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)系國民經(jīng)濟和社會發(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)體市場規(guī)模已達到5,559億美元，同比增長26.2%。預(yù)計2022年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模將突破6,000億美元。中國仍然是最大的半導(dǎo)體市場，2021年的銷售額總額為1925億美元，同比增長27.1%。目前市場下游需求多樣，采購訂單分散，上游原廠端相對集中，通常難以完全直接對接海量下游需求。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規(guī)模巨大的流通市場，各級分銷商在其中發(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，通常會面臨價格高、搜尋與溝通成本高、假貨（含翻新貨）不易識別、難以一站式購齊等問題，行業(yè)迫切需要供應(yīng)鏈信息透明化、質(zhì)量標準規(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、研發(fā)打樣、小批量試產(chǎn)、元器件采購、批量生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，需要對接多家供應(yīng)商/服務(wù)商，無法形成組合最優(yōu)解，效率低。

資料來源：中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會

十余年前，云漢芯城創(chuàng)始團隊就觀察到中小電子制造企業(yè)采購環(huán)節(jié)的痛點，為打破電子元器件采購環(huán)節(jié)信息不對稱，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)容將對云漢芯城數(shù)字化技術(shù)發(fā)展進行詳細介紹，展現(xiàn)云漢芯城作為產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)運用現(xiàn)代信息技術(shù)和數(shù)字化手段對產(chǎn)業(yè)鏈上下游的數(shù)字化升級和再造，以及對傳統(tǒng)行業(yè)的優(yōu)化和賦能，從而實現(xiàn)各節(jié)點效率提升，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”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，作為國內(nèi)率先成立的電子元器件采購商城，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Web主機加上一臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。當時的業(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！時值國內(nèi)電子商務(wù)迅速崛起，系統(tǒng)上線第一年就實現(xiàn)了幾百萬的銷售額，之后每年以幾倍的速度快速增長。

業(yè)務(wù)發(fā)展太快，但技術(shù)架構(gòu)不夠扎實，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。每當事故發(fā)生時，業(yè)務(wù)部門的同事稱之為“下午茶時間“！

云漢芯城最初的商城架構(gòu)

可以看出，當時的技術(shù)架構(gòu)沒有進行前后端分離，也不具備橫向擴展能力，想堆服務(wù)器都堆不了！

1.2技術(shù)架構(gòu)升級

2016年，技術(shù)團隊借鑒當時互聯(lián)網(wǎng)流行的“復(fù)雜系統(tǒng)拆分解耦”的做法，對原系統(tǒng)進行了模塊拆分和重構(gòu)。這種架構(gòu)的優(yōu)勢是當系統(tǒng)遇到瓶頸時，只需要局部治理，不用整體推翻重來，同時便于團隊擴大后的分工協(xié)作。升級后的架構(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)鏈運作系統(tǒng)，包含銷售、采購、倉儲物流、營銷等子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)相互協(xié)作，實現(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)層對接，大幅提升了業(yè)務(wù)運作效率，原來要好幾人一天的工作，現(xiàn)在只需點幾下按鈕，信息數(shù)據(jù)流就能準確流暢地在內(nèi)外系統(tǒng)間流動。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)計了一個SaaS系統(tǒng)SRM（Supplier Relationship Management），包含詢價、發(fā)貨等管理等功能，將這類供應(yīng)商也納入了標準管理。除了電子元器件采購，云漢芯城也提供PCBA（BOM、PCB和SMT）云工廠與面向制造的設(shè)計等線上協(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，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)鏈運作的倉儲WMS系統(tǒng)，其中包含了手持PDA、智能點料機、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確，實現(xiàn)現(xiàn)貨2小時發(fā)貨時效，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)字化實踐

2.1 電子制造中小企業(yè)的痛點

今天的電子制造業(yè)涉及產(chǎn)品設(shè)計、研發(fā)打樣、小批量試產(chǎn)、元器件采購、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)計與開發(fā)周期長的研發(fā)瓶頸、復(fù)雜供應(yīng)鏈的采購瓶頸、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，涉及環(huán)節(jié)多，中小客戶需要對接多家供應(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服務(wù)外，也提供PCBA（PCB和SMT）云工廠與面向制造的設(shè)計等線上協(xié)同服務(wù)，構(gòu)建了一站式電子行業(yè)的服務(wù)平臺，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)動產(chǎn)業(yè)升級的當下，傳統(tǒng)電子制造業(yè)面臨上述挑戰(zhàn)，必須進行產(chǎn)業(yè)升級。

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

PCBA云工廠的業(yè)務(wù)架構(gòu)設(shè)計

EDFM（E-Design for Manufacturing，在線的面向制造的設(shè)計）則幫助客戶在早期設(shè)計階段就評估制造的可能性、高效性和經(jīng)濟性等約束，實現(xiàn)設(shè)計與生產(chǎn)協(xié)同的一體化，將風險前置，極大節(jié)省開發(fā)時間與成本。

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(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、從信息化到數(shù)字化，數(shù)據(jù)價值挖掘與激發(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)造價值的主線，實現(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)用場景，提升客戶體驗。

3.1 第一階段：數(shù)據(jù)積累與價值初探

（1）電子元器件分類、屬性標準化與BOM智能配單

客戶尋找物料分為兩種場景。一類是拿到器件型號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。但針對參數(shù)描述的檢索就涉及以下兩個難題。

a. 電子元器件分類與屬性標準化

早在2014年，云漢芯城就意識到了商品基礎(chǔ)檔案信息的重要性。舉個例子，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：

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

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

元器件基礎(chǔ)信息庫架構(gòu)

b. 語義分析和關(guān)鍵參數(shù)提取及轉(zhuǎn)化

云漢芯城實現(xiàn)了一套電子元器件行業(yè)的語義分析系統(tǒng)，能對輸入的參數(shù)進行識別、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

商品報關(guān)歸類工作是供應(yīng)鏈中非常耗費人力的環(huán)節(jié)，電子元器件型號千萬量級，這個問題尤為嚴重。于是云漢芯城利用歷史歸類記錄，建設(shè)了商品報關(guān)歸類系統(tǒng)。該系統(tǒng)除了覆蓋存量相同型號外，還能對相似類別的新型號做出正確歸類，減輕了人工處理工作量。

3.2 第二階段：數(shù)據(jù)中臺建設(shè)

隨著數(shù)據(jù)量的快速增長，數(shù)據(jù)存儲和計算能力成為瓶頸。2017年云漢芯城開始著手大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)，早期嘗試過Greenplum數(shù)據(jù)庫。但隨著數(shù)據(jù)種類與量級的增長，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)實踐，分層搭建了離線數(shù)倉。同時統(tǒng)一了各項業(yè)務(wù)指標的定義，將各類BI統(tǒng)計以數(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)倉分層架構(gòu)

監(jiān)控大屏示例

3.3 系統(tǒng)支撐能力

為了實現(xiàn)系統(tǒng)的高可用，云漢芯城在運維架構(gòu)上確保了全鏈路無單點風險；實現(xiàn)了數(shù)據(jù)實時同步到異地機房，通過分布式集群，在單個機房宕機時可快速切換至災(zāi)備機房繼續(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、測試、變更、發(fā)布的協(xié)作集成一體，月變更發(fā)布達到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)用場景，對敏捷開發(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)展貢獻云漢力量。

4.1 云原生化

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

容器化是輕量級的虛擬化隔離技術(shù)，允許單個內(nèi)核上運行多個獨立的空間實例，這些實例稱為容器，不受宿主機環(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上構(gòu)建微服務(wù)架構(gòu)，具備如下優(yōu)點：①統(tǒng)一的服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)管理；②架構(gòu)可伸縮（適配業(yè)務(wù)規(guī)模的動態(tài)變化，如工作日對比周末變化明顯）；③靈活的發(fā)布能力，支持A/B測試；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。

藍綠發(fā)布與A/B測試

鏈路調(diào)用追蹤系統(tǒng)

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

4.2 數(shù)據(jù)驅(qū)動

除了已有的離線數(shù)倉外，秒級準實時OLAP（Online Analytical Processing）、實時流式計算將來也是云漢芯城數(shù)據(jù)中臺的重要組成部分，能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)運行指標秒級反饋，業(yè)務(wù)運行異常小時級歸因，可用于實時數(shù)據(jù)分析、反爬蟲等場景。

數(shù)據(jù)中臺架構(gòu)

4.3 算法驅(qū)動

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)練與評估、模型在線運行為一體的算法平臺。

算法平臺

大數(shù)據(jù)與算法將在提升業(yè)務(wù)運作效率，如國產(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。