以下文章来源于内芬兹NavVis ，作者NavVis
执行摘要
一家一级石油石化公司在一个占地约12万平米的密集型工艺设施中测试了NavVis VLX，该设施配备有“数千米长的管道、数吨电缆、钢材和主要设备”
3D激光扫描仪NavVis VLX的速度比架站式扫描仪快5倍
与无人机相比，它还能在地面上生成更清晰、更精确的数据
点云给该公司工程师留下了深刻印象，通过与现有的工作流程完美整合，为企业“真正节省成本”
自测试以来，该公司已开始在各地区和部门（包括运营部门）推广NavVis VLX
3D扫描技术带来质量保证
业务开发代表Glen Kearns解释说，Intertek是一家“服务于全球各行业的质量保证提供商”。该公司提供一系列服务，包括全面质量保证、测试、检验和认证。他们与数十家行业领先的企业合作，业务范围从化工到建筑，从政府到航空航天、医疗保健和制造业等多个领域。
在Intertek工作期间，Glen专门从事石油石化领域的3D激光扫描服务。一天，他接到一家一级公司保持合作的联系人打来的电话。该公司正在寻找一种在其已竣工的、庞大而复杂的工艺设施中捕获3D数据的新方法，以便创建一个数字化工厂。
深入探讨3D数据捕获技术
该联系人主要为一个负责执行“前端工程设计工作”的小组提供支持工作，该小组在公司向现有设施增添设备时进行替代方案分析。他们的工作依赖于全面的3D数据，利用这些数据测试设施空间内的不同设备，确定连接点，并进行深入的路线规划，以便在时机成熟时帮助他们进行工厂设备搬迁。
这种3D数据的采集非常具有挑战性。
工艺设施非常复杂
该联系人解释道，“根据厂址的不同，炼油厂占地约162万平米。它将拥有数百公里的密集管道电缆、电缆桥架、结构钢和主要设备。这些设备的部署密集而复杂。”
另一个问题是成本
他解释道，“由于我的团队主要负责准备工作，所以我们的预算比设计和施工团队要少得多。因此，我们需要快速、高质量、低成本地完成这些扫描工作。”
摆脱传统激光扫描仪的限制
长期以来，这个前端工程设计团队一直雇用服务提供商使用架站式扫描仪（TLS）进行扫描，因为“当时只能这样做”。TLS能生成密集、清晰、高精度的3D数据集，因此完全能够胜任这项任务。
Glen从以往这些经验中了解到，由于这些工艺设备的复杂性，TLS采集过程会变得非常缓慢。他解释道，“你要制定扫描计划，然后将其安装在三脚架上进行多次扫描操作。而且你还要从多个不同的角度进行扫描”，确保获得良好的数据集。
如果使用TLS进行数据扫描，则很难在规定的时间和预算内覆盖整个现场。Glen说道，“一天之内能安装扫描仪的地点数量有限。如果你想扫描一切事物的相关数据，那你就别想回来了。”
TLS也缺乏可操作性，无法进入工艺设施内常见的狭小空间。Glen说，“如果你要扫描角落里的一个拥堵区域，或者你需要钻到管道或其他遮挡物下面，那么你就需要把扫描仪从三脚架上取下来，放在地面上，但真正的问题是，三脚架无法放得那么低。”
Glen在一级公司的联系人解释说，TLS提供的数据质量不值得我们投入这样的时间、精力和费用。尤其是因为他们在进行替代品分析、连接识别和路线规划时并不需要确保具体细节的准确性。
因此，他们希望Glen和Intertek能帮助他们找到更好的3D激光扫描工具。
试飞
他们测试的第一个解决方案是无人机（UAV）。这些空中扫描平台可配备有效载荷内的摄影测量或激光雷达器材，然后进行远程飞行。通过从上空扫描设施的复杂性相关数据，无人机的工作流程要比TLS快得多。
Glen在这家一级公司的联系人决定通过捕获热电联产设施的相关数据对无人机进行实地测试，该设施通过燃气轮机燃烧天然气进行发电和产生蒸汽。“我们使用的设施位于加利福尼亚州的一个油田内。它拥有约12万平米的复杂加工区域，包括约91米高的塔架和储罐、数千米长的管道、数吨电缆、钢材和大型设备”。
这次测试不仅仅是一项学术研究，而且要应用到实际项目中。“我们需要根据数据来规划棕地扩建，”他们说道，“我们目前正在建造一个碳捕集、利用和储存装置，因此需要找到连接点，以便将该装置与现有设施连接起来。我们还需要为项目计划中在那里建造的所有新设备做好布局和路线规划。
在操作无人机并查看数据后，他们就会明白无人机并不能完全解决问题。
“它们非常适合俯瞰。但到了地面，管道复杂，一切变得模糊不清。我们称之为“融化的冰淇淋”效果。因为它看起来就像所有东西都融化在一起一样。为了获得所有的详细数据，我们还需要一种能够在地面扫描到设施相关数据的工具。”
利用NavVis VLX开启SLAM算法扫描
作为石油石化领域的激光扫描专家，Glen知道同步定位和绘图（SLAM）扫描仪可以完成客户所需的地面数据捕获。
这些工具使技术人员能够边走边捕获数据，现场执行过程非常快。它们还支持手持或佩戴方式，因此在密集区域和遮挡物周围进行激光扫描时非常灵活。市场上最理想的SLAM算法扫描仪精度甚至可以与TLS扫描相媲美。
Glen表示，“市场上有多种SLAM扫描仪，我们的客户依靠我们最终找到最佳的扫描解决方案。因此，我们测试了所有主要的选项功能。我们在测试NavVis VLX过程中发现它的功能最全面。全景视图更加清晰、逼真。而且点云的整体密度、精度和分辨率都是最好的。我们向联系人展示了数据，大家一致认为NavVis VLX是能够满足他们需求的最佳选择。”
Glen的联系人在热电联产设施测试了3D可穿戴式激光扫描仪，发现它可满足地面数据扫描的所有要求。
“SLAM算法扫描对我们来说是一项新技术，他们说道，“但我们预测NavVis VLX的特性和功能将使它比三脚架扫描仪更适合我们的应用。事实证明我们是对的。我们估计只用了三脚架扫描仪工作时间的20%就完成了对处理后设施的扫描。”
SLAM算法工作流程
自那次成功的试验以来，Glen和他的团队已通过 NavVis VLX对客户的数十个密集且复杂的流程站点进行数据捕获。具体方法如下：
首先，公司会向Intertek提供标明现场界碑和基准的图纸。
接下来，Intertek派出一个两人小组携带勘测工具和NavVis VLX前往现场。其中一人首先进入现场，建立勘测控制。他们根据提供的界碑坐标建立必要的控制目标。
稍后，另一名人员开始使用NavVis VLX激光扫描仪在设施内进行数据扫描。Glen说道，“在扫描过程中，他们要确保通过机载功能扫描到足够数量的目标数据。他们还要确保扫描到客户规划所需的所有界碑、基准和连接点数据信息。”
数据扫描的优势
NavVis VLX采集工作流程的第一个好处是速度快。Glen解释道，“Intertek可以在一天内对数万平米拥堵的工艺设施进行扫描，包括勘测。”他开玩笑说，“用三脚架扫描仪可做不到这一点。”
Glen补充道，Intertek的3D激光扫描团队在使用NavVis VLX时可以轻松绕过遮挡物进行数据扫描。Glen说道，“你可以携带扫描仪四处走动，轻松进入设施的密集区域。你可以操纵扫描仪进入密集区域，从不同的视角、角度并采取不同的方法捕获设备、管道和所有流程区域相关数据。你不必担心，‘好吧，我今天的时间只能进行50次设置，我该如何获取数据呢？’”
尽管工作流程快速、流畅、灵活，但Glen表示“扫描的数据准确且密集”。
NavVis VLX的投资回报率
对于Glen的一级客户来说，这些工作流程优势并不是NavVis VLX吸引客户的主要方面。“请记住，我们自己并不进行扫描，”他们说道，“因此，我不会购买硬件，而是要找到像Intertek这样能够操作扫描仪的服务商。然后，再根据需要雇用他们为我工作。”
因此，该公司根据NavVis VLX扫描生成数据后的工作流程和投资回报率对其进行了评估。
Glen的联系人表示，“我的工程师们都对这些数据感到满意。他们觉得自己像是在热电联产设施中穿行一样。而对于气泡视图中的TLS数据集，他们每次都要传送约30米或60米。相比之下，这并不能满足工程师对舒适度的要求。他们对NavVis VLX数据更为满意，因为这可以让他们无缝浏览和‘漫游’整个设施。”
Glen说，他发现灵活性是该系统DNA的一部分。“他们在互操作性方面做得很好。我们可以在其他可视化工具中查看通过NavVis VLX收集的所有数据，这一功能非常有用。”
由于这种互操作性，一级客户可以考虑在全球业务范围内使用NavVis VLX。“我们的公司业务遍布100个国家和地区，” Glen的联系人说道，“我们可在几十个地区使用不同的软件工具。我们在澳大利亚地区使用的可视化工具可能与哈萨克斯坦地区不同，或者与北美不同，对吧？这就是为什么说NavVis VLX的灵活性是关键所在。"
至于投资回报率和经济效益，联系人表示，NavVis VLX已经为我们带来“真正的节约””。
他们表示，“我们很难举出反证，很难去具体量化我们未投入的资金。”但是，每次在扩建设施之前，我并没有从休斯顿派遣一个由12名工程师组成的团队前往哈萨克斯坦进行工程考察，这无疑为我节省开支。毕竟这是一笔不菲的开销。有了NavVis VLX，我们可以向工程师发送数据集，让他们在总部办公室也能正常开展工作。”
整个公司
Glen的联系人强调，他只是为这家超级大型石油石化公司中的一个小团队提供支持服务。然而，在NavVis VLX为他的小组提供了出色的服务后，他开始向整个公司的其他小组介绍SLAM算法激光扫描系统。该设备也因此颇受青睐。
“我和西德克萨斯州的同事谈过，”他们说道，“他们负责许多小型加工单元。每个加工单元只配备有几个罐子、几个泵和一些管线。但这样的设备有几十个，甚至上百个。而且它们距离我们非常远。他们不喜欢开车出去拍照和测绘。
为了解决这个问题，Glen的联系人建议使用NavVis VLX。“我们的想法是，他们希望一次性完成所有外出扫描工作，然后发布描述数据即可。之后，总部人员就可以访问这些数据。”这些专业人员在居家办公时也能调出数据集，轻松获得相关数据信息，而无需驱车数百公里去获取一条简单的信息。
“我还向操作人员展示了该工具。他们经常要进行周转，这意味着要关闭工厂的部分设备以进行长时间的维护。周转成本很高，因为工厂一旦停工，所有生产工作也将中断。每一分钟都很重要。”
现在，公司的运营部门正在使用NavVis VLX扫描进行规划。
“他们之所以对NavVis VLX感到满意，主要是因为它可以快速获得扫描结果，而且它对精度公差的要求符合我们的标准。他们不需要精确到具体细节级的数据。NavVis VLX的数据可以帮助他们完成详细的阶段规划，这样他们就可以提前确定要将设备移到哪里进行维护，这意味着周转速度更快，资金损失更少。”
实现激光扫描值的规模化应用
正如这位联系人所说，NavVis VLX非常适合他所在的一级石油石化公司的各种不同应用。“该工具在所有部门和地点都是一样的。它不仅仅适用于像我们工程团队这样的小组。我们还可以将其应用于整个西德克萨斯州、具体设施甚至运营中。这些团队可以从工具中获得与我们不同的价值。
“NavVis VLX的扩展能力对我们这样的公司至关重要，”他们总结道，“这才是它真正的价值所在”。
END
沪敖3D是一家致力于三维数字化行业解决方案的技术型企业，拥有丰富的三维项目经验，公司以行业应用为出发点，为客户提供三维数字化采集、三维数据处理、三维数据管理等一系列应用服务。
沪敖3D拥有结构光拍照式三维扫描仪、手持三维扫描仪（大小空间）、地面三维激光扫描仪、无人机倾斜摄影测量、3D打印等多种技术手段，从几厘米到几百米的物体或三维空间，从几个微米到几个厘米的精度，沪敖均可提供涵盖软硬件产品和项目服务的完整解决方案。
沪敖3D目前主要服务于制造业（汽车、航空航天、船舶、模具、铸造以及各种机械）、建筑业（建筑设计、施工、装修等）、文化遗产（博物馆、古建筑、考古等）、数字化工厂、警用公共安全、影视制作、教育等行业。提供质量检测、三维建模、逆向工程、数字存档、GD/T分析、有限元分析、虚拟安装、干涉分析、工程测绘、形变监测、3D打印等技术方案。
