Как ускорить проектирование в строительстве: FAQ по программным продуктам FARO

Преимущества 3D-решений для строительной отрасли | Программное обеспечение FARO и решаемые им задачи | Ответы на вопросы

Для начала немного статистики. 30% стоимости строительства составляют переделки, а это в среднем 5-6% общих затрат. При этом 10% материалов тратится совершенно впустую, а эффективность использования труда – примерно 40-60%. Одна из причин сложившейся ситуации – некорректные предварительные расчеты (в том числе количества материалов), которые ведут к ошибкам в проектировании и реализации проектов, простоям на площадке и увеличению расходов. Решением такого рода проблем станет цифровизация, которая обеспечит огромную экономию времени и ресурсов и предотвратит различные риски и ошибки.   

Скорость, точность и качество сбора информации – основа для повышения конкурентоспособности современного производства. В строительстве все большее распространение получает BIM-моделирование – технология управления жизненным циклом здания, предполагающая сбор и комплексную обработку всей архитектурно-конструкторской, технологической и экономической информации об объекте со всеми ее взаимосвязями.

С BIM-технологией неразрывно связано 3D-сканирование. Наземные лазерные сканеры позволяют выполнить быстрые и высокоточные измерения здания или сооружения, а специализированное ПО – обработать полученное облако точек для формирования достоверной 3D-модели объекта.

Создание актуальных обмерных чертежей трех этажей бизнес-центра, включая все видимые инженерные коммуникации (проект компании TWIZE)

Решение:
3D-сканирование здания площадью 17500 кв. м с использованием лазерного 3D-сканера FARO Focus S150
Формирование облака точек здания со всеми элементами декора в ПО FARO SCENE
Моделирование по облаку точек в FARO As-Built for AutoCAD

Результат:
Получено облако точек трех этажей и созданы поэтажные планы здания бизнес-центра
Точность данных сканирования: 5 мм
Количество установок сканера: 187
Время сканирования: 2 рабочих дня
Время создания чертежей: 5 рабочих дней

Компания iQB Technologies предлагает решения в области 3D-сканирования и 3D-моделирования, которые позволят:

• превратить строительную площадку в производственную по принципу «Построй и проверь»;

• обеспечить качество и соответствие проектным целям всех процессов строительства;

• выполнять интеллектуальный сбор данных, анализ и внедрение стандартной отчетности;

• производить все быстро, непосредственно на площадке.

Часто задаваемые вопросы о наземном лазерном сканировании мы рассмотрели в недавней статье. В сегодняшнем материале эксперты iQB Technologies ответят на вопросы пользователей о 3D-моделировании в строительстве с помощью ПО компании FARO – мирового лидера на рынке решений для трехмерных измерений.

Смотрите записи вебинаров

Наряду с оборудованием для 3D-измерений, FARO предлагает программные продукты, предназначенные для обработки данных наземного лазерного сканирования:

SCENE – для объединения сканов и формирования облака точек.

As-Built (включая плагины для AutoCAD и Revit) – для CAD- и BIM-проектирования. Софт позволяет делать обмерные чертежи и строить BIM-модели с привязкой к облаку точек и призван расширить функциональные возможности AutoCAD и Revit.

BuildIT Construction – для контроля качества, то есть для сравнения данных сканирования с проектной документацией.

• As-Built for AutoCAD: гибкие инструменты создания 3D-моделей в архитектуре и строительстве
• As-Built for Revit: эффективное извлечение данных сканирования для BIM
• BuildIT Construction: контроль качества на каждом этапе строительства

Какие задачи строительной отрасли можно оптимизировать с помощью 3D-сканеров и программного обеспечения?

1. Авторский и технический надзор в процессе и по завершении строительства, включая сравнение облаков точек с BIM-моделями и с другой проектной документацией.

2. Восстановление и актуализация документации, когда нет чертежей и других данных по существующему объекту. 3D-сканеры совместно с программами As-Built или плагинами As-Built для AutoCAD/Revit применяются для создания BIM-моделей или чертежей на основе отсканированных данных.

3. Контроль коллизий: подразумевает проектирование новых элементов в существующих объектах, что особенно актуально в промышленном строительстве, когда производится реконструкция сложных металлоконструкций, среди которых необходимо построить новый трубопровод, добавить новую установку и т.п. Программа позволяет среди облака точек строить новые модели и выявлять коллизии – пересечения облака точек и реального объекта.

Один из этапов работы в FARO As-Built

Указывая необходимые точки на панораме, мы можем делать нужные нам сечения в облаке. Программа дает возможность удобно перемещаться внутри панорамы. Перемещаясь в необходимое помещение, производим отрисовку его плана с помощью соответствующего инструмента плагина As-Built

В каких форматах можно получать данные 3D-сканирования?

По результатам обработки данных сканирования формируется 3D-модель в виде облака точек в формате .RCP. Информацию, полученную с 3D-сканера, возможно выгружать в разных форматах в зависимости от задачи:

• RCP/.Е57 – проектирование в продуктах Autodesk и другом ПО;
• SAT/.STP/.IGS – работа с твердотельными моделями;
• .STL – дизайн-проект (3ds Max, ZBrush, Rhinoceros и другие 3D-редакторы);
• .PTS – контроль отклонений геометрии.

Совместимо ли ПО FARO с 3D-сканерами других производителей?

Да, в программные продукты FARO вы можете импортировать данные с любого 3D-сканера. Они работают с любыми облаками точек, в том числе с данными фотограмметрии.

Как происходит передача отсканированных данных на компьютер и их сшивка?

В процессе сканирования можно автоматически передавать полученные данные на ПК с последующей сшивкой в режиме реального времени

3D-сканер имеет встроенный модуль Wi-Fi, через который он подключается к компьютеру. По завершении первой стоянки сканер передает данные о ней. На скриншоте интерфейса ПО (см. рисунок выше) видны места стоянки сканера и вид сверху, на котором показано облако точек.

ПО FARO SCENE предлагает несколько вариантов сшивки, то есть объединения сканов в единое облако точек:

• по общей геометрии (программа вычисляет наиболее подходящее совмещение каждой точки);
• по меткам, которые располагаются на объекте в поле зрения сканера.

Сшивка возможна в нескольких режимах:

• автоматическая/полуавтоматическая;
• ручная с помощью определения геометрических объектов;
• автоматическое определение меток;
• ручное определение меток.

В результате мы получаем 2D-план и сшитое облако точек. Фактически для работы достаточно одного специалиста: он оставляет ноутбук на столе в помещении и уходит сканировать. Когда сканирование выполнено, готовое облако точек можно просмотреть в ПО. Также доступна дополнительная программа SCENE WebShare Cloud, благодаря которой вы можете поделиться своими проектами с коллегами.

Как провести оценку точности облака точек после сшивки?

Программа FARO SCENE автоматически выдает среднюю погрешность отклонения одного облака относительно другого и максимальную/минимальную погрешность. Показатели должны быть в пределах погрешности сканера.

В каких единицах указываются размеры и объемы?

Пользователь сам выбирает единицы измерения. Это могут быть миллиметры, сантиметры, метры, дюймы – в чем вам удобно и привычно считать.

В каком ПО создается BIM-модель?

BIM-модель можно построить в продуктах Autodesk Revit, Civil 3D, Plant 3D. Если мы говорим о создании 3D-модели на основе данных 3D-сканирования, для этого используются специальные плагины, например, вышеупомянутый FARO As-Built. Он ставится либо на AutoCAD, либо на Revit и позволяет обрабатывать облако точек, автоматически вписывая различные геометрические примитивы и BIM-объекты (металлоконструкции, колонны, стены, трубопроводы и прочее). Если вы хорошо владеете AutoCAD, то легко освоите этот плагин.

Интересуют возможности моделирования трубопроводов и металлоконструкций.

Оптимизация трубопровода в FARO As-Built for AutoCAD

Программа As-Built for AutoCAD может в автоматическом режиме распознавать элементы трубопровода. Для этого достаточно указать несколько точек на трубах – ПО автоматически встраивает в них элемент, который вы выбираете из библиотеки. Доступна очень большая библиотека стандартных элементов трубопровода, а также фитингов и заглушек, которые позволяют строить трубы автоматически по облаку точек.

Если трубопровод старый и неровный, скорее всего элементы в облаке точек не везде будут состыковываться между собой. В такой ситуации предусмотрена функция оптимизации. С ее помощью можно выполнить полуавтоматическое исправление трубопровода, используя программные ограничения и привязки.

Аналогичная функция предусмотрена и для металлоконструкций: она дает возможность автоматически определять и размещать балки непосредственно на облаке точек и полуавтоматически определять тип балки в соответствии с каталогом. Мы указываем две точки на облаке точек, что является балкой. Далее из библиотеки элементов выбираем профиль, и балка сама просто встает в облако. Также это работает со стенами, полом или какими-то элементами из библиотеки.

Объекты типа трубопроводов и металлоконструкций можно экспортировать в специальные ПО типа Advance Steel и SDNF либо в твердые тела в форматах .STP и .IGS.

Все вышеописанные возможности доступны в плагине As-Built for Revit.

Моделирование металлоконструкций с помощью плагина As-Built for Revit: автоматическая установка балок по облаку точек из библиотеки и автоматическое выравнивание металлоконструкции

Как выполнить построение стен по облаку точек?

Рассмотрим задачу на примере ПО As-Built for Revit. Сначала программа на выбранную область устанавливает стены исходя из существующего облака точек. Если скан здания имеет и внутреннюю, и наружную поверхности, толщину стен можно определить автоматически на скане. Если проводилась только внутренняя съемка, толщину потребуется измерить каким-то иным способом.

Стены устанавливаются автоматически, затем применяется принудительное выравнивание, позволяющее обеспечить параллельность и перпендикулярность стен. Возможно создание стен с нестандартным профилем – такая задача часто встречается при проектировании BIM-моделей. С помощью As-Built for Revit вы можете автоматически снять профиль с облака точек, сохранить его в библиотеку (чтобы использовать в дальнейшем), применить его для стены – он автоматически протянет вдоль всей стены необходимый вам профиль.

С помощью какого инструмента можно проанализировать плоскостность стен или полов?

Для этого понадобится ПО BuildIT Construction. Чтобы провести такой анализ, нам не нужна BIM-модель, это можно проконтролировать прямо на облаке точек. Программа сама достраивает идеальную плоскость и показывает реальные изгибы. На изображении ниже вы видите цветовую карту отклонений стены. Все, что попадает в поле допуска, отображается зеленым цветом.

Анализ плоскостности стены в программе BuildIT Construction

При контроле армирования каким образом фиксируются диаметры и положение арматуры?

Для того чтобы определить положение, вам необходима BIM-модель. Например, вы отсканировали арматуру, которую уже установили в застывший бетон. Вы можете сделать сечение, в этом сечении померить диаметр арматуры и вручную проставить размеры между положениями этих сечений. Вряд ли кто-то строит BIM-модели армированной колонны или подобных вещей.

Какой существует оптимальный способ для определения объема пространства между ортогональными плоскостями и плоскостями конструкции, выявленными по факту сканером? Эти данные нужны для определения объема штукатурки, необходимой для выравнивания стен и полов.

Мы можем решить эту задачу с помощью ПО, если у нас есть проект. Фактически это просто коробка какого-то помещения, с идеально вертикальными стенами и плоскостями. Мы накладываем на этот проект результаты сканирования и по скану в ПО As-Built можем установить фактические стены и плоскости или даже какие-то криволинейные поверхности. И затем задаем замкнутый объем между идеальной стеной и полученной. Этот объем программа без проблем посчитает.

Расскажите о способах перевода результатов сканирования в низкополигональные и высокополигональные модели.

FARO SCENE позволяет строить низкополигональные модели достаточно быстро и просто, но имеются ограничения по количеству полигонов. Если вы хотите получать высокополигональные модели, можно использовать любое другое ПО, например, Geomagic, которое специализируется на работе с полигональными моделями.

Реконструкция исторического здания под гостиницу с сохранением фасада

Проблема: отсутствие чертежей и 3D-моделей

Решение:
3D-сканирование объекта с помощью FARO Focus S150
Отрисовка фасадов и поэтажных планов в As-Built for AutoCAD

Эффективность:
Сканирование + сшивка: 12 ч
Построение обмерных чертежей: 24 ч

Источник: BIS3D

Некоторые российские компании по тем или иным причинам не могут приобрести AutoCAD. Будут ли проводиться разработки ПО под отечественные САПР?

Пока что таких разработок не ведется. Если вы используете nanoCAD или Компас, можно использовать стандартный модуль ПО As-Built, который является не плагином, а отдельной программой. Он позволяет из облака точек извлекать различные геометрические элементы, объекты, которые потом экспортируются в форматах CAD, и их можно открыть в любом САПР – и в Компасе, и в nanoCAD. Можно даже какой-нибудь строительный софт для этого использовать типа SolidWorks. Поддерживаются универсальные форматы.

Имеются ли бесплатные версии для ознакомления с представленным ПО?

Конечно, имеются ознакомительные версии. Вы можете установить ПО сроком на 7 дней, и мы для вас можем согласовать пробный период на 30 дней. Для этого просто отправьте нам онлайн-заявку.

Доступно ли программное обеспечение FARO на русском языке?

К сожалению, пока нет, но программы имеют интуитивно-понятный интерфейс, в них достаточно просто разобраться. Надеемся, в скором времени появится русскоязычная версия ПО.

Требуется ли сертификация программных продуктов?

Нет, сертификация не нужна в принципе, поскольку средством измерения является сканер, а ПО – это только вспомогательный инструмент, который обеспечивает анализ данных.

Благодарим за подготовку материала специалиста по программному обеспечению Кирилла Романова и инженера 3D‑документации, ведущего технического эксперта компании TWIZE Дениса Маликова.

Статья опубликована 13.05.2021 , обновлена 30.03.2023