Технологии для высокоскоростного сбора данных и современные системы для их считывания и обработки – необходимое условие для работы по уже существующим объектам
Антон Бобровников, ведущий специалист, AVEVA
Современные мировые экономические условия и низкая стоимость барреля нефти ведут к сокращению роста инвестиций в строительство новых промышленных объектов. Все больше внимания уделяется увеличению прибыли от уже существующих активов. Не секрет, что многие из действующих сегодня предприятий были построены десятки лет назад, их состояние оставляет желать лучшего и не позволяет использовать их на полную мощность. Ситуация усложняется тем, что по некоторым из этих объектов документация утеряна вовсе, по другим – проведенный когда-то ремонт никаким образом не был зафиксирован. Отсутствие актуальной технической документации не позволяет качественно и в отведённые сроки выполнить проект реконструкции или модернизации, поскольку проектный институт вынужден инициировать проведение всестороннего обследования промышленного объекта.
Использование традиционных способов измерений (рулетка, лазерный дальномер и т.д.) и получение результирующих данных связано с большими временными затратами с точки зрения человека часов, а также с низкой точностью, что в последствии приводит к дополнительным поездкам на объект, а также ошибкам в проектной модели. Наибольшей проблемой контактных промеров является частичное отсутствие доступа. Это может быть связано как с особенностью технологического процесса, так и с опасностью для персонала из-за ветхости опорных конструкций и сооружений.
Рациональным и оптимальным решением является применение лазерного 3D сканирования. Данная технология дает возможность без контакта с элементами объекта, прямо с технологических площадок производить миллион измерений в секунду с точностью до 5мм. Современные компактные и быстрые фазовые сканеры позволяют вести детальную 3D съемку. Основной измерительный объём информации набирается именно при детальном сканировании элементов объекта.
Если рассмотреть вопрос с точки зрения локального ремонта небольших объектов, то целесообразно использовать ручные сканеры, которые позволяют получить точную измерительную информацию по мере необходимости.
Таким образом, мы получаем возможность повысить скорость сбора исходных данных, повысить точность измерений и что особенно важно - получать данные по труднодоступным местам. Результатом лазерной съемки является массив измерений, называемый облаком точек, где каждая точка имеет координаты с привязкой к координатам реального объекта, это дает комплексное представление об объекте, его положении, габаритах и т.д.
Современные САПР имеют возможность для загрузки облака точек в графическую среду, что позволяет качественно и в более короткие сроки решить задачи, встающие перед проектировщиками на проектах реконструкции, поскольку как было указано выше результаты лазерного сканирования наиболее точно и полно описывают весь объект.
Однако, необходимо отметить, что применение результатов лазерного сканирования связано с определенными тонкостями, такими как непривычное визуальное восприятие данных проектировщиком, а также скорость обработки загруженных данных в САПР.
Скриншот из AVEVA E3D
Визуальное восприятие играет значительную роль при оценке существующей инфраструктуры. Традиционным способом анализа полученных данных являются обычные фотографии. Но работа с фотографиями в данном случае значительно затруднена, поскольку стандартно сами фотографии не имеют точного масштаба и привязки к объектам, а возможность фотограмметрии для промышленных сложных объектов достаточна ограничена.
Одной из систем, которая позволяет полноценно работать с облаками точек и учитывает перечисленные выше особенности, является AVEVA E3D.
AVEVA E3D — без преувеличения новый шаг в развитии систем проектирования AVEVA. Одна из причин – то, что в нее была интегрирована технология наложения панорамного снимка на облако точек – BubbleView
Скриншот из AVEVA E3D
Как отмечалось ранее, традиционные фотографии не дают возможность проводить точные измерения в отличии от BubbleView, где по данным 3D сканирования проектировщик имеет возможность снимать все необходимые обмеры, динамически управлять и позиционировать 3D модель.
Скриншот из AVEVA E3D
Помимо вышеуказанных преимуществ, в BubbleView существует возможность наносить пометки и комментарии на интересующих объектах. Стоит заметить, что комментарии могут просматривать все участники проекта, поскольку, как и облако точек, они хранятся в единой интегрированной среде.
Скриншот из AVEVA E3D
Дополнительно к визуальным инструментам анализа, проектировщик имеет возможность перемещаться по облаку точек, используя технологию построения текстур HyperBubble. Тем самым, специалист по сути полностью, очень детально и прицельно исследует объект, находясь на своем рабочем месте, не выезжая на объект физически.
Скриншот из AVEVA E3D
После проведения подготовительного этапа (изучение, обследование) мы переходим к следующей стадии – векторизация, воссоздание актуальной 3D модели в среде проектирования. AVEVA E3D имеет встроенные инструменты, которые позволяют успешно работать непосредственно с данными лазерного сканирования. Одним из примеров таких инструментов является работа с динамическими объемами.
Скриншот из AVEVA E3D
После выбора того или иного динамического объема невыделенная часть облака точек может быть скрыта, а в последствии при необходимости восстановлена. Это полезно, например, когда проектировщику из всего проекта на данный момент времени требуется разработка трубной эстакады.
Скриншот из AVEVA E3D
Если рассмотреть плановую замену оборудования, при которой точки подключения к технологической линии и фундамент не меняются, то в качестве объема облака точек определяется объем существующего оборудования.
Скриншот из AVEVA E3D
В дальнейшем оборудование в пределах заданного объема может быть удалено.
Скриншот из AVEVA E3D
Это дает возможность использовать существующую инфраструктуру для нового проектного решения, без необходимости моделирования точек подключения и фундамента.
Cкриншот из AVEVA E3D
Рассмотренный прием работы может быть использован не только для насоса, но и для других объектов в целом.
В случае, когда поставлена задача воссоздать модель промышленного объекта в виде «as built» в системе AVEVA E3D предусмотрены инструменты, которые позволяют выполнять детальное проектирование по данным лазерного сканирования.
Cкриншот из AVEVA E3D
Одним из таких инструментов является автоматическое определение осевых точек технологических трубопроводов, которые в дальнейшем будут использованы при их трассировке. Это дает возможность сократить время на позиционирование, а также задать действительное положение, в отличии от устаревшего чертежа, где изменения по трубопроводу не были отражены.
Cкриншот из AVEVA E3D
Одной из особенностей AVEVA E3D является возможность отразить на документации в заданном масштабе не только 3D модель, но и облако точек. Другими словами, мы получаем возможность выводить на чертеже существующую обстановку без необходимости ее ручного моделирования, что позволяет производить простановку размеров как к облаку точек, так и к 3D модели.
Cкриншот из AVEVA E3D
Таким образом, наряду с проекциями оборудования, трубопроводов, металлоконструкций, AVEVA предоставляет проектировщику удобный и простой инструментарий для работы непосредственно с точками сканирования, позволяя экономить время и трудозатраты.
В ходе проектирования довольно часто возникает задача определить, не пересекается ли новое проектное решение с существующей инфраструктурой. Визуальный поиск коллизии в данном случае значительно затруднен, поскольку объект может быть комплексным и насыщен деталями. Благодаря использованию данных лазерного сканирования на каждой стадии разработки 3D модели в системе AVEVA E3D у проектировщика существует возможность оценить ошибки на предмет пересечения, повысив тем самым качество и точность нового проектного решения.
Cкриншот из AVEVA E3D
Подведя итоги, подчеркнём, что применение технологий высокоскоростного сбора данных, например, высокоточной лазерной съемки, в совокупности с последующей векторизацией 3D модели, отменяет необходимость выезда на объект и сокращает время на последующий анализ данных. Благодаря тому, что на каждом этапе проектных работ своевременно выявляются коллизии и принимаются действия для их устранения, повышается качество и точность компоновочных решений и сокращаются издержки на последующие возможные переделки.
