產(chǎn)品開發(fā)的要求越來越高。質(zhì)量要求不斷提高;此外，設(shè)計人員還需要考慮可持續(xù)性和能源效率等標(biāo)準(zhǔn)?？梢暬浖梢越沂居媱澁a(chǎn)品的所有不同參數(shù)和功能之間的復(fù)雜相互作用。為此，弗勞恩霍夫研究人員開發(fā)了一種交互式工具，該工具為就產(chǎn)品的設(shè)計替代方案做出明智的決策提供了可靠的基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)可視化已成為大趨勢。它不僅僅使用視覺表示來說明數(shù)字-可視化還提供了概述，突出顯示了結(jié)構(gòu)并揭示了相關(guān)性。鑒于所有部門(無論是商業(yè)，工業(yè)，零售還是運輸)的數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級增長，如果不進行可視化處理，就無法控制大量數(shù)據(jù)。

位于達姆施塔特的弗勞恩霍夫計算機圖形學(xué)研究所IGD開發(fā)了一種特別有前途的可視化應(yīng)用程序。它的主要重點是產(chǎn)品設(shè)計，即產(chǎn)品開發(fā)，其中所有可變特征或性能指標(biāo)都經(jīng)過計算和平衡。弗勞恩霍夫研究人員與奧地利林茨機電一體化中心(LCM)一起，將這個項目專門應(yīng)用于電動機的開發(fā)。Linz的研究合作伙伴生成了技術(shù)數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上對所有產(chǎn)品參數(shù)進行了數(shù)學(xué)模擬。

一次交互式可視化中的所有產(chǎn)品參數(shù)

Fraunhofer軟件創(chuàng)建的視覺表示涵蓋了與電機開發(fā)相關(guān)的所有標(biāo)準(zhǔn)，包括：尺寸，重量，發(fā)動機功率，扭矩，消耗，成本，效率和溫度。通常，最多同時觀察十個不同的標(biāo)準(zhǔn)。

可視化以精確曲線圖的形式描繪了各個參數(shù)的相互作用，尤其是傳達了當(dāng)一個值更改時發(fā)生的情況。更改值通常會導(dǎo)致利益沖突。僅舉一個例子，例如，如果期望的發(fā)動機功率增加，成本也增加。

可視化軟件將數(shù)百種設(shè)計方案顯示為折線。通常，最多同時觀察十個優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)。信用：Fraunhofer IGD

可視化絕不是靜態(tài)的。開發(fā)人員可以通過移動滑塊來連續(xù)更改每個參數(shù)的值，從而消除不希望的值，例如過高的成本。該軟件實時顯示這如何影響其他標(biāo)準(zhǔn)。這樣，就可以針對不同的設(shè)計備選方案進行假設(shè)情景分析。

乍看之下這似乎是微不足道的，但參數(shù)的交互卻非常復(fù)雜。Fraunhofer IGD的Lena Cibulski解釋說：“快速包含9或10個參數(shù)可導(dǎo)致數(shù)百種不同的設(shè)計選擇。她在該研究所的信息可視化和可視化分析部門工作，并領(lǐng)導(dǎo)該項目。

可視化不僅在開發(fā)人員和工程師的日常工作中提供支持，而且在向公司客戶或管理人員進行演示時也可以提供很大的幫助。他們一眼就能看到可用的選項，并以易于理解的方式探索所有可能的設(shè)計替代方案。Cibulski說：“沒有一個最佳的解決方案。” 只有少數(shù)可用的選項，每個選項都有不同的特征和性能指標(biāo)，負責(zé)任的決策者需要權(quán)衡取舍。這樣就可以使產(chǎn)品具有經(jīng)過仔細平衡的特性和性能特征，并代表可能的最佳折衷方案。

可視化軟件提供了兩個附加功能，使決策過程更加透明。入圍設(shè)計的替代方案可以標(biāo)記為收藏夾，并以特定顏色突出顯示。它們將始終在可視化視圖中保持可見。此外，開發(fā)人員可以為各個屬性指定限制。這樣可以確保產(chǎn)品符合要求的規(guī)格，例如在消耗或性能方面。

可視化揭示隱藏的關(guān)系

該工具并非要取代經(jīng)驗豐富的工程師的專業(yè)知識。相反，它可以幫助他們盡可能有效地利用他們的知識和經(jīng)驗。例如，他們可以使用該軟件直接在屏幕上嘗試非常規(guī)的想法。Cibulski解釋說：“它通常會引起細微差別。即使只是在特定位置的材料壁厚，特定值的微小變化也會對其他參數(shù)產(chǎn)生不可預(yù)測的影響。” 這樣，可視化工具還使隱藏的關(guān)系可見。此外，屏幕上的模擬有助于消除設(shè)計錯誤并使風(fēng)險最小化。

高度復(fù)雜，但傳達清晰：可以將首選的設(shè)計替代方案(藍色)標(biāo)記為收藏夾，不受歡迎的選項(灰色)逐漸淡出背景。信用：Fraunhofer IGD

該軟件是基于Web的?？蛻艋驑I(yè)務(wù)合作伙伴只需單擊鏈接即可啟動軟件，然后可以自己比較和評估所有替代方案，從而極大地加快了溝通和協(xié)調(diào)過程。但是，如果需要，該軟件也可以本地安裝在計算機上。

Cibulski和她的團隊在Fraunhofer IGD開發(fā)的軟件應(yīng)用程序不依賴于由林茨機電一體化中心提供的仿真模型。原則上，任何仿真模型都可以用于可視化。所選模型確定要比較的選項，并計算所需產(chǎn)品參數(shù)的值。然后可以將生成的候選解決方案導(dǎo)入Fraunhofer應(yīng)用程序中，并進行相互比較。

在許多行業(yè)中的應(yīng)用

這使Fraunhofer研究人員能夠為各個行業(yè)提供他們的可視化軟件。對于電動機，該軟件既適合于新電動機的開發(fā)，也適合于現(xiàn)有產(chǎn)品的進一步開發(fā)和優(yōu)化。Cibulski解釋說：“只要處理許多設(shè)計選項和許多不兼容的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，就需要做出妥協(xié)，那么該軟件是理想的選擇。” 實例包括涉及建筑物能源供應(yīng)概念或工廠復(fù)雜生產(chǎn)系統(tǒng)開發(fā)的決策。

近年來，產(chǎn)品開發(fā)變得更加復(fù)雜。例如，由于氣候問題的辯論，可持續(xù)性和能源效率等方面已被納入其他目標(biāo)。這種復(fù)雜性使可視化變得更加重要，因為它為所有決策創(chuàng)建了透明而可靠的基礎(chǔ)。因此，可視化是工作流程的重要組成部分，有助于加速整個產(chǎn)品開發(fā)過程。

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