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模越來越大，3D掃描技術與BIM技術的應用已經引起人們的關注，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的問題，不斷優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，為業主方提供更加真實準確的改造信息，不斷提高業主的滿意度。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，保證施工現場的文明施工。由于工業行業的高速發展，機電改造工程的施工規模不斷擴大，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量。為了保證機電改造工程的整體施工質量，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的問題，采取有效的預防對策。

2.2 施工不符合相關規范

如果機電改造工程施工不符合相關規范，會影響設計方案的正常實施。例如，在某機電改造工程當中，由于施工不規范，會降低工程的總體效率，影響機電改造工程的施工質量[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據。機電改造工程中的設計人員通過利用三維數據，合理分析工程中的各個細節。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，能夠實現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數據采集，站點布置完畢后，施工人員需要進行合理的掃描，并將各項掃描數據進行有效整合；③數據配準與分析，施工人員可以將各個站點的測量數據進行綜合處理，并做好數據還原工作，有效提升數據配準率[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，收集大量的數據。②根據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，根據虛擬模型運行過程中出現的問題，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掃描數據，將各項數據準確輸入到系統軟件中，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%，具體數據見表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場現狀，工程中的各項點云數據能夠更加精確的呈現在計算機屏幕上，將各項點數據與BIM模型進行有效結合，能夠保證機電改造工程施工更加規范。為了保證點云數據得到合理利用，設計人員也可以將點云數據中的各個噪聲點與失真點進行相應的匯總，保證點云數據能夠更好的轉化成三維模型。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現象的產生[7]。

除此之外，將3D掃描技術與BIM進行有機結合，能夠優化工程施工方案，施工人員可以按照設計圖紙中內容，不斷優化施工流程，在保證機電改造工程施工進度與質量的前提下，防止工程中的管線出現斷裂，減少返工次數。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管理系統的應用研究[J].制造業自動化，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數字掃描-3D數字重建-3D打印技術在地質工程教學中的應用[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試管理方面工作。