Skanning gjort med LIDAR-teknologi

Skanning av fabrikken og veien til en 3D representasjon

LIDAR-skanning

DigiFab sine ambisjoner er å etablere kost-effektive skannemetoder for å lage 3D-modeller av fabrikken med inventar. Denne delen av prosjektet er avhengig av lovende teknologi som må prøves ut før vi tar de i bruk. Vi valgte derfor å benytte etablerte metoder for denne første skanningen. Lidar er teknologien som ble benyttet – også kalt Laser-Scanning. Metoden måler plasseringen og fargen på punkter i rommet. Nøyaktigheten er sagt å være meget bra.

Selve skanningen tok en dag å utføre og datamengdene var enorme, 8 GB laserdata. Punktene kan igjen bli til 3D-modeller. Her er det forskjellige metoder og verktøy for å generere fabrikken og alt som er i den. Slik ser fabrikken ut i laserskannet versjon.

Figur 1 – Laser skann med alt: Gulv, vegger, tak og alt inni!

Denne punktskyen benyttes videre til å etablere de 3D-modellene vi behøver. Igjen, her er det mange mulige løsninger og automatiseringsgraden avhenger av punktmengden som er med på å beskrive innholdet i fabrikken, f.eks. maskiner.

Figur 2 – 3D-modell av fabrikkbygning

Denne 3D-modellen ble laget eksternt. Gjennomgang av punktskyen mot 3D-modellen viser høy nøyaktighet – sanne mål er ført videre til 3D-modellen.

I tillegg er 3D-modellen organisert etter hva man kan forvente å finne inne i fabrikken.

Figur 3 – Oppdeling av fabrikklokalet

Med en slik oppdeling er det lett å ta av taket og kikke inn. Om vi tar av lokket, taket, så ser det sånn ut. Detaljrikdommen er enorm.  Kvalitetssikringen ble utført på denne måten, laserskannet punktsky lagt inn i 3D-modell for visuell inspeksjon og måling mot punktenes plassering i rommet.

Figur 4 – Laserskann og 3D-modell fabrikk

Maskiner og utstyr må også modelleres. Her er det viktig å bli enige om hvor nøyaktig må modellene være?  For «førstemann ut» er behovet å reorganisere maskiner og utstyr, for å optimalisere produksjonen. De vet de må gjøre endringer, men ikke hvor de skal starte. De vet de må investere i en handteringsrobot eller to, men vet ikke hvor det er mest lønnsomt å gjøre det. Denne 3D-modellen forventes å være levende i fabrikkens videre liv. De samme maskinene skal også inngå i simulering av produksjonsprosesser.

En av metodene som ble benyttet er å 3D-modellere med basis i den punktmengden som representerer den aktuelle maskinen.  Punktmengden varierer mye fra maskin til maskin. Det finnes verktøy som kan gjøre om punktskyen til en 3D-modell automatisk. Da må det være veldig mange punkter, fra alle sidene av maskinen, for å lykkes. Alternativt kan 3D-modellen relativt enkelt etableres på den måten som vises her.

Figur 5 – 3D-modell og laserskann for lim-legger

Punktskyen er mangelfull og ville ikke kunne bli til en 3D-modell automatisert. -Enkel modellering kan allikevel etablere en 3D-modell med tilstrekkelig nøyaktighet. I dette tilfelle er nøyaktigheten satt til simulering av en reorganisering av maskinparken.

Figur 6 – 3D-modell lim-legger – gjennomsiktig

Utfordringer vi støtte på underveis:

• Skanning gir enorme mengder med data
• Skanningen kan aldri bli god nok, det mangler gjerne punkter der du helst ville hatt dem
• Auto-til-3D virker av og til (gitt nok punkter på rett plass)
• 3D-klosser, som vist over, lages på relativt kort tid og med tilstrekkelig nøyaktighet

Etterhvert som maskinparken fornyes kan mer nøyaktige 3D-modeller erstatte disse grove modellene. Maskinene har fått en identitet/revisjonsangivelse og kan inngå i en styrt/kontrollerbar utvikling av fabrikkens innhold.

                              Figur 7 – Bilde                                                                      Figur 8 – Laserskanning mot byggets infrastruktur

Store potensialer når endringene står i kø.