呢?連有限的資源都沒有，但是我們的員工都很努力，拼命地創造資源。真正如國際歌所唱的，不要說我們一無所有，我們是明天的主人。‘從來就沒有什麼救世主，也不靠神仙皇帝，全靠我們自己’。
中國的發展離不開企業的自主科技創新，吾輩當自強。“科學技術是第一生産力”的重要理論也正是在告訴我們隻有通過自主研發屬于自己的技術産品，才能在未來科技的道路上面對一切挑戰。
國産化替代大勢所趨，圖撲軟體堅持自主可控
“要緊緊牽住核心技術自主創新這個‘牛鼻子’，抓緊突破網絡發展的前沿技術和具有國際競争力的關鍵核心技術，加快推進國産自主可控替代計劃，建構安全可控的資訊技術體系。”，以及中興事件、華為等事件都在告訴我們要想不受控于人，就要全力打造屬于自己的“可控”的技術。
圖撲軟體長久以來一直緻力于多樣化行業系統可視化的搭建，涉獵的技術行業所累積的經驗，通過自主創新研發的技術産品，已經打造出許多行業上具有代表性意義的可視化管控系統，在未來科技進步的前沿，圖撲軟體也将繼續跟随着前進的步伐，創新出更多工業網際網路可視化系統的解決方案。順應工業 4.0 的發展、5G 網絡以及資料中心等新型基礎設施的建設，不斷完善産品，加以創新，迎接未來的科技賦予的機遇與挑戰！