工业软件在电子信息行业制造过程中应用的关键技术

陈 轮，刘 瑶，黄海峰

（1.太极计算机股份有限公司，北京 100102；2.工业和信息化部电子第五研究所，广州 510640）

0 引言

工业软件是指用于支持工业生产并提升其生产效率的系统软件，随着科技水平的快速发展，工业软件被广泛地应用于工业领域，有着极强的产业渗透性和影响力，它是一个将工业流程以及制造工艺进行数字化、智能化展示的软件应用大类[1]。在电子信息行业制造活动中，工业软件对仿真等技术提供了重要支持，具有十分重要的应用价值，工业软件的应用可以提高生产效率，提升产品质量并可以大幅减少人工操作的不确定性，在电子信息行业制造过程中具有非常广阔的应用前景。文章对工业软件在电子信息行业制造过程中的关键技术进行介绍，希望能够更好地促进工业软件在电子信息行业制造过程中的应用。

1 工业软件应用特征分析

1.1 工业软件研发成本高、周期长

相较于一般的应用软件，工业软件的研发体系更为复杂且研发难度也更高，在一定程度上导致了工业软件的研发成本较高。相关数据显示，大型的工业软件的研发周期往往需要3～5年的时间，其研发周期较长，且当工业软件投入市场后，往往需要经历10年左右的时间才能被市场所认可。

1.2 工业软件的技术门槛较高

工业软件相比于一般的软件而言具有更高的技术性与专业性。对于工业软件开发而言，其技术门槛更高，例如一些关键的核心算法（如几何建模引擎等）都具有较高的难度。在模型的构建优化过程中，还需要大量的工业生产与运行数据作为支撑，而这些都需要经过长期的实践积累。其中，应用于工业软件中的人机交互等前端技术，对软件的开发也有着重要影响。由于工业软件的技术门槛较高，这就要求研发人员不仅要掌握软件技能，还需要具备物理学、化学、数学等相关学科的专业知识，对于工业机理等内容也要有深刻的认识与理解，以此攻克工业软件的技术壁垒[2]。

2 工业软件在电子信息行业制造过程中的关键技术介绍

2.1 工业软件的定义和功能

工业软件是指应用于工业生产、加工、分配、检测、管理等领域的系统软件，旨在帮助企业提高生产效率、降低成本、提高产品质量，并通过数字化管理和智能化控制实现对生产过程的优化。在新时期背景下，工业制造逐渐智能化和数字化，而工业软件是工业智能化制造的重要保障，是其“大脑和灵魂”[3]。作为现代工业技术软件化的产物，工业软件的本质就是以软件系统的形式将工业制造中所应用的技术以及相关经验知识进行收集并储存，以此协助技术人员解决相应问题[4]。工业软件可以分为研发设计类等类型，每一种软件类型都有着其特有的应用优势和代表产品。如研发设计类工业软件主要用以提升产品研发能力以及效率等，目前应用较为广泛的该类软件产品有计算机辅助工程（CAE）等。工业软件的常用功能如图1所示。

图1 工业软件的常用功能

由图1可知，工业软件的常用功能主要包括数据管理、生产计划和调度、质量控制、流程管理、数据分析、智能化控制以及团队协作七个部分。其中，数据管理功能是指工业软件能够实现生产过程中的数据采集、存储、处理和分析，以支持生产决策和过程控制[5]。工业软件的生产计划和调度功能是指工业软件可以通过生产计划和调度系统实现生产计划的制定和调度，以提高生产效率。工业软件还拥有质量控制和流程管理功能，前者是指工业软件可以通过质量控制模型实现质量控制，以确保产品质量；而后者是指工业软件可以通过流程管理系统实现流程管理，以降低成本。工业软件的多种功能通常需要多种技术的支持，如虚拟现实技术、人工智能技术等，这些技术可以根据具体的应用场景实现不同的功能，通过研究关键技术在工业软件制造过程中的应用案例可知，不同的工业软件在不同领域和行业制造过程中都具有各自的优势和特点。

2.2 工业软件在电子信息行业制造过程中应用的关键技术

工业软件在电子信息行业制造过程中具有重要作用，它可以帮助企业提高生产效率、降低成本、优化生产流程、提高产品质量和可靠性。工业软件在电子信息行业制造过程中应用的关键技术主要包括虚拟现实技术、人工智能技术、大数据技术、云计算技术以及区块链技术等，其主要技术版块如图2所示。

图2 工业软件在电子信息行业制造过程中应用的关键技术

由图2可知5项技术之间的关系。其中，虚拟现实技术在工业软件中可以利用三维仿真模拟技术，对生产过程进行模拟和测试，以确保产品的性能和可靠性；人工智能技术在工业软件中可以完成数据分析，以预测未来市场需求和产品销售情况；大数据技术在工业软件中可以完成数据采集、存储和处理，以帮助企业进行生产计划、质量控制和设备维护；云计算技术在工业软件中可以完成分布式计算，以提高生产效率并降低成本；区块链技术在工业软件中可以完成数据管理，以保证数据的真实性和可靠性。随着科技的不断进步和发展，工业软件在电子信息行业制造过程中应用的关键技术将会不断得到提升和发展，这些技术将有助于提高工业软件在电子信息行业制造过程中的效率、质量和效益，从而推动整个电子信息行业的发展。

3 工业软件在电子信息行业制造过程中的应用实践

3.1 虚拟现实技术在电子信息行业制造过程中的具体应用

虚拟现实技术是一种用于创建模拟环境的技术，它在电子信息行业制造过程中的具体应用包括以下4个方面。一是在产品设计和开发过程中，可以帮助企业在产品设计和开发过程中减少试错和浪费，并加速产品开发周期；二是在生产计划和调度中可以帮助企业更好地管理生产资源，提高了生产效率并降低成本；三是可以使企业进行产品质量的控制，保证了产品质量的可靠性；四是还可以帮助企业进行环境模拟和优化，从而优化生产环境和提高生产效率。

3.2 人工智能技术在电子信息行业制造过程中的具体应用

人工智能技术是一种用于解决复杂问题的新兴技术，其具体的应用包括实时控制、快速检测和客户服务。其中，实时控制是指在生产控制过程中，利用人工智能技术对生产过程进行实时控制，从而提高生产效率。快速检测是指在产品检测中，利用人工智能技术对产品进行快速检测，从而提高产品质量。客户服务是指利用人工智能技术进行客户服务管理，从而提高客户满意度。随着技术的不断进步和发展，人工智能技术在电子信息行业制造过程中的应用将会越来越广泛，可以帮助企业提高生产效率、降低成本、优化物流管理以及提高客户满意度。

3.3 大数据技术在电子信息行业制造过程中的具体应用

大数据技术是一种用于处理海量数据的新兴技术，它可以在电子信息行业制造过程中帮助企业提高生产效率、优化产品质量、降低成本。首先，在电子信息行业制造过程中，应用大数据技术可以对生产过程中的数据进行采集，从而帮助企业对生产资源进行优化配置，提高生产效率。其次应用大数据技术可以对数据进行分析，从而帮助企业对产品质量进行评估并及时发现问题。最后是应用大数据技术可以帮助企业进行产品预测，从而帮助企业做出更加准确的决策。

3.4 云计算技术在电子信息行业制造过程中的具体应用

云计算技术是一种用于在线处理海量数据的技术，它可以帮助企业提高生产效率、优化生产流程并降低成本。在电子信息行业制造过程中，云计算技术已经被广泛应用于生产计划管理、产品设计、开发、验证、生产控制、资源调度等方面。例如，云计算技术可以被用来建立分布式生产环境，通过虚拟服务器来承载生产资源，从而提高生产效率；可以用于建立产品数据中心，通过云存储和大数据分析来处理和分析生产数据；还可以用于建立资源调度平台，通过云调度来实现资源的优化配置[6]。

3.5 区块链技术在电子信息行业制造过程中的具体应用

区块链技术是一种用于存储、验证和公开透明的技术，它可以帮助企业提高生产效率、优化生产流程、降低成本。在电子信息行业制造过程中，区块链技术已经被广泛应用于生产计划管理、产品设计、开发、验证、生产控制、资源调度等方面。例如，区块链技术可以被用来建立去中心化的生产环境，通过去中心化的分布式网络来承载生产资源，从而提高生产效率。区块链技术还可以被用来建立去中心化的产品数据中心，通过云存储来存储和管理数据，保证了数据的真实性。区块链技术也可以被用来建立去中心化的生产流程验证平台，通过去中心化的网络实现对流程的验证，帮助企业及时发现问题并保证流程的稳定性，提高了生产效率和产品质量。

3.6 工业软件中各技术的实际应用效果分析

工业软件在电子信息制造业制造过程中的应用效果非常显著，各种技术都可以实现对生产过程的优化和调整。本文介绍了电子信息行业制造过程中工业软件的关键技术，通过对虚拟现实、人工智能、大数据分析、云计算以及区块链技术展开研究，并分别根据研究结果进行实验以验证其准确性，如图3所示。

图3 工业软件中各技术的实际应用评审团评分

由图3得知工业软件中所包含的各种技术的实际应用评分情况，总的来说，工业软件中的各种技术的实际应用评分比较高，均在较好及以上，由此证明了它们对电子信息行业在生产过程的自动化控制、数据分析和人工智能等方面的优化和提升做出了贡献。

4 结束语

综上所述，工业软件在电子信息行业制造过程中发挥着重要的作用，尤其是与自动化技术、数据分析和人工智能技术等相关技术的应用。这些技术的应用，提高了生产效率，提升了产品质量，还减少了人工操作的不确定性。随着自动化技术、数据分析技术和人工智能技术的不断应用和发展，工业软件在电子信息制造过程中的应用将会得到更广泛、更深入、更有效的支持，这将是下一步研究的方向。