3D-Scan einer Müllverbrennungsanlage zur systematischen Verbesserung der Anlagendokumentation

Abstract

Eine Müllverbrennungsanlage ist ein Ort hoher technischer Komplexität und damit einhergehendem, hohem Aufwand für Betrieb, Instandhaltung und Dokumentation. Letztere ist unverzichtbar für die Mannschaften, welche die erstgenannten Tätigkeiten sowie die Optimierung ausführen. Eine dreidimensionale, digitale Erfassung der Anlage stellt sich als eine innovative Möglichkeit dar, ebendiese Tätigkeiten und Personen zu unterstützen. Hierfür wurde zunächst eine Analyse einschlägiger Literatur durchgeführt, um die Grundlagen der diversen 3D-Scan-Technologien herauszuarbeiten und eine für den vorliegenden Einsatzfall optimale zu identifizieren. Sehr gut geeignet sind hierbei WMLS-Systeme (Wearable Mobile Laserscanner), welche flexibel im Einsatz sind und sich mittels SLAM-Algorithmus (Simultaneous Localisation and Mapping) eigenständig im Raum orientieren können. Besonders vorteilhaft stellen sich hierbei der geringe Zeit- und überschaubare Kostenaufwand dar. Die Ergebnisqualität kann durch vorab und während der Ausführung getätigte Maßnahmen, wie beispielsweise Sicherstellung guter Lichtverhältnisse, optimiert werden. Im Zuge der Praxisumsetzung entstand zum einen eine Punktewolke, welche direkt zur Unterstützung von Planungs- und Umbauarbeiten genutzt werden kann, zum anderen ergibt sich ein im Google Street View-Stil virtuell begehbares Modell, welches mit Daten befüllt werden kann – die vorliegende Arbeit legt ihren Fokus auf letzteres. Die Anlagenkomponenten werden, zunächst in einem Pilotareal, nach einer zuvor definierten Kategorisierung und Richtlinie im virtuellen Raum markiert, so dass sie entweder direkt bei der Navigation im Modell oder über eine integrierte Suchfunktion schnell auffindbar sind. Diese Form eines virtuellen Anlagenmodells sowie der Datenaufbereitung und -darstellung eignet sich besonders für den Informationsaustausch bzw. die schnelle Informationsbeschaffung, insbesondere bei Kommunikation mit und Nutzung durch nicht in unmittelbarer Nähe der Anlage befindliche Mitarbeiter.

A waste incineration plant is a place of high technical complexity, resulting in high effort for operation, maintenance, and documentation. The latter is inevitably for the personal who is responsible for running and optimising the plant. A three-dimensional, digital capture of the plant is an innovative possibility for supporting those jobs and people. Therefore, an analysis of relevant literature has been carried out to explain the basics of the various existing 3D scan technologies and identifying one optimally suited for the use case in question. WMLS systems (wearable mobile laserscanner) figured out to be especially suited for that use case. They are very flexible in usage and able to orientate themselves in an area with SLAM algorithm (simultaneous localization and mapping). Low costs and low time effort make these systems especially advantageous. The quality of the scan result can be improved by measures before and during the scan, like ensuring optimal lightning conditions. During the practical execution, a point cloud was created which can be used directly for planning or modifications, as well as a model where one can move around virtually, working similar to Google Street View. This work will be focusing on the latter. The model can be complemented with additional information, starting in a pilot area, whereas components of the plant are tagged following a categorization and directive. So, they can be quickly identified when navigating inside the model or found via the integrated search. This way of a virtualization of a plant with data integration is especially suited for gathering and exchanging information, in particular with and by personnel, respectively, which is not in close proximity to the plant.