SMT（Surface Mounted Technology，表面貼片技術）指的是在印刷電路板 （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 多年的歷史，現已廣泛的應用於通訊、計算機、家電等行業。並在向高密度、高效能、高可靠性和低成本的方向發展。

隨著工業 4.0 與物聯網的發展，大量 SMT 工廠依託數字孿生等新技術，紛紛開始“網際網路+製造業”的智慧化轉型之路。其中資料視覺化透過構建資料多維度呈現，讓傳統的資訊製造業實現資料統一管理運維，賦能行業向智慧化、綠色化發展。

目前，圖撲軟體視覺化已攜手華為雲 IoT、武漢聯想等企業共同打造 SMT 智慧工廠，透過視覺化賦能數字孿生應用，幫助更多製造工廠打通物理世界與虛擬世界之間的橋樑，實現企業數字化轉型升級。

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 平臺分享了關於“華為雲 IoT 數字孿生 & 圖撲視覺化實現工業數字化轉型”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視覺化產品在打造數字化工廠的應用案例實踐，並進一步探索了數字孿生及視覺化技術如何更好幫助工業企業實現數字化轉型升級。

圖撲軟體提供了構建先進 2D、3D 資料視覺化的解決方案，基於自主研發的 HT 圖形引擎，可快速構建實時資料驅動的工廠裝置和產線模型，為數字孿生提供豐富的視覺化展示形式和效果；而 華為雲 IoT 提供了基於物聯網資產模型的資料分析服務，能整合 IoT 資料整合、清洗、儲存、分析，為 IoT 資料開發者提供一站式服務。

在華為雲 IoT 平臺快速構建裝置資產模型和模型的屬性、分析任務的基礎上，藉由圖撲視覺化實現了介面化動態配置產線模型。目前該 SMT 數字化工廠平臺已實現 智慧化、無程式碼、可配置的工廠數字化管理。不僅能引數化建模和執行分析任務，並且極大降低了開發門檻，縮短開發週期。

目前，包括華為南方工廠（Huawei Mate 40 生產工廠）在內等多處製造工廠，對產線的數字化的需求日益迫切。透過打造 SMT 數字化工廠平臺方案構建手機貼片產線的數字化孿生體，可以提升生產過程、最佳化製造工程廠商的管理以及質量控制的管理，讓產線的效率得到大大提高。同時，快速實現 IoT 資料價值變現，也幫助企業降低運營成本，讓工廠數字化轉型升級“觸手可及”。

工廠數字化轉型痛難點及解決模式

當前，越來越多工廠正在“工業 4.0”數字化轉型道路上積極探索，透過資料採集、分析、視覺化等技術來挖掘資料價值，從而最佳化生產。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，因為專案的不同，有可能找不同的供應商去承接。分段式的專案供應商，導致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，意味著資訊孤島，也就意味著企業的數字資產分佈零散，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，導致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：由於缺乏統一的建模，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，有著一顆想要降本增效的心，比如想要透過分析現有的資料找到規律，從而最佳化流程，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，是其業務場景不明確，沒有找到一個好的資料平臺。

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，工廠也經歷了幾種開發模式的演變：

早期模式經歷由模式一“煙囪式”應用到模式二統一數採平臺的演變，原因是業務資料單獨採集使用造成的缺乏整體規劃和效率低下問題，促進了統一平臺的衍生。而雖然透過生產線和應用之間的“平臺”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，沒有實現真正的融合。

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，把物理世界的裝置，抽象成數字世界裡的模型，並把應用和物理裝置的互動就轉變成了應用和數字孿生體的互動，實現了數字化統一處理。

在華為雲 IoT平臺基礎之上，圖撲軟體構建的 3D 視覺化應用層，透過 SMT 虛擬工廠，打通了抽象模型到資料呈現之間的橋樑，賦予以“類/物件“”形式表達的“裝置模型/裝置例項”模擬視覺化的效果。同時，皮膚資料實時對接華為雲 IoT 基礎平臺，對映了抽象的數字孿生體產線模型，實現了數字模型的資料驅動和互動效果。

基於 SMT 數字化工廠的數字孿生實踐

下面是基於華為雲 IoT 數字孿生 & 圖撲視覺化打造的 SMT 數字化工廠專案效果和開發流程。

在具體講解之前，先介紹在構建 SMT 工廠資料建模和分析應用當中涉及到的一些指標概念。

1、OEE 概念簡介

即裝置綜合效率（Overall Equipment Effectiveness，OEE）。一般來說，每一個生產裝置都有自己的理論產能，要實現這一理論產能必須保障沒有任何干擾和質量損耗。OEE 就是用來表現裝置的生產能力相對於理論產能的比率。

在計算 OEE 的時候，會涉及到以 3 個維度：

時間利用率

時間利用率=Σ實際執行時間/Σ計劃開機時間*100%。用來評價停工所帶來的損失，包括引起計劃生產發生停工的任何事件，例如裝置故障，原材料短缺以及生產方法的改變等等；

效能利用率

效能利用率=Σ[產出數量*一個產品在裝置應有狀態下加工的週期時間]/Σ實際執行時間*100%。用來評價生產速度上的損失。包括任何導致生產不能以最大速度執行的因素，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=[合格產出數量]/[產出數量]*100%。用來評價質量的損失，它用來反映沒有滿足質量要求的產品（包括返工的產品）；

那麼最終的計算公式就是，OEE=[時間利用率]*[效能利用率]*[合格率]*100%，這就是衡量裝置綜合運營效率的一個關鍵指標，也是很多電子製造工廠以及其他類似廠房裡的一個關鍵性指標。一般來說，國內廠家 OEE 的數值都不會太高，一般只有 70%，或者 80%，少的甚至只有 40%左右。

2、工廠孿生體產線和裝置建模分析效果圖

工廠孿生體產線和裝置建模分析，可以透過一些視覺化的管理後臺進行檢視。以下分別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。透過資產建模和分析能力可實時計算出產線和裝置的 OEE，各裝置關鍵指標實時監控，同時可檢視歷史資料。

圖 1：展示的共有 1 條產線，可以進行適當地拖放。

圖 2 ：為裝置建模圖。透過裝置上報故障訊息和裝置模型相結合，實時監控裝置執行狀態。

圖 3：資產分析圖。透過資產模型分析能力，可實時分析和監控上報的裝置資料是否存在異常。比如說，溼度正常情況下是到 45%~63%，如果上報的資料不在這個範圍內，則屬於不正常資料。介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、資產建模實操

裝置建模：SMT 產線印刷機裝置

對物理世界事物構建數字資產模型時，必須先定義好資產模型，然後再建立資產。一般來說，一個產線有 7 種裝置，我們以其中的印刷機為例，來看一下裝置建模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。針對於印刷機，定義的三種屬性分別為：

• 靜態配置屬性：產品理想印刷時長、裝置型號
• 測量資料屬性：印刷速度、脫模速度、印刷高度
• 分析任務屬性：時間利用率、效能利用率、合格率、OEE

三種屬性資料透過印刷機“OEE 資料”和“業務資料”的裝置資訊皮膚實時呈現。

分析任務屬性同時又有以下計算配置：

• 轉換計算：計算時間利用率、計算效能利用率、計算 OEE 以及判斷溫度狀態
• 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

上圖為所有引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，這些屬性都是模擬了真實產業的一些屬性。

分析任務的告警邏輯配置

觸發視覺化告警效果

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，只需要讀取上報的溫度值，並做一個表示式判斷，比如說溫度大於 25，小於 35，那麼就認為是正常溫度，一旦發生告警，華為雲 IoT 平臺就會自動推送告警訊號和對應關鍵資料到圖撲的視覺化應用介面。視覺化介面會透過動態效果實時反饋告警訊號，透過互動點選，使用者可以進一步檢視告警的詳細資訊。

產線建模：SMT 產線

產線建模實際上也和裝置建模的概念相同，模型類似。產線相對簡單一些，主要是求 OEE 的值，也就是分析任務屬性，包括 OEE 相關的四個指標，以及轉換計算、聚合計算和流計算。下圖為印刷機的裝置資產配置圖示例和自動生成的其中一條 3D 產線模型：

接下來，我們來看看產線資產是如何構建的。如下圖，產線資產一共分三層：

• 第一層是工廠（父資產）
• 第二層是產線（子資產）
• 第三層是裝置（子資產）

圖 1 ：產線和裝置邏輯結構

圖 2 ：構建好的資產樹

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 是產線和裝置邏輯結構圖。產線和裝置同樣有模型，三層模型構成了一個“父子關係”的資產數。資產來自於模型，由模型例項化而來，同時，模型例項化為資產時可以根據業務場景來指定層級關係，且資產之間相互獨立。
• 圖 2 是構建好的資產樹。相比於上一張圖的邏輯圖，這是一個示例圖。圖中表明一個電子工廠有三條 SMT 產線，每條產線有 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。透過資料模型的對映，共生成三條 SMT 產線，每條產線有 7 個 SMT 裝置。其中，裝置的型號、數量、皮膚資訊自動生成並進行實時資料關聯。

資產執行監控

在所有的產品建立、屬性配置都完成之後，即可點選“釋出”，將模型釋出並執行。模型在定義的時候，本身是一個靜態的過程，一旦釋出，就會啟用。根據前序定義的任務分析邏輯，系統將會自動計算，並得出實時結果，進行上報。所有的資料都可以在下圖中觀察看到。

隨著實際產線的調整，已釋出的模型可能需要調整。在此基礎之上，視覺化介面已實現跟後臺配置介面自動聯動，下面是產線建立/刪除爐後 AOI 例項物件前後對比，視覺化產線模型的爐後 AOI 裝置根據後臺配置的產線資料模型物件自動實現了建立/刪除。

釋出後的產線資料，還能根據業務的需要，將資料展示成折線圖、熱力圖、曲線圖等不同圖形展示方式，從而更易進行資料理解和分析，用於輔助管理決策：

以上，基於華為雲 IoT 數字孿生 & 圖撲視覺化工廠打造的 SMT 數字化工廠，透過將產線生產過程透明化，實現生產有序可控。智慧化、無程式碼、可配置的一站式方案，可快速搭建產線，一定限度上降低開發門檻，縮短開發週期。應用常規上線時間從原來的 6-9 個月，縮減至 3 個月或更短。同時，孿生建模分析+資料視覺化方案，實現了 SMT 數字工廠的全要素聯結，用資料驅動智慧生產，大幅度提升資料利用效率。依託於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 智慧化產線助力高效復工復產

2019 年圖撲軟體助力武漢聯想打造全新的 SMT 貼片機生產線 3D 視覺化模擬運維繫統。SMT 運維繫統基於圖撲視覺化技術，可對產線各種基礎資訊進行快速建檔、數字化實時監測，實現對貼片產線的全生命週期和精細化管理。透過 3D 產線建模和業務聯動，可遠端監控每條產線的執行狀態，實現了“無人化、自動化”運營，助力企業增產增效。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，受影響人員的生產不確定對製造工廠自動化水平、提質增效都提出了更高的要求。本次聯想武漢產業基地作為聯想在全球最先進的產業工廠，從受疫情影響嚴重到短期恢復萬人到崗滿產運營，並協同供應鏈上下游同頻復工復產，得益於大力推動的自身數字化轉型。而包括武漢聯想產業基地在內，圖撲軟體 SMT 視覺化方案已在多個智慧工廠落地，也將助力更多企業解決智慧製造與數字化轉型中面臨的挑戰。

圖撲軟體智慧製造之 SMT 產線監控管理視覺化

圖撲軟體的視覺化採用輕量化建模的方式與強大的視覺化引擎技術搭建了全新的 SMT 工藝流程監控管理視覺化系統案例，打造集智慧化、綠色化的數字型智慧工廠。為想要數字化轉型的企業，如智慧車間、智慧裝配工廠、工程機械裝置廠、汽車製造業、物流倉管管理等行業提供轉型新思路。

SMT 資料視覺化

針對行業運營、政企決策需求可透過多維度資料皮膚展示產線整體的主要資料，基於使用者資料建設執行成果，將枯燥、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）、時間利用率、效能利用率、產量完成度、直通率、裝置使用率、不良率、物聯連線率等。

依託於圖形元件和介面設計，UI 部分對資料皮膚實現了資料動態載入效果，更加直觀的將各個圖表資料形成對比，使用者所感受到視覺效果相比較於靜態的圖表資料，可謂是更上一層樓！

裝置資訊視覺化

透過對接資料介面實現三維場景裡重點裝置業務資料視覺化，在頁面中展示重點關注裝置狀態，利用不同顏色的裝置數值、圖示代表不同的裝置狀態。並加入智慧預警分析功能，一旦裝置資料超過既定閾值並且歷史資料進行分析研判，將在三維場景內對裝置進行標紅閃爍處理，由常規的人工巡檢轉換為智慧巡檢，及時瞭解裝置的健康狀態。

向華為理念學習，打造國產化自主引擎

圖撲軟體自創業以來，一直堅持自主研發視覺化產品，打造屬於自己的國產化自主引擎。作為華為的合作伙伴，不僅有著緊密的合作關係，也有著不謀而合的企業理念。

依託各自的技術積累和行業實踐深化合作，進一步推動各自產品體系的最佳化升級，促進在工業、城市、通訊、交通等重點行業的通力合作，為客戶構建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’。

早前，在面對美國製裁，美國商務部網站釋出出口禁令，要求使用美國晶片製造裝置的外國企業，供貨之前必須先取得出口許可，對華為的封殺升級，再次挑戰了國際供應鏈和產業鏈的底線。華為在其心聲社群發文《沒有傷痕累累，哪來皮糙肉厚，英雄自古多磨難》，文章只有兩句話：“回頭看，崎嶇坎坷”，“向前看，永不言棄”。

作為有著“狼性”文化的企業，任正非選擇了越挫越勇，全資打造屬於中國自己的晶片公司，而所有的產業鏈與生產技術都由華為親自研發。

中國的發展離不開企業的自主科技創新，吾輩當自強。“科學技術是第一生產力”的重要理論也正是在告訴我們只有透過自主研發屬於自己的技術產品，才能在未來科技的道路上面對一切挑戰。

國產化替代大勢所趨，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’，抓緊突破網路發展的前沿技術和具有國際競爭力的關鍵核心技術，加快推進國產自主可控替代計劃，構建安全可控的資訊科技體系。”，以及中興事件、華為等事件都在告訴我們要想不受控於人，就要全力打造屬於自己的“可控”的技術。

圖撲軟體長久以來一直致力於多樣化行業系統視覺化的搭建，涉獵的技術行業所累積的經驗，透過 自主創新研發的技術產品，已經打造出許多行業上具有代表性意義的視覺化管控系統，在未來科技進步的前沿，圖撲軟體也將繼續跟隨著前進的步伐，創新出更多工業網際網路視覺化系統的解決方案。順應工業 4.0 的發展、5G 網路以及資料中心等新型基礎設施的建設，不斷完善產品，加以創新，迎接未來的科技賦予的機遇與挑戰！