基于芯片國(guó)產(chǎn)化數(shù)據(jù)的可視化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

朱梅清， 韋通明， 蘇 德， 張 亮， 程 登

（上汽通用五菱汽車股份有限公司， 廣西 柳州 545007）

1 研究背景

隨著汽車網(wǎng)聯(lián)化及智能程度的提升，半導(dǎo)體芯片在汽車制造業(yè)內(nèi)的重要性得到凸顯，并被廣泛應(yīng)用在汽車的各個(gè)部分，包括多媒體娛樂(lè)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱控制系統(tǒng)、安全氣囊、駕駛輔助系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)等。英飛凌、恩智浦、意法半導(dǎo)體等國(guó)外企業(yè)基本壟斷了車用級(jí)半導(dǎo)體市場(chǎng)，在新冠狀肺炎疫情的持續(xù)沖擊下，全球半導(dǎo)體芯片供應(yīng)出現(xiàn)供給失衡的情況，汽車業(yè)受到了嚴(yán)重的波及。汽車涉及到的芯片繁多，其中芯片種類、使用數(shù)量、能否使用國(guó)產(chǎn)芯片替換等情況各不相同。當(dāng)需要知道某個(gè)芯片的相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)往往涉及到多個(gè)零件及多個(gè)部門，需要各部門層層收集、匯總信息，再到表格中一一查找，效率低下，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)單一且不直觀，芯片數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分類，以及后續(xù)的分析造成很大的影響，無(wú)法表現(xiàn)深層次信息，常常給各級(jí)部門決策帶來(lái)困難。

2 系統(tǒng)概述

本系統(tǒng)使用了當(dāng)下流行的Javaweb 開(kāi)發(fā)框架Spring Boot 作為總體架構(gòu)，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)mysql 存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后的源數(shù)據(jù)。通過(guò)圖形化處理數(shù)據(jù)的方式準(zhǔn)確高效地表達(dá)出數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵信息點(diǎn)，發(fā)掘數(shù)據(jù)中的隱藏規(guī)律，將數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確、全面地傳遞給用戶，讓用戶對(duì)數(shù)據(jù)的理解更加深刻[1]。系統(tǒng)流程如圖1 所示。

3 相關(guān)技術(shù)

3.1 后端相關(guān)技術(shù)

本系統(tǒng)使用了當(dāng)下流行的Javaweb 開(kāi)發(fā)框架Spring Boot，默認(rèn)配置了很多框架的使用方式，這得益于它約定大于配置的關(guān)鍵理念。Spring Boot 基于Spring 開(kāi)發(fā)，Spring Boot 本身并不提供Spring 框架的核心特性以及擴(kuò)展功能，只是用于快速、敏捷地開(kāi)發(fā)新一代基于Spring 框架的應(yīng)用程序。總的來(lái)說(shuō)，Spring Boot 框架并不是用來(lái)替代Spring 的解決方案，而是和Spring 框架緊密結(jié)合用于提升Spring 開(kāi)發(fā)者體驗(yàn)的工具。具有開(kāi)箱即用，提供各種默認(rèn)配置來(lái)簡(jiǎn)化項(xiàng)目配置；內(nèi)嵌式容器簡(jiǎn)化Web 項(xiàng)目；沒(méi)有冗余代碼生成和XML 配置的要求的優(yōu)點(diǎn)。

MyBatis-Plus（簡(jiǎn)稱MP）是一個(gè)MyBatis 的增強(qiáng)工具，在MyBatis 的基礎(chǔ)上只做增強(qiáng)不做改變，核心理念為簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)、提高效率。MyBatis-Plus 連接數(shù)據(jù)庫(kù)只需要簡(jiǎn)單配置，啟動(dòng)即會(huì)自動(dòng)注入基本CURD，性能基本無(wú)損耗，直接面向?qū)ο蟛僮?，?nèi)置通用Mapper、通用Service，僅僅通過(guò)少量配置即可實(shí)現(xiàn)單表大部分CRUD 操作，更有強(qiáng)大的條件構(gòu)造器，滿足各類使用需求。MP 的框架結(jié)構(gòu)如下頁(yè)圖2 所示。

3.2 前端相關(guān)技術(shù)

Vue 是目前最流行的前端框架之一，是一套用于構(gòu)建用戶界面的漸進(jìn)式框架，其自底向上逐層應(yīng)用的設(shè)計(jì)理念，核心庫(kù)僅僅關(guān)心視圖層，使其非常易與項(xiàng)目和第三方庫(kù)整合，對(duì)開(kāi)發(fā)及其友好。Vue 使用的框架模式為MVVC，MVVM 是Model-View-View-Model 的縮寫，MVVM 模式中的ViewModel 與MVC中的Controller 和MVP 中的Presenter 相當(dāng)，View-Model 會(huì)隨著View 的變化發(fā)生自動(dòng)更新，同時(shí)它的變化也會(huì)在View中顯示出來(lái)，即數(shù)據(jù)雙向綁定，如圖3 所示[2]。

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

本系統(tǒng)采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)MySQL 存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后的源數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)保存在與芯片類型相對(duì)應(yīng)的表中，通過(guò)關(guān)聯(lián)外鍵來(lái)建立表與表之間的聯(lián)系，使其達(dá)到連表查詢功能。MySQL性能高且相對(duì)簡(jiǎn)單，支持結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言，支持面向?qū)ο?，完全免費(fèi)的特點(diǎn)使其十分流行。

4 系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)主要由零件芯片信息模塊和可視化報(bào)表模塊兩部分組成。

4.1 零件芯片信息模塊

零件芯片信息模塊包括芯片基礎(chǔ)信息展示、新增、數(shù)據(jù)導(dǎo)出三個(gè)部分。頁(yè)面會(huì)實(shí)時(shí)顯示零件芯片基礎(chǔ)信息，展示信息包括車型、零件名稱、芯片型號(hào)、零件供應(yīng)商、芯片供應(yīng)商、單臺(tái)零件用量、零件優(yōu)先級(jí)、零件技術(shù)等級(jí)和芯片關(guān)鍵屬性等，可對(duì)芯片信息進(jìn)行編輯、刪除操作；也可通過(guò)車型、零件名稱、芯片型號(hào)、零件供應(yīng)商、芯片供應(yīng)商、負(fù)責(zé)部門六個(gè)篩選框組合多條件模糊查詢，頁(yè)面將顯示符合輸入條件的芯片基礎(chǔ)信息。芯片數(shù)據(jù)新增可以單條記錄新增，也可批量新增，批量新增可在芯片信息模塊下載導(dǎo)入模板，按模板填寫芯片信息，將芯片信息批量導(dǎo)入，芯片信息經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)抽取處理后，根據(jù)芯片類型字段，存入數(shù)據(jù)庫(kù)里相對(duì)應(yīng)的芯片表中。數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能可將查詢后的數(shù)據(jù)導(dǎo)出為Excel 表格，方便對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行再度統(tǒng)計(jì)分析。

4.2 可視化報(bào)表模塊

可視化報(bào)表通過(guò)圖表簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)信息，準(zhǔn)確而高效、精簡(jiǎn)而全面地展示數(shù)據(jù)、傳遞信息和支撐觀點(diǎn)?？梢暬瘓?bào)表模塊根據(jù)所導(dǎo)入的芯片數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)后端相關(guān)算法計(jì)算生成對(duì)應(yīng)標(biāo)簽數(shù)據(jù)，通過(guò)前后端接口聯(lián)調(diào)，將數(shù)據(jù)傳給前端，由前端將數(shù)據(jù)封裝成圖表，在頁(yè)面顯示，實(shí)時(shí)更新?？梢暬瘓?bào)表模塊由車型使用芯片情況模塊、車型在用芯片的品牌分布模塊、車型在用芯片的應(yīng)用車型模塊、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)本地化潛在國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商模塊以及各車型缺芯情況模塊組成。

車型使用芯片情況模塊按部門統(tǒng)計(jì)所有車型的芯片使用情況。通過(guò)表格及柱狀圖展示部門名稱、芯片總數(shù)量、進(jìn)口替代芯片數(shù)量、國(guó)產(chǎn)替代芯片數(shù)量、不可替代芯片數(shù)量、國(guó)產(chǎn)化率，如圖4 所示。

車型在用芯片的品牌分布模塊按部門統(tǒng)計(jì)“芯片供應(yīng)商”種類數(shù)及各個(gè)“芯片供應(yīng)商”正在供貨的芯片數(shù)量，通過(guò)柱狀圖默認(rèn)展示全部芯片品牌及對(duì)應(yīng)芯片數(shù)量。支持部門與車型的篩選，可以篩選查看相應(yīng)部門、車型的數(shù)據(jù)。

車型在用芯片的應(yīng)用車型模塊按“芯片型號(hào)”統(tǒng)計(jì)芯片供應(yīng)商、應(yīng)用零件及對(duì)應(yīng)零件供應(yīng)商、應(yīng)用車型。通過(guò)表格展示各個(gè)芯片來(lái)自哪家芯片供應(yīng)商，應(yīng)用在哪些零件、車型上。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)本地化潛在國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商模塊按部門統(tǒng)計(jì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)國(guó)產(chǎn)化供應(yīng)商種類及數(shù)量，國(guó)產(chǎn)化供應(yīng)商判定為“工程策略”=“國(guó)產(chǎn)替換”。通過(guò)柱狀圖展示截至目前，國(guó)產(chǎn)化芯片品牌在公司車型上可匹配替代總數(shù)量、已應(yīng)用數(shù)量、國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商排名，利于快速分析各車型芯片國(guó)產(chǎn)化的潛在可能性，評(píng)估芯片供應(yīng)商能否切換。

各車型缺芯情況模塊按車型統(tǒng)計(jì)各車型涉及的“是否緊急缺件”數(shù)量，通過(guò)柱狀圖降序展示每個(gè)車型芯片短缺情況，有助于各部門第一時(shí)間了解公司每個(gè)車型芯片短缺的相對(duì)情況，為各車型芯片保供優(yōu)先級(jí)提供數(shù)據(jù)支持。

5 結(jié)語(yǔ)

用戶登陸芯片國(guó)產(chǎn)化可視化管理系統(tǒng)后，可查看、編輯、刪除現(xiàn)有芯片信息及可視化報(bào)表。當(dāng)有芯片信息新增需求時(shí)，通過(guò)零件芯片信息模塊批量導(dǎo)入芯片信息數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)將實(shí)時(shí)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，提升數(shù)據(jù)可保存性。通過(guò)實(shí)時(shí)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)的算法計(jì)算，前后端接口聯(lián)調(diào)，將經(jīng)過(guò)算法處理后的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)展示到可視化報(bào)表界面，以圖表的形式展示公司內(nèi)現(xiàn)有的芯片使用情況及國(guó)產(chǎn)化進(jìn)度，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中芯片數(shù)據(jù)顯示不全面，需要用戶在數(shù)據(jù)庫(kù)中單獨(dú)查詢，耗時(shí)耗力的現(xiàn)象發(fā)生，提高了芯片數(shù)據(jù)可視化的全面性，也提高了顯示芯片數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，為各級(jí)部門決策和生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支撐。