數(shù)字化工廠簡介

    工業(yè)4.0”的概念最早在2013年漢諾威工業(yè)博覽會上出現(xiàn)，“工業(yè)4.0”是指利用物聯(lián)信息系統(tǒng)將生產(chǎn)中的供應，制造，銷售信息數(shù)據(jù)化、智慧化，其核心目的是為了提高工業(yè)競爭力，利用信息化技術促進產(chǎn)業(yè)變革。隨后，“中國制造2025”也相繼問世。

    數(shù)字化工廠作為“工業(yè)4.0”的重要組成部分，眾多企業(yè)正在建立自己的“數(shù)字工廠”。主流市場觀點認為，數(shù)字化工廠主要涉及產(chǎn)品設計、生產(chǎn)規(guī)劃與生產(chǎn)執(zhí)行三大環(huán)節(jié)，數(shù)字化建模、虛擬仿真、虛擬現(xiàn)實/加強現(xiàn)實（VR/AR）等技術包含在其中。

“我們?yōu)槭裁匆鰯?shù)字化工廠？目的是兩個：第一是降低成本，第二是提高產(chǎn)品質(zhì)量?！?

三維激光掃描在數(shù)字化工廠中的應用

三維建模與可視化管理

三維模型是數(shù)字化工廠的基礎。現(xiàn)代化工廠建筑通常較為復雜，廠房內(nèi)部安裝有大量設備，如何快速準確獲取工廠車間及其機床設備模型，一直是實現(xiàn)數(shù)字化工廠的難點。三維掃描成為解決這一難點的最佳途徑。目前，市場上大量的三維軟件支持三維點云模型的導入。借助點云數(shù)據(jù)可快速、準確繪制出工廠及管線設備模型，實現(xiàn)虛擬仿真及工廠可視化管理。

在三維掃描出現(xiàn)前，技術人員通過傳統(tǒng)的測量方式（全站儀）來記錄工廠的尺寸數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的測繪方式相對繁瑣，三維掃描技術將工廠“搬入”電腦，通過三維掃描得到的三維數(shù)字模型與工廠建筑的實際尺寸一致，將該模型導入三維軟件，可以快速、準確得到工廠各方位的CAD平面圖紙。

工廠規(guī)劃、改造與維護

市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，使得傳統(tǒng)的工廠空間與市場產(chǎn)品的需求量及規(guī)模不匹配。為解決這一矛盾，提高產(chǎn)能，改善生產(chǎn)效率成為關鍵問題。這使得工廠需要進行重新規(guī)劃，對現(xiàn)有裝備、管線進行改造與維護。通過三維掃描立體呈現(xiàn)工廠實況，有助于工程師準確掌握工廠信息，做出最精確的規(guī)劃或改造方案。

現(xiàn)代化工廠生產(chǎn)時，大量設備協(xié)同工作，對各設備相對空間位置有著嚴格的要求。在生產(chǎn)線經(jīng)過調(diào)試達到生產(chǎn)要求時，可對生產(chǎn)線進行三維掃描，準確記錄各設備相對空間位置信息，為長時間生產(chǎn)后校準提供對比數(shù)據(jù)。同時，可在三維模型中進行虛擬數(shù)字裝配，將新增設備模型放入生產(chǎn)線模型中，進行空間位置分析，模擬安裝。

新增管線、設備位置干擾性分析

新增管線、設備位置干擾性分析隨著生產(chǎn)需求的變化，工廠將在現(xiàn)有條件下進行管道數(shù)量增加、管道路線改變及新增設備等工作。三維掃描為這些工作的可行性分析提供可靠數(shù)據(jù)。在三維模型的基礎上，可進行干擾性分析，以確定新增管道或設備是否符合場地的需要，并設計合適進場路線，這一方式節(jié)約了大量的人力、物力及時間成本。

類似工業(yè)產(chǎn)品的加工尺寸對比檢測，廠房在三維掃描技術的支持下也可進行形變分析。利用三維掃描技術完成現(xiàn)場的現(xiàn)狀掃描，得到三維點云模型。不同時段的點云模型數(shù)據(jù)或點云模型數(shù)據(jù)與理論CAD模型皆可進行對比，可直觀、精確的完成廠房沉降或形變分析。