• 建設資材を探す
  • 電子カタログを探す
建設資材データベーストップ > 特集記事資料館 > 建設ITガイド > 点群データの部門横断活用を支援する ツールおよび技術の開発

 

はじめに

日立GEニュークリア・エナジー(株)(以下、日立GE)では、原子力プラントEPC業務を対象として点群データを活用しており、現場での配管ルート新設のための寸法計測や点群データからの3D-CAD化、施工図作成等に利用している。これまで個々の設計部門にて効果を上げていたが、日立GEおよびGr会社の複数部門での点群データ共有化による一層の効率化を目指している。一方、点群データはデータ量が大容量であり、かつファイルフォーマットが多種にわたる等の特徴があるため、ライトユーザーには扱いづらい。そのため部門間で広く点群データを利用して設計工数の低減や現場作業での被ばく低減を目指すには、種々の取り組みを実施する必要があった。
 
本稿では、点群データを複数部門間で共有して効果を上げるための情報インフラとなる点群アクセスツールの開発、ならびに大容量の点群データをより軽快にユーザーとシステム管理者が使いこなすために必要となる諸ツールの開発について示す。
 
 
 

点群データ活用の際の問題点

点群データの利用は、現場のアズビルト状態を定量化できるだけにとどまらず、物体形状を3D-CAD化につなげられることや、3D-CAD化した配管ルートからアイソメ図面出力や配管応力解析まで実施できるという効果的な手法である。一方で全社的に利用するためには、データの扱いに関して以下のような課題があった。
 
(1)データ活用の部門による熟練度の違い
点群データは容量が大きくかつ専用のソフトウェアで編集する必要があるため、熟練利用に一定の期間を要する。そのため部門によってはデータのビューイングだけにとどまるケースがある。原子力プラントにおいて高線量のために入域に時間制約があるエリアでは点群データを利用せざるを得ないが、比較的低線量のエリアでは十分に工数をかけて調査できるという事情も影響していると考えられる。
 
(2)複数の異なるハードウェアとソフトウェア
部門ごとに複数メーカーのスキャナーを組み合わせた計測を行うため、複数の異なるデータフォーマットが混在する。また利用ニーズに応じて複数の異なるソフトウェアが必要となる。そのため特定の点群データを他部門で利用できない場合がある。
 
(3)データの分散管理
各部門でデータが分散管理されており、散逸や二次利用の恐れがある。
 
(4)他データとの不十分な連携
ユーザーは点群データを3D-CAD、配置図、写真データと組み合わせて実業務で利用するケースが多く、連携が十分ではないと設計工数削減につながらない。
 
(5)データ容量が大きく扱いが困難
データ容量が大きく、複数のショットを合成したデータを扱う場合、ハイスペックのPCおよび専用ソフトが必要となる制約がある。これはユーザー側とシステム管理者側の双方の課題である。
 
 
 

課題解決のアプローチ

上述の課題に対して以下のような解決のアプローチとした。
 
(1)点群利用インフラの構築
複数部門の点群データを共有できるインフラの整備を行う。また、他の部門の活用状況を参照できるようにする。
 
(2)計測データ統合
異なる点群データのフォーマットが混在しているため、それらのデータのコンバーターを利用し、種々のフォーマットをどの部門でも利用できるようにする体制をとる。
 
(3)Web化/データ集約化
データの集約化を進め、全てのデータをWebで共有できるようにする。加えて、専用サーバーをプラントごとに設置し、かつログ収集してセキュリティ強化に努める。また、日立Gr外へのデータ散逸を防ぐための仕掛けを設ける。
 
(4)ツール連携の強化、3D-CADと点群データの連携支援ツール
点群データと他データ(写真、帳票、配管計装図)の連携ツールを開発する。また、自社開発の3D-CADと点群データを重ね合わせて設計するためのツールを開発する。
 
(5)データ軽量化技術の開発
大容量の点群データを軽量化する技術を開発する。
 
 
 

点群データ利用インフラの整備

点群データを部門横断で利用するためのインフラツールとして点群アクセスツールを開発した。Step1データ収集、Step2データの変換とツール登録、Step3データの利用+他部門での再利用 という3つのステップを経て点群データを部門横断で活用する。また、3D-CADとのインターフェース、他社とのインターフェースを円滑にするための諸ツールを開発した(図-1)。
 

図-1 点群データインフラの全体像




(1)点群アクセスツールの開発
計測作業の予定と実績の一覧を全ユーザーに公開してデータ再利用を図るWebツールである。点群データの座標値をXY平面に投射し、配置図に点群データの輪郭を描写して表示する。点群データは専用ビューワで360°閲覧が可能であり、詳細設計をする場合は市販の編集ソフトを呼び出して利用する。サーバー上で集中管理し、複数部門からの同時アクセスに耐えられる構成としている。
 
(2)市販3D-CADデータ変換ツールの開発
自社開発の3D-CADデータをBentley社製MicroStation[1]のファイルフォーマット(. dgn )に変換するツールである。変換したデータはBentley社製Pointools[2]か富士テクニカルリサーチ社製Galaxy-Eye[3]で点群データと重ね合わせて参照する。本ツールは3D-CADを部品別に分割して変換でき、点群データとの重ね合わせ検討時に不要データ(溶接点/フランジ点etc.)を除外し、かつ必要部分(建屋/エリア/ 系統)のみ絞り込んで利用できる(図- 2)。
 

図-2




(3)99%軽量化ツールの開発
大容量の点群データを大幅に間引きして軽量化を図るツールを開発した。本ツールは配管や機器のCAD化ができるよう、平面部と曲面部に応じて間引き間隔を調整することが可能である。最大で99%の間引きにより、低速ネットワーク32bitマシンでの閲覧も可能となる。また、市販ツールでCAD化することを考慮して配管CAD生成が可能な間引き間隔を理論的に算出しており、その場合は94%間引きでの運用となる(図-3)。
 

図-3




(4)専用点群フォーマットの開発
点群データの散逸や2次利用を防止する独自フォーマットを開発した。本機能は前述のGalaxy-Eyeを改造して開発しており、専用ドングルを挿入したPCでGalaxy-Eyeを起動して独自フォーマットに変換したデータにアクセスして利用する。データは期限後に失効する仕様である(図-4)。
 

 
 
 
 
 

図-4




(5)モデル化済み配管のソート機能の開発
広域の点群データを3D-CADモデル化する際の作業を効率化するため、Galaxy-Eyeの機能改善を行い、点群データからモデル化した配管部品を配管径ごとに色分けして分類できるようにした。また、モデル化整理作業の進捗が定量的に判断できる機能を備える(図-5)。
 

図-5




(6)3D-CAD点群データ参照機能の開発
3D-CADに点群データをロードして、同一座標系で設計できる機能を開発した。開発ツールでは、設計者が点群を参照しながら3D-CADアズビルト化を実施するための基本機能(点群ロード機能/位置合わせ機能/ウォークアラウンド機能/点群ピック機能/採寸機能/点群表示・非表示機能/モデル入力機能など)を備える。また、図面からCAD化した部品と点群データからCAD化した部品を分別し、設計完了後の根拠を残すようにしている(図-6)。
 

図-6




 
参考文献
[1] MicroStation-,https://www.bentley.com/en/products/brands/microstation
 
[2] Pointools-,https://www.bentley.com/en/products/brands/pointools
 
[3] Galaxy-Eye-,http://www.ftr.co.jp/n/products/galaxy_eye
 
 
 

日立GEニュークリア・エナジー(株) 坂本 雄志、 照沼 博之 (株)日立製作所 関 洋、 佐藤 義人

 
 
 
【出典】


建設ITガイド 2019
特集3「建設ITの最新動向」



 

 

同じカテゴリの新着記事

ピックアップ電子カタログ

最新の記事5件

カテゴリ一覧

バックナンバー

話題の新商品