Mungkin Anda sadar, atau mungkin tidak, tetapi kami terlibat erat dalam pengembangan teknologi Industri 4.0. IoT, pembelajaran mesin dalam produksi nyata, perusahaan digital berlipat ganda - kita tahu semua hal ini secara langsung. Dengan kata lain, kita tahu bagaimana berteman dengan "figur" dengan teknik berat brutal atau produksi minyak.
Tetapi hari ini kami ingin berbicara tentang perkembangan yang sedikit kurang heroik untuk industri konstruksi yang sama kerasnya. Kami memutuskan untuk memberi judul cerita kami "Point Cloud", dan segera Anda akan mengerti mengapa demikian.
Mari kita bayangkan situs konstruksi yang paling biasa. Bukan bangunan tempat tinggal, tapi sesuatu industri. Pada titik tertentu, fasilitas perlu melakukan kontrol kualitas atas pekerjaan yang dilakukan. Kontraktor membangun sesuatu, tetapi apa? Dan bagaimana caranya? Anda perlu memahami seberapa banyak struktur atau bagian yang diselesaikan sesuai dengan proyek.
Anda dapat bertindak sesuai dengan metode tradisional: kirim orang baik dengan theodolites sehingga mereka mengukur semuanya. Jika objek besar, itu bisa memakan banyak waktu. Orang baik tidak akan bisa naik ke segala penjuru dan akan selalu ada risiko kesalahan.
Tetapi bagaimana jika Anda mengotomatiskan prosesnya? Untuk melakukan kontrol kualitas dengan cepat, menggunakan peralatan presisi tinggi, dan pada output segera memberikan laporan daftar kekurangan yang ditemukan?
Bagaimana cara kerjanya
Karena pengembangan awalnya difokuskan pada fasilitas industri yang serius, kami akan menganggap bahwa fasilitas tersebut selalu memiliki proyek dalam format model 3D. Selanjutnya, kami mengambil model 3D ini dan memindai objek menggunakan teknologi pemindaian laser.
Pemindai laser memungkinkan relatif murah dan dengan akurasi tinggi untuk memproses struktur yang sedang dibangun. Rangefinder modern presisi tinggi dapat memindai hingga beberapa juta poin per detik. Jadi secara harfiah dalam satu hari kerja Anda bisa mendapatkan model digital dari objek tersebut.
Kami tahu lokasi persis pemindai, kami tahu arah dan jarak ke setiap titik, yang berarti kami memiliki koordinat 3D titik tersebut. Kami mendapatkan awan koordinat yang sesuai dengan permukaan objek yang dibangun. Ini adalah awan koordinat yang kita sebut "titik awan".
Secara alami, lebih dari satu pengukuran dilakukan. Suatu objek mungkin memiliki tata letak yang kompleks, kolom dan elemen struktural menarik lainnya dapat disediakan untuk suatu proyek. Pemindai dipindahkan, prosedur pemindaian diulang beberapa kali. Selanjutnya, "titik awan" yang dihasilkan harus "dijahit" menjadi satu.
Kami telah mengembangkan solusi yang memungkinkan Anda untuk membandingkan "cloud titik" dengan proyek konstruksi dalam 3D. Sekarang masalah ini sedang diselesaikan oleh orang-orang, memaksakan "cloud" pada model 3D dan mencari penyimpangan dengan mata. Ada sedikit solusi otomatis semacam ini dan fungsinya terbatas. Kami sepenuhnya mengotomatiskan proses dan menamai prototipe Jet Construction Monitor kami.
Mengapa kita berpikir bahwa orang yang hidup itu jahat? Secara formal, semuanya baik-baik saja: masalahnya sedang diselesaikan. Namun, ketika bekerja dengan objek besar, seseorang mungkin tidak akan melihat penyimpangan yang relatif kecil, yang, bagaimanapun, akan melampaui toleransi. Poin kedua adalah waktu. Poin ketiga adalah faktor manusia: selalu ada penyimpangan, karyawan akan secara mandiri menentukan apakah mereka mematuhi standar atau tidak, apa yang harus dilakukan dengan mereka. Selalu ada kemungkinan kesalahan. Poin keempat adalah bahwa analisis semacam itu tidak dapat dilakukan di lokasi, itu akan membutuhkan peralatan yang cukup produktif sehingga tidak seorang pun akan tetap di sana.
Jet Construction Monitor mendeteksi penyimpangan dari model 3D desain dalam "awan" yang dipindai. Dalam hal ini, toleransi untuk setiap kelas elemen struktural dipertimbangkan. Ketika suatu elemen melampaui toleransi, penyimpangan dicatat.
Dengan kata-kata, semuanya tampak sangat sederhana. Dalam praktiknya, ketika berjalan dalam sistem, kami menemui kesulitan tertentu. Ketika ada "point cloud" yang sudah jadi, sulit untuk memahami di mana batas sebenarnya dari objek tersebut. Oleh karena itu, kami menetapkan rentang nilai tertentu dan di dalam wilayah ini kami mencari titik yang terkait dengan elemen tertentu dari model. Jika poin ditemukan, mereka dianggap jatuh pada elemen ini.
Jika titik tersebut tidak ditemukan atau tidak jatuh ke area yang ditentukan, elemen tersebut dianggap tidak tercakup oleh pemindaian. Penyimpangan dihitung hanya untuk elemen model yang persentase cakupannya di atas nilai ambang batas. Biasanya, ambang batas ditetapkan pada 75%. Jet Construction Monitor mempertimbangkan jenis penyimpangan berikut: pergeseran samping, penskalaan, rotasi.
Point cloud ditumpangkan pada modelJadi, kami memberi makan sistem: "cloud titik", model desain 3D, dan informasi referensi tentang penyimpangan untuk berbagai kelas elemen struktural. Sistem menghasilkan hasilnya dalam dua versi. Yang pertama adalah visualisasi 3D interaktif, yang dapat dilihat dari semua sisi. Yang kedua adalah laporan dalam bentuk tabel deviasi yang direkam.
Visualisasi 3D interaktif dengan penyimpangan ditampilkanPada visualisasi interaktif, Anda melihat bahwa elemen struktural yang berbeda dicat dalam warna yang berbeda. Warna hijau pada visualisasi menunjukkan elemen yang penyimpangannya tidak melebihi nilai yang diizinkan. Violet menunjukkan penyimpangan dalam satu arah, merah di arah lainnya.
Pada visualisasi, area abu-abu dapat ditampilkan yang tidak tercakup oleh "awan titik". Biasanya ini adalah elemen dari model 3D desain yang tidak dapat dipindai, misalnya, bagian dari fondasi. Ini juga bisa menjadi elemen di mana lapisannya kurang dari 75%.
Elemen-elemen model, sebagaimana telah disebutkan, ditampilkan dalam bentuk daftar tabel dengan informasi tentang penyimpangan. Jika penyimpangan lebih tinggi dari ambang yang ditetapkan, sel dalam tabel disorot dalam warna merah. Tabel dapat diekspor ke Excel, diurutkan berdasarkan indikator deviasi dan disajikan kepada pelaksana sebagai daftar penyimpangan.
Tabel elemen model dengan penyimpanganJet Construction Monitor dibangun pada platform
CloudCompare . Keuntungan utama dari solusi kami adalah kemampuan untuk menghasilkan data pada elemen struktural individu. Bersama mereka desainer dan pembangun bekerja. Autodesk memiliki solusi yang serupa: di sana juga, "cloud" dapat diterapkan pada model desain. Namun, penyimpangan tidak terikat pada daftar elemen struktural.
Di mana menerapkannya
Jet Construction Monitor terutama ditargetkan pada pelanggan konstruksi - mereka yang mengawasi kontraktor konstruksi. Pada saat yang sama, tidak perlu memiliki pemindai laser sendiri dan spesialis yang sesuai. Ada perusahaan yang menyediakan layanan seperti itu dengan harga yang wajar.
Bahkan untuk fasilitas industri yang cukup besar, pemindaian dan pembuatan "point cloud" yang sudah jadi dapat dilakukan dalam satu hari. Dalam praktiknya, ini berarti cukup realistis untuk menerima laporan mingguan tentang keadaan konstruksi yang sedang dibangun dan dengan demikian mengendalikan kontraktor. Pada saat yang sama, dimungkinkan untuk menghindari gangguan pada periode konstruksi, memantau kepatuhan dengan persyaratan proyek dan persyaratan teknologi, dan mencegah potensi kecelakaan. Dan yang paling penting - jika Anda menemukan cacat dalam waktu, mereka jauh lebih mudah dan lebih murah untuk diperbaiki.
Sekarang, untuk tingkat tertentu, Jet Construction Monitor mendukung fungsi-fungsi berikut:
- Pencarian dan visualisasi penyimpangan 3D interaktif;
- Pembentukan laporan tabel dengan daftar elemen yang melampaui toleransi;
- Integrasi dengan direktori industri;
- Impor model ke dalam sistem desain;
- Impor "titik awan";
- Pengakuan elemen struktural.
Konsumen utama dari solusi ini adalah perusahaan besar, misalnya, dari pertambangan sumber daya dan industri manufaktur. Mereka membangun fasilitas skala besar: bengkel, pabrik, berbagai jenis terminal, di mana kita berbicara tentang tingkat tanggung jawab yang tinggi.
Rencana masa depan
Tentu saja, kami ingin menambahkan beberapa fitur ke Jet Construction Monitor yang akan membuat solusi lebih efisien dan nyaman.
Kami sedang mengerjakan fungsi pengenalan pola menggunakan algoritma pembelajaran mesin. Sekarang solusinya hanya dapat menemukan dan mengenali beberapa gambar seperti itu di "cloud titik" seperti "balok", "kolom", "pipa bengkok". Pengenalan otomatis akan meningkatkan kualitas bangunan "awan" dan mendeteksi penyimpangan, bahkan untuk benda-benda yang karena alasan tertentu tidak ada dalam model desain 3D. Pada saat yang sama, setelah meningkatkan fungsi pengenalan, kami berencana untuk mengoptimalkannya dan mengurangi waktu pemrosesan "point cloud".
Poin kedua yang ingin saya tingkatkan terkait dengan masalah ekspor elemen struktural. Jet Construction Monitor dibuat di bawah salah satu
peranti lunak desain bantu komputer
Autodesk Revit yang paling populer. Ini adalah alat
desain BIM , ini mengimplementasikan hierarki unit dan elemen struktural yang praktis dan nyaman. Namun, saat mengekspor, hierarki tidak disimpan dan hasilnya adalah daftar elemen "flat". Untuk proyek-proyek skala besar, daftar seperti itu rumit, sulit untuk bekerja dengannya. Ini adalah area penyempurnaan lainnya.
Akhirnya, kami berpikir untuk menambahkan fungsi untuk membuat bagian 2D - gambar, di mana elemen yang membutuhkan perhatian akan disorot. Denah bangunan, tempat elemen dengan penyimpangan di luar toleransi disorot, adalah semacam versi perantara presentasi - antara visualisasi 3D dan tabel.
Sebagai hasilnya, kami memiliki produk lengkap untuk kontrol otomatis tahapan dan kualitas konstruksi objek kompleks. Dan itu akan dapat menjadi bagian penting dari konveyor BIM dalam manajemen konstruksi untuk pelanggan konstruksi besar.