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2020年数据可视化的3个最新趋势

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2020年数据可视化的3个最新趋势

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2020年数据可视化的3个最新趋势

 

对于过去和现在的未来主义者来说,2020年是具有里程碑意义的一年。正如预期的那样,数据可视化在持续发展。在2020年,企业可用于创建、存储、移动和检索数据的方式,与查看、感知和解释数据的方式一样多。当前,数据可视化呈现出3种增长趋势,包括:

  不断增加的云连接;

  集成的预测性维护和互联的现场服务;

  多样化的用户界面。

  通过云看见更多可能性

  很多企业已经意识到,采用基于云的数据平台(例如微软Azure等不断发展的云平台)可以为其带来不菲的回报。这些好处包括提高了可扩展性,减少了现场硬件过时并扩大了连接性,这是因为能够使用开放标准,如OPC UABACnetSNMPModbusweb服务和OPC隧道(tunneling)等,以及通过AMQPMQTTRESTWebSocketsTLS加密与x.509证书相结合来确保安全通信的能力。

  对数据可视化而言,与现场替代方案相比,云连接可以提供经济高效的处理器密集型分析,因此用户能够可视化来自多个数据源的大量数据,以加快决策制定(图1)。系统往往是多种多样的,由很多个组件组成,并且可以使用自己的数据存储和接口来访问存储的数据(例如,Web服务、数据库、历史数据库等),因此集成工具(例如面向商业智能的工具)有助于为企业提供整个数据系统的统一视图。分析软件或商业智能工具有助于关联多个数据集,同时允许通用过滤器和参数进行查询。通过这些工具,可以以标准化的方式可视化收集到的数据,从而为最终用户提供经逻辑处理、可供比较的依据。

1:可在移动笔记本电脑上运行的组态软件ICONICS GENESIS64。本文图片来源:ICONICS

  关于云连接的数据可视化,有很多应用场景和相关行业案例(图2)。其中一种是适用于全球化业务的制造企业,其分散在多个地理位置的设施,可以通过工业物联网(IIoT)将其数据提供给集中可视化工具。

2:数据可视化与基于云的应用的集成日益增加。

  另一种可视化的应用场景是能源管理工作,其中可能包括单个建筑物到整个校园的成本、消耗率和碳排放量。任何从多个位置和多个来源收集大量数据的企业,都可以从最新的基于云的可视化工具中受益。

  预测性维护和互联现场服务

  预测性维护是一个不断增长的数据可视化应用程序,企业希望从传统的中断修复模型切换到更高效、更主动和更具成本效益的模型。一些相关软件解决方案使用故障检测和诊断(FDD)技术,这是一种对运营和维护团队特别有价值的分析形式(图3)。

3HMI屏幕上显示的预测性维护软件。

  FDD技术包含了一个标准的故障规则库,可以对其进行定制,以预测设备故障并建议人员采取预防措施。这种类型的信息(症状、原因和建议的行动)以前可能只存在于企业的某些高级员工的记忆中,或者在某些情况下,可能还存在于印刷或非交互式电子档案中。

  FDD工具使用高级故障规则引擎,该引擎可计算故障概率以及相关成本。由于集成更容易、更快和更直观,因此用户可以节约配置时间。这些工具可以轻松地与企业的多个数据系统集成,包括流行的楼宇自动化系统(BAS)、监控和数据采集(SCADA)、可编程逻辑控制器(PLC)以及用于设备状况监视的其它数据系统。通过FDD工具,可以以创新和直观的方式来可视化相关报警,以协助维护人员执行日常任务。用户还可以创建报告和图表,以帮助实现可视化运营,并解决设备性能低下的问题。

  另一个可以与可视化和预测性维护工具集成的工具是企业的互联现场服务CFS)操作。它包含一些高级功能,通过智能调度和可靠的通知帮助简化现场服务组织的效率(见图4)。专用软件可连接到FDD系统识别的相同警报和故障。它还提供了一个预先构建的操作员或调度员仪表板,概述了所有当前报警及其负责响应的人员。

4:通过智能手机查看现场服务通知。 

  互联现场服务使用智能算法和可自定义的加权评分,来确定最适合特定维护任务的现场工作人员,然后向该工作人员的移动设备发送通知,以立即采取行动。完全可自定义的工作流程,可以根据诸如工人时间表和当前GPS位置等因素,来确定执行任务的最佳技术人员。

  报警可以通过电子邮件、SMS或集成的移动人机界面(HMI)应用推送通知的方式,发送给相关人员。当技术人员收到报警时,他既可以回复消息或使用移动应用程序履行职责,也可以拒绝报警或报告为,将报警传递给下一个选定的合适的工作人员。

  互联现场服务软件的另一个应用,是与流行的企业资源计划(ERP)、客户关系管理(CRM)、计算机维护管理系统(CMMS)以及诸如Microsoft Dynamics 365之类的目录服务集成。这样就可以从互联的系统中,检索工人的联系信息以及预定的可用时间。

  多样化的用户界面

  在数据可视化领域,另一个主要趋势是企业如何仔细研究不同数据类型之间的关系,以及如何以最好的方式将其呈现给员工、最终用户和客户。技术进步使得访问、查看甚至采取行动的方式多样化。当然,无论是在界面开发还是最终显示中,台式电脑和笔记本电脑仍占主导地位。但是,基于PC的可视化也有所发展,在传统的2D图形中,加入了更加身临其境的交互式3D和混合现实选项。

  在全球范围内越来越多的企业开始采用移动选项,包括平板电脑和智能手机。当今现代化的HMI编辑工具,可以实现一劳永逸的响应式布局功能。这种响应式设计,允许在不同类型、具有多种不同屏幕尺寸和分辨率的设备上滚动显示,从而实现更具吸引力的标准化外观。另外,随着移动设备类型数量的增加,连接选项和速度也随之增加,因此现场用户可以体验到同样丰富、快速的可视化、监视和控制。

  数据可视化的发展,产生了更多有趣的形式。一些企业意识到需要向操作员提供数据,而操作员可能没有双手自由使用笔记本电脑、平板电脑或智能手机。微软以其为传统设备开发的操作系统和生产力软件而闻名,它创建了HoloLens自带的全息计算设备来满足这一需求(图5)。现在已更新为HoloLens 2,新一代混合现实设备提供了增强视图,可以在操作人员的视野内可视化数据。

5:使用全息影像的人机界面。

  认识到工业领域需要可以解放双手的、坚固耐用的可穿戴设备, Real Wear公司开发出了HMT-1头戴式AI计算机。该公司的目标是使工人保持全面的态势感知和最大的生产效率。

  展望可视化的未来

  就像当初认识并接受平板电脑和智能手机,加入到客户的台式机和笔记本电脑一样,自动化软件供应商也发现可穿戴计算设备的发展机会。全息操作界面概念的出现,使用户可以在其中快速查看当前目标设备上的信息。例如,当技术人员走近工厂机器时,就可以查看其内部组件的3D示意图。通过语音请求,该技术人员还可以查看相关的产品文档和规格,或观看如何更换特定组件或设定实时运行值的视频。某些设备和软件的组合,可以提供远程专家模式。在该模式下,现场技术人员可以向远程专家提供其正在查看的实时视图,专家对该任务有更多的经验,这样就可以远程利用他的专业知识解决现场问题。

  数据可视化已经应用于智能手表领域。苹果发布了基于iOS操作系统的Apple Watch系列产品,其它制造商也发布了基于Android操作系统Wear OS的智能手表。所有这些都是用于腕部的微型计算机,具有相当强的处理能力,并且是数据可视化功能的主要工具。自动化软件供应商已经找到了基于角色的关键性能指标(KPI)的一目了然快速信息传递的完美结合,特别是对于那些与多种连接方式(蜂窝、wi-fi等)配合使用的智能手表。连接后,您可以直接从用户喜欢的可穿戴设备立即查看重要数据指标。

  尽管不被认为是传统的可视化工具,但诸如微软Cortana、谷歌助手和亚马逊Alexa等公司开发的语音助手,可以为语音查询提供结果,甚至可以触发已连接设备的操作(例如,打开和关闭照明灯、锁定和解锁门等)。

  相同的概念,适用于在工业或楼宇自动化中使用的语音命令助手。自动化软件供应商已经创建了语音人机界面,使用的查询类型有点类似于在HMI上以图形方式进行的查询。

  工厂/运营经理可以问问Cortana,例如,Cortana。第一条生产线的OEE(整体设备效率)是多少?与上个班次相比如何?,并可以听到第一条生产线的OEE78%,比昨天增加了2的语音响应。

  设施维护人员可以询问Alexa,例如“Alexa,制冷压缩机的当前电压是多少?回答可能是压缩机的当前电压为200V,频率为50Hz

  企业的管理人员可以使用谷歌助手,例如谷歌,年初至今,我们的石油总产量是多少?与去年相比有何变化?答案可能是:到目前为止,您已经生产了564万桶石油,比去年增长了4%。

  数据可视化的未来会是什么样?它可能涉及新的、更复杂的连接方法以补充IIoT,或者将人工智能或协作机器人,集成到预测性维护和现场服务中。随着连接设备的形式和实用性以及底层软件的发展,它将涉及用户界面的扩展。 (作者:Melissa Topp  来源:控制工程网)

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