服務(wù)電子行業(yè) 云漢芯城數(shù)字化技術(shù)的創(chuàng)新與實(shí)踐

電子元器件行業(yè)是電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)支撐性產(chǎn)業(yè)，是關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展全局的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性和戰(zhàn)略性的支柱產(chǎn)業(yè)，整體市場(chǎng)規(guī)模龐大，門類極為豐富。WSTS數(shù)據(jù)顯示2021年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到5,559億美元，同比增長(zhǎng)26.2%。預(yù)計(jì)2022年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將突破6,000億美元。中國(guó)仍然是最大的半導(dǎo)體市場(chǎng)，2021年的銷售額總額為1925億美元，同比增長(zhǎng)27.1%。目前市場(chǎng)下游需求多樣，采購(gòu)訂單分散，上游原廠端相對(duì)集中，通常難以完全直接對(duì)接海量下游需求。因此，在電子元器件上游原廠與下游需求方之間通常存在一個(gè)規(guī)模巨大的流通市場(chǎng)，各級(jí)分銷商在其中發(fā)揮了重要作用。

資料來源：WSTS

特別是廣大中小企業(yè)，他們主要集中對(duì)現(xiàn)貨的需求，訂單以研發(fā)、打樣、試產(chǎn)或小批量生產(chǎn)訂單為主，訂單零散，通常會(huì)面臨價(jià)格高、搜尋與溝通成本高、假貨（含翻新貨）不易識(shí)別、難以一站式購(gòu)齊等問題，行業(yè)迫切需要供應(yīng)鏈信息透明化、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化、服務(wù)協(xié)同高效化。此外，電子產(chǎn)業(yè)中小企業(yè)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)打樣、小批量試產(chǎn)、元器件采購(gòu)、批量生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，需要對(duì)接多家供應(yīng)商/服務(wù)商，無法形成組合最優(yōu)解，效率低。

資料來源：中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)

十余年前，云漢芯城創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)就觀察到中小電子制造企業(yè)采購(gòu)環(huán)節(jié)的痛點(diǎn)，為打破電子元器件采購(gòu)環(huán)節(jié)信息不對(duì)稱，重塑電子元器件供應(yīng)鏈的傳統(tǒng)服務(wù)模式，2011年云漢芯城www.ickey.cn作為具有行業(yè)引領(lǐng)意義的電子元器件垂直電商正式上線。經(jīng)過十一年發(fā)展，云漢芯城利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與算法等技術(shù)，從單一的電子元器件線上采購(gòu)發(fā)展成一站式線上商城與電子制造協(xié)同產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，為電子行業(yè)的海量中長(zhǎng)尾客戶提供高效優(yōu)質(zhì)供應(yīng)鏈服務(wù)。

本篇內(nèi)容將對(duì)云漢芯城數(shù)字化技術(shù)發(fā)展進(jìn)行詳細(xì)介紹，展現(xiàn)云漢芯城作為產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)和數(shù)字化手段對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的數(shù)字化升級(jí)和再造，以及對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)的優(yōu)化和賦能，從而實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)效率提升，助力電子產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

一、從0到1創(chuàng)新，“技術(shù)演進(jìn)”助力線上商城高效服務(wù)

1.1讓業(yè)務(wù)先跑起來

2011年，云漢芯城網(wǎng)站上線，作為國(guó)內(nèi)率先成立的電子元器件采購(gòu)商城，聚焦電子行業(yè)的中小企業(yè)用戶。起初采用單體技術(shù)架構(gòu)，幾臺(tái)Web主機(jī)加上一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。當(dāng)時(shí)的業(yè)務(wù)訴求是“快”，快速響應(yīng)業(yè)務(wù)、快速開發(fā)、快速部署！時(shí)值國(guó)內(nèi)電子商務(wù)迅速崛起，系統(tǒng)上線第一年就實(shí)現(xiàn)了幾百萬的銷售額，之后每年以幾倍的速度快速增長(zhǎng)。

業(yè)務(wù)發(fā)展太快，但技術(shù)架構(gòu)不夠扎實(shí)，2014年下半年系統(tǒng)瓶頸凸顯，表現(xiàn)為業(yè)務(wù)高峰期系統(tǒng)經(jīng)常宕機(jī)。每當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，業(yè)務(wù)部門的同事稱之為“下午茶時(shí)間“！

云漢芯城最初的商城架構(gòu)

可以看出，當(dāng)時(shí)的技術(shù)架構(gòu)沒有進(jìn)行前后端分離，也不具備橫向擴(kuò)展能力，想堆服務(wù)器都堆不了！

1.2技術(shù)架構(gòu)升級(jí)

2016年，技術(shù)團(tuán)隊(duì)借鑒當(dāng)時(shí)互聯(lián)網(wǎng)流行的“復(fù)雜系統(tǒng)拆分解耦”的做法，對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行了模塊拆分和重構(gòu)。這種架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是當(dāng)系統(tǒng)遇到瓶頸時(shí)，只需要局部治理，不用整體推翻重來，同時(shí)便于團(tuán)隊(duì)擴(kuò)大后的分工協(xié)作。升級(jí)后的架構(gòu)如下。

服務(wù)解耦的新架構(gòu)

采用同樣的架構(gòu)，開發(fā)了內(nèi)部供應(yīng)鏈運(yùn)作系統(tǒng)，包含銷售、采購(gòu)、倉(cāng)儲(chǔ)物流、營(yíng)銷等子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)相互協(xié)作，實(shí)現(xiàn)了各類正、逆向業(yè)務(wù)流程，覆蓋了供應(yīng)鏈全鏈路。

過去5年，這套技術(shù)實(shí)踐，有效地支撐了業(yè)務(wù)的高速發(fā)展。

業(yè)務(wù)系統(tǒng)

隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，云漢芯城發(fā)現(xiàn)既然是“連接”，就應(yīng)當(dāng)把系統(tǒng)能力向更廣的供應(yīng)商和客戶延伸。先從上游的供應(yīng)商著手，一批有技術(shù)能力的供應(yīng)商首先完成了系統(tǒng)層對(duì)接，大幅提升了業(yè)務(wù)運(yùn)作效率，原來要好幾人一天的工作，現(xiàn)在只需點(diǎn)幾下按鈕，信息數(shù)據(jù)流就能準(zhǔn)確流暢地在內(nèi)外系統(tǒng)間流動(dòng)。但電子行業(yè)的大部分供應(yīng)商不具備IT技術(shù)條件，于是設(shè)計(jì)了一個(gè)SaaS系統(tǒng)SRM（Supplier Relationship Management），包含詢價(jià)、發(fā)貨等管理等功能，將這類供應(yīng)商也納入了標(biāo)準(zhǔn)管理。除了電子元器件采購(gòu)，云漢芯城也提供PCBA（BOM、PCB和SMT）云工廠與面向制造的設(shè)計(jì)等線上協(xié)同服務(wù)，構(gòu)成了電子行業(yè)一站式供應(yīng)鏈服務(wù)平臺(tái)，后面有介紹。

1.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

此外，云漢芯城還研發(fā)了一套適用于電子元器件供應(yīng)鏈運(yùn)作的倉(cāng)儲(chǔ)WMS系統(tǒng)，其中包含了手持PDA、智能點(diǎn)料機(jī)、亮燈貨架等自研硬件。通過物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)手段，使得物流人員的日常操作高效準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)貨2小時(shí)發(fā)貨時(shí)效，為急需物料生產(chǎn)的企業(yè)提升生產(chǎn)效率。

亮燈貨架指示商品位置

二、從1到N創(chuàng)新，電子制造協(xié)同的“互聯(lián)網(wǎng)+”數(shù)字化實(shí)踐

2.1 電子制造中小企業(yè)的痛點(diǎn)

今天的電子制造業(yè)涉及產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)打樣、小批量試產(chǎn)、元器件采購(gòu)、批量生產(chǎn)、產(chǎn)品全生命周期服務(wù)等環(huán)節(jié)。中小客戶在這些環(huán)節(jié)中普遍遇到的瓶頸包括：設(shè)計(jì)與開發(fā)周期長(zhǎng)的研發(fā)瓶頸、復(fù)雜供應(yīng)鏈的采購(gòu)瓶頸、定制多樣化的制造瓶頸、高品質(zhì)要求的管理瓶頸、產(chǎn)品全生命周期的持續(xù)服務(wù)瓶頸等。由于鏈條長(zhǎng)，涉及環(huán)節(jié)多，中小客戶需要對(duì)接多家供應(yīng)商/服務(wù)商，無法形成組合最優(yōu)解。

云漢芯城除了提供電子元器件采購(gòu)服務(wù)外，也提供PCBA（PCB和SMT）云工廠與面向制造的設(shè)計(jì)等線上協(xié)同服務(wù)，構(gòu)建了一站式電子行業(yè)的服務(wù)平臺(tái)，為客戶提供全局最優(yōu)解。

2.2 基于云工廠、EDFM、HiBOM的電子制造協(xié)同創(chuàng)新

數(shù)字化驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的當(dāng)下，傳統(tǒng)電子制造業(yè)面臨上述挑戰(zhàn)，必須進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

“云工廠”，類似云計(jì)算調(diào)度多家工廠的產(chǎn)能，針對(duì)客戶的多樣化需求，快速完成最佳匹配。

PCBA云工廠的業(yè)務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

EDFM（E-Design for Manufacturing，在線的面向制造的設(shè)計(jì)）則幫助客戶在早期設(shè)計(jì)階段就評(píng)估制造的可能性、高效性和經(jīng)濟(jì)性等約束，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)協(xié)同的一體化，將風(fēng)險(xiǎn)前置，極大節(jié)省開發(fā)時(shí)間與成本。

線上EDFM

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

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(shù)把JavaScript和webGL 2.0結(jié)合在一起，為H5 Canvas提供硬件3D加速渲染。

EDFM三維展示

基于云漢搜索引擎和算法的智能選型HiBOM產(chǎn)品，分鐘級(jí)即可完成人工2~3天的元器件選型配對(duì)，極大提升配單效率，下文有詳細(xì)介紹。

三、從信息化到數(shù)字化，數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘與激發(fā)

伴隨著業(yè)務(wù)的高速發(fā)展，數(shù)據(jù)持續(xù)積累。數(shù)據(jù)是云漢芯城的核心資產(chǎn)，2018年云漢芯城提出“一切業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化，一切數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化”的戰(zhàn)略，圍繞為客戶創(chuàng)造價(jià)值的主線，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)的閉環(huán)，將數(shù)據(jù)分析結(jié)果產(chǎn)品化，不斷拓展業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景，提升客戶體驗(yàn)。

3.1 第一階段：數(shù)據(jù)積累與價(jià)值初探

（1）電子元器件分類、屬性標(biāo)準(zhǔn)化與BOM智能配單

客戶尋找物料分為兩種場(chǎng)景。一類是拿到器件型號(hào)名稱或名稱的其中一段做檢索如STM32F103C8T6，客戶也經(jīng)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(gè)貼片電阻。第一種情況，采用主流的搜索引擎技術(shù)比如ElasticSearch或Solr等，選擇合適的分詞算法將商品數(shù)據(jù)做索引，再結(jié)合排序算法即可有效解決。但針對(duì)參數(shù)描述的檢索就涉及以下兩個(gè)難題。

a. 電子元器件分類與屬性標(biāo)準(zhǔn)化

早在2014年，云漢芯城就意識(shí)到了商品基礎(chǔ)檔案信息的重要性。舉個(gè)例子，DAC7614P是TI的DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換）芯片，DAC分類的部分核心參數(shù)如下：

每種器件類別對(duì)應(yīng)的核心參數(shù)集對(duì)于元器件初篩、替代選擇（尤其是國(guó)產(chǎn)化替代）非常重要。

截至2021年，系統(tǒng)已經(jīng)積累了千萬級(jí)別的SPU基礎(chǔ)信息庫(kù)。

元器件基礎(chǔ)信息庫(kù)架構(gòu)

b. 語(yǔ)義分析和關(guān)鍵參數(shù)提取及轉(zhuǎn)化

云漢芯城實(shí)現(xiàn)了一套電子元器件行業(yè)的語(yǔ)義分析系統(tǒng)，能對(duì)輸入的參數(shù)進(jìn)行識(shí)別、提取和轉(zhuǎn)換。接上面的例子，用戶輸入“3.3Ω 0805 -5%~5% 0.125W”，這套系統(tǒng)就能識(shí)別用戶在搜索貼片電阻，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年云漢芯城研發(fā)出HiBOM智能選型配單工具，在線分鐘級(jí)完成傳統(tǒng)人工2~3天完成的BOM配單工作，平均解析正確率達(dá)到90%以上，大幅提升客戶選型和配單的效率。

BOM配單結(jié)果

（2）關(guān)務(wù)數(shù)據(jù)沉淀與商品智能歸類

商品報(bào)關(guān)歸類工作是供應(yīng)鏈中非常耗費(fèi)人力的環(huán)節(jié)，電子元器件型號(hào)千萬量級(jí)，這個(gè)問題尤為嚴(yán)重。于是云漢芯城利用歷史歸類記錄，建設(shè)了商品報(bào)關(guān)歸類系統(tǒng)。該系統(tǒng)除了覆蓋存量相同型號(hào)外，還能對(duì)相似類別的新型號(hào)做出正確歸類，減輕了人工處理工作量。

3.2 第二階段：數(shù)據(jù)中臺(tái)建設(shè)

隨著數(shù)據(jù)量的快速增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算能力成為瓶頸。2017年云漢芯城開始著手大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)，早期嘗試過Greenplum數(shù)據(jù)庫(kù)。但隨著數(shù)據(jù)種類與量級(jí)的增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)開發(fā)過程中存在數(shù)據(jù)質(zhì)量不一致、數(shù)據(jù)口徑多樣、重復(fù)性工作多等問題。借鑒主流互聯(lián)網(wǎng)公司的大數(shù)據(jù)實(shí)踐，分層搭建了離線數(shù)倉(cāng)。同時(shí)統(tǒng)一了各項(xiàng)業(yè)務(wù)指標(biāo)的定義，將各類BI統(tǒng)計(jì)以數(shù)據(jù)看板、監(jiān)控大屏等形式直觀地提供給業(yè)務(wù)部門。

數(shù)倉(cāng)分層架構(gòu)

監(jiān)控大屏示例

3.3 系統(tǒng)支撐能力

為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高可用，云漢芯城在運(yùn)維架構(gòu)上確保了全鏈路無單點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)；實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步到異地機(jī)房，通過分布式集群，在單個(gè)機(jī)房宕機(jī)時(shí)可快速切換至災(zāi)備機(jī)房繼續(xù)提供服務(wù)。

云漢芯城自研了CI/CD（持續(xù)集成與交付）系統(tǒng)，將需求、缺陷、測(cè)試、變更、發(fā)布的協(xié)作集成一體，月變更發(fā)布達(dá)到400多次。

DevOps

四、筑牢數(shù)字化技術(shù)底座

隨著電子產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，為了滿足快速變化的需求，覆蓋更廣的應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)敏捷開發(fā)迭代、智能化水平、系統(tǒng)高可用提出了更高要求。云漢芯城以云原生化、數(shù)據(jù)與算法驅(qū)動(dòng)為技術(shù)發(fā)展方向，持續(xù)推出高創(chuàng)新性、廣覆蓋性的智慧應(yīng)用，筑牢數(shù)字化底座，為產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展貢獻(xiàn)云漢力量。

4.1 云原生化

云原生化的兩個(gè)重要步驟是系統(tǒng)架構(gòu)微服務(wù)化與部署容器化。

容器化是輕量級(jí)的虛擬化隔離技術(shù)，允許單個(gè)內(nèi)核上運(yùn)行多個(gè)獨(dú)立的空間實(shí)例，這些實(shí)例稱為容器，不受宿主機(jī)環(huán)境差異的影響。

微服務(wù)是一種構(gòu)建復(fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)方案。通過在容器編排平臺(tái)上構(gòu)建微服務(wù)架構(gòu)，具備如下優(yōu)點(diǎn)：①統(tǒng)一的服務(wù)注冊(cè)與發(fā)現(xiàn)管理；②架構(gòu)可伸縮（適配業(yè)務(wù)規(guī)模的動(dòng)態(tài)變化，如工作日對(duì)比周末變化明顯）；③靈活的發(fā)布能力，支持A/B測(cè)試；④服務(wù)高可用；⑤限流熔斷（避免惡意流量攻擊）；⑥鏈路調(diào)用追蹤，用于快速故障定位與鏈路性能可視化；⑦輕量化。

藍(lán)綠發(fā)布與A/B測(cè)試

鏈路調(diào)用追蹤系統(tǒng)

容器微服務(wù)體系的這些優(yōu)點(diǎn)與業(yè)務(wù)發(fā)展要求的節(jié)奏相匹配，云漢芯城會(huì)逐步完成技術(shù)底座的升級(jí)。

4.2 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)

除了已有的離線數(shù)倉(cāng)外，秒級(jí)準(zhǔn)實(shí)時(shí)OLAP（Online Analytical Processing）、實(shí)時(shí)流式計(jì)算將來也是云漢芯城數(shù)據(jù)中臺(tái)的重要組成部分，能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)運(yùn)行指標(biāo)秒級(jí)反饋，業(yè)務(wù)運(yùn)行異常小時(shí)級(jí)歸因，可用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、反爬蟲等場(chǎng)景。

數(shù)據(jù)中臺(tái)架構(gòu)

4.3 算法驅(qū)動(dòng)

業(yè)務(wù)積累的大量數(shù)據(jù)，為算法應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。云漢芯城將搭建一套集數(shù)據(jù)獲取、特征工程、模型訓(xùn)練與評(píng)估、模型在線運(yùn)行為一體的算法平臺(tái)。

算法平臺(tái)

大數(shù)據(jù)與算法將在提升業(yè)務(wù)運(yùn)作效率，如國(guó)產(chǎn)應(yīng)用推薦、智能物流、協(xié)同制造等方面發(fā)揮越來越重要的作用。