企業(yè)可用于創(chuàng)建、存儲、移動和檢索數(shù)據(jù)的方式，與查看、感知和解釋數(shù)據(jù)的方式一樣多。
對于過去和現(xiàn)在的未來主義者來說，2020年是具有里程碑意義的一年。正如預(yù)期的那樣，數(shù)據(jù)可視化在持續(xù)發(fā)展。在2020 年，企業(yè)可用于創(chuàng)建、存儲、移動和檢索數(shù)據(jù)的方式，與查看、感知和解釋數(shù)據(jù)的方式一樣多。當(dāng)前，數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)出3種增長趨勢，包括：
不斷增加的云連接
集成的預(yù)測性維護和互聯(lián)的現(xiàn)場服務(wù)
多樣化的用戶界面
通過云“看見”更多可能性
很多企業(yè)已經(jīng)意識到，采用基于云的數(shù)據(jù)平臺（例如微軟Azure 等不斷發(fā)展的云平臺）可以為其帶來不菲的回報。這些好處包括提高了可擴展性，減少了現(xiàn)場硬件過時并擴大了連接性，這是因為能夠使用開放標(biāo)準(zhǔn)，如OPCUA、BACnet、SNMP、Modbus、web 服務(wù)和OPC 隧道（tunneling） 等，以及通過AMQP、MQTT、REST、WebSockets 和TLS 加密與x.509證書相結(jié)合來確保安全通信的能力。
對數(shù)據(jù)可視化而言，與現(xiàn)場替代方案相比，云連接可以提供經(jīng)濟高效的處理器密集型分析，因此用戶能夠可視化來自多個數(shù)據(jù)源的大量數(shù)據(jù)，以加快決策制定（圖1）。系統(tǒng)往往是多種多樣的，由很多個組件組成，并且可以使用自己的數(shù)據(jù)存儲和接口來訪問存儲的數(shù)據(jù)（例如，Web 服務(wù)、數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫等），因此集成工具（例如面向商業(yè)智能的工具）有助于為企業(yè)提供整個數(shù)據(jù)系統(tǒng)的統(tǒng)一視圖。分析軟件或商業(yè)智能工具有助于關(guān)聯(lián)多個數(shù)據(jù)集，同時允許通用過濾器和參數(shù)進行查詢。通過這些工具，可以以標(biāo)準(zhǔn)化的方式可視化收集到的數(shù)據(jù)，從而為最終用戶提供經(jīng)邏輯處理、可供比較的依據(jù)。
關(guān)于云連接的數(shù)據(jù)可視化，有很多應(yīng)用場景和相關(guān)行業(yè)案例（圖2）。其中一種是適用于全球化業(yè)務(wù)的制造企業(yè)，其分散在多個地理位置的設(shè)施，可以通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）將其數(shù)據(jù)提供給集中可視化工具。
▎圖2 ：數(shù)據(jù)可視化與基于云的應(yīng)用的集成日益增加
另一種可視化的應(yīng)用場景是能源管理工作，其中可能包括單個建筑物到整個校園的成本、消耗率和碳排放量。任何從多個位置和多個來源收集大量數(shù)據(jù)的企業(yè)，都可以從最新的基于云的可視化工具中受益。
預(yù)測性維護和互聯(lián)現(xiàn)場服務(wù)
預(yù)測性維護是一個不斷增長的數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用程序，企業(yè)希望從傳統(tǒng)的中斷修復(fù)模型切換到更高效、更主動和更具成本效益的模型。一些相關(guān)軟件解決方案使用故障檢測和診斷（FDD）技術(shù)，這是一種對運營和維護團隊特別有價值的分析形式（圖3）。
▎圖3 ：HMI 屏幕上顯示的預(yù)測性維護軟件。
FDD 技術(shù)包含了一個標(biāo)準(zhǔn)的故障規(guī)則庫，可以對其進行定制，以預(yù)測設(shè)備故障并建議人員采取預(yù)防措施。這種類型的信息（癥狀、原因和建議的行動）以前可能只存在于企業(yè)的某些高級員工的記憶中，或者在某些情況下，可能還存在于印刷或非交互式電子檔案中。
FDD 工具使用高級故障規(guī)則引擎，該引擎可計算故障概率以及相關(guān)成本。由于集成更容易、更快和更直觀，因此用戶可以節(jié)約配置時間。這些工具可以輕松地與企業(yè)的多個數(shù)據(jù)系統(tǒng)集成，包括流行的樓宇自動化系統(tǒng)（BAS）、監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）、可編程邏輯控制器（PLC）以及用于設(shè)備狀況監(jiān)視的其它數(shù)據(jù)系統(tǒng)。通過FDD 工具，可以以創(chuàng)新和直觀的方式來可視化相關(guān)報警，以協(xié)助維護人員執(zhí)行日常任務(wù)。用戶還可以創(chuàng)建報告和圖表，以幫助實現(xiàn)可視化運營，并解決設(shè)備性能低下的問題。
另一個可以與可視化和預(yù)測性維護工具集成的工具是企業(yè)的“互聯(lián)現(xiàn)場服務(wù)”（CFS）操作。它包含一些高級功能，通過智能調(diào)度和可靠的通知幫助簡化現(xiàn)場服務(wù)組織的效率（見圖4）。專用軟件可連接到FDD 系統(tǒng)識別的相同警報和故障。它還提供了一個預(yù)先構(gòu)建的操作員或調(diào)度員儀表板，概述了所有當(dāng)前報警及其負責(zé)響應(yīng)的人員。
▎圖4 ：通過智能手機查看現(xiàn)場服務(wù)通知。
互聯(lián)現(xiàn)場服務(wù)使用智能算法和可自定義的加權(quán)評分，來確定最適合特定維護任務(wù)的現(xiàn)場工作人員，然后向該工作人員的移動設(shè)備發(fā)送通知，以立即采取行動。完全可自定義的工作流程，可以根據(jù)諸如工人時間表和當(dāng)前GPS 位置等因素，來確定執(zhí)行任務(wù)的最佳技術(shù)人員。
報警可以通過電子郵件、SMS 或集成的移動人機界面（HMI）應(yīng)用推送通知的方式，發(fā)送給相關(guān)人員。當(dāng)技術(shù)人員收到報警時，他既可以回復(fù)消息或使用移動應(yīng)用程序履行職責(zé)，也可以拒絕報警或報告為“忙”，將報警傳遞給下一個選定的合適的工作人員。
互聯(lián)現(xiàn)場服務(wù)軟件的另一個應(yīng)用，是與流行的企業(yè)資源計劃（ERP）、客戶關(guān)系管理（CRM）、計算機維護管理系統(tǒng)（CMMS）以及諸如Microsoft Dynamics 365 之類的目錄服務(wù)集成。這樣就可以從互聯(lián)的系統(tǒng)中，檢索工人的聯(lián)系信息以及預(yù)定的可用時間。
多樣化的用戶界面
在數(shù)據(jù)可視化領(lǐng)域，另一個主要趨勢是企業(yè)如何仔細研究不同數(shù)據(jù)類型之間的關(guān)系，以及如何以最好的方式將其呈現(xiàn)給員工、最終用戶和客戶。技術(shù)進步使得訪問、查看甚至采取行動的方式多樣化。當(dāng)然，無論是在界面開發(fā)還是最終顯示中，臺式電腦和筆記本電腦仍占主導(dǎo)地位。但是，基于PC 的可視化也有所發(fā)展，在傳統(tǒng)的2D 圖形中，加入了更加身臨其境的交互式3D 和混合現(xiàn)實選項。
在全球范圍內(nèi)越來越多的企業(yè)開始采用移動選項，包括平板電腦和智能手機。當(dāng)今現(xiàn)代化的HMI 編輯工具，可以實現(xiàn)“一勞永逸”的響應(yīng)式布局功能。這種響應(yīng)式設(shè)計，允許在不同類型、具有多種不同屏幕尺寸和分辨率的設(shè)備上滾動顯示，從而實現(xiàn)更具吸引力的標(biāo)準(zhǔn)化外觀。另外，隨著移動設(shè)備類型數(shù)量的增加，連接選項和速度也隨之增加，因此現(xiàn)場用戶可以體驗到同樣豐富、快速的可視化、監(jiān)視和控制。
數(shù)據(jù)可視化的發(fā)展，產(chǎn)生了更多有趣的形式。一些企業(yè)意識到需要向操作員提供數(shù)據(jù)，而操作員可能沒有雙手自由使用筆記本電腦、平板電腦或智能手機。微軟以其為傳統(tǒng)設(shè)備開發(fā)的操作系統(tǒng)和生產(chǎn)力軟件而聞名，它創(chuàng)建了HoloLens 自帶的全息計算設(shè)備來滿足這一需求（圖5）。現(xiàn)在已更新為HoloLens 2，新一代混合現(xiàn)實設(shè)備提供了增強視圖，可以在操作人員的視野內(nèi)可視化數(shù)據(jù)。
▎圖5 ：使用全息影像的人機界面。
認識到工業(yè)領(lǐng)域需要可以解放雙手的、堅固耐用的可穿戴設(shè)備，Real Wear 公司開發(fā)出了HMT-1 頭戴式AI 計算機。該公司的目標(biāo)是使工人保持全面的態(tài)勢感知和最大的生產(chǎn)效率。
展望可視化的未來
就像當(dāng)初認識并接受平板電腦和智能手機，加入到客戶的臺式機和筆記本電腦一樣，自動化軟件供應(yīng)商也發(fā)現(xiàn)可穿戴計算設(shè)備的發(fā)展機會?！叭⒉僮鹘缑妗备拍畹某霈F(xiàn)，使用戶可以在其中快速查看當(dāng)前目標(biāo)設(shè)備上的信息。例如，當(dāng)技術(shù)人員走近工廠機器時，就可以查看其內(nèi)部組件的3D 示意圖。通過語音請求，該技術(shù)人員還可以查看相關(guān)的產(chǎn)品文檔和規(guī)格，或觀看如何更換特定組件或設(shè)定實時運行值的視頻。某些設(shè)備和軟件的組合，可以提供“遠程專家模式”。在該模式下，現(xiàn)場技術(shù)人員可以向遠程專家提供其正在查看的實時視圖，專家對該任務(wù)有更多的經(jīng)驗，這樣就可以遠程利用他的專業(yè)知識解決現(xiàn)場問題。
數(shù)據(jù)可視化已經(jīng)應(yīng)用于智能手表領(lǐng)域。蘋果發(fā)布了基于iOS操作系統(tǒng)的Apple Watch 系列產(chǎn)品，其它制造商也發(fā)布了基于Android 操作系統(tǒng)Wear OS 的智能手表。所有這些都是用于腕部的微型計算機，具有相當(dāng)強的處理能力，并且是數(shù)據(jù)可視化功能的主要工具。自動化軟件供應(yīng)商已經(jīng)找到了基于角色的關(guān)鍵性能指標(biāo)（KPI） 的“ 一目了然” 快速信息傳遞的完美結(jié)合，特別是對于那些與多種連接方式（蜂窩、wi-fi 等）配合使用的智能手表。連接后，您可以直接從用戶喜歡的可穿戴設(shè)備立即查看重要數(shù)據(jù)指標(biāo)。
盡管不被認為是傳統(tǒng)的可視化工具，但諸如微軟Cortana、谷歌助手和亞馬遜Alexa 等公司開發(fā)的語音助手，可以為語音查詢提供結(jié)果，甚至可以觸發(fā)已連接設(shè)備的操作（例如，打開和關(guān)閉照明燈、鎖定和解鎖門等）。
相同的概念，適用于在工業(yè)或樓宇自動化中使用的語音命令助手。自動化軟件供應(yīng)商已經(jīng)創(chuàng)建了語音人機界面，使用的查詢類型有點類似于在HMI 上以圖形方式進行的查詢。
工廠/ 運營經(jīng)理可以問問Cortana，例如，“嘿Cortana。第一條生產(chǎn)線的OEE（整體設(shè)備效率）是多少？與上個班次相比如何？”，并可以聽到“第一條生產(chǎn)線的OEE 為78％，比昨天增加了2％”的語音響應(yīng)。
設(shè)施維護人員可以詢問Alexa，例如“Alexa，制冷壓縮機的當(dāng)前電壓是多少？”回答可能是“壓縮機的當(dāng)前電壓為200V，頻率為50Hz?！?/p>
企業(yè)的管理人員可以使用谷歌助手，例如“谷歌，年初至今，我們的石油總產(chǎn)量是多少？與去年相比有何變化？”答案可能是：“到目前為止，您已經(jīng)生產(chǎn)了564 萬桶石油，比去年增長了4％。”
數(shù)據(jù)可視化的未來會是什么樣？它可能涉及新的、更復(fù)雜的連接方法以補充IIoT，或者將人工智能或協(xié)作機器人，集成到預(yù)測性維護和現(xiàn)場服務(wù)中。隨著連接設(shè)備的形式和實用性以及底層軟件的發(fā)展，它將涉及用戶界面的擴展。