プラント配管設計の株式会社ジェイコフが弊社の3Dレーザースキャナーによる3D測定・3D計測について解説しています。

こちらの画像は、既設改造の現場を3Dレーザースキャナで計測した点群データです。
3Dレーザースキャナで計測し、配管のサポート、配管の高さ、配管トップから電気ラックまでの高さといった数値を表示しています。
一度計測すると、現場が遠方であってもオフィスで何度でも確認や検討ができ、もし計画変更やルート変更がある場合でも点群データを確認するだけで済みます。見た目も綺麗でわかりやすく、再調査する必要がないため設計期間の大幅な短縮やコスト削減が期待できます。

3Dレーザースキャナ計測の特徴

• 高所測定
• 広範囲測定

弊社が保有する2台の3Dレーザースキャナ

• 計測範囲350mまで可能　1台
• 計測範囲60mまで可能　1台

弊社では、計測範囲350ｍまでのもの1台、計測範囲60ｍまでのもの1台、合計2台の3Dレーザースキャナを保有しています。対象物のサイズや距離に応じて適切に3Dレーザースキャナを使用し、高所測定と広範囲測定を実現しています。従来では困難だった現場でもスピーディーに計測できます。

地下1階から3階までの長い配管、すべてが一体化した広範囲測定

3Dレーザースキャナの特徴の2つめは、広範囲測定です。3Dレーザースキャナを使用すると、地下1階から3階まで通る配管を一目で確認できます。
弊社では、計測基点を5～10m間隔で設置しており、取得した各点群データは専用ソフトウェアを使用して1つのデータに結合できます。広範囲測定が可能になると、全ての配管が一体化して誰でもイメージしやすくなります。
さて、ここまで3Dレーザースキャナで計測した点群データについてご説明しました。実は、点群データをそのまま使う以外にもいくつかの活用方法があります。そのひとつが点群データを活用した3Dモデルです。さっそく、ご紹介しましょう。

まず、3Dレーザースキャナで計測後、点群データから撤去する架台部分を削除します。次に、新しく設置する架台をプラント3Dによって3Dモデル化します。最後に、撤去した架台部分に新しく作成した架台の3Dモデルを合成します。その結果、撤去前後の様子を把握でき、既設架台の取り合いや既設設備との干渉などを確認できます。
新しく設置する設備のみを3Dモデル化し、既設物は点群データを活用する方法は、よりリアルな感覚で確認でき、イメージしやすくなります。

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  1現状設備をスキャンニング

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  2撤去部分をハイライト

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  3撤去部分を削除した
  撤去後イメージ

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  4新設架台モデルを設置

「配管の撤去・更新のケース1」と同様に、3Dレーザースキャナで計測後、点群データから撤去の配管部分を削除します。次に、新しく設置する配管をプラント3Dによって3Dモデル化します。最後に、撤去した配管部分に新しく作成した配管の3Dモデルを合成します。従来の既設図面や現地調査からの設計に比べ、より正確な情報となり設計ミスや設置ミスを事前に防ぎます。

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  1現状設備をスキャンニング

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  2撤去部分をハイライト

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  3撤去部分を削除した
  撤去後イメージ

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  4新設配管・機器を設置

プラントでは、設備を稼働しながら工事を進める場合があります。そのとき、仮設配管を敷設しますが、配管の撤去と更新は同じルートを使用するうえ狭いスペースに大きな仮設配管を入れなければならず、視覚的な確認や検討が困難になります。そこで、仮設配管の敷設計画をモデル化し、さらに合成したシミュレーションを作成します。
このようなシミュレーションは、従来の2D図面とは異なりより鮮明で理解しやすいものです。撤去後の様子から、仮設配管、本設配管のシミュレーションまで打合せに役立ちます。実際、お客様にシミュレーションでご提案すると「わかりやすい」と喜びの声をいただいております。

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  1 現状設備をスキャニング

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  2撤去部分をハイライト

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  3撤去部分を消去

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  4仮設配管シミュレーション

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  5本設配管シミュレーション

• 新設プラントには干渉などは発生しない
• 新設プラントには3Dレーザースキャナは必要ない

このように思われる方もいるかもしれません。しかし、実際には新設プラントでも計画通りに工事が進むとは限りません。特に、工事後半に設置することが多い配管は計画通りに工事が進まず、予期せぬ事態に陥るケースもあります。
そこでここからは、新設プラントの工事前に3Dレーザースキャナで計測し、トラブルを回避した事例をご紹介します。

上記の画像は、躯体工事・電気設備工事後、配管工事をする計画でした。配管工事をする前に3Dレーザースキャナで配管工事箇所の計測を行いました。その結果、計画通りに配管工事をすると干渉することが判明しました。この事例では、配管工事前に干渉が判明したため、配管ルートを変更しトラブルを回避できました。

上記の事例と同じ現場で、梁のサイズが図面寸法より大きく配管と干渉するトラブルが判明しました。こちらも工事前に干渉箇所が特定できたため配管ルートを変更することでスムーズに対応できました。

さて、ここまで点群データと3Dモデルを組み合わせた活用をご紹介しましたが、いかがでしたか？
既存のプラントを改造する場合、その古さから図面がない、現場調査に手間がかかるという問題がよく発生します。また、何度も改造しているプラントでは、狭いスペースに配管がひしめきあい、配管に干渉して機器が収まらないという問題も発生します。もし工事が始まれば図面を修正している時間は当然ありません。また、仮に配管工事中に干渉が発覚してしまったら、現場での改造や配管ルートの変更が必要になり、コストも時間もかかります。
このようなトラブルを回避するために、点群データと3Dモデルの活用が求められるのです。点群データと3Dモデルを活用すれば、2D図面より理解しやすく、何度も現地調査に行く必要はありません。よりスピーディーにより正確な設計ができるのです。
加えて新設プラントについても、工事前に3Dレーザースキャナで計測した点群データと3Dモデルを組み合わせる方法で、点群データ上で干渉部分や不具合箇所を正確に把握でき、設計をより効率的に進められます。そして、工事の出戻りを少なくし、工期の短縮、コスト削減にも役立つでしょう。