Endüstriyel tesisler, oldukça karmaşık yapılardır. Birbirleriyle iç içe geçmiş, oldukça büyük tesisatlar, her biri ayrı ayrı kontrol edilmesi istenen ayrı birimler olabilir. Yapının karmaşıklığı, çoğu zaman tesisin kontrolünü yürütmekle görevli çalışanlara zorluk çıkarır.
Yaptığımız işten bir örnek vermek gerekirse, bir istemci (tesis yönetimi), gemi içerisinde bulunan ve petrokimyasal madde üretme, taşıma ve boşaltma işlemleri gerçekleştiren bir endüstriyel tesisin 3D modelini talep etmiştir. Yapı, denizde hareket halinde olan bir taşıt içerisinde olduğu için yapısal deformasyonlar sıklıkla görülmektedir. İstemci, tesis içerisindeki tüm yapıların, teknik özellikleri açısından birbirinden ayrılmış ve detaylı bir 3D bilgisine ihtiyaç duymaktadır.
3D Lazer Tarama Teknolojisinin Endüstriyel Tesislerde Kullanımı
Endüstriyel tesisler, diğer tüm yapılardan farklı olarak kendilerine özgü saha koşullarıyla ölçme zorlukları oluştururlar. Yapının karmaşıklığıyla birlikte, yoğun ve iç içe geçmiş tesisatın her bölgesini görecek şekilde cihazı konumlandırmak oldukça zordur. Bununla birlikte, çalışan kimi tesis mekanizmaları, oldukça yüksek sıcaklığa erişebilir ve bu durum ortam sıcaklığını da arttırır. 3D lazer tarayıcılar, belirli sıcaklıklarda çalışabildiği için bazı endüstriyel tesislerin ölçme işlemleri sırasında bu tesisatların durdurulması gerekebilir.
Lazer tarama uzmanı, böylesine karmaşık bir yapının ölçülmesinden önce bir dizi saha çalışması yapmış ve analizleri neticesinde “ölçme stratejisini” geliştirmiştir. Saha koşullarının incelenmesi sırasında, tesisin uzman çalışanlarından gerekli bilgileri almış ve ne amaçla 3D bilgiye ihtiyaç duyulduğunu analiz etmiştir. İstemcinin olabildiğince doğru bilgiye sahip olması gerektiğinden ve boru hattı, çelik yapı ve makinelerden dolayı, ayrıca çok yoğun bir endüstriyel ortam olması nedeniyle 3D Yersel Lazer Tarayıcı (YLT) kullanılması en doğru tercih olarak görülmüştür (Van Genchten, 2008; Aygün, 2018).
YLT, bu ve benzeri işlerde, tesisat bağlantılarının ve ankraj cıvatalarının yerini belirlemek ve boru sistemlerinin boyutlarını ve konumlarını doğrulamak da dâhil olmak üzere, tüm yapı geometrisini elde etmek için kullanılabilir. Bir fırtınada hasar oluşması durumunda, yapı, onarım veya hizmetten çıkarma işlemleri için meydana gelen hasar hızla belgelenmelidir. (Van Genchten, 2008; Aygün, 2018)
Endüstriyel tesislerde YLT kullanımı hem tasarımdan imalat ve montaja kadar, mevcut durumun doğru, güvenilir ve kapsamlı dijital bilgilerinin temin edilmesi hem de ölçüm sürelerinin kısa olması açısından müşteriye fayda sağlar.
Lazer tarayıcılarla elde edilen 3D nokta bulutları sayesinde, endüstriyel tesislerde yapılması muhtemel yeni imalatlar, çok küçük ya da çok büyük parçaların tasarımları, montaj çalışmaları gibi tesis için çok önemli işlerin daha doğru bir biçimde yapılması sağlanır. Bu tip tesislerin ihtiyaç duyulan her seferde, lokal ölçmelerin yapılması, bir projenin tüm sermaye maliyetinin %10‘una veya daha fazlasına karşılık gelebilmektedir. Buna karşılık, tek seferde tüm tesisi 3D lazer tarayıcıyla ölçme maliyeti, genellikle proje maliyetinin %1’inden azdır. Başka bir deyişle, yüksek çözünürlüklü lazer tarama ölçmesinin bir kez yapılması, verinin yeniden üretilmesi ve işlenmesi süreçlerinde önemli ölçüde azalmaya yol açacaktır; ölçmeler için %2 ve proje yenileme çalışmaları için %4‘lük bir kazançla projenin toplam maliyetinin %5 azaldığı hesaplanmıştır. (Van Genchten, 2008)
Ayrıca, lazer tarama kullanmanın mevcut ve potansiyel güvenlik sorunlarını indirgeyen olumlu bir etkisi vardır:
- Ölçmeler belli bir mesafeden yapıldığından, ölçme ekipleri en uygun tarama yerlerini seçebilirler ve
- lazer tarama sisteminin hızlı olması sayesinde, risklere maruz kalma olasılığı azalır.
Şekil 1 : Endüstriyel tesislerde cihaz kurulumu. (Van Genchten, 2008)
Lazer tarama uzmanı böylesine karmaşık bir yapı için oldukça titiz bir ön çalışma yapmıştır ve bu süreçte tesis çalışanlarından oldukça fazla yardım almıştır. Sahada yapılan analizlerden sonra ölçme ekibi ve ekipmanı bilgisi, kullanılacak hedeflerin türü ve sayısı, cihazın kurulacağı yerler gibi ölçme işleminde kullanılacak bilgiler toplanmış ve ölçmeler yapılmıştır. Bu bilgiler, uzmanın hazırladığı yöntem açıklaması belgelerinde belirtilmiştir. Ayrıca, “Kalite Güvencesi [Quality Assurance (QA)]” gözetilerek ve tesis şartlarında, tarayıcının ölçme esnasında hareket etme ihtimali düşünülerek, ölçme öncesi ve sonrası her tarama verisi kontrole tâbi tutulmuştur. Bu kontroller nokta bulutlarının incelenmesi ile yapılmış ve genel bir kontrol için total station ile ölçmeler de yapılmıştır. (Van Genchten, 2008; Aygün, 2018)
Belirlenen çözünürlükte ve sayıda tarama yapıldıktan sonra nokta bulutları birleştirilmiş ve kontrollerin yapılmasının ardından sonuç ürün hazırlama çalışmalarına başlanmıştır.
Şekil 2 : Endüstriyel tesisin birleşmiş nokta bulutu. (Van Genchten, 2008)
Bu gibi endüstriyel tesislerin nokta bulutu üzerinden modellenmesi, en zor modelleme çalışmalarından biri olarak görülmektedir. Modelleme yazılımlarının birçoğu, bu tip objeler için özel araçlar geliştirmişlerdir. Bu özel araçlar, boru hattı modellemenin (pipe modelling) yanı sıra karmaşık boru tesisatına ilişkin çeşitli kontrolleri de yapabilir.
Şekil 3 : Endüstriyel tesisin modelleme çalışması. (Van Genchten, 2008)
Tesisat içerisindeki iç içe geçmiş yapılar, dışarıdan bakıldığı zaman dikkat çekmektedir. Bu tesisatlar birbirine bağlı olmayabilir. Nokta bulutları, bu gibi metal ve farklı renge boyanmış yoğun objelerin olduğu ve yüksek sıcaklık barındıran objelerde birçok hata içerebilir. Objelerin 3D geometrisinde oluşabilecek hatalar, modelleme esnasında uzmanlara zorluk çıkarabilir. Bu yüzden boru hattı modellemesi yapılan programlarda, özel olarak modellenen boru hatlarının birbiriyle çakışmasını (clash detection) kontrol eden araçlar mevcuttur. (Aygün, 2018)
Şekil 4 : Boru model üzerinden proje çizimi üretimi. (Van Genchten, 2008)
Yukarıdaki şekilde görülen proje çizimi, tesis çalışanlarının aşina oldukları bir veridir. Bu veri hem ölçme stratejisinin doğru oluşturulduğuna hem de istemci taleplerinin dikkate alındığına dair bir göstergedir.
Pek çok endüstriyel tesis sahibi, tesislerinin 3D belgelemesi ile yakından ilgilenmektedir. Bunun nedeni, artan güvenlik düzenlemeleri ve tesiste yapılan çalışmalardaki hataları en aza indirme isteğinden kaynaklanmaktadır. Yıllardır YLT kullanılarak yapılan bu ve benzeri çalışmalarla son derece başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Sonuç ürün olarak sunulan tesisin 3D modeli ve model üzerinden üretilen proje çizimleri, endüstriyel tesislerde yapılan işlerin kontrol altında tutulmasına imkân tanımıştır.