零代码+AI赋能数字孪生:CIMPro孪大师独门绝技揭秘

1、数字进程中负重前行的工程业

  • 传统行业数字化转型

这两年涉及到BIM和数字化的工程项目,要求是越来越高了。

这背后的推力缓慢而坚定,从2021年的「十四五纲要」开始,「加快数字化发展、建设数字中国」作为其中的独立篇章,就给未来五年甚至几十年的发展路线定下了明确的调子。2023年初,国务院印发的《数字中国建设整体布局规划》提出数字中国建设的整体框架,也意味着数字经济被放到更重要的位置上。

这样的政策一层层渗透到各省市和众多行业,衍生出一系列数字化转型的政策和行动,从最早的电商、互联网、金融业,到随后跟进的物流、医疗、保险行业,甚至是传统的制造业和农业,都纷纷探索出自己的数字化转型道路。

工程建设行业的数字孪生尽管在连接物理与数字世界的方向起到了重要作用,却因为种种原因发展得十分缓慢,尤其是电力、水利、城市等大型工程项目。

  • 工程行业的开发难点

微软公司的柯睿杰说过这样一句话:未来每一家公司都将成为一家软件公司。

毫不夸张地说,一个数据完备的数字孪生成果,并不是传统设计成果的附属品,完全就是一款针对客户需求定制开发的软件。

而工程行业的数字成果交付,最难的地方也在于此:高度定制化,极低的复用性,高机密性,市场化难。

从人才架构上来看,人员待遇和团队属性很难留住一流的软件工程师;从属性上来看,BIM公司的核心竞争力,是对建筑工程业务逻辑和甲方需求的深刻理解,而不是敲代码。这两点和专业的软件开发公司相比,是正好相反、互相补充的。

我们和很多这类企业的管理层有过深入的探讨,普遍的回答是:传统企业去拼开发,是放下西瓜捡芝麻的选择。

传统设计公司转型数字化,不应该放弃核心竞争力去和软件公司PK造轮子的能力,而应该发挥自己工程服务的长处,开发比较重的部分选择成熟软件公司的服务。

这些软件每个功能背后都可能是无数「先烈用户」提过的需求,迭代了几十次才是今天这样,很多国内软件还接受定制开发,能省去大量「做不擅长的事」的时间,把更多的精力用在做好服务这件事上。

比如数字孪生、数据大屏和运维平台领域,市场上就已经出现了不少可以选择的低代码开发平台,能帮助传统企业迈出数字化成果交付的第一步。

2、漂视的「独门秘笈」

漂视的全称是上海漂视网络股份有限公司,目前的开发人员有110名,核心研发团队主要来自于欧特克、达索等公司,属于大神云集的硬核团队。

作为一家科技公司,漂视十年前就开发了一款PiCIMOS图形引擎,攻克了超大场景模型流畅加载的问题,后来又深入到工程行业里积累业务需求,给上海杨浦、国家电网、上海全域底座等300多个项目提供了数字孪生服务,得到了客户的广泛认可。

比如上海核心区域的杨浦滨江项目,是杨浦滨江数字化转型的成果之一,也是目前上海规模最大的CIM平台,包含综合安防、能耗管理、智能设施维护、智能预警、智能招商等功能,背后就是漂视提供的技术支持。

从项目服务到产品化的过程中,漂视给自己定下的战略是「一个引擎、两个平台、三个场景」。

➤ 一个引擎是支持大规模场景的PiCIMOS底层图形引擎;

两个平台是主打零代码的CIMPro数字孪生开发平台,和主打AI生成大规模场景的PDG时空AI孪生底座平台;

➤ 三个场景则分别是城市CIM、电力和水利三个主要服务行业。

这个简单的「123战略」,就可以解读出漂视对于工程行业数字化转型的视角、以及产品开发的方向。

  • CIMPro孪大师

CIMPro的核心价值,是在一行代码都不用写的前提下,打造模型和数据打通的真数字孪生,并且基于这个孪生模型,通过接入设备和资产数据,帮助实现数字孪生和真实项目同生共长。

零代码就意味着,CIMPro的使用非常简单,对于普通的设计师来说,可以站在项目交付的视角,通过点选拖拽,做出渲染效果很棒、还带有图表和交互按钮的数字孪生应用,并且在后期还可以接入外部录入数据和物联网数据,生成可以用于运维的动态数字大屏。

拿WebGL技术来对比这个产品,WebGL的好处是开发环境要求比较低,只需要浏览器就能访问,但同时也带来了问题,比如数据传输速度受限于带宽、数据体量大时会影响整体稳定性和体验,轻量化处理则会带来模型细节的损失,同时在网页中调用API的开发方式,也对代码开发能力提出很高的要求。

与之相比,CIMPro的技术路线,不需要对模型做减面处理,就可以承载大体量的模型,支持UE原生文件Umap,同时零代码数据接入和交互设置、支持C/S与B/S终端发布,大大降低了使用门槛。

我们通过一个投标Demo来看看,使用CIMPro怎样在一小时内,不用代码搭建一个数字孪生项目。

➤ 创建和导入

CIMPro支持球面坐标系和平面坐标系,你可以在局部或GIS坐标系下创建项目。

CIMPro支持的数据格式很多,像是ESRI、Supermap、Google DocsMap、天地图等GIS数据都可以支持,还有Revit、3Ds MAX、Rhino、SU、Navisworks、OpenRoads、Tekla、Fuzor、Catia等三维数据格式。

三维模型导入到平台,可以直接拖拽到GIS底图里,BIM模型与GIS模型尺寸比例自动绑定,可以查看模型的层级结构和BIM数据,快速搭建起带有真实数据的1:1模型场景。

使用数据驱动的BIM模型,可以基于实时物联传感数据,根据需求自定义模型的行为属性,在数字空间里对物理实体的变化进行可视化表达,与物理世界的设备进行毫秒级的双向实时数据交互。本体的运行状态和外部环境数据,都可以可实时映射到孪生体当中,从而构建起一个多维、动态的虚拟模型,实现真正的数字孪生。

软件的主要优势之一,就是在不对模型做减面的情况下,仍然可以保持超大体量模型流畅的运行,这对于很多精细化设计的项目来说还是很有必要的。

➤ 场景编辑

CIMPro针对建筑行业的材质做了分类优化,常见的玻璃、金属、大理石、混凝土等都能直接在平台里给构件赋予材质。

除了导入模型,CIMPro也自带了很多常用的模型库,比如基础模型、常用建筑、电力模型、岩石植被、车辆人物、路灯标识等等,直接拖拽放到场景里就可以快速搭建起丰富的周边环境。

对于需要布置植物的场景,可以直接利用软件里的植物库和笔刷,迅速布置周边植被。

CIMPro提供了便捷的拖拉拽操作,通过阵列、散布、画刷等快捷操作实现周边场景模型的批量布置。

软件中的轮廓和流线功能,可以快速创建区域轮廓和动态流线特效,在场景中快速搭建巡查轨迹、漫游路径、区域警告等可视化表现。

CIMPro内置了很丰富的氛围渲染选项,比如不同日期时间的光照变化、各种环境声音、风雨雪天气环境、后期图像效果处理等等,帮你快速美化整体场景。

➤ 零代码UI设计

要交付数字孪生项目,或者做后期运维服务,光是画面好还不够,还需要很好的数据功能做支撑。

这部分CIMPro还是延续着「代码能不写就不写」的思路,提供了很丰富的图表组件,比如柱状图、折线图、环形图、热力图、雷达图等等,都可以直接拖拽调用。

你可以选择放置需要的美化组件,比如标题、边框等等,还能把常用的图表做成模板,方便在下个项目一键调用。对于不熟悉大屏设计的设计师,软件本身也提供了很多行业模板,一键调用就可以很快完成版面设计。

➤ 动态数据接入

图表组件首先是可以接入静态数据,支持直接访问数据库和本地文件,包括HTTP/HTTPS协议,以及按照JSON规范开发的数据格式。通过内置的组件,可以对特定Json数据格式进行解析,并直接和图表界面对接。

当然,与真实世界同生共长的数字孪生,光有静态数据还不够,必须接入那些随时间变化的动态数据,尤其是实时监测的物联网数据。

CIMPro支持接入HTTP、MQTT、COAP等外部数据,设置好数据库IP、端口、用户名密码等等,就可以完成数据的接入。

接入后的数据直接调用图表组件,点选输入参数,就完成了物理设备、虚拟设备,以及数据管理后台的联动,数据的变化会实时驱动前端图表的变化。

CIMPro提供了兴趣点(POI)功能和弹窗设计器,你可以把一些数据表挂接到这个兴趣点上,设置好尺寸参数,点击的时候就会弹出对应的图表。

➤ 零代码交互开发

CIMPro提供了丰富的图表组件,可以轻松搭建业务图表,简单理解就是把成百上千行代码封装成多个功能按钮,在二维图表上绑定可视化API,实现二维元素对三维孪生体的交互操控。

整个过程还是不需要写代码,只需要下拉菜单选择或者输入数字。

比如,想实现一键漫游,你可以先给场景里很方便地添加相机动画,快速生成相机漫游。

像是天气变化这类的环境设置,也可以通过零代码交互设计,定义好设置窗口里每个按钮的触发事件。这样就很简单地定义了一组环境设置交互,用户点击对应的按钮就会改变天气和时间。

你可以通过下面的视频,看一个完整项目的制作过程。

➤ 团队协作管理

针对多人协作的情况,CIMPro提供了以项目为中心的团队管理模式。

通过「团队管理」这个功能,可以分配多个账号席位,给不同角色赋予不同权限,让所有工作都可以同步推进。

此外,通过配置团队素材库,个人的素材、参数预设等可以分享给团队,成员也可以复用团队积累下来的数字资产,减少重复劳动的敏捷开发让团队随着项目迭代越来越高效。

➤ 发布和部署

最终,经过简单的场景搭建、材质调整、环境布置,以及后期表单与交互按钮的添加,一个设计师就完成了0代码数字孪生场景的搭建,并且可以一键发布为多端同步支持的成果,效率是非常高的。

和传统的开发方式相比,这种新的模式可以实现「编辑」和「发布」一体化,现场交付的实施人员收到甲方的需求,不需要等程序员重写代码,现场就可以通过拖拽设置快速修改响应、一键发布更新,也可以在项目开发过程中实现版本的快速迭代。

对于普通设计师来说,这样一套系统差不多只要一天的培训,就可以上手做项目,对学习成本、交付成本、开发成本的节约是立竿见影的。

对于有更深层开发要求的团队,漂视也提供了用于二次开发的API文档,开发者可以基于它完成更加复杂逻辑的交互事件,满足不同行业对业务逻辑的表达。

值得一提的是CIMPro的可解耦性,特别是对那些已经有开发工具的企业来说,会让转换工具的成本大大降低。无论是场景编辑器、界面编辑器还是后端数据后台,都可以解耦后单独拿出来,和企业已有的UI低代码编辑器、数据后台、物联中台集成绑定。

➤ CIMPro小结

说到这儿,给你总结一下CIMPro比较突出的亮点。

➤ 支持丰富的BIM和GIS数据格式,快速1:1创建有真实数据的数字孪生场景;

➤ 对超大场景和城市级倾斜摄影的支持很好,在不减面的情况下保持流畅运行;

➤ 材质的质感和渲染效果继承了研发团队的图形引擎经验,显示效果优秀;

➤ 丰富的图表模板和交互事件控制;零代码实现静态数据和动态数据的接入与展示;

➤ 大幅度节省设计师的学习成本,提高企业数字孪生的开发效率。

目前这款引擎已经在实际项目中使用,比如数字孪生城市标杆案例杨浦滨江项目、上海全域CIM7孪⽣底座等等,都借助AI技术降低了大规模三维模型生成的成本。

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