顧客事例: Meridian & Genesis Energy

背景

多くの資産所有者は、AEC BIMやデジタル・ツイン・アプリケーションのために、設計、建設、メンテナンス、または運用の特定のケースを支援するために、10年以上にわたって3Dスキャンデータを取得してきた。しかし、最初の目的が達成された後、データは通常、失われるか、アクセス不能になり、高い保管コストがかかっていました。このユースケースは、Meridian EnergyとGenesis Energyが、3Dスキャンデータの保存にCintooの同じクラウドベースのプラットフォームを使用することにどのように独自にたどり着いたか、彼らが克服しなければならなかった技術的、組織的な課題、そしてデジタルツインとAEC BIMのためのこの技術の将来についての考察についてです。

データキャプチャに関する様々なオプションと課題が提示されている。これには、地上レーザースキャン、パノラマ写真、3D写真測量が含まれます。

3Dスキャンデータが、最初のキャプチャから長い年月を経て、次のような目的で使用された実例が紹介されます：

• デジタル・ツインのための資産や設備に対して、より良いコンテキストとデータ接続性を提供する。
• 資産の状態を最大限に把握し理解することで、より良い意思決定をサポート
• プロジェクト参加、計画、コミュニケーションの改善
• リスクを低減しながらプロジェクトコストを削減

異なる種類のデータが同じプラットフォームに統合された例が示されている。このデータの長期的な管理について、最新状態を維持するための費用対効果の高いオプションも含めて検討する。両資産家とも、まだ可能なことのほんの表面を掻いたに過ぎない。本稿の最後では、プラットフォームとこの技術が今後進む可能性のある道について議論し、同じ道を歩もうとしている他の資産所有者に指針を示す。

最新の資産情報管理のソリューションには、エンジニアリング・ドキュメント管理システム（EDMS）、技術図面、資産台帳、3D点群管理、デジタル・ツイン、3Dモデル管理、ビルディング・インフォメーション・モデリング（BIM）などを組み合わせることができる。資産所有者は、無数の製品、ベンダー、コンサルタント、専門用語、フレームワークをふるいにかけ、明確なものを見つけなければなりません。

本稿では、ジェネシスエナジー社とメリディアンエナジー社が、デジタルツインのために最新の資産データソース、特に下図のような3D点群データを活用した経験を紹介する。データは通常、3Dレーザースキャナーや写真測量によって取得されるが、これについては本記事で説明する。

状況

3D点群データは、ニュージーランドの電力業界で10年以上前から収集されています。これまでの使用例としては、以下のようなものがあります：

• 水力発電所の変圧器周辺の防火壁の設計
• ハントリー発電所におけるアスベストの特定
• ジェネシス水力発電所の火災コンプライアンス・レビュー
• メリディアンに接続されたすべての配電所における220kVクリアランスの評価

3D 点群データで補強された技術図面の例

実装と使用例

メリディアンとジェネシスの両方で、Cintooプラットフォームの実装は、地元のCintoo再販業者であり、3DスキャニングサービスプロバイダーであるRevisia Ltd.によって完了しました。その過程でいくつかの興味深い課題がありました：

• 座標系：座標系：相対座標系を導入するか、測量管理でジオリファレンスするかという決断でした。新しいモデルや写真、遺物にはあらかじめ座標を設定しておかないと、デフォルトの原点（0,0,0）がスキャンの境界を越えてしまい、システムがクラッシュしてしまうからです。将来の3Dスキャンは、測量コントロールのない固定基準点に対する相対座標で追加されました。
• 過去のスキャンデータの処理とアップロード Cintooプラットフォームの成功により、資産所有者は、コンサルタントや請負業者が所有するハードドライブやファイルサーバーに眠っている古い点群データを探すことに躍起になった。ほとんどのデータはCintooにアップロードするのに適切なフォーマットで見つかりましたが、一部のデータは登録も処理もされていませんでした。過去のデータの中には、設計コンサルタントがスタッフの異動やデータ移行によって紛失したものもあった。このことから、サービス・プロバイダーに期待する成果物を事前に明確に定義することが重要であることが浮き彫りになった。その結果、メリディアンは3Dスキャン仕様書を作成し、将来の要件を明確にしました。
• 文化の変化：点群ファイルの活用という投資のメリットについて、社内ではかなり懐疑的な見方がありました。しかし、電話をかけたり、メールを送ったり、現場視察の日程を決めたりする前に、3Dデータで質問に答えようとする人が増えてきています。今やデータは、付加価値を与え続ける資産と見なされている。

現場で撮影された写真とスキャンによるコンテキスト情報の例

スコーピング、コンセプト・デザイン、入札の使用例

導入後1年間で、メリディアンは3Dスキャンデータを活用し、設計コンサルタントやメーカーが現地を訪問することなく、機器の供給や建設サービスのコンセプト設計や入札を完了しました。

• 配電所220kV CT交換 - コンセプトデザイン、クリアランス評価、入札をすべて遠隔で実施。
• ローカルサービス変圧器の交換 - 概念設計、オプション評価、現場工事、入札をすべてリモートで実施。
• 現場に行く前の足場、ケーブル、パイプの数量見積もりを含むさまざまな作業

デジタルツイン設計の高速化

遠隔地の設計チームは、設計中に現場での衝突や適合性、状況情報を確認する必要が生じることがよくあります。典型的な例としては、床の貫通部の大きさや、このパネルは収まるのか？

納まりを確認するための正投影図と現場に設置された設備の例

このような技術的な問い合わせは、遅延や現場チームへの調査要求の増加、あるいは解決のための追加的な現場訪問につながります。3Dスキャンデータがあることで、技術的な設計上の問い合わせに対応するのに必要な時間、コスト、リソース、二酸化炭素排出量を大幅に削減できることがわかりました。

また、このデータによって設計リスクの低減も可能になった。発電所のユニットは、理論的には同じですが、実際には以下のように必ずしも同じではありません。3Dスキャンによって、エンジニアは何度もユニット間の違いを特定することができ、ミスを防ぐことができました。

マナポウリ水力発電所の大規模な自動化アップグレードプロジェクトでは、地下200メートルにあるインフラを含むサイトの完全な3Dスキャンを実施しました。このデータへの投資は、技術的なクエリの迅速な解決、現場訪問の減少、設計の衝突リスクの減少を通じて、1年間で当初の投資に対するプラスのリターンを生み出した。このプロセスは、防火工事、非常用照明のアップグレード、変圧器の交換など、後続の多くのプロジェクトにも同様のメリットをもたらしている。

同じ現場で異なる方法で設置された同じユニットの違いを示す

COVID環境の使用例におけるプロジェクトの進行

メリディアンはCintooプラットフォームを導入し、Covid-19のロックダウンの前にすべての新規および過去のスキャンデータをアップロードしました。世代サイト間の移動が制限された環境では、データとプラットフォームの価値が高まりました。コンセプトや設計段階のプロジェクトは、現場訪問の制限にもかかわらず進行を続けることができたため、命綱を投げられた。

ジェネシスは、2019年後半のCovid-19ロックダウン期間中、トゥアイ発電所のプロジェクトを進めることができた。このプロジェクトは、請負業者や設計コンサルタントが測定を検証するために現場を訪れることが制限されている間に、設計、調整、建設が行われた。3Dスキャンデータを使用することで、設計コンサルタントは関心領域を理解し、ジェネシスエナジースタッフによる現場での境界制限を検証しながら、解決された衝突を回避することができました。この結果、設計コンサルタントが現地を訪問することなく、図のような施工図を作成することができました。

3Dスキャンデータと現場作業で作成された施工図

危険箇所の特定

ジェネシス社における3D点群データの最初の大規模利用の1つは、ハントリー発電所の既知/疑いのあるアスベストの危険の仮想登録簿を作成することでした。この作業の最初の成功は、このデータをホスティングしているFaro webshare®プラットフォームが、固有のライセンス制限、安定性の欠如、独自のファイルタイプの要件のために制限されていました。新しいCintooプラットフォームには、このような制約がなく、アスベストの危険性は、注釈やスキャン中のコンポーネントの構造化されたラベル付けを可能にする「アセット」機能などの機能を使用して、誰でも見ることができるようになりました。

安全衛生インシデントやプロセス安全イベント後のイベント分析には、通常複数の関係者が関与します。3Dスキャンは、インシデントやイベントが発生した場所や、その周辺に何があったかというコンテキスト情報を全員に提供するために、チームディスカッションで使用されてきました。Cintooクラウドを使用することで、すべてのユーザーは過去に行われた様々なバージョンの現実データキャプチャのコラボレーションから恩恵を受けることができます。さらに、すべての関係者は、彼らの努力と作業メモを完全にサポートするために、彼らの作業メモと履歴の共同証拠を持つことができます。

Cintoo Cloudを使用して資産にデジタルツインIDを配置する

将来の機会と課題

3Dモデルデータの機会

ジェネシスはCintooプラットフォームに3Dモデルを保存する計画を持っています。これにより、スキャンデータ上にモデルを重ね合わせ、資産の他の部分と一緒に表示することができます。この機能の一例を以下に示します。高所作業台のモデルは、現場に駐車している間にキャプチャされた点群データから作成されました。このモデルはスキャンの中に配置し、移動させることができます。

Cintooには、3Dモデルの作成と統合をスピードアップする追加機能があります。点群データの一部をソルドメッシュとしてエクスポートし、3Dモデリングソフトウェアで直接開くことができます。

3Dモデルで生成されたオブジェクトをスキャンに重ね合わせる

データを最新に保つという課題

このデータに関してよくある質問は、"どのように最新データを維持するのか "というものだ。導入から短期間で、コストの安いものから高いものへと順に並べると、以下のようないくつかのオプションが予定されている。

1. 注釈：技術図面の赤線マークアップと同様の方法で、3Dスキャンプラットフォーム内でプラントの変更点を注釈することができます。
2. 360度写真撮影：最小限の追加費用で、変更点の更新されたパノラマ写真をスキャンに重ね合わせることができます。
3. 3Dモデル： 変更点の3Dモデルをスキャンに重ね合わせることができます。
4. スキャンの更新：データが付加価値を与え続けるのであれば、以下のように定期的に新しいスキャンを実施するビジネスケースが考えられます。

変圧器交換前後の3Dスキャン画像の比較

ビルディング・インフォメーション・モデル（BIM）とデジタルツイン

本稿で述べた作業は、最新の資産情報モデリングのパラダイムとフレームワークを活用するための包括的なロードマップの小さな一歩である。他の多くの資産所有者は、ビルディング・インフォメーション・モデリング（BIM）プロセス、ソフトウェア、標準、管理の導入など、戦略的な取り組みでこれに取り組んでいる。現在、複数のベンダーがデジタルツインプラットフォームを提供しており、リアルタイムの資産データから図面、予測分析、文書化、メンテナンス記録、3Dモデル、スキャンデータまで、すべてを単一の「ガラス窓」で表示し、実装することができる。

本稿で紹介するアプローチは、ジェネシスとメリディアンがそれぞれのニーズとビジネス上の制約を満たすために独自に採用したものである。導入に必要な社内の人材は最小限で済み、開始から投資回収が確認できるまでの期間も短かった。最も重要なことは、必要なときにデータを統合、リンク、移行することができるため、BIMやデジタルツインの経路を進む将来のロードマップを妨げたり、妨げたりしないことである。

結論

Cintoo Cloudのような新しいソリューションは、3Dスキャンデータを、本来の目的が達成された後も価値を与え続ける資産として扱うというパラダイムシフトを起こしました。提示されたソリューションは、以前の「使ってから忘れる」アプローチと、グリーンフィールド開発でより普及している建築情報モデリング（BIM）の「ゴールドスタンダード」の間の経済的なスイートスポットを探している他の資産所有者に適しているかもしれません。

大規模な学際的設備工事は、3D現場データの直接的な受益者であり収集者でもある。プロジェクトは、多くの場合、最初に既存現場のas-built 3Dスキャンを完了する。遠隔地の現場では、アクセスしやすい場所よりも、以下のような節約効果があります。この技術によって現地視察が不要になるわけではありませんが、より的を絞った情報収集が可能になり、コストと時間が削減されます。さらに、ユーザーは、スキャンが現場の写真撮影を補完することで、文脈を提供し、設計作業に必要な写真の量を減らすことができることを実感しています。

メリディアンとジェネシスエナジーの独立した経験に基づき、3Dスキャンデータを管理するシンプルな方法が紹介された。それは、以前は様々な好ましくない場所に保存されていた新旧の3D点群データを、Cintoo Cloud®という単一のクラウドベースのプラットフォームに移行するというものでした。これにより、3DデジタルツインとAEC BIMデータの潜在的な価値が、特定のプロジェクトで当初の目的を果たした後も、電力資産に携わる何百人もの人々のために解き放たれました。

両社は、3D点群データがさまざまなユースケースに利用され、プロジェクトの期間、コスト、リスクを削減すると同時に、コラボレーションを促進することを経験しました。結実の兆しは明らかで、問題解決のために社内外でデータがより活用されるようになり、文化的な変化が見られました。

この作業の成功は、3Dモデルの統合、アセット・ツアーの提供、データの継続的な付加価値向上のための最新状態への移行など、多くの将来的なチャンスと課題をもたらした。実現した利点の例としては、Covid-19のロックダウンによる設計作業の継続性、現場移動の減少による二酸化炭素排出量の削減、物理的な状況に基づく関係者間のより多くの情報によるコミュニケーションなどが挙げられる。

3Dスキャンデータが、最初のキャプチャから長い年月を経て、次のような目的で利用されるようになった実例が紹介されました：

• デジタルツインのコンテキストを改善し、資産や設備のデータ接続性を高める
• 資産の状態を最大限に把握し理解することで、より良い意思決定をサポート
• プロジェクト参加、計画、コミュニケーションの改善
• リスクを低減しながらプロジェクトコストを削減