在當(dāng)今激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，制造企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到他們正面臨著巨大的時(shí)間、成本、質(zhì)量等壓力。在設(shè)計(jì)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(jì)”這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)上，大部門國(guó)內(nèi)企業(yè)還沒有實(shí)現(xiàn)有效的計(jì)算機(jī)輔助管理機(jī)制，“數(shù)字化工廠”技術(shù)則是企業(yè)迎接21世紀(jì)挑戰(zhàn)的有效手段。

工廠管道的結(jié)構(gòu)往往錯(cuò)綜復(fù)雜，傳統(tǒng)的圖紙無(wú)法有效準(zhǔn)確的表達(dá)出空間關(guān)系，對(duì)于改建、設(shè)計(jì)、檢測(cè)等有很大程度的限制。工廠的復(fù)雜結(jié)構(gòu)導(dǎo)致數(shù)字模型的準(zhǔn)確建立十分困難。如何準(zhǔn)確高效的將工廠數(shù)字化模型建立起來(lái)，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(zhǔn)確的途徑和方法。EdgeWise自動(dòng)建模軟件則為數(shù)字化模型的建立節(jié)省了大量的時(shí)間。

項(xiàng)目介紹

某電廠是某市重要的電源熱源支撐點(diǎn)，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(tái)排放嚴(yán)重超標(biāo)的小鍋爐，不僅每年可節(jié)煤20萬(wàn)噸以上，而且大大提高了某市的大氣質(zhì)量。該廠引進(jìn)了供熱發(fā)電機(jī)組，采用液態(tài)排渣、飛灰復(fù)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(biāo)準(zhǔn)。

本項(xiàng)目即為對(duì)二期6#燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組進(jìn)行三維數(shù)字化掃描、使用Edgewise軟件進(jìn)行管道自動(dòng)建模。

意義與價(jià)值

本項(xiàng)目應(yīng)用大空間地面三維掃描技術(shù)，對(duì)6#燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組進(jìn)行全方位地三維數(shù)字化掃描。本次掃描工作分為三個(gè)階段：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)拼接和輸出、管道建模。通過(guò)三個(gè)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(hù)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(shí)、維護(hù)工單、清晰交流、管道容器完整性檢查、虛擬培訓(xùn)、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(jī)

操作過(guò)程：使用掃描儀設(shè)備對(duì)6#燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組進(jìn)行整體定點(diǎn)掃描，以期達(dá)到掃描影像效果的細(xì)致性和整體完整性。并結(jié)合專業(yè)數(shù)字相機(jī)，對(duì)6#燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行多角度全記錄，以期達(dá)到最后呈現(xiàn)的三維數(shù)字立體模型的真實(shí)還原。

                                               掃描現(xiàn)場(chǎng)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(duì)采集的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接。

使用軟件：FARO Scene 5.3

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

                               Scene軟件中數(shù)據(jù)拼接過(guò)程及三維點(diǎn)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(xiàng)目應(yīng)用自動(dòng)建模軟件提取管道BIM模型。

使用軟件：EdgeWise Plant

操作過(guò)程：使用管道自動(dòng)提取功能提取90%以上的管道，刪除錯(cuò)誤的管道、手動(dòng)提取遺漏的管道，然后一鍵自動(dòng)連接管道，應(yīng)用管道標(biāo)準(zhǔn)后將模型導(dǎo)入Revit，與傳統(tǒng)方式相比節(jié)省了70%以上的建模時(shí)間。

                               項(xiàng)目整體點(diǎn)云（400站掃描數(shù)據(jù)同時(shí)加載）

                                                     內(nèi)部點(diǎn)云效果

                                             EdgeWise自動(dòng)提取的管道

                                                一鍵自動(dòng)連接管道

                                    將提取的模型導(dǎo)入Revit

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