機電改造工程中3D掃描技術與BIM技術的應用研究

方元

摘 要：針對3D掃描技術與BIM技術在機電改造工程中的應用現(xiàn)狀，進行綜合分析，并簡要介紹機電改造工程中應用3D掃描技術與BIM技術的重要性、機電改造工程設計與實施中存在的問題、3D掃描技術與BIM技術在機電改造工程中的應用要點，希望能夠給相關工作人員提供一定的參考。

關鍵詞：機電改造工程；3D掃描技術；BIM技術；應用要點

中圖分類號：U239.5 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）20-0144-02

在機電改造工程當中，通過運用先進的3D掃描技術與BIM技術，能夠提升工程的整體施工質(zhì)量，保證工程能夠如期完工。伴隨我國機電改造工程的建設規(guī)模越來越大，3D掃描技術與BIM技術的應用已經(jīng)引起人們的關注，對于工程中的施工人員來講，在實際工作中，要結合機電改造工程的結構特點，利用3D掃描技術與BIM技術，構建合理的工程模型，在保證機電改造工程施工進度與質(zhì)量的前提下，不斷提升工程的整體施工效率。鑒于此，本文主要分析3D掃描技術與BIM技術在機電改造工程中的應用要點，從而保證3D掃描技術與BIM技術得到更好的應用。

1 機電改造工程中應用3D掃描技術與BIM技術的重要性

將3D掃描技術與BIM技術應用到機電改造工程當中，能夠保證工程竣工存檔問題得到妥善解決，提升機電改造工程設計深度。例如，在某機電改造工程中，通過運用BIM技術，設計人員能夠構建更加合理的虛擬模型，并合理分析機電改造工程中存在的問題，提前制定相應的解決對策，進一步提升機電改造工程的施工質(zhì)量。由于機電改造工程結構具有一定的復雜性，工程中的設計人員要結合工程模型運行中出現(xiàn)的問題，不斷優(yōu)化機電管線設計方案，有效縮短工程施工周期，提升機電改造工程的總體效益[1]。

機電改造工程施工完畢后，測量人員可以采用3D掃描技術進行實地測量，為業(yè)主方提供更加真實準確的改造信息，不斷提高業(yè)主的滿意度。將3D掃描技術與BIM技術進行有效結合，能夠幫助機電改造工程中的設計人員構建更加完善的虛擬模型，保證施工現(xiàn)場的文明施工。由于工業(yè)行業(yè)的高速發(fā)展，機電改造工程的施工規(guī)模不斷擴大，為了保證機電改造工程的施工進度，減少施工資源的損耗，運用先進的3D掃描技術與BIM技術至關重要。

2 機電改造工程設計與實施中存在的問題

2.1 設計方案不合理

由于機電改造工程中的設計方案不合理，在一定程度上影響機電改造工程的施工質(zhì)量，降低機電改造工程的總體施工水平[2]。由于機電改造工程的可操作性比較強，如果設計方案深度不夠，會降低各項機電設備的運行效率，引發(fā)嚴重的安全事故。此外，由于機電改造工程設計方案不科學，會影響各項機電設備的安裝質(zhì)量。為了保證機電改造工程的整體施工質(zhì)量，工程中的設計人員要不斷改進、完善原有的設計方案，并構建合理的虛擬模型，針對機電改造工程施工過程中可能出現(xiàn)的問題，采取有效的預防對策。

2.2 施工不符合相關規(guī)范

如果機電改造工程施工不符合相關規(guī)范，會影響設計方案的正常實施。例如，在某機電改造工程當中，由于施工不規(guī)范，會降低工程的總體效率，影響機電改造工程的施工質(zhì)量[3]。想要更好的提升機電改造工程施工效率，工程中的施工人員要認真按照相關施工流程進行施工，并不斷規(guī)范自身的施工行為，降低機電改造工程的整體施工成本。

2.3 設計文件銜接較差

由于機電改造工程中的各個設計文件之間的銜接較差，會增加工程的施工難度，嚴重影響工程的順利施工。例如，在大型機電改造工程當中，由于設計人員沒有明確各個設計文件之間的關系，會延長工程的施工周期。機電改造工程的施工難度較大，再加上工程設計文件之間的關聯(lián)性較差，會增加工程的施工改造成本，降低機電改造工程的總體經(jīng)濟效益[4]。

3 3D掃描技術與BIM技術在機電改造工程中的應用要點

3.1 3D掃描技術的應用要點

3D掃描技術又常被人們稱為實景復制技術，與傳統(tǒng)的單點測量方法不同，3D掃描技術利用激光測距與相機成像原理，準確記錄物體的三維坐標，為工程設計人員提供更加精確的三維數(shù)據(jù)。機電改造工程中的設計人員通過利用三維數(shù)據(jù)，合理分析工程中的各個細節(jié)。研究表明，3D掃描技術每秒掃描大約987500個點，測量時間在2～30min之間，掃描的最大距離能夠達到110m，掃描誤差為23～27m之間，能夠?qū)崿F(xiàn)360℃掃描。3D掃描技術技術原理見圖1。

在機電改造工程中，通過運用3D掃描技術，能夠幫助工程中的設計人員更加全面的了解工程結構特點，保證機電改造工程設計方案得到有效完善。3D掃描技術的具體應用流程如下：①施工人員需要布置合理的站點，結合機電改造工程結構特點，將工程分成若干個分部分項工程，保證站點布置更加精確；②數(shù)據(jù)采集，站點布置完畢后，施工人員需要進行合理的掃描，并將各項掃描數(shù)據(jù)進行有效整合；③數(shù)據(jù)配準與分析，施工人員可以將各個站點的測量數(shù)據(jù)進行綜合處理，并做好數(shù)據(jù)還原工作，有效提升數(shù)據(jù)配準率[5]。

3.2 BIM技術的應用要點

為了保證機電改造工程的施工質(zhì)量得到有效提升，應用合理的BIM技術特別重要。例如，在某軌道機電改造工程當中，通過運用BIM技術，能夠保證軌道工程中的各個管道穩(wěn)定運行，提升管道的整體運行效率[6]。在應用BIM技術的過程中，工程中的設計人員需要注意以下幾個問題：①結合軌道機電改造工程結構特點，收集大量的數(shù)據(jù)。②根據(jù)軌道工程各個管道的運行情況，構建合理的虛擬模型。③做好相應的驗收工作，根據(jù)虛擬模型運行過程中出現(xiàn)的問題，制定更加妥善的解決方案。

在軌道機電改造工程中，設計人員在應用BIM技術時，要結合3D掃描數(shù)據(jù)，將各項數(shù)據(jù)準確輸入到系統(tǒng)軟件中，保證虛擬模型得到更好的構建，提升虛擬模型的完整性。例如，在某軌道機電改造工程當中，設計人員通過運用BIM技術，構建更加合理的機電改造模型，保證工程中的設計方案符合相關規(guī)范，有效提高軌道機電改造工程的總體效益，該該軌道機電改造工程中，運用先進的BIM技術構建相應的機電改造模型，工程的經(jīng)濟效益由之前的52%提升到68%，施工人員的工作效率由之前的46%提升到79%，具體數(shù)據(jù)見表1。

3.3 對比分析

當機電改造工程中的技術資料比較少時，施工人員通過運用3D掃描設備，能夠更好的了解施工現(xiàn)場現(xiàn)狀，工程中的各項點云數(shù)據(jù)能夠更加精確的呈現(xiàn)在計算機屏幕上，將各項點數(shù)據(jù)與BIM模型進行有效結合，能夠保證機電改造工程施工更加規(guī)范。為了保證點云數(shù)據(jù)得到合理利用，設計人員也可以將點云數(shù)據(jù)中的各個噪聲點與失真點進行相應的匯總，保證點云數(shù)據(jù)能夠更好的轉(zhuǎn)化成三維模型。通過合理應用BIM技術與3D掃描技術，能夠更好的提升機電改造工程結構的可靠性，減少機電改造工程結構失穩(wěn)現(xiàn)象的產(chǎn)生[7]。

除此之外，將3D掃描技術與BIM進行有機結合，能夠優(yōu)化工程施工方案，施工人員可以按照設計圖紙中內(nèi)容，不斷優(yōu)化施工流程，在保證機電改造工程施工進度與質(zhì)量的前提下，防止工程中的管線出現(xiàn)斷裂，減少返工次數(shù)。對于機電改造工程中的管理人員來講，工程施工完畢后，要及時進行檢驗，針對施工質(zhì)量不過關的部位，及時與施工單位溝通，必要時可以進行二次施工。將BIM技術與3D掃描合理應用到機電改造工程中，能夠幫助工程中的施工人員更好的了解工程結構特點，進一步提升施工方案的實施率。

4 結束語

綜上，通過詳細介紹3D掃描技術、BIM技術在機電改造工程中的應用要點，并進行科學的對比分析，能夠更好的提高機電改造工程的施工質(zhì)量，保證工程中的各項管線更加可靠的運行。

參考文獻

[1]祁春輝.淺談三維激光掃描技術與BIM技術在工程測量中的應用[J].中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2017（12）：176～177.

[2]張愛琳，張秀英，李 璐，梁 爽.基于BIM技術的裝配式建筑施工階段信息集成動態(tài)管理系統(tǒng)的應用研究[J].制造業(yè)自動化，2017，39（10）：152～156.

[3]馬興勝，武 楊，趙 蕾，屈永波，張 洋.3D掃描技術與BIM技術在機電改造工程中的應用研究[J].施工技術，2017，46（S1）：487～490.

[4]姜月菊，呂海軍，楊曉毅，徐 巍，馬興勝.3D掃描與3D打印技術在破損建筑裝飾構件修復中的應用[J].施工技術，2016，45（S2）：771～773.

[5]王建秀，劉笑天，居哲超，殷 堯，吳林波，劉 琦，楊 坪.3D數(shù)字掃描-3D數(shù)字重建-3D打印技術在地質(zhì)工程教學中的應用[J].教育教學論壇，2016（42）：160～161.

[6]周銘高，錢海港.關于農(nóng)村水電增效擴容改造工程機電設備設計方案的幾點思考[J].小水電，2015（04）：46～47.

[7]劉益雄.東深改造工程機電設備安裝質(zhì)量和進度的目標管理[J].科技資訊，2015（25）：14～16.

收稿日期：2018-5-3

作者簡介：方 元（1986-），男，初級職稱，大學本科，主要從事城市軌道交通機電維護調(diào)試管理方面工作。