《工業(yè)可視化》課件 0.1 工業(yè)可視化的概念

導(dǎo)學(xué)項(xiàng)目：工業(yè)可視化概述任務(wù)：認(rèn)識(shí)工業(yè)可視化的概念《工業(yè)可視化》/工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系列課程可視化的概念01—Part—《工業(yè)可視化》/工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系列課程01可視化的概念可視化可理解為一個(gè)生成圖形圖像的過程。更深刻的認(rèn)識(shí)是，可視化是認(rèn)知的過程，即形成某個(gè)物體的感知圖像，強(qiáng)化認(rèn)知理解。對(duì)事物規(guī)律的洞悉繪制的可視化結(jié)果本身×√因此，可視化的終極目的是對(duì)事物規(guī)律的洞悉，而非繪制的可視化結(jié)果本身。01可視化的概念這里包含多重含義：發(fā)現(xiàn)、決策、解釋、分析、探索和學(xué)習(xí)。因此，可視化可簡(jiǎn)明地定義為“通過可視表達(dá)提高人們完成某些任務(wù)的效率”。因此，可視化可簡(jiǎn)明地定義為“通過可視表達(dá)提高人們完成某些任務(wù)的效率”。發(fā)現(xiàn)決策解釋分析探索學(xué)習(xí)“通過可視表達(dá)提高人們完成某些任務(wù)的效率”01可視化的概念從信息加工的角度看，豐富的信息將消耗人們大量的注意力。精心設(shè)計(jì)的可視化可作為某種外部?jī)?nèi)存，輔助人們?cè)谌四X之外保存待處理信息，從而補(bǔ)充人腦有限的記憶內(nèi)存，有助于將認(rèn)知行為從感知系統(tǒng)中剝離，提高信息認(rèn)知的效率。另一方面，視覺系統(tǒng)的高級(jí)處理過程中包含一個(gè)重要部分，即有意識(shí)地集中注意力。人類執(zhí)行視覺搜索的效率通常只能保持幾分鐘，無法持久。圖形化符號(hào)可高效地傳遞信息，將用戶的注意力引導(dǎo)到重要的目標(biāo)上。01可視化的概念可視化的作用體現(xiàn)在多個(gè)方面，如揭示想法和關(guān)系，形成論點(diǎn)或意見，觀察事物演化的趨勢(shì)，總結(jié)或積聚數(shù)據(jù)，存檔和匯整，尋求真相和真理，傳播知識(shí)和探索性數(shù)據(jù)分析等。從宏觀的角度看，可視化包括以下三個(gè)功能:信息記錄支持對(duì)信息的推理和分析信息傳播與協(xié)同01可視化的作用信息記錄信息成像或采用草圖記載，是將信息記錄成文、世代傳播的有效方法之一。而可視化圖繪能極大地激發(fā)人們的智力和洞察力，幫助驗(yàn)證科學(xué)假設(shè)。例如：20世紀(jì)日然科學(xué)最重要的三個(gè)發(fā)現(xiàn)之一——DNA分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)起源于對(duì)DNA結(jié)構(gòu)的X射線圖片的分析：從圖像形狀確定DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu)，且兩條骨架是反平行的，骨架在螺旋的外側(cè)等這些重要的科學(xué)事實(shí)。01可視化的作用支持對(duì)信息的推理和分析數(shù)據(jù)分析的任務(wù)通常包括定位、識(shí)別、區(qū)分、分類、聚類、排列、比較、內(nèi)外連接比較、關(guān)聯(lián)、關(guān)系等。識(shí)別排列關(guān)聯(lián)01可視化的作用支持對(duì)信息的推理和分析通過將信息以可視的方式呈現(xiàn)給用戶，將直接提升對(duì)信息認(rèn)知的效率，并引導(dǎo)用戶從可視化結(jié)果分析和推理出有效信息。這種直觀的信息感知機(jī)制極大地降低了數(shù)據(jù)理解的復(fù)雜度，突破了常規(guī)統(tǒng)計(jì)分析方法的局限性。信息分析效率01可視化的作用支持對(duì)信息的推理和分析可視化結(jié)果本身就能夠揭示問題的根本原因，還能啟發(fā)人們找到解決方案。可視化能顯著提高分析信息的效率，其重要原因是擴(kuò)充了人腦的記憶，幫助人腦形象地理解和分析所面臨的任務(wù)。01可視化的作用信息傳播與協(xié)同人的視覺感知是最主要的信息界面，它輸人了人從外界獲取的70％的信息。因此，俗語說“百聞不如一見”“一圖勝千言”。面向公眾用戶傳播與發(fā)布復(fù)雜信息的最有效途徑是將信息可視化，達(dá)到信息共享與認(rèn)證、信息協(xié)作與修正、重要信息過濾等目的。01可視化的作用信息傳播與協(xié)同在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，資源互聯(lián)和共享、群體協(xié)同與合作成為科學(xué)和社會(huì)發(fā)展的新動(dòng)力。美國華盛頓大學(xué)的可視化專家ZoranPopovic教授與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)家開發(fā)了一款名叫Fold.It的多用戶在線網(wǎng)絡(luò)游戲。該游戲讓玩家從半折疊的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)起步，根據(jù)簡(jiǎn)單的規(guī)則扭曲蛋白質(zhì)使之成為理想的形狀。01可視化的作用信息傳播與協(xié)同實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，玩家預(yù)測(cè)出正確的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的速度比任何算法都快，而且能憑直覺解決計(jì)算機(jī)沒辦法解決的問題。這個(gè)實(shí)例表明，在處理某些復(fù)雜的科學(xué)問題上，人類的直覺勝于機(jī)器智能，也證明可視化、人機(jī)交互技術(shù)等協(xié)同式知識(shí)傳播在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的重要作用。工業(yè)可視化02—Part—《工業(yè)可視化》/工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系列課程02工業(yè)可視化隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，工業(yè)企業(yè)加速發(fā)展進(jìn)程邁向智能制造時(shí)代，工廠中越來越多的智能設(shè)備、傳感器、工業(yè)相機(jī)等各類設(shè)備通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)的連接方式為人類帶來了海量的工業(yè)數(shù)據(jù)資源，從而加速了工業(yè)信息化革新的進(jìn)程。與此同時(shí)，對(duì)海量工業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析應(yīng)用是工業(yè)領(lǐng)域的一項(xiàng)挑戰(zhàn)。工業(yè)領(lǐng)域的大挑戰(zhàn)一方面是因?yàn)楣I(yè)數(shù)據(jù)規(guī)模大、維度高、結(jié)構(gòu)多變，而且很多設(shè)備數(shù)據(jù)有實(shí)時(shí)性要求；另一方面是因?yàn)楣I(yè)數(shù)據(jù)具有多變的應(yīng)用場(chǎng)景，難以直接應(yīng)用全自動(dòng)化的分析模型來得出結(jié)果。02工業(yè)可視化在此背景下，各種豐富、直觀的三維圖像以及二維圖表的可視化形式，可以滿足對(duì)大量復(fù)雜的異構(gòu)數(shù)據(jù)量身定制圖表的需求，因此可視化在工業(yè)領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用。工業(yè)可視化可以傳遞工業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)營的各種數(shù)據(jù)信息，面向工業(yè)管理和輔助決策，是作為企業(yè)數(shù)字化藍(lán)圖中，實(shí)現(xiàn)經(jīng)營決策、信息直觀呈現(xiàn)的重要載體。02工業(yè)可視化如圖所示是工業(yè)可視化的典型應(yīng)用：展示的是工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行工況和生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)信息02工業(yè)可視化工業(yè)領(lǐng)域的可視化是一個(gè)集各種先進(jìn)傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、結(jié)構(gòu)分析以及結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估理論于一體的解決方案。傳感技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)構(gòu)分析及狀態(tài)評(píng)估信息技術(shù)工業(yè)可視化旨在通過三維可視化、大屏可視化、BI（BusinessIntelligence的縮寫，意為：商業(yè)智能）數(shù)據(jù)分析、報(bào)表等產(chǎn)品，以圖形化的方式直觀的向觀看者展示工業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)果，為理解工業(yè)數(shù)據(jù)提供一個(gè)人機(jī)融合的接口，實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)價(jià)值感知。02工業(yè)可視化工業(yè)可視化通過產(chǎn)品協(xié)同幫助用戶對(duì)企業(yè)運(yùn)營信息進(jìn)行透明化與可視化管理，可以有效提升資產(chǎn)管理與監(jiān)控管理的效率，提高企業(yè)數(shù)據(jù)資產(chǎn)利用率，挖掘數(shù)據(jù)資產(chǎn)深層價(jià)值，支撐用戶進(jìn)行企業(yè)管理、設(shè)備監(jiān)控、運(yùn)營決策等多種業(yè)務(wù)目標(biāo)。比如：當(dāng)生產(chǎn)設(shè)備發(fā)生故障的時(shí)候，不僅可以通過工業(yè)可視化產(chǎn)品來獲取故障信息之外，還可以觸發(fā)附近的監(jiān)控?cái)z像機(jī)畫面彈窗，來檢查此生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)故障的現(xiàn)場(chǎng)情況。02工業(yè)可視化有些大型的生產(chǎn)設(shè)備，出現(xiàn)故障就會(huì)影響整條流水線的效率，對(duì)及時(shí)排查的需求更高，而可視化產(chǎn)品讓故障問題出現(xiàn)時(shí)能第一時(shí)間預(yù)警，及時(shí)警示維修部門去排查機(jī)器故障的原因。工業(yè)可視化的展示層級(jí)03—Part—《工業(yè)可視化》/工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系列課程1.3工業(yè)可視化設(shè)備產(chǎn)線廠區(qū)科學(xué)預(yù)測(cè)可視化呈現(xiàn)智能診斷輔助決策通過采集設(shè)備數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)備的關(guān)鍵要素進(jìn)行檢測(cè)和動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)分析歷史數(shù)據(jù)檢查功能，性能變化的原因預(yù)測(cè)性維護(hù)與保養(yǎng)揭示各類模式的關(guān)系，預(yù)測(cè)未來分析過去和預(yù)測(cè)未來的基礎(chǔ)上，對(duì)行為進(jìn)行指導(dǎo)設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、工藝與制造迭代優(yōu)化設(shè)備監(jiān)控透明工廠產(chǎn)線監(jiān)控產(chǎn)線效率產(chǎn)能分析產(chǎn)線產(chǎn)能預(yù)測(cè)產(chǎn)能分析產(chǎn)線工序優(yōu)化數(shù)智園區(qū)人效，能耗調(diào)整設(shè)備管控產(chǎn)線仿真物流仿真建廠規(guī)劃物流、設(shè)備、三現(xiàn)能耗診斷1.21.41.61.82.22.42.62.83.23.43.63.8業(yè)務(wù)深度工業(yè)可視化的呈現(xiàn)形式04—Part—《工業(yè)可視化》/工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系列課程1.3工業(yè)可視化2.5D圖表2D3D側(cè)重信息展示極度抽象成本最低時(shí)間較快側(cè)重信息展示