浅谈可视化应用需求

       纵观历史，人类一直在寻找一种能够完美阐释物理世界的方式，它既能大至宇宙星系的模拟，又能小到分子结构的演示。随着科技不断发展，我们已能通过数据构建出整个数字世界，但如何令数据世界“活灵活现”地呈现在我们眼前？可视化技术似乎是目前唯一的答案。
       可视化通过将数据转换成图形，改变了数据阅读的形式，给予人们意想不到的洞察力，在很多领域展示与研究的方式发生了根本变化。借助可视化工具，人类可以直接通过图像而非文字直接阅读数据，如通过气象云图判断天气状况、实时交通地图避免拥堵、股票大盘曲线推测经济走势。在工业领域，可视化也在不断改变传统工业生产与发展的模式。

       数字化工厂领域可视化应用场景种类繁多，例如科学计算可视化、运行数据可视化、工艺流程可视化、施工进度可视化、三维可视化等，可以为用户提供业务协同、综合监测、分析决策等工作的技术支撑。如何凭借可视化应用实现数字化工厂的高效管理与价值增值，关键在于业务场景、数据对接与交互三方面的可视化程度：

（1）业务场景

       业务需求是可视化应用研发的基础，研发者需要深入业务本身，充分了解业务数据和业务流程；深化数据潜力，对数据进行整理、分析，去芜存菁，再将业务流程分析和抽象，形成闭环。如果只是看到信息，而不能将后续的业务流程贯通，该应用的生命力也难以为继。 

（2）数据对接

       数字化工厂运营管理，依托大量的基础业务数据，以及三维技术、物联网、云技术和工业大数据技术的信息支撑。通过汇集整合各个系统业务应用的数据，实现工厂业务协同处理，提供产品制造全生命周期的业务系统处理，实现工厂事件的快速响应、综合监测；对数字工厂的事件和指标进行实时监控和可视化展示；分析决策，基于物联网数据进行分析挖掘实现高效决策和反馈。

       不同于简单的展示功能，对数据的智能分析是可视化管理中不可或缺的一环，需要存储大量的数据并进行数据处理和分析，由于数据的可接入范围和不同的平台定位不同，接入的数据产生相应区分，所用到的计算资源是完全不同的。各种主数据存储位置不同，层级不同，需要考虑到数据管理中的每一环。数据接口是直接对接，还是通过数据中台对接？数据接过来以后，怎么和进行数据关联？当然还要考虑网络结构和带宽是否支持，以及数据安全性怎么保证。 

（3）可视化交互设计

       构建完美映射物理工厂的数字场景是我们做工厂三维可视化的目标和方向，通过对数字场景的分析和模拟，实现管理和预测物理工厂。把枯燥的数据和繁杂的流程，提炼成一种更易读和更直观的设计语言，以数字化和可视化的表达，呈现给用户，是交互设计的重点。
在设计实践中，一个模型的选中可通过变色、边缘高亮、居中等多种方式设计。视角、场景等设计，也是常用三维设计语言，不同场景使用不同的视角，可避免造成“只缘身在此山中”的感觉。

       将工厂真实数据与三维数字化工厂的融合，可以实现多种业务应用可视化。可通过运行数据和三维设备模型特效表现设备的带电状态；可通过测点数据和容器设备液体特效，直观看到容器内部液位；通过有限元网格等方式展示设备应力、温度、位移等多物理场；通过粒子特效表现区域辐射场；通过WBS计划、三维关联、视频影像可展示虚实结合的施工进展；通过火焰、烟雾、路径、人员动画等特效可用于应急演练；通过烟气特效、阀门开断状态特效，可展示工艺流程状态；通过工厂运行数据与三维的结合，可展示工厂全景运行状态和指标等等。 
我们的目标是构建与物理工厂高度一致的虚拟工厂，为企业数字化转型提供产品和服务。随着企业数字化转型部署及推进的加快，图为技术将在三维可视化领域不断深耕 ，赋能业务应用，打造智能工厂的三维数字化基座。