三維數(shù)字化掃描案例

在當今激烈的市場競爭中，制造企業(yè)已經(jīng)意識到他們正面臨著巨大的時間、成本、質(zhì)量等壓力。在設(shè)計部門，BIM系統(tǒng)的應(yīng)用獲得了成功。同樣，在生產(chǎn)部門，ERP等相關(guān)信息系統(tǒng)也獲得了巨大的成功，但在解決“如何制造→工藝設(shè)計”這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)上，大部門國內(nèi)企業(yè)還沒有實現(xiàn)有效的計算機輔助管理機制，“數(shù)字化工廠”技術(shù)則是企業(yè)迎接21世紀挑戰(zhàn)的有效手段。

工廠管道的結(jié)構(gòu)往往錯綜復雜，傳統(tǒng)的圖紙無法有效準確的表達出空間關(guān)系，對于改建、設(shè)計、檢測等有很大程度的限制。工廠的復雜結(jié)構(gòu)導致數(shù)字模型的準確建立十分困難。如何準確高效的將工廠數(shù)字化模型建立起來，是數(shù)字化工廠系統(tǒng)的基礎(chǔ)。三維激光掃描儀，為建立工廠數(shù)字化模型提供了更加高效、準確的途徑和方法。EdgeWise自動建模軟件則為數(shù)字化模型的建立節(jié)省了大量的時間。

項目介紹

某電廠是某市重要的電源熱源支撐點，能滿足某市10%的供電、50%的供汽和40%的集中供熱，替代了近200臺排放嚴重超標的小鍋爐，不僅每年可節(jié)煤20萬噸以上，而且大大提高了某市的大氣質(zhì)量。該廠引進了供熱發(fā)電機組，采用液態(tài)排渣、飛灰復燃等技術(shù)，除塵效率99%以上的靜電除塵器，使煙塵和二氧化硫排放濃度均滿足現(xiàn)行標準。

本項目即為對二期6#燃氣發(fā)電機組進行三維數(shù)字化掃描、使用Edgewise軟件進行管道自動建模。

意義與價值

本項目應(yīng)用大空間地面三維掃描技術(shù)，對6#燃氣發(fā)電機組進行全方位地三維數(shù)字化掃描。本次掃描工作分為三個階段：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)拼接和輸出、管道建模。通過三個階段的工作記錄下三維影像，并以三維數(shù)字模型的形式還原體現(xiàn)，建立BIM模型，為數(shù)字化工廠的構(gòu)建提供模型基礎(chǔ)。

數(shù)字化工廠的應(yīng)用可以改善傳統(tǒng)的工作方式，建立起工廠資產(chǎn)管理新觀念，改善涵蓋安全、合規(guī)、操作和維護等多方面，可以應(yīng)用于應(yīng)急反應(yīng)、安全演練、合規(guī)檢查、捕獲知識、維護工單、清晰交流、管道容器完整性檢查、虛擬培訓、安全隱患分析模擬、三維可視化信息門戶等。

數(shù)據(jù)采集階段

使用設(shè)備：FARO Focus3D X330掃描儀、專業(yè)單反相機

操作過程：使用掃描儀設(shè)備對6#燃氣發(fā)電機組進行整體定點掃描，以期達到掃描影像效果的細致性和整體完整性。并結(jié)合專業(yè)數(shù)字相機，對6#燃氣發(fā)電機組的現(xiàn)場環(huán)境進行多角度全記錄，以期達到最后呈現(xiàn)的三維數(shù)字立體模型的真實還原。

                                               掃描現(xiàn)場圖

 數(shù)據(jù)拼接和輸出階段

外業(yè)掃描結(jié)束之后，需要對采集的三維數(shù)據(jù)進行拼接。

使用軟件：FARO Scene 5.3

操作過程：利用標靶紙及標靶球進行精確拼接，形成整體的三維點云數(shù)據(jù)，為之后的模型提取階段提供高質(zhì)量的點云數(shù)據(jù)。

                               Scene軟件中數(shù)據(jù)拼接過程及三維點云

管道建模階段

數(shù)字化工廠BIM系統(tǒng)中最重要的就是模型的屬性化，本次項目應(yīng)用自動建模軟件提取管道BIM模型。

使用軟件：EdgeWise Plant

操作過程：使用管道自動提取功能提取90%以上的管道，刪除錯誤的管道、手動提取遺漏的管道，然后一鍵自動連接管道，應(yīng)用管道標準后將模型導入Revit，與傳統(tǒng)方式相比節(jié)省了70%以上的建模時間。

                               項目整體點云（400站掃描數(shù)據(jù)同時加載）

                                                     內(nèi)部點云效果

                                             EdgeWise自動提取的管道

                                                一鍵自動連接管道

                                    將提取的模型導入Revit

                                          在Revit中保留了完整的管道屬性