《工业可视化》课件 0.3 工业可视化的产品

导学项目：工业可视化概述任务：认识工业可视化的产品《工业可视化》/工业互联网系列课程湖南三一工业职业技术学院《工业可视化》/工业互联网系列课程目录工业可视化的产品01组态软件产品02商业智能产品03三维可视化产品04云视界产品051.1工业可视化的产品组态产品BI产品三维可视化产品工业领域的可视化产品有很多，归结起来有三大类，分别是传统工业控制领域的组态监控产品、随着大数据兴起的商业智能产品（简称BI）、以及三维可视化产品。此外，还有一些兼具以上三个类别产品特征的可视化产品，比如本课程将使用到的云视界可视化平台，就是兼有组态和BI产品功能特点的软件平台。可视化产品1.2组态产品组态产品可以让自动化工程师以灵活搭建的方式，配置工业现场过程监控界面，提供对工业现场的设备状态和数据监控；1.3BI产品BI产品提供多类型数据源接入、数据快速建模、多维可视化分析和交互式故事板等服务，以自助式数据探索与可视化分析的方式，帮忙用户完成数据接入、多维分析、综合展现等，支撑企业决策分析；1.3三维可视化产品三维可视化产品提供丰富的工业设备素材库、模板库，如果结合工业互联网平台的物联能力，将实时数据与3D模型相融合，为工业领域带来全新的运营界面、展示界面、机器交互界面。《工业可视化》/工业互联网系列课程目录工业可视化的产品01组态软件产品02商业智能产品03三维可视化产品04云视界产品052.1组态软件的简介组态的概念来自于20世纪70年代中期出现的第一代集散控制系统（DCS，DistributedControlSystem），可以理解为“配置”“设定”“设置”等，是指通过人机开发界面，用类似“搭积木”的简单方式来搭建软件功能，而不需要编写计算机程序。组态软件，又称组态监控系统软件，是指数据采集与过程控制的专用软件，也是指在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境。这些软件实际上是一种通过灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。一般英文简称为HMI/SCADA（HumanandMachineInterface/SupervisoryControlandDataAcquisition），中文翻译为：人机界面/监视控制和数据采集软件，行业内大家习惯称之为“组态软件”。2.1组态软件的简介组态软件广泛应用于机械、汽车、石油、化工、造纸、水处理以及过程控制等诸多领域。如图所示为组态软件完成的工业监控画面：2.2组态软件的价值在组态软件出现之前，要实现某一工业监控任务，都是通过编写程序（如使用VC、VB，DELPHI）来实现的；编写程序不但工作量大、周期长，而且容易出现漏洞，不能保证工期。工作量大周期长漏洞多组态软件的出现，对于过去需要几个月的工作，通过组态搭建，也许只需几天就可以完成，而且软件项目的可靠性也大大加强。2.2组态软件的价值用户可以不用编程，而是利用组态软件提供的图形、趋势曲线、报警、数据库、报表等功能模块，通过“搭积木”的方式构建系统，特别适合自动化工程人员，不需要编程基础就可以快速为用户构建出界面美观、功能强大的软件系统。2.2组态软件的价值另外，组态软件还提供了脚本功能，如类C语言、类PASCAL语言，有的甚至支持VBScript，可以为深层次用户提供了更加灵活和强大的功能。2.3常见的组态软件InTouchInTouch是由Wonderware公司在制造运营领域率先推出的基于微软Windows平台的组态软件。InTouch软件用于可视化和控制工业生产过程。它为工程师提供了一种易用的开发环境和广泛的功能，使工程师能够快速地建立、测试和部署强大的连接和传递实时信息的自动化应用。WinCCWinCC（WindowsControlCenter）视窗控制中心，是西门子推出的一套完备的组态开发环境，它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等功能。组态王组态王是北京亚控科技发展有限公司在90年代自主研发的国内第一款商用组态产品，填补了国内组态软件的空白。组态王是中国设备监控领域的旗舰品牌，具有功能齐全、简单、易学、易用等特点，产品广泛应用于电力、机械、市政、能源、环保、医药等几十个行业，涉及上百种设备配套监控。华富开物华富开物（ControX）系列工业组态软件是由北京华富远科技术有限公司在充分结合用户需求及工业自动化领域发展方向上，推出的运行于Windows操作系统的工业监控系统支撑软件。ForceControl北京力控元通科技有限公司的ForceControl监控组态软件也是国内较早就已经出现的组态软件之一。广泛应用于市政、水利、环保、装备制造、石油、化工、国防、冶金、煤矿、配电、新能源、制药、交通、教育等行业。《工业可视化》/工业互联网系列课程目录工业可视化的产品01组态软件产品02商业智能产品03三维可视化产品04云视界产品053.1BI系统的简介商业智能软件，大家习惯称之为BI（BusinessIntelligence）软件，通常被理解为将企业中现有的数据进行各种分析，并给出图表报告，帮助管理者认识企业和市场的现状，从而做出正确决策的一种工具。3.1BI系统的简介商务智能系统中的数据来自企业其他业务系统。例如制造型企业，其BI软件系统的数据来自于企业的ERP（EnterpriseResourcePlanning，企业资源计划）、CRM（CustomerRelationshipManagement，客户关系管理）、SCM（SupplyChainManagement，供应链管理）等信息系统中的采购、库存、生产、客户信息等，以及企业所处行业和竞争对手的数据、其他外部环境数据。信息的质量很大程度上依赖于其表达方式，对数据进行数据分析后，结果可视化可以帮助用户更好地理解数据信息，挖掘数据价值。BI软件就是将数据分析技术与图形技术结合，使得数据更加的生动与形象，清晰有效地将分析结果信息进行解读和传达，企业管理可以更好更高效地提取有价值的信息。3.1BI系统的简介可以认为，BI是对商业信息的搜集、管理和分析过程，目的是使企业的各级决策者获得知识或洞察力，促使他们做出对企业更有利的决策。如图所示是BI软件完成的分析结果展示。3.2BI软件的价值BI软件为企业提供的不仅仅是产品、工具和功能，更重要的是向企业交付一整套解决问题的方案，它以辅助决策为目的，通过相关的数据技术方法来处理企业积累的各类海量数据，产出可量化的、可持续的数据价值。具体可以体现在如下三个方面：数据整合数据展示效率辅助管理决策3.2BI软件的价值数据整合BI可以打通企业多个信息系统的数据，解决数据壁垒、信息孤岛的问题，实现信息透明，提供一个全局的视图，让决策者可以更加全面地看待问题，降低决策失误风险性。数据展示效率提高报表的输出效率，使用者能通过可视化的界面快速制作多种类型的数据报表、图形图表，满足企业不同人群在一定的安全要求和权限设置下，实现在PC端、移动端、会议大屏等终端上对数据的查询、分析和探索需求。辅助管理决策通过数据分析，辅助企业决策，实现科学化、数据化的决策。比如，决策者可以根据BI提供的钻取功能对数据结果进行追根溯源，使问题的分析不止步于表面结果，从而根据根本问题做出正确解决方案。3.3常见的BI软件近几年，随着大数据的火热，BI市场迎来了不错的发展机会，市场上也涌现出很多BI软件工具。如FineBI、PowerBI、Tableau。FineBIPowerBITableau3.3常见的BI软件FineBI帆软公司的FineBI，是目前国内⽐较常见的一款BI软件，主打的是超大数据量性能和自助式分析2个特点，最高可以支撑20亿数据的秒级呈现，适用于企业中的技术人员、业务人员和数据分析师，可以完全自主的进行探索式分析。3.3常见的BI软件PowerBI微软旗下的PowerBI，定位是个人报表/可视化工具，适合短平快的分析需求，也可用作整个企业的分析决策引擎，不过在企业级部署和应用上缺少完善的解决方案。3.3常见的BI软件Tableau软件巨头Salesforce旗下的Tableau，定位是轻型的数据可视化工具，产品目的是帮助人们查看和理解数据。显著优势是可视化，可以实现很酷炫的数据图表。基于可视化能做很多数据分析功能扩展，主推自助式分析，适合于业务人员和数据分析师使用。《工业可视化》/工业互联网系列课程目录工业可视化的产品01组态软件产品02商业智能产品03三维可视化产品04云视界产品054.1三维可视化产品工业企业的管理者为了更好地管理日益复杂的工业现场生产活动，越来越不满足二维平面的信息展示，特别是随着5G、物联网技术等新兴技术的发展，工业数字孪生的概念兴起，三维可视化技术在工业中的应用越来越深入。三维可视化工业领域中的三维可视化融合了多媒体、物联网及三维镜像刻画等多种技术，通过对工业数据的处理，将真实场景通过建模等方式制作成虚拟仿真场景，与真实世界一一对应。4.1三维可视化产品根据各类传感器产生的监测数据与其空间位置，对物体展开多方位的监管，搭建根据现实的3D虚拟现实技术实际效果，让数据呈现更加直观。如图所示，是三维可视化在智能工厂中的应用案例。4.1三维可视化产品三维可视化技术的应用一方面在于进行高效、高精度的渲染建模，从而实现在一个数字场景中还原物理世界的全要素；另一方面也要结合对实时数据的处理、计算，实现数字世界与物理世界的联通，构建物理世界的数字孪生体。“三维可视化技术是实现工业孪生的关键技术之一”《工业可视化》/工业互联网系列课程目录工业可视化的产品01组态软件产品02商业智能产品03三维可视化产品04云视界产品055.1云视界简介对于工业领域的广大用户和管理者来说，灵活便捷的查看设备指标参数、直观准确的了解工业设备的实时工况信息，是进行工业设备运行分析进而开展智能化工业管控的根本前提。云视界就是为实现这些需求，满足用户个性化配置工业设备展示界面的愿望而开发的产品。云视界是服务于工业场景下生产、经营和政府监管的多场景可视化工具。以2D/2.5D的形态呈现工业信息，既具备组态软件的监控功能，也兼有BI软件的多源数据接入和分析、查询展示的功能。云视界基于根云平台的物联能力，将工业设备孪生数据与业务模型相融合，为工业领域带来全新的运营界面、展示界面、机器交互界面,以生动直观的可视化图表动效，展示设备指标参数、工况统计信息、远程监控页面、综合管理大屏等工业管理界面。5.1云视界简介如图所示是使用云视界设计的后市场设备统计的案例。5.2云视界的价值云视界通过与工业互联网平台对接，可以把设备实时数据和不同的系统数据进行融合展示，能实现工业数据的全面感知、动态传输、实时分析，为管理人员的科学决策和智能管控提供依据，最终达到提高制造资源配置效率，推动制造业融合发展的应用价值。工业互联应用，设备预警管理可视化云视界已集成接入工业互联网平台的工业数据，可直观展示工业设备各关键部件的运行参数、故障历史信息，以及故障预测，最大限度地减少设备非计划性停机。生产数字化，生产状态实时监控通过对工业设备数据的环比、同比、对比，及时发现生产环节上的问题，做出响应，监测分析车间产出质量，回溯质量问题诱因