SMT行业云平台建设路径及服务模式研究.pdf

投稿网址：SMT行业云平台建设路径及服务模式研究杨松柏，娄照辉，朱易顺，彭（中电工业互联网有限公司，湖南长沙410 0 0 0）摘要：数字经济时代，电子制造业更新换代提速，对SMT贴片加工质量、效率等提出更高要求，SMT行业竞争加剧，中小企业低成本数字化转型与资源导入需求强烈。结合行业现状与中小企业需求，介绍了SMT行业云平台的建设路径，分析了面向企业内部数字化提升服务、面向产业链的模式创新服务两类服务模式。“小快轻准”服务以低成本助力行业中小企业数字化转型；模式创新服务助力企业导入更多订单、金融等外部资源，助推企业综合竞争力提升，助力产业链供应链韧性提升。关键词：工业互联网；产业链供应链；数字化转型；中小企业；模式创新中图分类号：TP393引用格式：杨松柏，娄照辉，朱易顺，等SMT行业云平台建设路径及服务模式研究J网络安全与数据治理，2023,42(9):96-100.Research on the construction path and service mode of SMT industry cloud platformAbstract:In the era of the digital economy,the upgrading of the electronic manufacturing industry is accelerating,which has putforward higher requirements for SMT chip processing quality,efficiency,and the competition in the SMT industry has intensified.Small and medium-sized enterprises(SMEs)have a strong demand for low-cost digital transformation and resource importation.This article combines the current situation of the industry and the needs of SMEs,introduces the construction path of the SMT in-dustry cloud platform,and analyzes two types of service models:internal digital enhancement services for enterprises and mode in-novation services for the industrial chain.Small,fast,light,and accurate services help SMEs in the industry to digitally trans-form at low cost;mode innovation services help enterprises to introduce more external resources such as orders and finance,pro-mote the comprehensive competitiveness of enterprises,and enhance the resilience of the industrial chain supply chain.Key words:industrial Internet;industrial chain supply chain;digital transformation;SMEs;mode innovation0引言表面组装技术（Surface Mounted Technology，SM T）是电子制造的重要环节，在5G基站建设、手机 SLP（Su b s t r a t e-Li k e PCB类载板）渗透率提升、汽车电子化发展等多重因素驱动下，SMT贴片加工需求持续增长。据统计，目前我国SMT生产线约9万条，贴片机总保有量超2 0 万台，占全球40%。随着电子制造技术的快速送代和行业的飞速发展，SMT贴片加工竞争愈加激烈，量大面广的SMT贴片加工行业中小企业面临来自下游客户提质、增效、降本压力剧增【1-2。而近年来在新冠疫情冲击、单边主义明显上升等多重因素影响下，我国中小企业面临的困难加剧，据中国中小企业协会统计，近两年9612023年第9期（第42 卷总第557 期）彭东，秦杰文献标识码：ADOl:10.19358/j.issn.2097-1788.2023.09.014Yang Songbai,Lou Zhaohui,Zhu Yishun,Peng Dong,Qin Jie(China Electronics Industrial Internet Co.,Ltd.,Changsha 410000,China)88.788.588.38887.52021Q12021Q2图1我国中小企业发展指数中小企业发展指数（SMEDI）以及反映企业订单和利润的市场指数、效益指数等均处于不景气区间3（如图1，90.5909089.58989.889.389.12021Q32022Q12021Q42022Q289.388.3882022Q32022Q42023Q1行业应用Industrial Applications图2 所示），SMT贴片加工行业中小企业同样面临订单资源不足、利润率低等问题，数字化转型投入有限，低成本转型升级及资源导入需求迫切。848282.481.880.980.580.580.880.680.580.280.380.179.8080787679.974.473.773.4737472序（Application，A PP）等系列“小快轻准”解决方案，低成本助力企业实现数字化水平提升；另一方面接入需求方、供应商、SMT加工企业、金融机构等产业链上下游等，提供在线制造、共享制造、供应链金融、供需对81.8.81.4接等多领域创新服务，助力行业企业资源导人4-1。80.71SMT行业云平台建设路径结合工业互联网平台体系架构、SMT行业业务需求和应用场景，同时通过对目前典型的云计算架构进行对75.274.6373.573.573.573:273373:172.874.M12比分析，按照云平台的设计理念，SMT行业云平台设计为数据采集层、PaaS（Pl a t f o r ma s a Se r v i c e，平台即服务）层、应用层，计算资源、存储资源、网络资源通过虚拟2022M12022M2图2 我国中小企业发展市场指数及效益指数面向SMT行业中小企业痛点与需求，基于工业互联网平台泛在连接、弹性供给、高效配置等特性，打造SMT行业云平台，一方面提供轻量化生产执行系统（M a n u f a c t u r i n g Ex e c u t i o n Sy s t e m，M ES）、稳健质量应用程2022M6一市场指数+效益指数2022M92022M102022M2023M22023M3化技术对系统资源进行部署和管控6-7。数据采集层主要支撑SMT生产现场数据的采集；PaaS层支撑数据分析、处理；应用层主要是提供各类工业APP、云化软件及支撑系列新模式应用的开展。此外，为保障数据可信、安全交易，SMT云平台还提供区块链基础服务体系，支撑电子合约签署、供应链金融等开展。SMT行业云平台架构如图3所示。工业APP应用层标准制定库存管理生产追溯质量追溯库位管理质量管理预警预告设备管理数据分析数据模型11数据提取数据解析预测模型关联规则挖掘动态规划Paas层1111物联网接人大数据分析多租户服务微服务管理插件数据数据流设数据采集层计与管理设备状态数据设备层研发设计WMS数据收集预警预告计件工资实时进度文本理解知识图谱机理算法可信物联平台插件数据设备生产数据程序切换数据生产管理MES检验检测供需平台SMT下单PCB下单集采订单运营可视优化输出数据推送数据统计智能合约预测性模型Baas插件数据插件数据边缘代理设备料站数据采购物流插件数据智能决策区块链应用电子合同供应链金融数据存储版本管理边缘管理设备吸嘴数据1钢网印刷-1.1数据采集层数据采集层核心功能包括海量设备的长连接与数据并发能力，可支持百万级消息并发及设备接入，提供稳定的数据通信服务。数据采集层规则引擎提供多种数据SPI贴片机图3SMT行业云平台架构流转方式，满足设备与设备（M2M）之间的通信。数据采集层多协议的数据互通技术，提供边缘层的设备连接服务建设，保证更多设备接人的可能性及接入后使用的性能流畅性，并为各类设备提供后续产品应用升级等相2023年第9期（第42 卷总第557 期）丨97回流炉AOI波峰焊设备FCT投稿网址：关服务支持9。1.2Paas层平台PaaS层提供应用环境下的基础支撑能力、应用开发测试和应用支撑服务能力，以大数据分析为核心实现系统数据与服务的资源整合，为应用开发提供开放、共享的资源环境和统一标准的支持环境。数据平台作为整个系统数据分析的核心，数据服务总线（ESB）作为整个系统的屏障，负责对外提供一系列接入服务，物联网平台支持各种主流协议下的设备接人，完成工业设备数据集成，汇人云平台大数据系统。平台服务建设包括企业服务总线、应用开发平台、应用深度监控平台、虚拟化资源管理平台、数据交换平台、数据集成平台、数据资源目录、测试服务平台、测试管理系统、大数据平台和物联网平台。1.3应用层应用层建设内容主要包括面向企业内部数字化提升服务、面向产业链的模式创新服务两大板块。面向企业内部数字化提升服务建设包括：轻量化MES、仓库管理系统（Warehouse Management System，W M S）、稳健质量工业APP等“小快轻准”应用打造，支撑SMT行业中小企业以低成本数字化补课。面向产业链的模式创新服务建设主要包括：集采平台、可视化运营平台、供需平台、SMT商城、供应链金融服务平台等，支撑在线制造、共享制造、在线集采、供应链金融等产业链创新服务开展。1.4区块链基础平台区块链基础平台主要通过区块链技术实现关键信息上链，解决信息溯源及数据存证问题，支撑SMT行业云平台可信服务体系构建。区块链基础服务平台特色主要包括身份识别与可审核性、私下交易、保密合约、模块共识、性能绩效、可扩展性、链上代码以及智能合约等。区块链核心技术内容主要包括：分布式账本、非对称加密、共识机制、智能合约等10-,2SSMT行业云平台典型服务模式SMT行业云平台主要提供面向企业内部数字化提升服务、面向产业链的模式创新服务两大类服务。面向企业内部数字化提升服务主要是通过云平台提供轻量化MES、W M S、稳健质量工业APP等“小快轻准”应用，低成本助力企业降本、提质、增效。面向产业链的模式创新服务主要是基于SMT云平台连接打通产业链上下游，在终端用户和SMT工厂之间建立数据、技术、资本、市场等全要素互联，及供应链、创新链、服务链、金融链等全产业链上下游的高度协同，提供在线制造、共享制造等系列新模式服务2-13。服务流程主要包括两大步：首先是通过“小快轻准”应用提升企业内部数字化水平，同时也将企业接入到SMT行业云平台；然后是基于贯通产业链上下游的SMT行业云平台提供外部资源导入的模式创新服务，服务流程如图4所示。产业链模式创新：在线制造在线集采供需对接供应链金融共享制造订单元器件供应商PCB厂商供应链协同个物料追溯生产计划运维管理SMT中小企业MES数字化提升：金融资源2.1“小快轻准”应用2.1.1车轻量化MESMES是提升生产企业制造现场生产管控水平的核心9812023年第9 期（第42 卷总第557 期）订单SMT云工厂物料贴片加工产品测试仓储物流生产状态动态跟踪订单可视化个WMS稳健质量工业APP技术资源物流资源SMT行业云平台图4SMT行业云平台服务示意图系统，也是提升SMT行业中小企业生产效率、生产质量的关键系统，传统MES系统因价格高、部署实施周期长、运维难度大等，不适用利润较低的SMT行业中小企业。电子部件厂商部件其他产品厂商产品推广其他工业APP及云化软件供需资源行业应用IndustrialApplicationsSMT行业云平台轻量化MES，基于微服务架构开发，提2.2.3供需对接供包括生产过程管控、维修管理、质量管理、E-SOP管依托SMT行业云平台连接、整合电子行业SMT需求理、设备及工装工具管理、看板管理、工厂预警管理、方、SMT贴片加工企业，提供一站式SMT贴片加工供需报表管理等多个功能模块，功能可灵活配置，支持企业对接服务，主要包括供需匹配、需求市场、需求发布、根据自身需求、资金投人等进行SaaS（So f t w a r e a s a Se r v-能力评价、智能匹配等功能，促进SMT贴片加工能力资ice，软件即服务）化功能订阅【14源的高效配置，助力SMT中小企业导入更多订单资源，2.1.2WMS提升市场能力。SMT贴片加工过程元器件种类、数量众多，仓储管2.2.4供应链金融理是SMT加工厂中的重要环节之一，是体现SMT中小企因SMT行业中小企业资产、资质有限及银行授信评业生产效率、管理水平的核心要素。SMT行业云平台价体系制约等多重因素，SMT行业中小企业面临融资贷WMS，融合电子行业工业互联网标识解析体系，提供包款难、周期长等问题。SMT行业云平台融合应用区块链、括数据收集、预警预告、标准制定、库位管理和质量管大数据分析等技术，依托行业云平台打通行业交易场景理等功能服务，支撑SMT中小企业提升仓储管理效率、数据，采集SMT制造企业产线、订单等实时可信数据，降低原材料缺料率，助力企业解决防呆防滞问题15建立客户经营、信用等大数据分析算法及模型，形成银2.1.3稳健质量工业APP行认可的企业“生产力征信”，对银行的主体信用进行信SMT行业云平台稳健质量工业APP融合应用基于智用补偿，助力金融机构和龙头企业开展精准放贷、反向能化数据仓库技术、新型数据建模技术、稳健设计优化保理、财税服务，提升SMT行业中小企业融资贷款能力。技术，开发了从钢网印刷、SPI到FCT全流程，覆盖人、2.2.5共享制造机、料、法、环、测等要素的9个APP，包括：钢网印刷SMT贴片加工属于“代工”服务模式，生产能力一工艺优化、SPI工况分析、SMT贴片工况分析、AOI工况定程度上具有通用性。通过SMT行业云平台将所有接人分析、波峰焊工艺优化、波峰焊工况分析、FCT工况分平台SMT行业中小企业的生产设备、产线状况及生产进析、供应商质量保证能力评价、SMT产线工序诊断与调度进行实时展示，通过供需信息的实时共享和行业资源节，通过构建精准、实时、高效的质量数据采集系统，统一调配，面向全行业提供制造资源社会化共享服务，实现数据在线收集、生产过程实时监控、在线预警与在SMT代工企业可基于平台将闲置产能“转让”给其他产线分析及改进等功能，有效提升了产品质量的稳健性，能不足的企业，实现制造能力交易，推动SMT行业企业支撑SMT贴片加工全环节质量优化提升16。间的制造协同、计划协同和资源共享，实现SMT加工制2.2模式创新服务造资源的泛在连接、弹性供给和高效配置，提升SMT加2.2.1在线制造工制造能力的集成整合、在线分享和优化配置水平。依托SMT行业云平台打通SMT行业供需两端，并连3实际案例通元器件等供应商、仓储物流等服务商，采取工业互联某SMT企业拥有几条SMT加工产线，企业未部署信网云工厂模式，为用户提供从原材料采购到生产加工、从PCB（印刷电路板）到SMT贴装的在线一站式服务，在实现高效制造的同时，也让客户可以更清晰地了解订单的最新状态，支撑实现快交期、高质量、低成本交付产品。2.2.2在线集采依托SMT行业云平台汇聚整合电子行业元器件、原材料、配件等各类供应商，并结合基于区块链的智能合约、供应商评价等功能，为SMT行业中小企业提供原料、备品备件、成品等产品集中代采服务，有效解决中小企业采购渠道有限、采购话语权弱、采购成本高、采购资金周转困难等问题，并有效助推产业链上下游企业订单、库存及生产等关键信息的精准协同，助力产业链供应链韧性提升。息化系统，除生产过程实现自动化外，其他环节如仓储管理、BOM（Billo f M a t e r ia l，物料清单）管理等均是依托人工或通过纸质文件开展，生产效率低下。且因业务流程没有通过系统进行标准化管控，缺乏专门的质量管理软件，导致贴片生产不良率居高不下。同时因公司规模、资质及生产条件有限，在融资贷款及客户资源拓展等方面也面临难题。针对上述问题，该企业依托SMT行业云平台系列应用开展了数字化转型建设。一是通过应用云平台轻量化MES、W M S等云化软件，以较低成本快速实现企业信息化补课，大幅提升企业生产管控、仓储管理协同水平，生产效率提升30%以上。二是通过应用SMT行业云平台稳健质量系列工业APP开展生产质量管控及优化，该公司产线产品质量平均缺陷数由1.7%降低2023年第9 期（第42 卷总第557 期）丨9 9投稿网址：到0.4%，降幅达7 6.5%，人力及设备维护成本降低35%以上。三是通过平台集采服务，为该企业开展零部件采购服务，有效降低采购成本，缓解了企业采购资金压力。四是通过将该企业生产经营数据转化为可信数据资产，助力该企业获得银行数百万纯信用贷款。五是通过平台的生产运营可视及供需对接服务，助力该企业获取了多家新客户加工订单，成功实现市场拓展。该企业通过数字化改造接入SMT行业云平台，以低成本实现数字化补课提升，同时通过SMT云平台连通产业链上下游还实现了订单及金融资源的有效导入，企业经营质效改善显著。该企业应用系统界面如图5所示。SHT口#0：G201903146Performance(SM481loae1)PICSOZTXITA图5SMT行业云平台服务示意图4结论本文通过对SMT行业现状及发展趋势进行分析，结合工业互联网平台的特性和设计理念，提出了构建SMT行业云平台的建设路径及服务模式，为解决中小企业数字化转型升级、订单资源乏、利润率低等问题提供了有效的解决方案。SMT行业云平台建设核心板块主要包括数据采集层、PaaS层、应用层及区块链基础服务平台等。SMT行业云平台的服务模式主要包括面向企业内部数字化转型的“小快轻准”解决方案和面向产业链的多领域模式创新服务。面向企业内部数字化转型的“小快轻准”解决方案主要包括轻量化MES、W M S、稳健质量系列工业APP等，以低成本助力中小企业提升数字化能力。面向产业链的多领域模式创新服务主要包括在线制造、在线集采、供需对接、供应链金融、共享制造等，将行业中小企业通过工业互联网接入社会化生产体系，为企业导入更多订单、金融资源。参考文献1段瑶.SMT贴片技术常见问题及应对措施研究J.今日自动化，2 0 2 1（11)：91-92.2刘云峰，代晓丽，何凡，等，军工电子产品SMT数字化产线的构建J电子工艺技术，2 0 2 2，43（1）：1-3，35.【3张莫详解中小企业发展指数J半月谈，2 0 2 2（2 0）：1.4WOJCICKI K,BIEGANSKA M,PALIWODA B,et al.Internetof Things in industry:research profiling,application,challengesand opportunitiesa review J.Energies,2022,15（5):1806.5刘默，张田.工业互联网产业发展综述J电信网技术，2017(11):26-29.6方芳，陆海棠我国工业互联网技术发展线路研究J.信息技术与网络安全，2 0 2 2，41（1）：42-46.7陶永，蒋昕昊，刘默，等智能制造和工业互联网融合发展初探J中国工程科学，2 0 2 0，2 2（4）：2 4-33.8余晓晖，杨希，蒋昕昊工业互联网的发展实践与未来方向J.新经济导刊，2 0 19（2)：34-38.【9余晓晖，刘默，蒋昕昊，等工业互联网体系架构2.0 J.生产3编KSMTO2CO02TX37校正起款：M办：10 0 0银利用车生产比术：第3.9%计算机集成制造系统，2 0 19，2 5（12）：2 98 3-2 99610 王俊，洪晟，徐进基于全自主区块链的危固废智慧监管平台J网络安全与数据治理，2 0 2 3，42（3）：13-19.11王盛姣，董建亮，熊航，等基于缓存机制的HyperledgerFabric并发冲突检测方法J信息技术与网络安全，2022,41(6):94-101，10 8.12 IBARRA D,GANZARAIN J,IGARTUA J I.Business modelinnovation through Industry 4.O:a review J.Procedia 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