Plant Design Engineers 与虚拟海上平台

在位于马来西亚市中心吉隆坡 Petronas 双子塔的身影之下，Plant Design Engineers 的团队可以“虚拟行走”在海上平台周围，以进行测量和计划改造工作。工程师和规划师如何才能获得准确的建造数据，这个问题如今已经有了新的答案。
在计算机辅助设计系统问世之前所建造的石化设施通常只有很少或完全没有文档记录。即使是那些经过详细规划的设施，也往往历经了变化和重建，这意味着过去的规划与现在仍然存在的设施可能并不完全相配。管道、阀门和减压器也许已经被迁移或更换以适应设施的变化。风暴造成的损失也许已经让局部地区实施了重建。无论何种原因，对海上设施进行计划性或非计划性的改变都意味着在最初建造的时候保留下来的任何记录已经过时，而按照不准确数据所进行的改造计划常常会导致最后时刻不得不进行变更。为了规划改装或改造工作，目前设施（制成态）的准确数据对按时完工具有至关重要的作用。在开展改造工作时，即使推迟一天，也可能因延迟生产而造成数百万美元的损失。
Plant Design Engineers的朗.伯曼 (Ron Bouman) 指出“扫描仪现在已经变得足够小巧、快速，我们可以在很短时间内完成现场扫描工作，从而让我们的团队更具成本优势，并为我们的客户提供更多方便。我们对客户的产品交付服务更加全面，而且越来越多的客户都认识到了建造文档的好处。”
Plant Design Engineers采用FARO Technologies生产的大空间三维激光扫描系统(Laser Scanner LS）来扫描和创建虚拟图像。该扫描仪可以通过直升机送到海上平台上。其捕捉率高达每秒12万点，7分钟即可采集水平360°和垂直320°的2700万点。一个黑白或彩色的虚拟三维图即可生成。大量的扫描数据可以整合在一起形成整个设施的虚拟图，工程师们从而可以进行“虚拟行走”。
激光扫描仪工作原理
工作原理激光扫描仪向一面旋转镜的中心发出一道红外线；红外线进而被反射到正在进行扫描的环境周围；激光扫描仪捕捉到反射的红外线从而测量红外线的“相移”。根据激光相位的不同，平台上的电脑可以计算出激光与物体之间的距离，在综合测量水平和垂直旋转的两次编码器读取结果后，可以测量出反射回来的 X, Y, Z 坐标。该扫描仪以每秒12万点的速度旋转（比常规的“飞行时间”技术快100倍），重复这种测量操作即可录制成一个三维数字影像。FARO公司 前亚太营销主管——詹姆斯.尼德汉姆(James Needham) 作出以上解释。
再加上最近改善的“彩色选择”软件，它可以确保扫描图以彩色显示，而且视差几乎为零，从而提高了影像的真实性。某些管道以颜色标明其运输物品的性质，这种情况下彩色扫描更为有用。
捕捉图像过后，激光扫描结果就会显示在安装了FARO Scene 软件的一个掌上电脑或笔记本电脑上，显示捕捉到的详细结果，而且扫描辨析率和速度的设置也可以被调整。只需轻按一个按钮，扫描仪就可以继续下一轮扫描。



 

左图: 点云扫描数据。右图：根据扫描数据制作的CAD模块 : 三维数字影像
用户可以利用Faro Scene 软件操纵扫描数据进行二维或三维浏览并可形成剖面(断层影像）、进行数据过滤和以不同的CAD格式，诸如IGES、DXF和Ascii 导出数据。Plant Design Engineers 扫描小组可以在设施使用过程中进行现场扫描作业，所需时间不长，从而对平台日常作业造成最少的干扰。在激光扫描作业结束后，扫描小组就可返回办公室开始建模工作。工厂设计工程师公司使用INOVx Solutions FARO Technologies的软件合作伙伴）、PlantLINx和RealityLINx软件对获得的数据进行建模。这可以生成数据中的“秩序”和“逻辑分析”，帮助规划师、工程师和测量员更容易获得他们所需的信息。
首先，软件系统将建立一个构件数据库，从而使得管道、阀门和减压器等与标准技术规格相符。然后分割扫描结果，从而更易于管理大量的数据，而且用户可使用辅助建模以便更迅速地在扫描数据内匹配特定的特征。从构件库到扫描数据，各项正确的物件相互匹配，从而使得建模即快速又准确。如果一个定制的物件恰巧未在数据库中，可在软件中创建并增加到数据库，一切都非常简单。结构体和不同的管道系统各自分离，用户可以高亮或迁移截面，把无关的部分和区域清除，从而形成全面的工厂设施视图。在整个设施完成建模后，“逻辑分析”将准确地显示每个特定管道的运输品性质，其中也包括液体、或气体温度、气压等信息。
“为了能够以这么准确、有序的方式记录信息，所投入的资金对任何一个石化公司来说都只是一笔小投资，但回报和这种数据的价值却是巨大的。这就是Plant Design Engineers如此成功的一个原因。”朗作出以上结论。 

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