三維雷射掃描技術助力石化企業建設數字工廠

2020-12-21 諾斯頓測量技術

現代工業經歷了機械化、電氣化和信息化的過程。

隨著「網際網路+」、「工業4.0」和「中國製造2025」等概念相繼提出與深入踐行,以工業化和信息化深度融合為核心的智能化製造,成為了製造業的發展方向與趨勢,其中建立和完善數位化工廠是實現智能製造的基礎。

「數位化工廠」以產品全生命周期的相關數據為基礎,在計算機虛擬環境中,對整個生產過程進行仿真、評估和優化,並進一步擴展到整個產品生命周期的新型生產組織方式。

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石化企業中的設備錯綜複雜,管道縱橫交錯,要管理的對象在空間上密集排列,通過二維符號或線條的描述方式已顯得束手無策,而通過三維雷射掃描技術可以快速、準確、便捷地獲取石化裝置實物(設備、管網、框架)的三維空間信息,在石化企業具有廣闊的應用前景。

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三維數位化工廠是建立在模型基礎上的綜合應用管理系統,通過三維雷射掃描技術,對目標的整體或局部進行高精度測量,生成三維的彩色點雲,即可將周圍環境數位化、存儲在電腦中。

與傳統方法相比,它既可以節省外業工作時間,縮短工期,又可以將建築、管道等信息全部記錄下來,方便後期二維出圖與三維建模,從而更好地對工廠設施進行管理。

石化企業數位化工廠三維掃描項目案例

某工廠為實現三維的、自動化的數位化工廠整體建設和運維管理等工作,需要採集整個廠區的建築物、內部結構、設備及管線的三維數據,並建立標準化的三維數字模型。

石化廠三維掃描現場圖

諾斯頓技術團隊採用掃描儀布設掃描點,控制掃描儀累計誤差。多角度、全方位的掃描採集工廠內建築、廠房、設備、管道等點雲數據並進行預處理。

石化工廠整體點雲數據

用快速點雲處理軟體進行點雲拼接整合,建立點雲資料庫,演示瀏覽整體點雲效果,通過原始點雲進行三維建模、貼圖、實現廠區三維數位化。

石化工厂部分點雲數據
石化工廠三維模型圖

基於三維資料庫的數位化管理,通過點雲與模型數據滿足個性化的CAD成果需求。

石化工廠平面CAD圖

一、快速定義模型

配合管線資料庫,進行快速管線建模。資料庫對應各種彎頭、三通、減徑接口等形狀並進行自定義。並可標註顯示。

二、設備模型製作

能夠將選擇的點雲輸出STL格式的多邊形數據,結合建模軟體進行快速建模。

三、設備設計比對分析

紅色與藍色區域分別代表測試部分與原始標準設計的偏差位置和程度,可以反映設備磨損情況

四、廠區漫遊

可以方便地設定漫遊線路,從不同角度觀看虛擬工廠,猶如身臨其境

五、幹擾檢查

將某一實體的三維模型直接契入到三維點雲數據中,預先設定該實體的移動線路,以檢查該物體搬動時是否與其他設備產生碰撞衝突。

六、工廠布局研究

直接使用測量點雲對設備進行處理、移動,進而能夠自由自在地對設備的布置進行研究,大大提高了效率

數位化工廠貫穿整個石化煉油廠的設計、建設、生產與管理,它不是一個獨立的系統,而是多個應用系統的整合。

它提供了與現實工廠一致的三維虛擬數字環境,通過集成在虛擬環境中的海量數字信息,使企業更輕鬆自然地理解並掌控現實工廠。

諾斯頓測量技術(北京)有限公司是一家以三維掃描數位化及三維測量服務為核心的高新技術企業。諾斯頓服務過多家國內知名單位,具有豐富的項目經驗,案例包括:燕山石化三維掃描建模項目、中石油庫數位化項目、國家電網三維可視化數字管理平臺數據供應商、南方電網三維可視化數字管理平臺數據供應商、中國中車數位化工廠項目、中石油中石化油罐容量計量項目、鞍鋼集團數位化工廠三維項目、北京大劇院三維掃描項目、梅溪湖文化館三維掃描逆向工程、貴陽隧道三維掃描項目、故宮三維數位化、《八佰》、《囧媽》、《超時空同居》等。

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