Интеллектуальные 3D данные для всех!

Технология лазерного сканирования и съемки позволяет получить эффективные и точные данные для переоборудования и расширения существующих производственных мощностей.

Leica CloudWorx и Intergraph CADWorx fieldPipe позволяют инженерам прямо на объекте получить интеллектуальную 3D модель технических сооружений.

Сегодня мобильный телефон — это просто предмет потребления, однако я хорошо помню начало своей работы в качестве инженера по сбыту, когда мобильным телефоном мы делились с четырьмя коллегами. Телефон был дорог, он был аналоговым, и работал от огромной тяжелой батареи. Сегодняшние телефоны не только меньше и легче, с их помощью можно написать текст или выслать электронное письмо, «лазить» в интернете и пользоваться мощными программными приложениями, превращая телефон в средство навигации или участия в телеконференциях.

Примерно такой же путь развития я наблюдаю в области 3D конструирования предприятий. В ближайшее десятилетие это тоже станет обычной вещью — не только в качестве средства конструирования, но и как средство технического обслуживания и эксплуатации. Использование инструментов 3D проектирование уже стало логическим выбором для большинства средних и больших проектных компаний. Преимущества этого для бизнеса — сокращение времени процесса проектирования и лучше качество и большая безопасность конструкций — настолько велики, что проектирование предприятий без использования таких средств просто не имеет смысла. Однако получение интеллектуальных исполнительных данных для создания интеллектуальных 3D моделей существующих предприятий было вызовом — но только до сих пор!

Существующий реконструируемый объект: вызов

Владельцам/операторам и компаниям ЕРС (Engineering, Procurement, Consatruction — проектирование – закупки – строительство) часто приходится осуществлять проекты на основе уже имеющихся объектов (включая реконструкцию, переделку и расширение существующих производственных мощностей), что позволяет повысить мощность предприятия, снизить потребление энергии и стоимость технического обслуживания или достичь соответствия строгим стандартам по защите окружающей среды/эмиссиями.

Эти проекты перестройки обычно требуют большого напряжения и досаждают различными проблемами: недостатком или неточностью исполнительных данных, сложностями применения методов 3D проектирования при наличии 2D исполнительных данных, полученных на объекте, изменением объемов данных и плотным графиком работ. В процессе работы возникают различные риски, которые могут оказывать негативное влияние на графики работ, расходы и безопасность.  Каким же должен быть лучший способ получения исполнительных данных. Intergraph и Leica, в настоящее время родственные компании под эгидой Hexagon, предлагают синергичные продукты, объединяющие средства лазерного сканирования/съемки и AutoCAD на основе CADWorx fieldPipe.

Издавна у инженеров было два способа получения исполнительных данных на объекте: при помощи дорогостоящего оборудования для лазерного сканирования или при помощи измерений объекта вручную. В последнем случае исполнительные данные компилируют при помощи примитивных измерительных инструментов, таких как рулетки, отвесов и спиртовых уровней, для того, чтобы сделать простые наброски, которые затем в офисе конвертирую в строительные чертежи. Это не только означает, что для проведения измерений на высоте нужны леса и сложные операции, но и работа персонала в опасных местах предприятия. Кроме того, проводимые вручную измерения могут быть неточными и занимать много времени — из-за этого процесс становится неэффективным и небезопасным.

Сегодня всё еще проводятся измерения при помощи рулетки, однако они дополняются измерениями при помощи ручных лазерных приборов, что позволяет получить исключительно точные линейные результаты. С течением времени создание 3D моделей на основе полученных данных также получило дальнейшее развитие с внедрением интеллектуальных и автоматизированных средств, которые позволяют создавать проектную документацию для текущего строительства. Leica CloudWorx и Intergraph CADWorx fieldPipe подняли этот процесс на новые высоты.

В ногу со временем

Сбор данных при помощи лазерных технологий позволяет получать и передавать исключительно точную информацию. Все полевые данные являются неспецифическими, что делает их пригодными для всех областей инженерных работ, таких как стальные конструкции, оборудование, ОВКВ и пр. Сбор данных при помощи аппаратуры на основе лазеров проводится в двух основных форматах: лазерного сканирования и технологии лазерной съемки (Leica Total Station).

При использовании технологии лазерной съемки для измерения различных точек на трубе, необходимых для трассировки трубопроводов, используется лазерное координатное устройство. Оборудование для лазерной съемки пригодно только для измерения одной трубы за другой.  Однако более экономичным вариантом является использование идеального для небольших проектов устройства — Leica Total Station, которая в полевых условиях становится «лазерной 3D мышкой», которая для определения осевых линий участков трубопровода фиксирует 4 точки на цилиндре трубы.

При использовании лазерного сканирования достоверная исполнительная модель настоящего «живого» предприятия при помощи лазерного сканирования создается в форме 3D изображения — «облака точек». Для того, чтобы получить полное изображения объекта, сканирование производится с разных точек. По окончании сканирования все содержащие информацию облака точек могут быть слиты в одно. Сегодня стоимость хорошего сканера меньше, чем была в прошлом.

В настоящее время единственным программным обеспечением для проектирования предприятий, поддерживающим обе технологии является CADWorx fieldPipe. Leica CloudWorx работает как система программного расширения, позволяющая пользователям манипулировать данными лазерного сканирования в системах CAD, таких как Intergraph CADWorx, и создавать интеллектуальные 3D модели. Размеры существующих труб определяются автоматически, можно определить также осевые линии. Можно проводить съемку встроенных объектов, таких как фланцы, клапаны и соединения, и автоматически добавлять их к 3D модели.

При помощи полученного методом лазерного сканирования облака точек CADWorx fieldPipe может визуализировать исполнительный чертеж как проект, или облако точек может быть вычерчено в виде интеллектуальной 3D модели.

3D данные маршрута, полученные во время лазерной съемки, могут быть немедленно использованы в CADWorx fieldPipe, и интеллектуальная модель может быть создана прямо на объекте, на виду у инженеров.

Оба способа, лазерное сканирование и съемка, позволяют определить сборочные единицы труб прямо в цех и перед поставкой определить их взаимосогласованность. Можно также определить,  соответствуют ли изготовленные элементы оригинальной конструкции. Повышенная точность и продуктивность этих интегрированных средств означает, что не будет ни переделок, ни дополнительных посещений объектов, ни набросков, ни дорогостоящих ошибок.

Созданную при помощи CADWorx fieldPipe модель можно перенести в пакет программ CADWorx Plant Design, что позволяет создать необходимые проектные документы, такие как ISOGEN Isometrics, спецификацию материалов, а интеграция с CAESAR II и PV Elite даже позволяет провести прочностной анализ труб и сосудов.

Управление материальными ресурсами в реальном времени

Показано, что лазерное сканирование/съемка являются лучшими методами сбора информации, как о  физических, так и о размерных свойствах строящихся объектов. Данные, полученные при помощи лазерных технологий, для ежедневной деятельности владельца имеют значение, выходящее далеко за рамки просто концепции или конструкции, поскольку эти данные можно использовать для управления материальными ресурсами. Крайне необходимо, чтобы полученные исполнительные данные были тесно связаны как с проектированием предприятия, так и с решениями владельца, связанными с использованием материальных ресурсов. Это минимизирует затраты на техническое обслуживание, повышает точность документации и исключает повторные визиты на объекты.

Доход компаний ЕРС зависят от проектов, и поэтому компании ЕРС постоянно ищут способы снижения риска при повышении прибыльности проекта. Лазерное сканирование/съемка является одним из способов достижения этой цели. Другим методом снижения затрат и повышения прибыли является сокращение срока реализации проекта. Этого можно достичь при помощи укрепления совместной инженерной деятельности в различных областях рои помощи таких средств как Leica CloudWorx и CADWorx fieldPipe.

В будущем 3D моделирование неизбежно станет стандартом технического обслуживания и эксплуатации. В настоящее время стоимость интеллектуальных лазерных технологий снизилась, и это означает, что преимуществами этих технологий смогут воспользоваться также компании, реализующие небольшие или средние проекты. Шаги в сторону превращения интеллектуального 3D моделирования в предмет повседневного потребления во всех областях и для компаний всех размеров позволят им сохранить конкурентоспособность на сегодняшнем и завтрашнем рынке.

Статью подготовил Питер ван дер Увэйжд (Peter van der Weijde), исполнительный директор Intergraph CADWorx and Analysis в Европе.