前言
一、数据报表
数据报表是数据最直白,最简单、标准的表现形式,也是目前数据展示、数据分析的主流形式。数据报表将数据通过业务维度、数据特性、数据分析等多种维度进行展示,一方面给了客户数据查看、数据查询的功能入口,另一方面由数据报表模块导出的数据是客户自行进行数据分析最主要的数据来源。因此数据报表无论在信息化系统、还是现在数字化系统中,都作为一个重要的模块存在。
在早年我们做信息系统开发中,在整个系统建立之后,一般会收集客户需求,做项目最后的开发工作:报表。就是依据客户的系统信息内容,将所有的系统信息进行汇总,以多种角度和维度汇总给客户查看。记得当年关于报表最流行的就是:中国式报表。中国式报表的代表样式如下图:
复杂的如这样:
更复杂的如这样:
遥想那时候,一句中国式报表的开发就能拦住我们开发好几周的工作量。但是后来随着技术发展,客户也不满足与只看上面的报表,越来越多的开始出现图表的形式,如我们现在随处可见的柱状图、柱状图+折线图,如下面:
柱状图:
柱状图+折线图:
那段时候,如果一个系统最后报表汇总功能不给整几个图表,客户估计都会在你项目尾款里面扣一点。所以当时我们做各种业务系统都会想尽办法来设计几个图表报表,不管有没有用,但是一定要有,看上去就能让系统显得上了一个档次。这事情当年推行到最后,都有点病态的在执行,就是为了抬高整个系统的价格,销售和售前开始配合,然后在给客户的宣讲中,最后都会加入几个极其复杂的图表分析截图,这样在PPT宣讲到最后的时候,那种眼花缭乱的图表的确能起到让人眼前一亮的效果;同时因为这种图表在客户宣讲中根本没人会去关心是不是公司内部有这类业务展现需求,所以只需要那一时的心动,可能就能产生让客户成交的欲望,这种方式其实直到现在在很多销售和售前宣讲中依然大量存在。曾经有段时间,我特别热衷于去看这种宣传图册、宣讲PPT、或是展示图的图表分析模块,因为从这些图表展现中,就可以直接看出来这家公司是真的有懂这个行业的业务,有认真做行业的需求分析,还是仅仅是依据客户提需求、或是直接针对市面上其他类似系统进行模仿而设计出来的。如何是看出来,这里就涉及你到在一个行业中是否有对这个行业的业务是否有足够的业务需求敏感度,同时在设计中是否有自己设计原则,这两个基本思想在我前面的分享中:《信息化建设和数字化建设(二) -- 建设方案》 和 《信息化、数字化系统设计原则》中都有介绍过,后面遇到合适的机会,我也会专门针对这个角度来进行分享,这里就不做过多的赘述。
二、数据可视化大屏
当数据图表普及,大量的数据分析模块都开始出现数据报表、数据图表的联合展现形式,渐渐的不知道什么时候开始流行数据可视化大屏。这个流行的起源我已经查不到了,但是看这种表现形式我估计是和互联网公司的兴起有个密不可分的关系。我一直在行业软件的公司工作,因此对于这种可视化大屏接触的并不早,最早看到这种表现形式是在16年的某个项目,当时公司想要将客户的调度数据、任务数据、销售数据等等多种数据全部在一个页面展示出来,那是我第一次见到这种表现形式,当时行业内普遍称之为数据大屏,后来在行业内我们统称为数据可视化大屏,可视化大屏一般展现如下:
我公司做的园区空调能源云平台:
或是这样的,我公司做的电力运维云平台:
数据可视化大屏凭借着相当哇塞的视觉效果,很快就在国内形成一股风潮,当时正处于数字化概念提出不久,而且大家对于数字化尚未有概念之时,于是这种又出效果,又不会要做业务变革、也不需要重构系统的方式,受到了市场的追捧,尤其在当时的政府部门、国企、央企一时间爆发出大量的数据可视化需求和数据可视化项目,被各种包装成各种名称,如:数据展示平台、可视化平台、数据分析大屏,尤其很多被包装成:xxx指挥平台。现在提起数字化转型、数字化建设,依然能看到很多人经常会评论说:“当年xxx数字化系统,就做了一个数据大屏,由于没有数据,每天人工将汇总的数据填上去”、“所谓的数字化不就是做个大屏么,领导来的时候看一看”、“当年我们导师给xxx做的数字化大屏,就是我们几个学生在页面的上写的数据,然后做个展示就结项了”等等,这样的评论,就这些足可见当时的这类项目建设有多疯狂、多乱。
也就是这样发展下,我记得那时候甚至有很多专门给别人做可视化大屏的公司,工作流程是:首先由需求人员和客户进行沟通,确认需要展现的数据,画出来草图,然后交由UE使用Photoshop做出来图片,给客户确认,当客户确认图片呈现效果之后,再由UE进行切图,切图完成之后,交给UI设计人员使用切图图片和呈现样式,编写HTML、CSS、JavaScript来完成可视化大屏的页面开发;在UI开发完成之后,交由前端开发人员,套入前端开发框架,同时使用数据替代页面上的假数据,自此可视化大屏的开发完成。在互联网公司、SaaS平台爆发的那几年,可视化大屏基本成了这些公司产品必备的功能,甚至当时有很多公司,有钱的,直接在公司前台的一面墙作为屏幕,上面就直接展示一个自己公司的产品数据;没钱的公司,就会在前台上面悬挂一个电视机,然后在上面展示一个可视化大屏。直到现在我都不避讳的说,数据可视化大屏的视觉冲击的效果可以获得很好的成功,我们在交付数字化项目的时候,同样会做多张数据可视化大屏给不同角色的人员,用于不同场景的展示,一方面是便于人员使用系统,另一方面我们也是想通过这种展示,让企业领导看到系统成效。
三、3D可视化大屏
在可视化大屏到处发展的过程中,中国公司卷的特性又发挥出来了,市场上逐渐出现一种新的一种表现形式,这种表现形式不再局限于二维的平面的、图表的统计数据的展示形式,而是将数据映射到3D模型中,直接使用3D模型来从各种角度展示数据。这里我个人认为其实可以分为两种展现形式:
1、3D模型展示
3D模型展示是数字化系统的数据并不是和三维展示强相关,三维模型更多的是达到一种视觉的效果,用于丰富数据可视化大屏的展现形式。说得更直白一点就是:三维模型只是作为展示使用,这种展示并没有业务内容,也没有业务驱动特征,其最主要的目的就是为了数据可视化大屏更加好看,更容易形成视觉冲击。这种最常见的就是曾经风靡过一段时间的智慧园区、智慧城市、智慧小区项目。下面是我从网上找的是这类系统的典型是案例:
还有这样的形式:
可以看到上面的是3D可视化大屏中三维模型的建立更多是为一种展示效果,或是主要用意是作为一种视觉展示,所以这种3D可视化大屏我称之为3D模型展示类型的3D可视化大屏。
2、实时数据三维展示
实时数据三维展示这种3D可视化大屏最主要的特点就是直接将数字化系统的实时数据进行,这些展示数据为数字化系统的实时数据,通常的这些数据来源于设备的采集数据、传感器数据等等,基于以上的设计出发点,所以这类3D可视化大屏中的三维模型多半会使用和业务系统相关的设备、工序、产线建模,用于实时展示设备、工序、产线的状态,使之呈现出一种线下到线上的模型映射的状态,因此这类项目经常也会以数字孪生项目作为名称,但是我个人并不认可这类项目为数字孪生项目,在后续我会说明数字孪生的特点和展现形式。我们曾做过的化工厂反应釜中的3D可视化大屏也属于这类,将化工厂中的反应釜中的反应过程和反应步骤使用3D模型的方式进行展现,数据来源于我们所建立的数据采集系统。下面展示几张这种类型的3D可视化大屏样图:
机房3D可视化
我曾参观某运营商在某市建立的数据中心,他们给我们介绍数据中心的电力运维平台的时候,就是使用的机房电力运维的实时数据三维展示模型的3D可视化大屏,在大屏中的三维模块可以展开不同的数据中心楼宇,然后进入其中,查看其中某一个数据中心机柜的电力相关参数,整个可视化大屏制作精良,再配合以他们会以中心的整面墙的屏幕,展示效果的确相当惊艳。
我们经常也会这种建设方式为部分客户设计3D可视化大屏,尤其某些工厂属于离散制造业类型,厂内不具备可以建立模型的产线或是工艺的时候,我们通常就会使用设备建模的方式,将线下设备映射到3D可视化大屏的三维模型中,然后将设备数据、制造数据和设备进行绑定,算是业务实时数据和三维模型关联的一种展示形式。下图是我们为某工厂建立的3D可视化大屏。
四、数字孪生(Digital Twin)
数字孪生(Digital Twin)的概念提出来很早,据说2002年就提出来了,我第一次听到这个概念的时候是2021年初。当时有一直从事国网和南网项目的朋友,说现在电网内部做的最热的是数字孪生项目(我以前在《信息化、数字化思考(三)-电力行业》中说过,电力行业一直是各种新概念、新技能推广使用最为迅速的地方)。其实将数字孪生仅仅作为数字化的一种表现形式并不正确,数字孪生并非像上面三个一个,仅仅是将数字化展现,而它是真正将数字化信息进行运用的方向。我这里将数字孪生作为数字化的一种表现形式列在这里,更多的是为了让大家对大部分AI生成的内容做一个分辨,明白数字孪生并非是形成所谓的数字孪生大屏之类的,而是完整的一个数据处理、分析的专业方向。
美国国防部最早提出利用Digital Twin技术,用于航空航天飞行器的健康维护与保障。首先在数字空间建立真实飞机的模型,并通过传感器实现与飞机真实状态完全同步,这样每次飞行后,根据结构现有情况和过往载荷,及时分析评估是否需要维修,能否承受下次的任务载荷等。
这一概念显然是在现有的虚拟制造、数字样机(包括几何样机、功能样机、性能样机)等技术基础上发展而来。现有的虚拟制造或数字样机也是建立在真实物理产品数字化表达的基础上的。然而现有的数字样机建立的目的就是描述产品设计者对这一产品的理想定义,用于指导产品的制造、功能性能分析(理想状态下的)。而真实产品在制造中由于加工、装配误差、和使用、维护、修理等因素,并不能与数字化模型保持完全一致。从而,数字样机并不能反应真实产品系统的准确情况,在这些数字化模型上的仿真分析,其有效性受到了明显的限制。
由上面一段总结可以看出来,数字孪生其本质更接近于数字仿真,所以很多号称做数字孪生的项目,是否实现了数字仿真,我认为是一个最重要的辨别分界线,这也是我在3D可视化大屏中所说道的,很多项目都会宣称自己做的是数字孪生项目,但是我觉得他们最多是实现了3D可视化。目前个人接触过的项目来说,我见过相对来说做的最好的,最接近数字孪生的项目,是xx省的虚拟电厂示范项目。得益于多年以来的电网巨量资金的投入,电网在数据采集、设备联网、工业控制、数据分析等多方面已经具有极其丰富的经验和标志性的规范,因此他们可以将一片区域的电力设备、运维设备、输配电设备等等全部进行集中监测和管控,另外基于电网多年来积累的数据和算法,可以实现电力负荷模拟仿真、电力调度模拟仿真、异常电力运维模拟仿真等多种模拟仿真,而且可以在系统的数字孪生体中实时展示和反馈模拟。
由于数字孪生项目做好的很少,所以这里就没有办法找到图来展示。
五、多种数字化展现形式的困惑
一直以来在行业内提起3D可视化和数字孪生,大家基本的共识都是:花架子,对于实际生产、制造帮助不大,因此所有3D可视化和数字孪生项目都是骗钱项目。我基本同意现阶段很多3D可视化和数字孪生建设项目在实际指导生成过程中的,效果并不显著的观点,但是在需不需要做3D可视化和数字孪生方面,我可能和部分人的观点并不一致。
现阶段3D可视化和数字孪生项目目前依然在大量建设,就是因为它解决了一个很直接的问题:直观、而且好看。不能说因为不能帮助实际生产、制造就是没有用的项目,例如对我来说,我能只用数据库工具来看数据,那为什么系统还要给大部分使用人员去写前端代码来为使用人员提供一个界面,这个出发点无非就是直观、好操作。对于一直从事一线生产的人员来说,可能认为非生产性的系统均为无效系统,但是换位思考一下,对于一个企业来说,决策层领导是不需要知道螺母的在外壳上的这个孔拧紧的时候,需要用多少的力矩;他们想要对企业内部的所有流程、数据有个直观的了解,依靠信息化、数字化的手段获取想要的信息,这本来也就是信息化系统需要存在的很重要的原因之一;看表格也是看,看报表也是看,用3D可视化等方式来展现数据就被称为没有实际意义,难道就是因为这种展现方式根伟好看吗?每天在抖音上都是在刷好看的小姐姐,这叫福利,但是用一个好看的系统来展示数据就是无效投资,感觉总是有点牵强的理由。
但是很多人对这类项目表现出来抗拒我完全可以理解。在前几年,数字孪生最为火热的时候,“数字孪生"基本就和数字化项目是绑定在一起的,甚至在一定程度上达到了没有3D可视化和"数字孪生",就不能宣传自己做了数字化改造的地步。随着而来的大量的所谓数字孪生项目,最出名的莫过于智慧城市项目,后来这种项目逐渐缩小,形成了智慧园区、智慧农村、智慧园区等等,这个风潮直到这两年政府信息化投资下降,才逐步减少。在那段时期,一个数字化项目的大部分经费基本都会被数字孪生项目所占用,数字化项目部分反而显得不那么重要了,因为反正最后要的是那个展示效果,有数据和假数据就没什么区别嘛,大量数字化项目最后就变成了只有好看的数字孪生来展示或真或假的数据,这也是业内一直对这种项目颇有微词的原因。同样,得益于那段时间3D可视化和数字孪生需求的暴涨,Unity3D设计、Maya设计等等3D建模、设计人员赚得飞起。
我们化工数字化项目想要接入,用数字孪生的方式来表现化工原料在反应炉中的表现,全过程模拟化工反应过程。当时找到想要合作的公司,人家听完项目需求后,要了几次报价,都没给我们。前年的时候,遇到一个曾经从事这个行业的销售,说:“当年那个时候,你这个项目谁给你报价啊,我们哪个手里没有个几百万的项目,那订单就是一直在排队等着做。你这种连卡拉米都算不上的项目,浪费人手还要和你沟通需求,确定效果和表现形式,本来生产制造类的项目就特别废需求调研时间,客户还经常会改;像智慧城市这种,大楼就放在那边,河就在那边,山就在那边,需求多明确, 而且最后结果也好评估,做好后场景只要像,那就是项目顺利完成,你这种项目咋评估,那还不是要和客户对需求,来回改最后还不一定满意。”当时说的我真是瞬间茅塞顿开。当然,我国所有行业的特点就是来得快去得快,政府投资下降,"数字孪生"逐渐开始落在智慧工厂、智慧产线这种业务上,客户对于数字孪生的需求也不仅仅是需要场景还原,甚至开始要求可以做生成仿真、制造实时监控,数字孪生整个行业开始进入拼价格、啥项目都做的阶段。
在我们的很多交付项目中,我们通常也会附带做出一个或是几个数据可视化大屏或是3D可视化大屏,但是我们一直的设计方式是将数据可视化大屏作为一个业务数据总览、或是数据的集中展示端为原则,其中显示在上面的数据,必然是可以为业务人员、公司领导、运维人员、管理人员提供业务支撑,如下面这个数据可视化大屏为某公寓智慧能源云平台所设计,我们将组态插入其中,使其可以直观显示整个公寓的每一部分运行,使得在公寓能源管理中很自然的可以全局掌控设备运行情况和异常情况,对业务端帮助明显。
公寓智慧能源可视化大屏:
在企业数字化的进程中,有很多方案可以使用,我们不应该只从单一的角度去考虑和设计,每一个方案能被市场所大范围接受,必然有着它的生存空间,我们所要做的就是分析方案本身最基本的表达内容,将其最有效的一面结合业务展示出来。