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服務電子行業 雲漢芯城數字化技術的創新與實踐

作者:國際電子商情
服務電子行業 雲漢芯城數字化技術的創新與實踐

WSTS資料顯示2021年全球半導體市場規模已達到5,559億美元,同比增長26.2%。預計2022年全球半導體市場規模将突破6,000億美元。中國仍然是最大的半導體市場,2021年的銷售額總額為1925億美元,同比增長27.1%。目前市場下遊需求多樣,采購訂單分散,上遊原廠端相對集中,通常難以完全直接對接海量下遊需求。是以,在電子元器件上遊原廠與下遊需求方之間通常存在一個規模巨大的流通市場,各級分銷商在其中發揮了重要作用。

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資料來源:WSTS

特别是廣大中小企業,他們主要集中對現貨的需求,訂單以研發、打樣、試産或小批量生産訂單為主,訂單零散,通常會面臨價格高、搜尋與溝通成本高、假貨(含翻新貨)不易識别、難以一站式購齊等問題,行業迫切需要供應鍊資訊透明化、品質标準規範化、服務協同高效化。此外,電子産業中小企業,在産品設計、研發打樣、小批量試産、元器件采購、批量生産等環節,需要對接多家供應商/服務商,無法形成組合最優解,效率低。

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資料來源:中國半導體行業協會

十餘年前,雲漢芯城創始團隊就觀察到中小電子制造企業采購環節的痛點,為打破電子元器件采購環節資訊不對稱,重塑電子元器件供應鍊的傳統服務模式,2011年雲漢芯城www.ickey.cn作為具有行業引領意義的電子元器件垂直電商正式上線。經過十一年發展,雲漢芯城利用網際網路、物聯網、大資料與算法等技術,從單一的電子元器件線上采購發展成一站式線上商城與電子制造協同“網際網路+”平台,為電子行業的海量中長尾客戶提供高效優質供應鍊服務。

本篇内容将對雲漢芯城數字化技術發展進行詳細介紹,展現雲漢芯城作為産業網際網路運用現代資訊技術和數字化手段對産業鍊上下遊的數字化更新和再造,以及對傳統行業的優化和賦能,進而實作各節點效率提升,助力電子産業數字化轉型。

一、從0到1創新,“解耦架構技術演進”助力線上商城高效服務

1.1讓業務先跑起來

2011年,雲漢芯城網站上線,作為國内率先成立的電子元器件采購商城,聚焦電子行業的中小企業使用者。起初采用單體技術架構,幾台Web主機加上一台資料庫伺服器。當時的業務訴求是“快”,快速響應業務、快速開發、快速部署!時值國内電子商務迅速崛起,系統上線第一年就實作了幾百萬的銷售額,之後每年以幾倍的速度快速增長。

業務發展太快,但技術架構不夠紮實,2014年下半年系統瓶頸凸顯,表現為業務高峰期系統經常當機。每當事故發生時,業務部門的同僚稱之為“下午茶時間“!

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雲漢芯城最初的商城架構

可以看出,當時的技術架構沒有進行前後端分離,也不具備橫向擴充能力,想堆伺服器都堆不了!

1.2技術架構更新

2016年,技術團隊借鑒當時網際網路流行的“複雜系統拆分解耦”的做法,對原系統進行了子產品拆分和重構。這種架構的優勢是當系統遇到瓶頸時,隻需要局部治理,不用整體推翻重來,同時便于團隊擴大後的分工協作。更新後的架構如下。

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服務解耦的新架構

采用同樣的架構,開發了内部供應鍊運作系統,包含銷售、采購、倉儲物流、營銷等子系統。這些子系統互相協作,實作了各類正、逆向業務流程,覆寫了供應鍊全鍊路。

過去5年,這套技術實踐,有效地支撐了業務的高速發展。

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業務系統

随着業務的發展,雲漢芯城發現既然是“連接配接”,就應當把系統能力向更廣的供應商和客戶延伸。先從上遊的供應商着手,一批有技術能力的供應商首先完成了系統層對接,大幅提升了業務運作效率,原來要好幾人一天的工作,現在隻需點幾下按鈕,資訊資料流就能準确流暢地在内外系統間流動。但電子行業的大部分供應商不具備IT技術條件,于是設計了一個SaaS系統SRM(Supplier Relationship Management),包含詢價、發貨等管理等功能,将這類供應商也納入了标準管理。除了電子元器件采購,雲漢芯城也提供PCBA(BOM、PCB和SMT)雲工廠與面向制造的設計等線上協同服務,構成了電子行業一站式供應鍊服務平台,後面有介紹。

1.3 物聯網技術應用

此外,雲漢芯城還研發了一套适用于電子元器件供應鍊運作的倉儲WMS系統,其中包含了手持PDA、智能點料機、亮燈貨架等自研硬體。通過物聯網的技術手段,使得物流人員的日常操作高效準确,實作現貨2小時發貨時效,為急需物料生産的企業提升生産效率。

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亮燈貨架訓示商品位置

二、從1到N創新,電子制造協同的“網際網路+”數字化實踐

2.1 電子制造中小企業的痛點

今天的電子制造業涉及産品設計、研發打樣、小批量試産、元器件采購、批量生産、産品全生命周期服務等環節。中小客戶在這些環節中普遍遇到的瓶頸包括:設計與開發周期長的研發瓶頸、複雜供應鍊的采購瓶頸、定制多樣化的制造瓶頸、高品質要求的管理瓶頸、産品全生命周期的持續服務瓶頸等。由于鍊條長,涉及環節多,中小客戶需要對接多家供應商/服務商,無法形成組合最優解。

雲漢芯城除了提供電子元器件采購服務外,也提供PCBA(PCB和SMT)雲工廠與面向制造的設計等線上協同服務,建構了一站式電子行業的服務平台,為客戶提供全局最優解。

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2.2 基于雲工廠、EDFM、HiBOM的電子制造協同創新

數字化驅動産業更新的當下,傳統電子制造業面臨上述挑戰,必須進行産業更新。

“雲工廠”,類似雲計算排程多家工廠的産能,針對客戶的多樣化需求,快速完成最佳比對。

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PCBA雲工廠的業務架構設計

EDFM(E-Design for Manufacturing,線上的面向制造的設計)則幫助客戶在早期設計階段就評估制造的可能性、高效性和經濟性等限制,實作設計與生産協同的一體化,将風險前置,極大節省開發時間與成本。

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線上EDFM

EDFM的二維展示,包含Gerber層篩選、編輯;層級視圖、頂部視圖、底部視圖切換;元器件位置調整等功能。

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EDFM二維展示效果

EDFM的三維展示,基于RBP的3D渲染引擎,這種繪圖技術把JavaScript和webGL 2.0結合在一起,為H5 Canvas提供硬體3D加速渲染。

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EDFM三維展示

基于雲漢搜尋引擎和算法的智能選型HiBOM産品,分鐘級即可完成人工2~3天的元器件選型配對,極大提升配單效率,下文有詳細介紹。

三、從資訊化到數字化,資料價值挖掘與激發

伴随着業務的高速發展,資料持續積累。資料是雲漢芯城的核心資産,2018年雲漢芯城提出“一切業務資料化,一切資料業務化”的戰略,圍繞為客戶創造價值的主線,實作資料與業務的閉環,将資料分析結果産品化,不斷拓展業務應用場景,提升客戶體驗。

3.1 第一階段:資料積累與價值初探

(1)電子元器件分類、屬性标準化與BOM智能配單

客戶尋找物料分為兩種場景。一類是拿到器件型号名稱或名稱的其中一段做檢索如STM32F103C8T6,客戶也經常使用“STM32F103”檢索;另一類是用器件的屬性描述檢索,如用“3.3Ω 0805 -5%~5% 0.125W”去檢索某個貼片電阻。第一種情況,采用主流的搜尋引擎技術比如ElasticSearch或Solr等,選擇合适的分詞算法将商品資料做索引,再結合排序算法即可有效解決。但針對參數描述的檢索就涉及以下兩個難題。

電子元器件分類與屬性标準化

早在2014年,雲漢芯城就意識到了商品基礎檔案資訊的重要性。舉個例子,DAC7614P是TI的DAC(數模轉換)晶片,DAC分類的部分核心參數如下:

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每種器件類别對應的核心參數集對于元器件初篩、替代選擇(尤其是國産化替代)非常重要。

截至2021年,系統已經積累了千萬級别的SPU基礎資訊庫。

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元器件基礎資訊庫架構

語義分析和關鍵參數提取及轉化

雲漢芯城實作了一套電子元器件行業的語義分析系統,能對輸入的參數進行識别、提取和轉換。接上面的例子,使用者輸入“3.3Ω 0805 -5%~5% 0.125W”,這套系統就能識别使用者在搜尋貼片電阻,封裝0805,阻值3.3歐姆,精度5%,功率0.125W。

基于a和b的工作成果,2019年雲漢芯城研發出HiBOM智能選型配單工具,線上分鐘級完成傳統人工2~3天完成的BOM配單工作,平均解析正确率達到90%以上,大幅提升客戶選型和配單的效率。

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BOM配單結果

(2)關務資料沉澱與商品智能歸類

商品報關歸類工作是供應鍊中非常耗費人力的環節,電子元器件型号千萬量級,這個問題尤為嚴重。于是雲漢芯城利用曆史歸類記錄,建設了商品報關歸類系統。該系統除了覆寫存量相同型号外,還能對相似類别的新型号做出正确歸類,減輕了人工處理工作量。

3.2 第二階段:資料中台建設

随着資料量的快速增長,資料存儲和計算能力成為瓶頸。2017年雲漢芯城開始着手大資料平台建設,早期嘗試過Greenplum資料庫。但随着資料種類與量級的增長,資料開發過程中存在資料品質不一緻、資料口徑多樣、重複性工作多等問題。借鑒主流網際網路公司的大資料實踐,分層搭建了離線數倉。同時統一了各項業務名額的定義,将各類BI統計以資料看闆、監控大屏等形式直覺地提供給業務部門。

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數倉分層架構

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監控大屏示例例子

3.3 系統支撐能力

為了實作系統的高可用,雲漢芯城在運維架構上確定了全鍊路無單點風險;實作了資料實時同步到異地機房,通過分布式叢集,在單個機房當機時可快速切換至災備機房繼續提供服務。

雲漢芯城自研了CI/CD(持續內建與傳遞)系統,将需求、缺陷、測試、變更、釋出的協作內建一體,月變更釋出達到400多次。

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DevOps

四、築牢數字化技術底座

随着電子産業網際網路的高速發展,為了滿足快速變化的需求,覆寫更廣的應用場景,對靈活開發疊代、智能化水準、系統高可用提出了更高要求。雲漢芯城以雲原生化、資料與算法驅動為技術發展方向,持續推出高創新性、廣覆寫性的智慧應用,築牢數字化底座,為産業數字化發展貢獻雲漢力量。

4.1 雲原生化

雲原生化的兩個重要步驟是系統架構微服務化與部署容器化。

容器化是輕量級的虛拟化隔離技術,允許單個核心上運作多個獨立的空間執行個體,這些執行個體稱為容器,不受主控端環境差異的影響。

微服務是一種建構複雜應用系統的技術方案。通過在容器編排平台上建構微服務架構,具備如下優點:①統一的服務注冊與發現管理;②架構可伸縮(适配業務規模的動态變化,如工作日對比周末變化明顯);③靈活的釋出能力,支援A/B測試;④服務高可用;⑤限流熔斷(避免惡意流量攻擊); = 6 \* GB3 VALUE ⑥ 鍊路調用追蹤,用于快速故障定位與鍊路性能可視化; = 7 \* GB3 VALUE ⑦ 輕量化。

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藍綠釋出與A/B測試

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鍊路調用追蹤系統

容器微服務體系的這些優點與業務發展要求的節奏相比對,雲漢芯城會逐漸完成技術底座的更新。

4.2 資料驅動

除了已有的離線數倉外,秒級準實時OLAP(Online Analytical Processing)、實時流式計算将來也是雲漢芯城資料中台的重要組成部分,能夠實作業務運作名額秒級回報,業務運作異常小時級歸因,可用于實時資料分析、反爬蟲等場景。

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資料中台架構

4.3 算法驅動

業務積累的大量資料,為算法應用提供了基礎。雲漢芯城将搭建一套集資料擷取、特征工程、模型訓練與評估、模型線上運作為一體的算法平台。

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算法平台

大資料與算法将在提升業務運作效率,如國産應用推薦、智能物流、協同制造等方面發揮越來越重要的作用。

責編:Elaine