北京某电厂三维数字化扫描案例

项目背景

    在当今激烈的市场竞争中,制造企业已经意识到他们正面临着巨大的时间、成本、质量等压力。在设计部门,BIM系统的应用获得了成功。同样,在生产部门,ERP等相关信息系统也获得了巨大的成功,但在解决“如何制造→工艺设计”这一关键环节上,大部门国内企业还没有实现有效的计算机辅助管理机制,“数字化工厂”技术则是企业迎接21世纪挑战的有效手段。

工厂管道的结构往往错综复杂,传统的图纸无法有效准确的表达出空间关系,对于改建、设计、检测等有很大程度的限制。工厂的复杂结构导致数字模型的准确建立十分困难。如何准确高效的将工厂数字化模型建立起来,是数字化工厂系统的基础。三维激光扫描仪,为建立工厂数字化模型提供了更加高效、准确的途径和方法。EdgeWise自动建模软件则为数字化模型的建立节省了大量的时间。

项目介绍

北京某电厂是北京市重要的电源热源支撑点,能满足北京市10%的供电、50%的供汽和40%的集中供热,替代了近200台排放严重超标的小锅炉,不仅每年可节煤20万吨以上,而且大大提高了北京市的大气质量。该厂引进国际先进的供热发电机组,采用液态排渣、飞灰复燃等先进技术,除尘效率99%以上的静电除尘器,使烟尘和二氧化硫排放浓度均优于北京市现行标准。

本项目即为对二期6#燃气发电机组进行三维数字化扫描、使用Edgewise软件进行管道自动建模。

意义与价值

本项目应用大空间地面三维扫描技术,对6#燃气发电机组进行全方位地三维数字化扫描。本次扫描工作分为三个阶段:数据采集、数据拼接和输出、管道建模。通过三个阶段的工作记录下三维影像,并以三维数字模型的形式还原体现,建立BIM模型,为数字化工厂的构建提供模型基础。

数字化工厂的应用可以改善传统的工作方式,建立起工厂资产管理新观念,改善涵盖安全、合规、操作和维护等多方面,可以应用于应急反应、安全演练、合规检查、捕获知识、维护工单、清晰交流、管道容器完整性检查、虚拟培训、安全隐患分析模拟、三维可视化信息门户等。

数据采集阶段


使用设备:FARO Focus3D X330扫描仪、专业单反相机

操作过程:使用扫描仪设备对6#燃气发电机组进行整体定点扫描,以期达到扫描影像效果的细致性和整体完整性。并结合专业数字相机,对6#燃气发电机组的现场环境进行多角度全记录,以期达到最后呈现的三维数字立体模型的真实还原。

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扫描现场图

数据拼接和输出阶段

外业扫描结束之后,需要对采集的三维数据进行拼接。

使用软件:FARO Scene 5.3

操作过程:利用标靶纸及标靶球进行精确拼接,形成整体的三维点云数据,为之后的模型提取阶段提供高质量的点云数据。

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Scene软件中数据拼接过程及三维点云

管道建模阶段

数字化工厂BIM系统中最重要的就是模型的属性化,本次项目应用自动建模软件提取管道BIM模型。

使用软件:EdgeWise Plant

操作过程:使用管道自动提取功能提取90%以上的管道,删除错误的管道、手动提取遗漏的管道,然后一键自动连接管道,应用管道标准后将模型导入Revit,与传统方式相比节省了70%以上的建模时间。

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项目整体点云(400站扫描数据同时加载)


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内部点云效果

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EdgeWise自动提取的管道

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一键自动连接管道

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将提取的模型导入Revit

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在Revit中保留了完整的管道属性


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