紫光云引擎工业互联网试点示范项目解读

日前，工信部发布了2018年工业互联网试点示范项目名单的公示，全国共有72个项目入选。紫光云引擎“基于紫光工业互联网平台的数字孪生制造模式试点示范”项目，成功入围工业互联网平台集成创新应用试点示范项目。苏州新闻也进行了相关报道。

该项目针对电子制造行业SMT产线进行数字孪生和质量大数据应用的试点示范，将探索实践有效模式，总结推广可复制的经验、做法，未来可在制造业各领域全面推广。今天我们就为大家带来该项目的详细解读。

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项目目的及意义

电子制造行业，产品质量是核心竞争力。然而当前电子制造SMT产线质量提升遇到瓶颈，SMT生产线包含的印刷、贴片、回流焊等各环节，都可能引起最终产品的缺陷。SMT产线缺陷的全面分析（追溯、控制、预测等）成为困扰电子制造企业的重点问题。

面向电子制造SMT产线智能化生产的需求，本项目通过数字孪生技术和工业大数据技术等实现制造模式转变关键技术的应用展开研究：依托工业互联平台探索数字孪生制造模式，采集并关联研发生产工艺与设备运行工况数据，推动多学科、多维度、多物理量的平台化集成，开展数字孪生可视化建模，开发部署可调用数字孪生的工业APP，实现SMT产线在虚拟空间的数字映射、实时监控和动态优化，进而在数字孪生基础上实现质量大数据分析等服务，促进 SMT产线的智能化改造与转型升级，从而推进电子制造行业制造模式转变、质量管理水平的全面提升，为我国制造业竞争力提升和转型升级贡献力量。

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项目整体架构

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项目创新性

本项目面向电子制造行业的行业共性需求，研究基于工业互联网数字孪生的SMT产线质量大数据分析模型及关键技术，指导和提升行业内企业质量分析与管理水平，在国内外具备先进性。

模式创新

1）构建基于工业互联网平台的SMT产线数字孪生测试验证平台；

2）提升电子制造SMT产线质量分析与管理能力；

3）通过构建面向电子制造SMT产线的知识库、模型库、标准库，使知识与经验沉淀，持续优化完善测试验证、大数据分析等服务；

4）面向电子制造行业开展应用推广，由点及面全面培育基于工业互联网的数字孪生在制造业中的应用生态。

技术创新

1）利用多项最新技术构建SMT产线虚实映射模型。利用信息物理系统的虚实映射技术，形成电子制造SMT产线的全流程虚实数字化建模方案，构建各个流程节点（如印刷、SPI、AOI等）的虚实映射模型。

2）构建基于数字孪生的SMT产线质量大数据分析体系。针对电子制造行业产品质量追溯难问题，构建基于神经网络与关联分析融合的质量追溯模型，实现缺陷与质量特性偏离的准确定位；针对质量控制不合理问题，构建基于逻辑回归与神经网络融合的参数优化和阈值估计模型，实现产品质量的合理控制；构建基于聚类与深度学习融合的质量问题和质量特性预测模型，实现缺陷的提前预警和质量特性偏离趋势的提前判别等。

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项目有效性

按照“完善优化、测试验证、示范应用、行业推广”的方针，在电子制造SMT产线进行数字孪生和质量大数据应用的试点示范，同时就如何发挥企业积极性、注重智能化持续增长进行了深入研究，通过行业应用示范逐步探索与实践有效的经验和模式，不断丰富成熟后在制造业各领域全面推广。

1）将原有SMT产线的分离、割裂的落后制造模式转变为依托工业互联网平台的基于数字孪生的虚实融合、虚实同步生产模式。

2）搭建SMT产线实际研发、设计和生产制造高保真的数字孪生模型，直观、真实、实时地展示SMT产线的生产制造、质量指标等动态情况。

3）引导企业进行透明、精确的质量追溯，更为合理的质量控制和更为精确的质量预测。

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项目实施推广

本项目的研究能够为电子制造业企业提供物理单元建模、数据互操作、标准协议兼容、异构系统集成、质量大数据分析等CPS共性关键技术方面的测试验证服务，为企业发展CPS提供重要的参考和准则。

我国电子制造行业（SMT产线）的典型企业有近350家，总体规模在1600亿元以上，企业对质量大数据分析模型和工具需求强烈。通过本项目的研究形成规模性、可复制的系统解决方案，进而从多个维度服务于电子制造业企业CPS数字孪生和质量大数据的发展，促进CPS数字孪生的行业应用和推广。解决行业共性的质量、生产效率、成本等问题，从而使电子制造企业生产效率、质量和产能不断提高，生产成本不断降低，产品可靠性不断提升，有效的提升行业的国际竞争力，以达到产能输出、供给侧改革的目标。

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未来实施计划

下一步实施计划分为四个阶段，分别是对基于紫光工业互联网平台的SMT数字孪生进行测试，完善数字孪生数据建模理论与方法；基于微服务架构的数字孪生APP开发与测试；典型电子制造企业试点应用；示范基地建设与行业推广。

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本项目的试点示范作用

在行业示范应用推广方面，本项目成果能够为电子制造业企业提供生产各环节及产线的数据模型、物理单元模型、产线模型、数字孪生APP等工业互联网平台共性关键技术方面的测试验证服务，为电子制造企业发展基于工业互联网平台的数字孪生制造模式提供重要的参考和准则。

项目的研究成果可引导工业互联网和数字孪生共性关键技术在产业间的推广应用，提供广泛丰富的服务市场，带动各行各业基于工业互联网平台的数字孪生制造模式全面发展。同时通过对共性关键技术的研究，并将对相关技术的测试规范固化成标准，能够为企业提供重要的基于工业互联网平台的数字孪生制造模式发展参考，引导企业向智能化的高级阶段演进。