利用AR实现可靠的工厂3D展示

利用AR实现可靠的工厂3D展示

我们正在步入这样一个世界:即使是像工厂建筑这样最坚实的东西,也需要不断地进行改造以满足客户不断变化的需求以及引进新的工业流程。

即使在这种庞大复杂的建筑物刚刚构建的时候,追踪其每个特征和维度也是极其困难的。这种建筑物经过几代人的改造后,就更加困难了。

三维激光扫描、物联网传感器、数据分析和AR显示器可以对建筑物的结构进行精确渲染,使其呈现本来面貌。这就是数字化映射,可以使规划、许可和操作更加可靠。

“竣工”计划的问题
结构永远不能像其设计的那样精准。传统上,施工过程中的这些变化都记录在纸上的“竣工”的计划中。以后的更改记录只是附加标记或部分图纸,而不是完整修订的计划。

这些文件在管理设备、通风、照明、能源、安全和设施的其他方面都会用到必不可少。在以后使用期间的变化也需要包括在内。随着时间的推移,这会导致大量难以解析的图表和文档。

文件不足或缺失会使建筑管理人员每年花费数十亿美元,因为他们不得不重建、验证或修改文件才能制定自己的维护或翻新计划。

随着时间的推移,建筑物可能会出人意料地发生变化。新的规定或使用中的变化可能需要对通风进行改进。采用新的工业流程需要移动并安放大型机械。新的产品需要组件存储时靠的很近,还要修改当前设施的装载位置。

过去至少需要十年时间才能完成改装并重新使用,但十年之后所安装的设备已经十分落后了。

建筑系统示例
只考虑一个系统,即屋顶。关于工厂屋顶的信息包括建筑的日期和方式、制造材料、用于固定的紧固件、状态评估、维护记录和保用单,也可以包括来自湿度和温度传感器的数据、无人机照片和红外图像。

当提出升级或修复所需的结构时,必须考虑所有这些信息。

建筑信息模型 (BIM)
现在可以使用软件来创建建筑信息模型,而且从提出设计概念一直到维护都可以使用3D建筑数据。 BIM长期以来一直被用于设计和施工,相对于建筑商来说,使用BIM更多的是建筑师。但是,通过建筑物内的物联网传感器提供的数据和AR可以让任何人获得目前已有结构的3D视图。在建筑物的整个生命周期中,BIM对管理和了解建筑物的作用越来越大,业主也越来越习惯获得其结构的精确3D模型。

通过三维激光扫描测量现有结构
但是大多数现有的建筑物都是以这种方式建造的。创建现有结构的虚拟镜像被称为“现实捕获”,通常通过激光扫描完成。

激光扫描仪发出数百万光脉冲,以精确测量结构中每个点的距离。然后将结果数据“点云”结合到BIM中以对结构进行建模。

一些企业发现更新的激光扫描也很有用。Solar Turbines主要为不同行业的客户设计和制造定制涡轮机。他们的产品体积庞大,以至于要在现有设备中应用新的设计不得不拆除部分结构元件或者需要移动另一个装备。对设施进行重新扫描可以为所提出的涡轮机规划提供参考,确保设计能够解决工厂的实际问题。

目前还没有普遍认可的BIM标准,因此一个现实捕捉模型可能不能与另一个模型进行互操作。也许物联网平台的互操作性最终可以实现BIM和现实捕获的结合。

增强现实、物联网和BIM
工厂不只是一个结构,而且还是一个运行着的企业。物联网信息可以显示设备的使用方式、存在瓶颈的地方、工作人员聚集或避开的区域、每个地点的温度和空气质量以及其他各种测量项。所有这些内容都可以在提出任何修改或改造时加以考虑,然后评估变更产生的影响。这确保了建筑物能够不断学习。

通过最大程度降低未共享假设的可能性,AR可以确保在项目中上工作的每个人的工作对象都是同一个建筑物。每个人看到的3D渲染都是相同的,这样就可以确定他们谈论的表面或系统是一致的。在工作过程中,每个人都可以看到同样的更新显示,这些显示包括哪些工作已完成,还有哪些工作要做。


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