FARO® 激光扫描仪Focus3D 大幅提升测量过程效率

萧闫子

环境问题，如海洋、空气污染，通常是由工业废 水、废气和烟尘造成的。而导致海洋污染的另一 个鲜为人知的原因却是船舶排出的压载水。

大型船舶通常将淡水或海水注入船舱以及货舱， 来保持船舶的稳定和平衡。这种水被称为“压载 水”。船舶每到一处停泊港口，在装载货物之前 或卸载货物之后，就会注入压载水。压载水随 船舶航行，往往会被船舶从一个地区带到数千公 里外的另一个地区。

这就导致了一个问题，因为海水中含有沉淀物、 浮游生物以及各种微生物，当船舶在停泊港口排 出压载水时，就可能将有害水生微生物转移到当 地海水中，从而对海洋生态平衡带来很大的影响。 事实上，压载水转移问题近几年来已经引起了美 国、澳大利亚等等许多国家的重视。

为了应对这一日益严重的问题，国际海事组织（IMO）实施了“国际压载水管理公约”，公约要求所有国际远洋船舶必须安装压载水处理系统。这意味着，在接下来的几年里，超过 30000 艘现役船舶将安装压载水处理系统。

一项由ClassNK 提供支持的联合研究

在航运业需求的推动下，一个名为“三维激光 扫描仪的有效利用”的联合研究团队成立了，专门研究如何使用三维激光扫描仪来设计压载水 处理系统。研究团队共由 8 家成员组成，包括 ClassNK、日本邮船株式会社（NYK Line）、日 本大阪商船三井船务株式会社（MOL）、日本川崎 汽船株式会社（“K” Line）、日本货物运输技术 研究所（MTI）、日本佐世保重工业株式会社、日本 Sanwa Dock 株式会社、东京大学以及 S.E.A. Systems, Inc。研究工作作为团队“产 业界联合研发”计划的一部分，由 ClassNK 提供支持。这次，法如获得了与 Sanwa Dock （总部位于日本广岛县尾道市的一家船舶维修企 业）就法如激光扫描仪 Focus3D 的应用进行交 流的机会。法如设备在压载水处理系统安装准备 工作初期便得到了应用。

                               
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利用Focus3D 扫描船上的轮机舱

设计：一个艰苦又费力的过程

通常情况下，压载水处理系统安装在船舶的轮机 舱或泵舱。由于船舶既有的管道系统和机械系 统非常复杂，在一艘正常运作的船舶中安装一套 全新的大型系统需要耗费大量的时间和精力。

制作详细图纸的传统方法需要进行人工测量并复 制实际现场布局。安装新系统需要的所有改造工 作均须参照这些手工制作的图纸进行。这就需要 对船舶进行大量的现场检测，并耗费相当长的设 计时间。此外，人工测量方法的弊端还在于图纸 上任何一点细微错误，在新系统安装过程中都可 能导致较大规模的设计缺陷。

                               
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Focus3D 所捕捉到的设备间的数据点

                               
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基于收集的数据点创建的设备间三维CAD 模型

                               
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基于对轮机舱现有结构的精确三维扫描所计划的压载水处理系统设计

使用 Focus3D 进行高效测量

Sanwa Dock 摒弃传统方法， 投资购买了 Focus3D 来测量轮机舱。Focus3D 是一款轻巧 紧凑型三维（3D ）激光扫描仪，其重量为 5 公 斤，外形尺寸为 24 厘米 x 20 厘米 x 10 厘米。 Focus3D 具备976000 点/ 秒的扫描能力，并 能够快速制作出精确的高保真数字图像。

Focus3D 的使用为 Sanwa Dock 节省了大量 现场测量时间。使用 Focus3D 前，技术人员需 要花费数天的时间对舱内管道和设备进行人工测 量。而使用 Focus3D 后，完成这项任务只需要 几个小时至一天的时间。此外，Focus3D 捕获的 测量点信息可以转换成三维 CAD 数据，技术人 员可以直接使用 CAD 数据创建三维设计图纸。

集成式彩色摄像头能够提供照片级的三维扫描 图像，这有助于迅速识别轮机舱复杂管路。一 位 Sanwa Dock 设计工程师对 Focus3D 的便 携性印象深刻，他评论说：“ Focus3D 的设计非 常紧凑而且轻便，它可以在任何船舶的小型轮机 舱内轻松部署。尤其在作业空间非常狭小，技术 人员甚至无法进入舱室进行测量作业时，这一优 势就更加明显了。而且 Focus3D 操作起来非常 简便。”

通过三维 CAD 数据提高效率

一旦 Focus3D 捕捉到目标区域的数据点，配套 软件便开始运行，使用这些数据制作完整的三维 模型。因而全新的压载水处理系统及其管路可以 与现有船舱结构实现无缝整合。技术人员可以根 据精确的三维模型进行预先规划，这就可以制作 出最优设计方案，并把关键项目，如详细的结构 设计、施工材料和施工图纸的准备时间计算在内。 此外，在压载水处理系统安装完毕后，也很容易 获知整体布局状况并辨别潜在的问题。使用传统 的二维模型，这些问题都是难以解决的。

归功于 Focus3D 所节省的时间，项目工期大大 缩短。技术人员可以将主要的时间和精力放在系 统的安装上。设计、生产和设备安装可以得到更 好的管理，这使得每个项目都能够如期完成。

由于《压载水管理公约》在不久的将来将付诸实 施，压载水处理系统的安装需求将激增。航运 业旺盛的安装需求极有可能一时无法得到满足。

一些大型航运公司已经提前规划并考虑在《压载 水管理公约》实施之前安装压载水处理系统。为 满足短时间内的高需求，航运公司目前的当务之 急是在确保安装无误的同时想办法缩短安装耗 时。对此，激光扫描技术是能够在最短时间内捕 获大量数据，从而准确构建三维模型的最高效 方法。这也被证实是为满足航运业在未来几年的 需求，应对迫在眉睫的压载水处理系统的生产安 装挑战的最有效和最有希望的解决方案。

关于 SANWA DOCK CO., LTD

Sanwa Dock 是日本的一家世界领先的船舶维修企业，为各型船舶维护和改装提供维修设备。公司专业维修中小型船舶，设备先进，也具备对一般货轮乃至特殊船舶实施各项维修和改装作业的技术能力。

积极应对安装压载水处理系统、保护海洋环境挑战的同时，Sanwa Dock 始终是日本航运业领军企业，以其技术能力闻名全球。

SANWA DOCK CO., LTD

600 Innoshimashigei-cho, Onomichi-city,

Hiroshima-pref., 722-2193 Japan

E-mail: home@sanwadock.co.jp

URL: www.sanwadock.co.jp

关于FARO

FARO 是一家全球性科技公司，主要从事计算机 辅助测量设备和软件的开发和销售。FARO 便携 式测量设备可在生产和质量监控过程中进行高精 度的三维测量，以及零部件和复合构造的比对。 公司设备广泛应用于检测、成像、逆向工程、生 产规划、库存和竣工文件、现场勘测以及事故现 场或犯罪现场的调查和重建。

在 FARO 的支持下，法如的客户无需担忧其三 维测量和文件归档的需求。作为便携式计算机辅 助测量的先驱和市场领导者，FARO 持续不断地 应用最前沿的科学技术，使其处于行业领先地位 的产品更精确、可靠且便于使用。并致力于通过 FARO 测量设备简化客户工作，使客户能够大幅 减少现场测量时间并降低总成本。

法如已在全球安装了超过30,000 台设备，拥有 超过15,000 个客户。公司全球总部位于佛罗里 达州玛丽湖，欧洲总部位于德国斯图加特，亚太 区总部位于新加坡。FARO 在日本、中国、印度、 韩国、泰国、马来西亚、越南、加拿大、墨西哥、 英国、法国、西班牙、意大利、波兰以及荷兰均 设有分支机构。

转载：FARO