1.1研究目的意义

科学计算可视化自1987年提出以来，在各工程和计算 领域得到了广泛的应用和发展。科学计算可视化(Visualization in Scientific Computation)是对计算及数据进行探索，以获得对数据的理解与洞察。也就是说，科学计算可视化实现把 计算中所涉及的和所产生的数字信息转变为直观的、以图像或图形信息表示的、随时间和空间变化的物理现象或物理量 呈现在研究者面前，使他们能观察到模拟和计算，即看到传统意义上不可见的事物或现象；同时还提供与模拟和计算的视觉交互手段。随着科学技术的发展，特别是计算机技术的迅猛发展，人类产生与获取数据的能力成数量级地增加。面对海量的数据，想通过人工地分析这些数据从而得以深刻地理解并进一步形成正确的概念和看法几乎是不可能的了。人们需要新的技术来帮助理解这巨大数量的数据．数据可视化技术正是在这样 的背景下获得了人们越来越大的重视和迅速发展。所谓数据可视化是对大型数据库或数据仓库中的数据的可视化，它是可视化技术在非空间数据领域的应用，使人们不再局限于通过关系数据表示来观察和分析数据信息，还能以更直观的方式看到数据及其结构关系。数据可视化技术凭借计算机的巨大处理能力及计算机图像和图形学基本算法以及可视化算法把海量的数据转换为静态或动态图像或图形呈现在人们的面前，并允许通过交互手段控制数据的抽取和画面的显示，使隐含于数据之中不可见的现象成为可见，为人们分析、理解数据、形成概念、找出规律提供了强有力的手段。

碳纤维纺丝是一个多工艺环节和复杂生产条件的大规模生产系统，对工艺流程进行监控的实现，需要结合对生产设备和工艺流程的认识。主要研究碳纤维纺丝工艺的智能监测系统。首先,对碳纤维原丝的纺丝工艺进行研究,并对碳纤维原丝的制备工艺中对原丝性能影响较大的因素进行分析。根据碳纤维工业生产工艺设计碳纤维工业智能监测系统框架。其次，根据碳纤维原丝纺丝工艺智能能监测系统框架详细设计监控层次合理,监控方式多，智能化程度高,可靠性高,易于维护和管理的碳纤维工业智能监测系统^[2]。

1.2国内外研究现状

数据可视化目前主要是借助于日益成熟和完备的图形学理，通过更为有效的数据清洗，提取更为可靠的特征属性结合相关领域背景的建模方法，最终使数据具备 了可视化解释，能够清晰有效地传达不为人知的内涵信息。人们对数据的分析应用能力会直接或间接关联社会各行业的商业价值，产生巨大的经济效益，对人民生活和社会进步具有重大意义。当然，并不是所有数据都适合可视化，现在对那些多维而又凌乱的数据集合进行前期梳理和有效属性整合，也是数据可视化技术发展的一个应用方向。今天，在人类活动的许多领域中，大量的数据被收集和存储。人类社会正在高速向前发展，计算机可视化领域及其传统智能领域的发展使数据已成为制约社会发展的重要因素。

面向对象的生产线建模是一种围绕真实世界的概念组织模型的设计方法。它采用对象描述问题空间的实体。采用面向对象方法建立复杂的生产线制造环境中的基本资源类库,并对其进行分析建模,不仅能为描述设计与实现系统建立统一的框架,还能够较好地反映各实体之间的层次关系,建立反映实际生产环境的仿真模型。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的基本内容

流程工业企业中，生产装置的实时状态信息是判断实际生产状况的重要依据，如何直观有效地展示大量生产过程数据也是企业管理人员进行快速管理决策的重要前提。本课题以某企业的碳纤维原丝生产这一流程行业为研究对象，其原丝生产包括纺丝、水洗、水牵、上油、烘干、卷绕等工艺流程，每一个流程都有许多关乎原丝质量好坏的关键测点，为了能够帮助企业管理人员快速了解到流程中的数据变化，通过系统设计一些可视化模块来实现对数据的监测与展示。

主要研究内容包括如下几点：