数字化工厂的几种建模方法比较

近年来,数字化工厂的普及和应用越来越广泛,三维建模作为数字化工厂的技术基础和支柱,得到了不断改进和提高。
数字化工厂三维建模有传统测绘建模 、模型引用和三维扫描建模法几种。以下做一个简单的说明:
1、传统测绘建模。传统测绘建模是以已有二维设计图资料作为建模依据 ,采用手工的方式, 在建模软件里绘制出三维装置模型,再与现场设备进行比对、核查,对模型进行完善和渲染的建模方法。
缺点是工作量大、周期长,对建模人员技术要求高。
2、模型引用。导入模型法是将工程设计中已建立的三维 PI&D模型通过模型转换接口导入数字化工厂系统的建模方法。采用这种方法的前提是能够获得设计方的三维 PI&D数字文件,但是这类文件被设计方视为企业核心技术,工程设计单位一般不会提供。
而且由于现场施工和设计图纸通常会有一定的出人,模型导人后需要进行勘测修正。
数字化工厂的几种建模方法比较
(例如上图我司扫描项目中发现,建筑的钢结构已经发生设计变更)
现场施工还是与图纸有不少差别。
3、三维激光扫描建模。三维激光扫描建模法采用激光扫描仪 对实体装置进行三维扫描,形成与实物装置完全一致的点云图(或三角面片),再在辅助软件的帮助下由人工依托点云进行建模的方法。
激光三维扫描建模法的建模周期、工作量、对技术人员的要求均介于前两种方法之间,但三维扫描建模的精度相对较高,不需要建模资料即可获得与实体工厂一致的模型。
对于一些具有高精度应用需求的数字化工厂(例如石化行业等),导人模型法和手工建模法的建模精度均难以保证,而三维激光扫描建模的方法能真实反应实物工厂,因为为高精度应用的最优方案。
一般激光扫描建模过程可以分为三个阶段:三维扫描获取点云数据(外业)、点云拼接、基于辅助软件的点云建模(内业)。
地面三维激光扫描仪口碑比较好的有美国天宝Trimble的法如Faro的扫描仪。
数字化工厂的几种建模方法比较
在进行三维扫描时,在装置中粘贴足够的标靶,相邻两个扫描站点之间有至少两个相同的标靶;然后,拼接软件依据相邻站点间相同的标靶位置,对扫描得的点云数据进行拼接,并依次完成与之相邻的其他站点的点云数据拼接,直至完成所有站点的拼接;最后采用相关建模软件自动建模。
当然,现场三维数据的获取也是有技巧性的,比如如果缺乏缺乏全局性的空间坐标定位,随着拼接站点数的增加会造成相对误差的不断累积;在自动建模过程中,因缺乏相应的检查手段而进一步造成相 对误差的累积。
因此,一个具有更多实战经验的方案商可能会给您省心的,更精准的方案。