สะพานหมุนได้ที่เชื่อมท่าเรือกับแผ่นดินใหญ่ตั้งอยู่ในระบบท่าเรือชายฝั่งทางตะวันตกเฉียงเหนือ สะพานนี้ถูกปลดประจำการและปล่อยให้เปิดอยู่หลังจากเกิดเหตุการณ์ที่ทำให้สะพานบิดเบี้ยวสองครั้ง

บริษัทเรือข้ามฟากต้องการใช้สะพานเพื่อจอดรถ จึงจำเป็นต้องทำให้สะพานกลับมาใช้งานได้ตามปกติอีกครั้ง อย่างไรก็ตาม สถานการณ์ดังกล่าวกลับกลายเป็นสถานการณ์ที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออก

บริษัทจำเป็นต้องปิดสะพานเพื่อตรวจสอบว่าสะพานทำงานได้อย่างถูกต้องหรือไม่ แต่หากปิดสะพานแล้วสะพานไม่ทำงานอย่างถูกต้อง สะพานจะติดขัดในตำแหน่งนั้นจนไม่สามารถเข้าไปในท่าเทียบเรือได้

แม้ว่าการทดสอบในโลกแห่งกายภาพจะไม่สามารถดำเนินการได้ แต่บริษัทก็พบวิธีแก้ปัญหาในโลกเสมือนจริง โดยสร้างสะพานจำลองแบบดิจิทัลโดยใช้เครื่องสแกนเลเซอร์ระยะไกล และจำลองการเคลื่อนไหวของสะพานหากสะพานถูกปิด

การสแกนสะพานหมุนได้

แนวทางนี้เป็นผลงานของ OR3D ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการวัดแบบ 3D และ Robert Wells ผู้จัดการฝ่ายบริการ บริษัทจากสหราชอาณาจักรแห่งนี้เลือกใช้เครื่องสแกนเลเซอร์ 3D เพื่อบันทึกรายละเอียดทั้งหมดของสะพาน และเลือกใช้ Geomagic Design X เพื่อประมวลผลข้อมูลการสแกนและสร้างแบบจำลอง CAD ที่จะใช้ในซอฟต์แวร์จำลอง

การสแกนดำเนินการโดยทีมงานสองคนในวันเดียว ทำให้ได้การสแกนความละเอียดสูงจำนวน 120 ครั้ง

ข้อมูล X12 ได้รับการตรวจสอบและอัปโหลดไปยัง Geomagic Design X Sean Kean ซึ่งเป็นวิศวกรแอปพลิเคชันของ OR3D ได้สร้างแบบจำลองของสะพาน, พื้นที่โดยรอบ, เชื่อมต่อส่วนต่าง ๆ เข้าด้วยกัน รวมถึงฐานรองและตำแหน่งตรงกลาง, รางลูกกลิ้ง และบล็อกใด ๆ ที่สะพานตั้งอยู่เมื่ออยู่ในตำแหน่งเปิด

ความถูกต้องของส่วนประกอบสำคัญ

การสร้างแบบจำลองและการประมวลผลข้อมูลใช้เวลาสองสามวันเนื่องจากขนาดและความซับซ้อนของแบบจำลองและข้อกำหนดด้านความแม่นยำ

“เมื่อเราสร้างแบบจำลองสะพานใน Design X แล้ว เราก็ทำการจำลอง และพบว่าสะพานจะชนกันในตำแหน่งหนึ่ง” Kean อธิบาย “นั่นทำให้บริษัทมั่นใจที่จะลองใช้งานจริง”

จากการจำลองพบว่าสะพานจะชนพื้นผิวอื่นด้วยระยะห่างสองถึงสามมิลลิเมตร ซึ่งคำทำนายนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าถูกต้องในการทดสอบจริง “เราจะไม่สามารถจำลองสิ่งนี้ได้อย่างถูกต้องหากไม่มีความแม่นยำ ทั้งจากข้อมูลการสแกนและแบบจำลอง CAD เมื่อมองในทางปฏิบัติ Geomagic Design X เป็นแพ็คเกจเดียวเท่านั้นที่สามารถทำได้” Kean กล่าว

คุณสมบัติบางประการมีบทบาทสำคัญในการบรรลุระดับความแม่นยำนี้ เริ่มจาก MeshSketch และ Deviation Analysis ซึ่งเป็นเครื่องมือสองชิ้นที่ Kean ชื่นชอบ “ภายในสเก็ตช์ เราสามารถตรวจสอบความเบี่ยงเบนระหว่างเอนทิตีสเก็ตช์พื้นฐาน ไม่ว่าจะเป็นเส้น, ส่วนโค้ง หรือแม้แต่สลัก และข้อมูลได้ทันที ดังนั้นเราจึงสามารถดูได้ว่าเรากำลังวาดได้แม่นยำเพียงใด” เขากล่าวอธิบาย

การวิเคราะห์ความเบี่ยงเบนแบบ 3D ทำให้ Kean สามารถมองเห็นความเบี่ยงเบนของพื้นผิวที่เขาสร้างขึ้นและข้อมูลการสแกนโดยใช้แผนที่สี ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการทำความเข้าใจว่าเขาสร้างแบบจำลองชิ้นส่วนได้ดีเพียงใด “การรู้ว่าเราสร้างแบบจำลองได้แม่นยำเพียงใดทำให้เราสามารถกลับไปหาลูกค้าและบอกได้อย่างมั่นใจว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับสะพาน หากขาดข้อเสนอแนะอย่างต่อเนื่องที่คุณได้รับจาก Geomagic Design X การสร้างแบบจำลองที่ดีนั้นยากมาก” เขากล่าว

มากกว่า CAD แบบดั้งเดิม

อีกเหตุผลหนึ่งที่ Kean เลือกใช้ Geomagic Design X ก็คือ Geomagic Design X รวมเทคนิคการสร้างแบบจำลองดั้งเดิมที่สำคัญทั้งหมดของแพ็คเกจ CAD ไว้ด้วย นอกเหนือจากความสามารถที่จำเป็นสำหรับการแก้ไขการสแกนที่มีประสิทธิภาพ

Kean กล่าวว่าการย้อนวิศวกรรมสะพานด้วยโซลูชัน CAD ทั่ว ๆ ไปจะไม่ส่งผลให้ได้คุณภาพในระดับเดียวกัน “แพ็คเกจ CAD ส่วนใหญ่ในปัจจุบันสามารถจัดการกับรูปแบบตาข่ายบางรูปแบบได้ แต่ไม่สามารถจัดการกับรูปแบบตาข่ายในระดับที่ใกล้เคียงกับ Design X ได้”

อีกด้านที่ Geomagic Design X เอาชนะซอฟต์แวร์ CAD ได้คือชุดข้อมูลขนาดใหญ่ “ข้อมูลภาคพื้นดิน เช่น ข้อมูลที่เราใช้ในโครงการนี้ มีขนาดใหญ่มาก แพ็คเกจ CAD แบบดั้งเดิมไม่สามารถจัดการกับข้อมูลขนาดนั้นได้ ในตอนแรก เราอาจพูดถึงข้อมูลจำนวนหลายร้อยล้านจุด จากนั้นเราจะลดจำนวนลง แต่การลดจำนวนลงเป็นอีกสิ่งหนึ่งที่คุณไม่สามารถทำได้ด้วยแพ็คเกจ CAD แบบดั้งเดิม” Kean กล่าว

เมื่อ OR3D ส่งมอบแบบจำลองและการจำลอง ลูกค้าของพวกเขาต่างก็ทึ่งกับความชัดเจนและความแม่นยำของข้อมูล ผลลัพธ์ที่ได้ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์สแกนในด้านหนึ่ง และความสามารถอันทรงพลังของซอฟต์แวร์ในอีกด้านหนึ่ง “ไม่มีแพ็คเกจวิศวกรรมย้อนกลับอื่นใดที่มีความสามารถใกล้เคียงกับความสามารถในการสร้างแบบจำลองที่ Design X ทำได้” Kean กล่าว