建设数字工厂及三维数字模型要应用哪些3D建模技术?

　　所谓数字工厂是通过信息化手段对物理工厂的实体和流程进行重构，而以三维可视化技术为载体，在建设物理工厂的同时打造一比一的数字工厂，完成从数字化设计到三维数字模型建设、从数字化交付到数字化运维的数据集成，实现整个工厂全生命周期的数据管理则是三维数字化工厂建设的基本要求。参照智能工厂建设标准，商迪3D以结合生产工艺特点3D建模技术打造的钢铁类企业的数字化工厂为例，为大家讲解这其中到底会应用哪些关键技术。　　

1、三维数字化建模技术

　　三维数字化建模技术是将物理实物用数字信息表征的过程，是创建三维可视化运维平台的3D展示基础。针对数字工厂应用场景，三维数字模型的创建方式通常分为3种：

　　(1)基于建筑信息模型(简称BIM)技术的三维数字模型创建。在工程设计期，设计院通过专业设计平台创建包含建筑、管道、仪表、电气和设备等全专业的三维模型。通过统一协同平台完成三维模型的校验和总装。区别于图形视觉化模型，BIM三维模型在表征物体空间尺寸的同时还包括物体的属性信息。目前根据工程的差异，BIM建模分为基于三维全流程的正向设计和依据施工图3D建模的逆向设计两种方式。

　　(2)基于激光扫描仪的现场3D建模。当工程建设完成时，测绘人员可根据目标建筑的实际坐标位置进行实景三维扫描建模，扫描的三维模型除了外形尺寸外，还包括实际模型的物理坐标位置。三维扫描建模生成的点云三维模型精度高，但需要后续软件处理，才能形成三维数字模型。

　　(3)无人机三维扫描建模。通过无人机进行倾斜摄影，将无人机在目标区域进行绕飞，通过机载摄像头形成测绘模型，切斜摄像适用于场景较大、精度要求不高的3D建模。　

2、三维数字化工厂平台搭建

　　三维数字化工厂平台是将三维可视化模型与各维度数据统一集成、统一梳理的系统。目前，三维数字化工厂平台在钢铁企业运维中的应用相对较少，仅在部分相对独立的产线中有三维可视化控制系统的应用案例。

　　基于三维模型创建的数字化钢铁企业，数字化运维平台需要静态文档数据、动态监控数据、结构化生产数据等作为信息支撑。通常三维数字工厂建设思路包括以下两种。

　　(1) 基于数字化交付技术

　　以设计院为主体的数字化交付模式将设计数据与BIM三维模型相结合，通过统一的交付平台和唯一的编码规则将设计参数、施工记录、采购信息等进行无缝关联。完成交付后，该平台与企业内部实时数据库对接，与信息化管理系统实现钢铁企业全生命周期的数据管理。技术路线如图1所示。

　　(2)基于三维可视化技术

　　三维数字模型的来源方式包括BIM三维模型和非工程类三维模型。其中BIM三维模型在导出格式后需要进行轻量化处理，再将三维模型导入到对应3D平台，并进行应用功能的定制化开发。

　　在智能工厂概念和智能制造技术不断完善的今天，三维数字工厂在企业管理创新与数据集成方面还有巨大的潜力。未来将依托5G、VR、AR等技术的融合，创建浸入式全程操作平台;基于三维场景，实现数字工厂生产物料的三维可视化跟踪;结合模拟仿真数据，实现真正意义上的三维可视化工艺仿真。这些应用都将助力企业技术转型，为制造行业提供智能制造的标杆。