Muitos proprietários de ativos vêm capturando dados de digitalização em 3D há mais de uma década para ajudar em casos específicos de projeto, construção, manutenção ou operações para aplicativos AEC BIM ou Digital Twin. No entanto, depois que o objetivo inicial era alcançado, os dados geralmente eram perdidos ou inacessíveis, com altos custos de armazenamento. Este caso de uso trata de como a Meridian Energy e a Genesis Energy chegaram a usar independentemente a mesma plataforma baseada em nuvem da Cintoo para armazenar seus dados de digitalização em 3D, os desafios técnicos e organizacionais que tiveram de superar e algumas reflexões sobre o futuro dessa tecnologia para Digital Twin e AEC BIM.
São apresentadas as várias opções e desafios da captura de dados. Isso inclui digitalização a laser terrestre, fotografia panorâmica e fotogrametria 3D.
São apresentados exemplos práticos de como os dados de digitalização 3D foram usados muito tempo depois da captura original para:
São apresentados exemplos em que diferentes tipos de dados foram integrados na mesma plataforma. As considerações sobre o gerenciamento de longo prazo desses dados são discutidas, incluindo opções econômicas para mantê-los atualizados. Ambos os proprietários de ativos estão apenas começando a arranhar a superfície do que é possível. O documento termina com uma discussão sobre os caminhos futuros que a plataforma e essa tecnologia podem tomar e fornece algumas orientações para quaisquer outros proprietários de ativos que queiram seguir o mesmo caminho.
As soluções para o gerenciamento moderno de informações de ativos podem incluir uma combinação de sistemas de gerenciamento de documentos de engenharia (EDMS), desenhos técnicos, registros de ativos, gerenciamento de nuvem de pontos 3D, gêmeos digitais, gerenciamento de modelos 3D e modelagem de informações de construção (BIM), para citar alguns. O proprietário de um ativo precisa examinar uma infinidade de produtos, fornecedores, consultores, jargões e estruturas para encontrar clareza antes de determinar o que atende às suas necessidades comerciais dentro de suas restrições operacionais.
Este documento trata da experiência da Genesis Energy e da Meridian Energy em aproveitar as vantagens das fontes modernas de dados de ativos para o Digital Twin - especificamente dados de nuvem de pontos 3D, conforme mostrado abaixo. Os dados geralmente são capturados por scanners a laser 3D ou fotogrametria, o que é explicado neste artigo.
Os dados de nuvem de pontos 3D têm sido coletados para ativos no setor de energia da Nova Zelândia há mais de uma década. Alguns exemplos anteriores de casos de uso incluem:
Exemplo de desenhos técnicos ampliados com dados de nuvem de pontos 3D
Tanto para a Meridian quanto para a Genesis, a implementação da plataforma Cintoo foi concluída por um revendedor local da Cintoo e provedor de serviços de digitalização 3D, a Revisia Ltd. Alguns desafios interessantes durante o processo incluíram:
Foto tirada no local e exemplo de informações contextuais de digitalizações
No período de um ano desde a implementação, a Meridian aproveitou os dados de digitalização em 3D para concluir alguns projetos conceituais e licitações para fornecimento de equipamentos ou serviços de construção sem uma visita ao local para o consultor de projeto ou fabricante.
As equipes de projeto remotas geralmente precisam verificar conflitos, ajustes e informações contextuais no local durante o projeto. Alguns exemplos típicos são: qual é o tamanho da penetração no piso ou se este painel caberá?
Medidas ortográficas para verificar o ajuste e um exemplo de equipamento instalado no local
Esses tipos de dúvidas técnicas levam a atrasos, aumento da demanda das equipes no local para investigar ou visitas adicionais ao local para resolver. Descobriu-se que ter os dados da digitalização em 3D reduziu substancialmente o tempo, o custo, os recursos e as emissões de carbono necessários para resolver as dúvidas técnicas do projeto, pois os projetistas podiam verificar e medir os itens por conta própria.
Os dados também permitiram reduzir os riscos do projeto. As unidades nos locais de geração são idênticas na teoria, mas nem sempre na prática, conforme mostrado abaixo, o que leva a mudanças inesperadas de última hora no projeto. Em várias ocasiões, as digitalizações em 3D permitiram que os engenheiros identificassem as diferenças entre as unidades, evitando erros.
Um grande projeto de atualização de automação na estação hidrelétrica de Manapouri realizou uma digitalização completa em 3D do local, incluindo a infraestrutura localizada a 200 metros de profundidade. Em um ano, o investimento nos dados gerou um retorno positivo sobre o investimento original por meio da resolução mais rápida de consultas técnicas, menos visitas ao local e menor risco de conflitos de projeto. Esse processo também proporcionou benefícios semelhantes para vários projetos subsequentes, incluindo obras de proteção contra incêndio, atualizações de iluminação de emergência e substituições de transformadores.
Diferenças mostradas de unidades idênticas que foram instaladas de forma diferente no mesmo local
A Meridian implementou a plataforma Cintoo e fez o upload de todos os dados de digitalização novos e históricos antes de alguns dos bloqueios da Covid-19. Os dados e a plataforma se tornaram mais valiosos em um ambiente com viagens restritas entre os locais de geração. Os projetos na fase conceitual e de design receberam uma ajuda, pois puderam continuar progredindo apesar das restrições às visitas aos locais.
A Genesis conseguiu progredir em um projeto na usina de Tuai durante um período de lockdown da Covid-19 no final de 2019. O projeto foi concebido, coordenado e construído enquanto os empreiteiros e consultores de projeto estavam impedidos de visitar o local para validar as medições. O uso dos dados de digitalização em 3D ajudou o consultor de design a entender as áreas de interesse e também a evitar conflitos resolvidos enquanto validava os limites no local pela equipe da Genesis Energy. Isso levou à criação bem-sucedida de desenhos de construção, conforme mostrado, sem uma visita ao local pelo consultor de projeto.
Desenhos de construção criados com dados de digitalização 3D e trabalhos no local
Um dos primeiros usos em larga escala de dados de nuvem de pontos 3D na Genesis foi a criação de um registro virtual de riscos conhecidos/suspeitos de amianto na usina de Huntly. O sucesso inicial desse trabalho foi limitado pela plataforma Faro webshare® que hospedava esses dados devido às suas restrições de licenciamento inerentes, à falta de estabilidade e à exigência de tipos de arquivos proprietários. A nova plataforma Cintoo não tinha nenhuma dessas restrições e os riscos do amianto estarão visíveis para qualquer pessoa usando recursos como anotações e a função "assets", que permite a rotulagem estruturada de componentes na digitalização.
A análise de eventos após incidentes de saúde e segurança ou eventos de segurança de processos geralmente envolve várias partes, algumas das quais podem não estar familiarizadas com o local. As digitalizações em 3D têm sido usadas durante discussões em equipe para fornecer a todos informações contextuais sobre o local onde o incidente ou evento ocorreu e o que havia na área ao redor. Com o Cintoo Cloud, todos os usuários podem se beneficiar da colaboração das várias versões anteriores da captura de dados da realidade que ocorreram. Além disso, todas as partes envolvidas têm evidências colaborativas de suas anotações de trabalho e histórico para apoiar totalmente seus esforços e anotações de trabalho.
Atribuição de IDs de gêmeos digitais a ativos usando o Cintoo Cloud
A Genesis tem planos de armazenar modelos 3D na plataforma Cintoo. Isso permite que os modelos sejam sobrepostos aos dados de digitalização e visualizados no contexto com o restante do ativo. Um exemplo dessa funcionalidade é mostrado abaixo, onde um modelo de uma plataforma de trabalho elevada foi criado a partir de dados de nuvem de pontos capturados enquanto estava estacionada no local. O modelo pode então ser colocado na digitalização e movido.
O Cintoo oferece um recurso adicional que acelera a criação e a integração de modelos 3D. Uma seção de dados da nuvem de pontos pode ser exportada como uma malha vendida, permitindo que ela seja aberta diretamente em um pacote de software de modelagem 3D.
Sobreposição de um objeto gerado por modelo 3D na digitalização
Uma pergunta frequente sobre os dados é "como eles serão mantidos atualizados?" No curto período de tempo desde a implementação, há várias opções planejadas, conforme listado abaixo, na ordem do menor custo para o mais caro.
Comparação da imagem de digitalização 3D antes e depois da substituição de um transformador
O trabalho descrito neste documento é um pequeno passo em um roteiro abrangente para aproveitar os mais recentes paradigmas e estruturas de modelagem de informações de ativos. Muitos outros proprietários de ativos enfrentaram esse problema com iniciativas estratégicas, como a implementação de processos, software, padrões e administração de modelagem de informações de construção (BIM). Vários fornecedores agora oferecem plataformas de gêmeos digitais, proporcionando um único "painel de vidro" para visualizar e implementar tudo, desde dados de ativos em tempo real até desenhos, análises preditivas, documentação, registros de manutenção, modelos 3D e dados de digitalização.
A abordagem apresentada neste documento foi adotada de forma independente pela Genesis e pela Meridian, pois atendia às suas necessidades e restrições comerciais. Ela exigiu um mínimo de recursos internos para ser implementada e teve um curto período de tempo desde o início até o retorno verificável do investimento. O mais importante é que ele não impede ou dificulta futuros roteiros de BIM ou de gêmeos digitais, pois os dados podem ser integrados, vinculados ou migrados quando necessário.
Novas soluções, como o Cintoo Cloud, iniciaram uma mudança de paradigma em que os dados de digitalização em 3D são tratados como um ativo que continua a agregar valor muito tempo depois de sua finalidade original ter sido atendida. A solução apresentada pode ser adequada para outros proprietários de ativos que buscam um ponto econômico ideal entre a abordagem anterior "use e depois esqueça" e o "padrão ouro" da modelagem de informações de construção (BIM) mais predominante no desenvolvimento de campos verdes.
Grandes obras de capital multidisciplinares são alguns dos beneficiários imediatos e coletores de dados 3D do local. Os projetos geralmente concluem uma digitalização 3D as-built do local existente no início. Em locais remotos, a economia identificada abaixo foi maior do que em locais mais acessíveis. A tecnologia não elimina as visitas ao local, mas permite que elas sejam mais direcionadas e informadas, reduzindo assim os custos e o tempo. Além disso, os usuários descobriram que as digitalizações complementam a fotografia do local, fornecendo contexto e reduzindo a quantidade de fotos necessárias para informar o trabalho de design.
Uma abordagem simples para o gerenciamento de dados de digitalização em 3D foi apresentada com base em experiências independentes da Meridian e da Genesis Energy. Ela envolveu a coleta de dados de nuvem de pontos 3D novos e antigos, anteriormente armazenados em uma série de locais indesejáveis, e sua migração para uma única plataforma baseada em nuvem chamada Cintoo Cloud®. Isso liberou o valor potencial dos dados 3D Digital Twin e AEC BIM para centenas de pessoas que trabalham com ativos de eletricidade muito tempo depois de terem servido ao seu propósito inicial para um projeto específico.
Ambas as empresas experimentaram o uso de dados de nuvem de pontos 3D para uma série de casos de uso que reduziram os prazos, os custos e os riscos do projeto, aumentando a colaboração. Os sinais de resultado são óbvios, e uma mudança cultural foi observada com maior uso dos dados interna e externamente para resolver problemas.
O sucesso desse trabalho abre muitas oportunidades e desafios futuros, incluindo uma mudança para integrar modelos 3D, oferecer tours de ativos e manter os dados atualizados para que continuem agregando valor. Alguns exemplos de benefícios obtidos incluem a continuidade do trabalho de design por meio de bloqueios devido à Covid-19, reduções de emissões de carbono devido a menos viagens ao local e comunicação mais informada entre as partes com base no contexto físico.
Foram apresentados exemplos práticos de como os dados de digitalização 3D foram usados muito tempo depois da captura original para: