BIM+三维激光扫描助力智慧工厂建设

关于三维激光扫描技术

三维激光扫描技术又称为实景复制技术。该技术集光、机、电和计算机技术于一体。它的重要意义在于能够将现实物体的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信息，为现实物体数字化提供了更加方便快捷的手段，突破了传统的单点测量方法，由于其具有不接触性，穿透性，数字化的特点，实现现实物体测量的高密度、高精度、自动化，能够主动、快速、实时、动态的扫描物体表面的三维点云数据的特性，可以用于获取高精度高分辨率的数字现实物体模型。

BIM+三维激光扫描助力智慧工厂建设1

关于BIM技术

BIM，即建筑信息模型，它可以通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。

近年来，BIM技术的应用已经深入到工程设计、施工和管理等各个方面，BIM技术能将具体数据转化为立体的建筑模型并进行建房各项环节的预演。在BIM的实际应用中，建筑工地现场实时数据与建筑信息模型间的互通更新却是一个难点，存在着细部数据勘测难、精度较低等问题，三维激光扫描技术正好解决了这一难点。

BIM技术与三维扫描技术结合的优势

BIM技术是建设项目实施前的建筑信息模型搭建，三维激光扫描技术则是现实物体的三维信息数字化。

BIM具有可视化、协调性、优化性、模拟性和可视图形的特点，而三维扫描仪获取的数据非常真实和准确，在目前的工厂建模方面可谓是“完美搭档”。

1、现场数据采集

三维激光扫描是“实景复制”技术，在保证扫描精度的前提下，通过扫描方式，可以对选定的工程部位进行完整、真实的采集。

2、三维激光扫描的数据应用

三维激光扫描生成的点云数据经过专业软件处理，即可转换为BIM模型数据，进而可立即与设计的CAD模型、BIM模型进行精度对比，寻找施工现场与设计模型的不同点。

3、统一的数据管理方式

经过数据采集与转换后，现场情况可以很完整地以BIM模型、点云模型的形式在统一集成的信息平台中整合，并根据现场技术人员需要开展相关管理工作。

BIM+三维激光扫描在工厂建模中的优势

1、让数据更直观

由于三维激光扫描技术输出的数据是三维的，能和BIM技术完美地结合，让测绘成果的表达形式由单一的地形图变成三维地图，平、立、剖面图以及建立三维模型。且因为模型是三维的表达形式，我们能够从更直观、细微的角度去研究建筑结构中的细节部分，从而推进施工工艺的优化，提高整体建筑的质量。

2、提高建模效率和精确度

和传统的测量技术相比，三维激光扫描技术突破了传统的单点测量模式的限制，测量速度能达到1000点/秒，完成一栋建筑的测量只需要几个小时，即使是复杂的建筑也能实现准确表达，具有高效率、高精度的优势。

此外，三维激光扫描还能获取建筑空间的所有点数据，构建建筑的实时数据库，这个数据库不但可以协助建筑模型的建立，还能用于施工节点对比、BIM模型校正、数据留存等，大幅提高了建筑模型的效率和准确度。

3、节省人力，适用范围广

整个测量过程都是在无接触的条件下进行的，这不仅节省了人力，还有效避免了人为因素对建筑物的破坏，同时还将测量范围扩大到人员无法到达、危险的环境中。

BIM+三维激光扫描助力智慧工厂建设2

将BIM和三维激光扫描技术相结合，有效提升了工程质量、提高了建模效率和精确度，节省了传统人工测绘、建模所需要的大量人力成本，为工业行业带来了新的建模方式，推动了工厂数字化、智慧化进程的发展。

BIM+三维激光扫描在石油化工企业中的应用

近年来，国家自然资源部相继发布了《全国基础测绘中长期规划纲要（2015-2030）》、《实景三维中国建设技术大纲（2021版）》、《新型基础测绘与实景三维中国技术文件》、《关于全面推进实景三维中国建设的通知》等一系列文件，推进实景三维建设。

金马公司紧跟政策步伐，积极探索BIM和三维扫描技术在工厂实景三维模型中的应用。

石油化工企业中的设备错综复杂，管道纵横交错，要管理的对象在空间上密集排列，传统的二维平面图表难以满足需求，而通过BIM和三维激光扫描可以快速、准确、便捷地获取石化装置实物（设备、管网、框架）的三维空间信息，并构建实景三维模型。在石化企业具有广阔的应用前景。

（一）设备管理

1、运行监测

通过对接现有系统与设备进行关联，在BIM模型中以不同的颜色将设备的状态进行区分，标识其当前的运行状态，绿色表示正常运行，红色表示出现故障，灰色为停止等，显示设备的基本信息，实时运行状态信息。

2、信息查询

根据空间关系、设备分类进行布项处理，以对象树的方式展示所有设备，点击对象树的任意设备，可以跟BIM模型进行交互，快速定位到对应的BIM模型构件，并且可以通过输入设备名称或设备型号等特例属性的方式进行查询，在确定后在BIM模型中快速定位到所查询的设备，并自动弹出该设备相关联的属性信息。

BIM+三维激光扫描助力智慧工厂建设3

（二）能源管理

通过能源管理，实时获取设备能源运行数据，通过获取能耗数据、进行重点用能分析，展示设备用能空间分布，保障设备运行、能耗、能效和环境处于正常水平。

1、总体能耗趋势

分时间尺度（日、周、月、年）的设备能耗实时数据可视化与对比分析。

2、重点用能分析

按照设备及装置原料用量、水量、电量等能耗指标进行划分，并按照重点用能设备拆分、可视化以及对比分析。

3、用能空间分布

按照设备、装置、建筑、楼层、区域等空间维度拆分、可视化与对比分析。

4、能源异常报警

按照设备、装置、建筑、楼层、区域等空间维度拆分、可视化与对比分析，进行能源、能耗对比及异常分析。

BIM+三维激光扫描助力智慧工厂建设4

（三）巡检管理

制定巡检路线，故障实时上报，使巡检管理直观有效，方便操作人员熟悉巡检路线。

（四）安全管理

通过设备报警，获取实时设备运行异常通知，通过定义的报警规则，获取能源超出限定值、设备运行低效、环境异常通知，及时进行处理，保障设备运行、能耗、能效和环境处于正常水平。

BIM和三维激光扫描技术相结合，突破了常规测绘手段无法获取道路完整信息的局限性，通过获取的海量点云数据，得到高精度成果，其成果精度完全满足智慧工厂建设的要求。相信随着科学技术的不断发展，其在智慧工厂建设领域的应用将会更加成熟。