在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)向深度智能化演進(jìn)的進(jìn)程中，數(shù)字孿生技術(shù)成為連接物理工業(yè)系統(tǒng)與虛擬信息空間的核心橋梁，而可視化則是實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生價(jià)值落地的關(guān)鍵載體。圖撲自主研發(fā)的 HT 引擎，基于 WebGL 與 Canvas 技術(shù)構(gòu)建輕量級(jí)前端可視化插件，通過(guò) WebSocket/HTTP 協(xié)議完成跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)接，依托 JavaScript 腳本調(diào)用插件 API 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)渲染，形成一套覆蓋工業(yè)全場(chǎng)景的 2D/3D 可視化解決方案，為智慧工業(yè)的設(shè)備管控、能效優(yōu)化、安全運(yùn)維提供了技術(shù)支撐。

核心技術(shù)體系與實(shí)現(xiàn)邏輯

圖撲 HT 引擎的核心優(yōu)勢(shì)，在于其兼具靈活性與強(qiáng)大性能的多維度建模及渲染能力，能夠精準(zhǔn)適配工業(yè)領(lǐng)域多樣化場(chǎng)景的可視化訴求。針對(duì)工業(yè)設(shè)備普遍存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形態(tài)各異等特點(diǎn)，該技術(shù)深度融合模塊化建模思想，創(chuàng)新推出“外部高精度模型導(dǎo)入 + 內(nèi)置基礎(chǔ)圖形創(chuàng)建”的雙路徑建模方案，實(shí)現(xiàn)高效建模與精準(zhǔn)復(fù)刻的雙重目標(biāo)： 一方面，全面兼容主流專(zhuān)業(yè)建模軟件導(dǎo)出的 obj、fbx、gltf/glb 等格式模型，可直接導(dǎo)入并快速完成復(fù)雜工業(yè)設(shè)備（如核反應(yīng)堆、盾構(gòu)機(jī)等）的 1:1 高精度數(shù)字孿生構(gòu)建，完美還原設(shè)備的細(xì)微結(jié)構(gòu)與裝配邏輯；另一方面，內(nèi)置立方體、圓柱、圓錐等基礎(chǔ)圖形組件，以及墻面、管道、不規(guī)則多邊形等場(chǎng)景化構(gòu)件，同時(shí)整合豐富的 2D 圖表組件（如趨勢(shì)圖、儀表盤(pán)、柱狀圖）與靈活的自定義繪制能力，能夠快速搭建兼具數(shù)據(jù)展示與邏輯關(guān)聯(lián)的 2D 組態(tài)面板，以及還原設(shè)備運(yùn)作全流程的 3D 仿真模型，高效實(shí)現(xiàn)設(shè)備部件結(jié)構(gòu)、裝配關(guān)系與動(dòng)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的可視化呈現(xiàn)。

工業(yè)監(jiān)控的核心需求是數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性，HT 引擎通過(guò)雙重?cái)?shù)據(jù)對(duì)接機(jī)制保障數(shù)據(jù)傳輸效率。對(duì)于高實(shí)時(shí)性要求的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)（如溫度、壓力、震動(dòng)頻率等），采用 WebSocket 協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全雙工實(shí)時(shí)傳輸，確保物理設(shè)備狀態(tài)與虛擬模型的同步響應(yīng)；對(duì)于周期性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（如能耗統(tǒng)計(jì)、運(yùn)維記錄等），通過(guò) HTTP 協(xié)議進(jìn)行定時(shí)拉取，平衡數(shù)據(jù)時(shí)效性與系統(tǒng)資源消耗。

數(shù)據(jù)獲取后，通過(guò) JavaScript 腳本完成數(shù)據(jù)清洗、格式轉(zhuǎn)換與邏輯校驗(yàn)，再調(diào)用 HT 引擎 API 實(shí)現(xiàn)可視化面板的動(dòng)態(tài)更新。該過(guò)程支持?jǐn)?shù)值指標(biāo)刷新、狀態(tài)標(biāo)識(shí)切換、趨勢(shì)曲線繪制等多種呈現(xiàn)形式，能夠?qū)⒃O(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀的可視化信息，實(shí)現(xiàn) “數(shù)據(jù)采集 - 處理 - 渲染 - 交互” 的全流程閉環(huán)。

工業(yè)場(chǎng)景中存在 ERP、MES、SCADA 等多個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，各系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式、傳輸協(xié)議差異顯著，易形成 “數(shù)據(jù)孤島”。HT 引擎作為數(shù)據(jù)融合與可視化的核心載體，通過(guò)與中間數(shù)據(jù)服務(wù)層協(xié)同，間接實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一歸集與整合處理：先由中間層通過(guò)適配不同系統(tǒng)的協(xié)議（如 OPC UA、Modbus 等）完成原始數(shù)據(jù)采集，再通過(guò) HTTP/WebSocket 等方式將標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)傳輸至 HT 引擎；HT 引擎則通過(guò)自定義數(shù)據(jù)解析規(guī)則，兼容傳輸過(guò)來(lái)的各類(lèi)數(shù)據(jù)源格式，將設(shè)備工況數(shù)據(jù)、維修記錄、故障知識(shí)庫(kù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等信息整合為統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型。

同時(shí)，HT 引擎利用內(nèi)置的視圖組件與圖表庫(kù)，將融合后的數(shù)據(jù)以柱狀圖、折線圖、熱力圖等多維度形式可視化呈現(xiàn)，并通過(guò) JavaScript 腳本調(diào)用 API 將數(shù)據(jù)綁定至對(duì)應(yīng) 2D/3D 節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn) “數(shù)據(jù) - 模型” 的精準(zhǔn)映射，支持?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)比分析與關(guān)聯(lián)查詢，為工業(yè)決策提供直觀、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)支撐。

為保障工業(yè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，HT 引擎具備告警場(chǎng)景的可視化呈現(xiàn)與交互支撐能力，其告警功能的實(shí)現(xiàn)需依托 JavaScript 腳本完成核心邏輯構(gòu)建：通過(guò) JS 腳本預(yù)設(shè)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的安全閾值與異常判定規(guī)則，當(dāng)經(jīng) HTTP/WebSocket 獲取的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)滿足異常條件（如鍋爐氣壓超標(biāo)、設(shè)備震動(dòng)頻率異常）時(shí)，腳本將觸發(fā)自定義告警邏輯，并調(diào)用 HT 引擎 API 實(shí)現(xiàn)可視化告警效果——包括數(shù)據(jù)字段紅色高亮、設(shè)備模型狀態(tài)圖標(biāo)變色、彈窗提示等，同時(shí)可結(jié)合接口設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)告警信息的分級(jí)推送，確保相關(guān)人員及時(shí)響應(yīng)。

在協(xié)同交互層面，HT 引擎支持通過(guò) JS 腳本關(guān)聯(lián)跨部門(mén)、跨層級(jí)的數(shù)據(jù)共享接口，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維調(diào)度指令的數(shù)字化觸發(fā)與流程流轉(zhuǎn)，同時(shí)借助數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與追溯機(jī)制，完整記錄告警處置、設(shè)備維護(hù)等全流程運(yùn)維數(shù)據(jù)，保障歷史操作可查可溯。此外，HT 引擎兼容 WebVR 技術(shù)集成，通過(guò)適配 VR 設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)場(chǎng)景的沉浸式漫游與設(shè)備交互操作，進(jìn)一步提升大型復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)景的管控效率與運(yùn)維便捷性。

典型行業(yè)場(chǎng)景技術(shù)落地解析

1. 智慧鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)

設(shè)備狀態(tài)可視化復(fù)刻：基于 HT 引擎的 3D 可視化建模能力，通過(guò) “外部高精度模型導(dǎo)入（支持 obj、fbx、gltf/glb 格式）+ 內(nèi)置基礎(chǔ)圖形組件搭建” 的雙路徑方案，對(duì)鍋爐本體、脫硝除塵設(shè)備、噴氨裝置等核心部件進(jìn)行精準(zhǔn)數(shù)字化復(fù)刻，完整還原設(shè)備的組裝結(jié)構(gòu)、部件關(guān)聯(lián)關(guān)系及動(dòng)態(tài)運(yùn)行流程，結(jié)合數(shù)據(jù)與模型的綁定映射，實(shí)現(xiàn)設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的直觀可視化呈現(xiàn)。

多參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：通過(guò) HTTP/WebSocket 協(xié)議對(duì)接智能傳感器，采集鍋爐壓力、水位、溫度、煙氣成分（SO?、NOx）、燃料消耗等關(guān)鍵參數(shù)，經(jīng) JavaScript 腳本處理后，調(diào)用 API 動(dòng)態(tài)更新 2D 組態(tài)面板的數(shù)值指標(biāo)與 3D 模型的狀態(tài)標(biāo)識(shí)。

能效分析與環(huán)保管控：基于多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)，整合運(yùn)行參數(shù)與能耗數(shù)據(jù)，通過(guò) HT 引擎的曲線渲染功能繪制鍋爐熱效率曲線，實(shí)時(shí)計(jì)算煙氣排放濃度，為能效優(yōu)化與碳減排提供數(shù)據(jù)支撐。

智能告警與隱患處置：通過(guò)預(yù)設(shè)告警閾值與判定規(guī)則，當(dāng)出現(xiàn)氣壓超標(biāo)、溫度異常等情況時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)可視化告警，并記錄隱患處置流程，實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)維的閉環(huán)管理。

2. 核反應(yīng)堆數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

全流程數(shù)字化孿生：利用 HT 引擎的 3D 渲染能力，數(shù)字孿生核反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)建造與運(yùn)行流程，還原控制棒位移、反應(yīng)器溫度等關(guān)鍵部件的運(yùn)行狀態(tài)，支持設(shè)備細(xì)節(jié)的 360° 查看。

多維度數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)：通過(guò) 2D 組態(tài)面板集成外推曲線、E 倍周期曲線等專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)圖表，采用 JavaScript 腳本實(shí)現(xiàn) DCS 通信狀態(tài)、中子計(jì)數(shù)等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新，針對(duì)異常數(shù)據(jù)采用紅色字段高亮告警。

跨層級(jí)協(xié)同運(yùn)維：基于數(shù)據(jù)共享與接口交互技術(shù)，支持跨部門(mén)協(xié)同調(diào)度指揮，記錄運(yùn)維操作日志，實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)可追溯，提升事故緊急處置效率與精細(xì)化管理水平

3. 工業(yè)設(shè)備全生命周期管理（盾構(gòu)機(jī)、采煤機(jī)等）

設(shè)備結(jié)構(gòu)與運(yùn)作可視化：采用 HT 引擎模塊化建模技術(shù)，對(duì)盾構(gòu)機(jī)、采煤機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等復(fù)雜設(shè)備進(jìn)行部件拆分與組裝建模，通過(guò)動(dòng)畫(huà)驅(qū)動(dòng)技術(shù)還原設(shè)備運(yùn)作全過(guò)程，直觀展示核心部件的工作狀態(tài)。

多指標(biāo)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)對(duì)比：通過(guò) HTTP/WebSocket 協(xié)議對(duì)接設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，利用 HT 引擎的圖表組件，實(shí)現(xiàn)設(shè)備產(chǎn)量、運(yùn)行效率、能耗等指標(biāo)的動(dòng)態(tài)加載與可視化對(duì)比，支持?jǐn)?shù)據(jù)趨勢(shì)的實(shí)時(shí)研判。

工廠級(jí)全局管控：融合 ERP、MES、SCADA 等系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過(guò) HT 引擎構(gòu)建工廠層級(jí)的數(shù)字孿生模型，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線設(shè)備狀態(tài)的全局監(jiān)控與統(tǒng)一管控，支持設(shè)備故障的遠(yuǎn)程診斷與調(diào)試。

4. 煤礦智能化綜合管控平臺(tái)

礦山場(chǎng)景三維復(fù)刻：基于 HT 引擎的 3D 渲染與地理信息集成技術(shù)，數(shù)字孿生礦山地形、通風(fēng)系統(tǒng)、開(kāi)采設(shè)備等場(chǎng)景要素，實(shí)現(xiàn)礦山開(kāi)采流程的可視化監(jiān)控。

設(shè)備運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：通過(guò)傳感器采集風(fēng)機(jī)、電機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行頻率、電壓、溫度等參數(shù)，經(jīng) WebSocket 實(shí)時(shí)傳輸至平臺(tái)，調(diào)用 HT API 動(dòng)態(tài)更新 2D 組態(tài)面板數(shù)據(jù)與設(shè)備狀態(tài)圖標(biāo)。

通風(fēng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)管控：利用曲線渲染技術(shù)展示風(fēng)速、風(fēng)量變化趨勢(shì)，結(jié)合 JavaScript 腳本實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)判定，支持風(fēng)機(jī)啟停、反風(fēng)運(yùn)行等遠(yuǎn)程控制指令的可視化觸發(fā)。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)與行業(yè)價(jià)值

圖撲 HT 引擎構(gòu)建的工業(yè)數(shù)字孿生可視化解決方案，相較于傳統(tǒng)組態(tài)軟件（InTouch/IFix/WinCC），在技術(shù)架構(gòu)上具備明顯優(yōu)勢(shì)：B/S 架構(gòu)適配跨終端、跨平臺(tái)應(yīng)用需求，輕量化建模與渲染技術(shù)降低系統(tǒng)部署與運(yùn)維成本，靈活的數(shù)據(jù)對(duì)接方式與 API 調(diào)用機(jī)制提升了跨系統(tǒng)集成能力。在行業(yè)應(yīng)用層面，該技術(shù)通過(guò)實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的可視化、運(yùn)維流程的數(shù)字化、決策分析的數(shù)據(jù)化，幫助工業(yè)企業(yè)降低運(yùn)維成本、提升生產(chǎn)效率、保障運(yùn)行安全，同時(shí)為碳中和、碳減排等環(huán)保目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)支撐，推動(dòng)制造業(yè)向智慧化、綠色化轉(zhuǎn)型。

未來(lái)，隨著 5G、AI、VR/AR 等技術(shù)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的深度融合，HT 引擎將進(jìn)一步優(yōu)化多模態(tài)數(shù)據(jù)融合、智能決策算法集成、沉浸式交互體驗(yàn)等核心能力，為工業(yè)數(shù)字孿生技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用注入更強(qiáng)動(dòng)力。

審核編輯 黃宇