Címlapon

14_pannonhalma_008.jpg
Forrás: ITB
A műemléktől az Ipar 4.0-ig

Épület vagy tárgy lesz a pontfelhőből a számítógépben

Mi a közös Asztrik koponyájában, a Seuso-kincsben és a régi Népstadionban? Mindegyikről a 4iG Mensor3D készített térbeli számítógépes modellt háromdimenziós szkenneléssel. A technológia lehetőségei azonban még ennél is sokrétűbbek, különösen az iparban, mondja Hadzijanisz Konsztantinosz, a 4iG-ben működő üzletág-igazgatója és Fehér András üzletfejlesztésért felelős igazgató.

– Közel egy évtizede foglalkoznak a 3D szkenneléssel. Azóta mennyit fejlődtek a technológia különféle aspektusai?

Hadzijanisz  Konsztantinosz (H. K.): Magának a lézerszkennelésnek a technológiája már nem tud sokkal pontosabb lenni, hiszen a fizikát nem lehet megerőszakolni. Sokat jelent viszont, hogy immár ötvözni lehet a statikus lézerszkennelést járműre épített letapogatóval, légi vagy földi fotogrammetriai eljárással, vagy strukturált fényű szkennerek alkalmazásával. Sőt, a gyorsulásmérők és a LIDAR-szenzorok árcsökkenésének, valamint a   SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) algoritmusok fejlődésének köszönhetően olyan beltéri térképező rendszerek jöttek létre, mint az általunk is használt NavVis, amivel sokkal gyorsabbá vált a felmérés. Korábban egy nap alatt legfeljebb néhány ezer négyzetmétert tudtunk felmérni, most pedig már volt olyan nap, amikor 10 ezer négyzetméternyi üzemcsarnokot térképeztünk fel.

Fehér András (F. A.): Nőtt a különböző pontfelhő-illesztési eljárások pontossága is, gyorsabbak lettek a feldolgozó hardverek és a megjelenítést végző szoftverek. Korábban az volt az ökölszabály, hogy 1 nap felmérésre 20 nap feldolgozás jutott; mára ez 5-6 napra csökkent, de a felbontástól és pontosságtól függően akár már másnapra is elő lehet állítani a kívánt végeredményt. No meg attól is gyorsabb a munka, hogy nyolc év tapasztalatával a hátunk mögött jóval hatékonyabbak vagyunk a felmérési fázisban.

– Eredetileg a kulturális örökségvédelem terén használták a Mensor3D szolgáltatásait. Milyen munkákra a legbüszkébbek ebből a körből?

H. K.: Sok templomot és műemléket mértünk már fel, de nekem a régi Népstadion volt az egyik kedvenc munkám. Eredetileg a bontási terv támogatására kellett felmérni az egész épületet, de a Rákosi-páholy, a két pilon alatt végig futó alagút igazán különleges élménynek bizonyult. Ha látom a megmaradt toronyépületet, mindig eszembe jut, hogy ezt szó szerint kövenként ismerjük, hiszen például a BIM-modell klasszifikációjában is részt vettünk.

F. A.: Nekem is megdobogtatja a szívemet, hogy nálunk megvan a régi teljes stadion 3D-ben. Virtuálisan bármikor bejárható, részleteiben is megtekinthető marad így, mint az összes felmért épületünk. Szintén csodálatos munka volt a római Falconieri-palota felmérése vagy akár a kalocsai Nagyboldogasszony-főszékesegyház régészeti feltárásának nyomon követése és dokumentálása. Itt volt például lehetőségünk Asztrik érsek megtalált koponyájának beszkennelésére is.

– Elkészítették a Seuso-kincs 3D modelljeit is. Az mennyiben volt más munka?

H. K.: Szakmailag talán az volt a legnagyobb kihívás. A tárgyszkennelés mindig más, mint az épületeké, és ez azon belül is különleges volt. Egyszerre volt szükség 5-8 mikronos geometriai felbontásra, hogy látszódjon a legkisebb karcolás is, és minél nagyobb felbontású textúrára. Ezt úgynevezett strukturált fényű szkennerrel csináltuk: egyszerre nagyjából egy 3×4 centiméteres felületet tudtunk felmérni, amelynek a 60 százalékát az ezüst csillogása miatt el is kellett dobni. Az alig 40 centiméter magas Dionüszosz-kancsó textúrázott modellje több mint 1000 szkennelésből és még ugyanennyi nagy felbontású fényképből állt össze.

F. A.: Igazából a jövőnek is dolgoztunk ezzel, mert a szoftvereknek még fejlődniük kell, hogy meg tudják jeleníteni azt a pontosságot és felbontást, amit mi a felmérésben produkáltunk.

– A 3D szkennelés sokféle felhasználási területéből hol látják most a legnagyobb potenciált?

H. K.: Egyértelműen az Ipar 4.0 jelenti az egyik legnagyobb lehetőséget. Az említett NavVis technológiával gyorsan és pontosan fel lehet mérni teljes gyártócsarnokokat, bennük az összes géppel, amiből aztán elkészítjük a belső tér 3D modelljét. Ez lesz az a váz, amire minden mást lehet építeni, legyen szó belső költöztetésről vagy karbantartásról.

Jártunk olyan autóipari beszállítónál, ahol a vevő igényeire reagálva hetente át kell alakítani a gyártósorokat. Óriási segítség, ha van egy kész modell, amelyen az üzem mérnökei gyorsan átlátják, hogy mihez lehet nyúlni, mit hogyan lehet mozgatni. Így gyorsabb és egyszerűbb a költöztetés és nem utána derül ki, hogy a csatlakozási pontok rossz helyen vannak, vagy a kezelő már nem fér el a gépsor mellett. Ugyanezt a modellt láthatják és használhatják a cég távoli japán vagy éppen amerikai központjában is, virtuálisan bejárhatják a csarnokot, megnézhetik a gépeket, át tudják onnan is tervezni az elhelyezkedésüket.


F. A.: A karbantartásban szintén óriási segítséget nyújtunk. Az általunk használt rendszerben a felhasználó egy mobileszköz segítségével pozícionálja magát a gyárban, a panorámaképen pontosan megjelöli a hiba forrását, például, hogy melyik szelepet kell cserélni, majd a felvett hibajegyet elküldi a karbantartóknak. A karbantartó a rendszerbe csatolt kézikönyv alapján kiválasztja a megfelelő cseredarabot, a tableten megtervezi a legrövidebb útvonalat és a helyszínre megy, ahol elvégzi a javítást. Mondhatni, ezzel zsebre vágható a gyár.

– Az építészet egyik nagy újdonsága mostanában a BIM, az épület összes szerkezeti, gépészeti elemét 3D-ben és adatbázisban is tartalmazó megoldás. Ehhez mit tud hozzátenni a 3D szkennelés?

H. K.: Nagyon sokat. Újfajta felhasználási területnek számít az építés során a különböző fázisok szkennelése. Ebből a BIM-szabvány szerinti modellt készítünk, és azt összevethetjük a tervezéskor született BIM-modellel, hogy a valósághoz, az aktuális állapotokhoz igazítsuk. Előfordulhat, hogy a kivitelező csak a munka során szembesül azzal, hogy a valóság nem felel meg a terveknek, és improvizálni kényszerül a helyszínen. Ezeket a változásokat mi le tudjuk követni az építkezés közbeni szkennelésekkel, hogy a későbbi karbantartás során a szakemberek ne fussanak bele kellemetlen meglepetésekbe.

– A 4iG Mensor3D egy K+F projektből nőtt ki annak idején. Továbbra is folytatnak ilyen irányú tevékenységet?

F. A.: A hetekben jutott el egy fontos mérföldkőhöz egy ilyen projektünk. A BME-vel közösen részt vettünk az új komáromi Duna-híd, a Monostori-híd építéséhez kapcsolódó fejlesztésben, és nemrégiben volt a híd próbaterhelése. A nagy újdonság az volt, hogy az acélszerkezeteket már a gyártás, majd az előszerelés után is beszkenneltük. A próbaterheléskor nem csak a BME szakemberei mérték a hagyományos módszerekkel a híd alakváltozását, hanem mi is elvégeztük a teljes hidat befogó lézerszkenneres méréseket, most az eredmények kiértékelése zajlik. A projekt végső célja olyan folyamatok és azok eszköztárának kidolgozása, amelyekkel a gyártástól az üzemeltetésig nyomon követhetők lesznek az acélszerkezetet ért hatások. A kapott adatokat végül egy 3D virtuális modellen jelenítik meg a kutatók. Ez nem csak a későbbi állapotfelméréseket egyszerűsítheti – hiszen rendelkezésre állnak a pontos kiinduláskori adatok –, hanem elősegítheti egy költséghatékonyabb szerkezettervezési eljárás kialakítását is.

– Az informatikán belül is különlegesnek számító technológiával foglalkozik a Mensor3D. Hogyan tudja kihasználni a 4iG többi üzletágával esetlegesen meglévő szinergiákat?

H. K.: Számos kapcsolódási pontunk van. A 4iG sokat foglalkozik az Ipar 4.0-val más üzletágakban is, sokrétűen tudjuk segíteni, kiegészíteni egymás tevékenységét, ajánlatait és üzleteit. A napjainkban egyre gyorsabban terjedő távüzemeltetési lehetőségek terén például olyan 3D alapfelületet biztosítunk, amiben elérhetők a gépek műszaki leírásai, karbantartási utasításai, a szenzorok által mért élő értékeket, és azokat meg lehet jeleníteni a virtuális képen. Így különösen jól hasznosítható az adatgyűjtésben, a gyártócellák optimalizálásában az, amit csinálunk. Fontos előnyünk, hogy akkor is számíthatunk a 4iG szakértő fejlesztőcsapataira, ha egy ügyfelünknél egyedi fejlesztési igény merül fel.