工业|金奖背后 - 工业数字孪生体验设计之路数字|金奖|体验|设计|工业|背后

各位船员
我们的“浪设计”号
就要开船啦！
今天你们的小浪郎
“我”
又要帮大家涨姿势了
2020年10月20日，2020 中国设计智造大奖 ( DIA ) 揭晓了，阿里云设计中心提交的3个作品榜上有名，「工业数字孪生」荣获金奖，「智慧机坪系统」、「数据DNA」荣获佳作奖。整个参赛过程中，赛方都高度肯定了「阿里云设计中心」在“传统产业升级”这个领域做出的杰出的价值。今天我们就来聊聊金奖背后设计的思考与价值。

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阿里云工业数字孪生，是人类智慧与机器智慧深度融合的产物，站在全新的视角，用数据、算力破解工厂密码。基于云计算、大数据、人工智能、物联网等新一代的数字技术催生的工业数字孪生，已经渗透到了制造业的全生命周期中，比如工艺优化、能耗优化，设备故障预警，生产及数据可视化。
但是当我们设计师在面对一线的客户，像工程师、工人师傅时，“云计算”“人工智能”、“算法”这些黑科技对他们来说是陌生的、冰冷的。我们的客户很难理解黑科技是什么，能做什么，作为设计师，“如何让客户更容易拥抱技术？”是我们重点思考的问题。
如何让客户理解技术带来的价值？
设计师就是技术跟客户之间的桥梁，工业客户虽然不懂阿里云的黑科技，但是冰冷的“数据”可以转换成感性的“视觉语言”将无形的数据基于真实的生产场景进行可视化映射，把“关键信息”与“业务场景”串联起来，通过数据的可视化+空间场景的可视化，让数据有了沉浸式的体验和有价值的洞察。

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如何让客户自己构建一个虚拟智能工厂？
集重兵投入给客户定制化开发一个系统要花费成本是巨大的。我们设计师在想如何通过产品化的方式，让众多的客户可以低成本的构建出自己的虚拟工厂。在工业行业数字孪生体的构建有3个维度：空间尺度、仿真深度、互动程度。在孵化数字孪生（dtwin）这款平台产品时，我们在空间尺度上探索了从微观到宏观到遥观的场景构建；在仿真深度上，完成了2d到3d到附加时间属性的4d仿真能力的构建；在互动程度上，实现交互式操作的构建。

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1.空间尺度-如何产品化构建3d空间？
把现有的工业大脑的能力对应到空间尺度上，我发现对应的实体分别是设备部件-设备-产线-园区-城市的过程，在空间尺度上是一个持续拓展的过程。这5个层次的孪生能力，空间尺度是一个递进关系，我们需要解决每个层次的3d化生产，以及做好不同层次的视角切换。

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1.1设备构成
实现路径：在设备和部件阶段，他们分别是单体/聚合型单体，采用建模的方式生成。

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在设备单体的构建上，基于WEBGL渲染引擎，模型上走通的单通道模式、PBR多通道能力。基于工业行业特征，沉淀了建模贴图烘焙的规范。

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1.2 产线编排
产线是一个排布型关系，我们需要提供模3d场景的模型搭建能力。我们要解决两个问题：空间视角控制、模型控制。如何通过极简的交互操作来完成是值得研究的。

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1.2.1 空间控制
其实有两大类方式，一种是第一视角，空间是静止的，人是动的，典型的游戏场景都是第一视角；通过控制人物运动来控制视野移动，包括：视点旋转、视点平移、视点缩放。
第二类是第一类的衍生，是一种懒人视角，人是静止的，空间是动的，这种交互方式更适合用在工具中，因为高效。这一类的也需要完成这旋转、平移、缩放的视点的控制，我们分别用了左键、右键、滚轮进行控制，并适配了mac触控板的手势操作。

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1.2.2 模型控制
在模型控制上，包括模型的缩放，旋转，平移三种需求。这里提出了3种控制器，悬浮在选中的模型上，点击控制器拖动可以直接对进行模型控制。它起到了引导+控制两种能力，以上我们只用鼠标就实现了6种交互操作，极简的方式做到了对空间和模型的控制。