Точная градуировка силосов, бункеров, ёмкостей на мукомольном предприятии

Специалисты инженерной компании «НГКИ» выполнили проект по точной градуировке силосов для хранения зерна, муки и отрубей в Тамбовской области методом 3D лазерного сканирования на мукомольном предприятии. 3D обмеры хранилищ различных типов были осуществлены системой Leica RTC360.

После смены собственника на мукомольном предприятии была поставлена задача навести порядок в учёте сырья и готовой продукции. Для эффективного управления производством требовалось получить достоверную информацию о фактических объёмах хранения зерна, муки и отрубей, а также создать эффективный инструмент для оперативного контроля остатков, выполнив построение градуировочных таблиц для всех имеющихся хранилищ в парке предприятия. Традиционные методы определения объёмов в силосах и бункерах совсем не обеспечивали необходимой точности и требовали значительных трудозатрат, они безнадёжно устарели. Для решения поставленной задачи собственниками было принято решение применить технологию наземного лазерного сканирования, обратившись в компанию «НГКИ», которая долгие годы занимается градуировкой силосов, бункеров, хранилищ и определением объёмов хранения сырья и готовой продукции на складах.

Лазерное сканирование силосов разных типов и составление градуировочных таблиц

На первом этапе работ было принято решение выполнить 3D лазерное сканирование внутреннего пространства всех пустых силосов каждого типа, далее построить их точные обмерные 3D модели, а затем составить градуировочные таблицы с шагом в 1 см. В этих градуировочных таблицах измерению от люка до уровня зерна соответствует значение объёма продукта.

Наземное лазерное сканирование — это технология дистанционного измерения поверхности объекта с получением в короткие сроки детальной цифровой 3D модели в виде облака точек, где каждая точка имеет свою пространственную координату. Обмерные работы на объекте осуществлялись лазерным сканером Leica RTC360, который представляет собой высокоточный прибор, позволяющий в автоматическом режиме проводить до 2 миллионов измерений в секунду.

С целью достижения максимального охвата и детальности измеряемого объекта необходимо производить 2–3 скана на каждый силос изнутри. 3D лазерное сканирование внутреннего пространства силосов обеспечивает максимальное покрытие и детальность съёмки, а высокая плотность облаков точек даёт возможность при их дальнейшей обработке определить точку замера рулеткой.

Сшивка (уравнивание) сканов, полученных с разных стоянок 3D лазерного сканера, выполнялась нами методом общих перекрытий. В результате осуществлённой камеральной обработки отдельных сканов были сформированы сшитые единые облака точек на каждый из пяти видов обмеренных силосов. Для дальнейших построений полученные облака точек были очищены от шумов и посторонних объектов. После этого были созданы обмерные 3D модели для каждого силоса, которые позволяют производить точные измерения и подсчитывать объёмы. Эти 3D модели были построены в масштабе 1:1 и могут быть использованы в дальнейшем в качестве отсчётных.

После создания 3D моделей для всех типов хранилищ нашими инженерами были рассчитаны точные градуировочные таблицы для каждого из силосов с шагом в 1 см. Градуировочная таблица по пустотам отображает количество объёма на каждом сантиметре высоты силоса. При полном заполнении силоса измеренная пустота равна нулю.

Лазерное сканирование хранилищ с зерном и определение объёмов складских остатков

Работы выполнялись на предприятии с непрерывным производственным циклом. Одной из основных задач являлось получение данных по пустым ёмкостям без остановки технологических процессов.

Благодаря совместной работе специалистов инженерной компании «НГКИ» и сотрудников мукомольного предприятия удалось провести измерения как минимум одной пустой ёмкости каждого типа. Для всех однотипных объектов были выполнены дополнительные проверки геометрии, подтвердившие их полную идентичность. Такой подход позволил сформировать достоверную основу для дальнейших расчётов объёмов продукции во всех объектах хранения.

На основе данных лазерного сканирования были созданы детализированные трёхмерные модели силосов и бункеров. Это позволило определить не только геометрию самих объектов, но и фактическое положение продукции внутри них.

На втором этапе нашими специалистами были обмерены силосы с продукцией. Поверхность зерна в силосах никогда не бывает горизонтальной плоскостью, она чаще всего представляет из себя насыпной/ссыпной конус, а также может иметь сложно описуемую форму. Чтобы точно определить объёмы зерна, нужно произвести лазерное сканирование насыпей зерна во всех силосах и построить их точные 3D модели, чтобы учесть уникальную форму каждой насыпи.

По данным обмеров для каждого типа ёмкостей были составлены индивидуальные градуировочные таблицы, которые позволяют оперативно определять объём продукции по измеренной величине свободного пространства.

Одним из ключевых результатов этого проекта стала разработка методики косвенного определения массы продукции. Расчёт выполняется на основании измеренного объёма с использованием формулы Янссена, натурной плотности материала и коэффициентов уплотнения. Такой подход даёт возможность оперативно получать данные, пригодные для производственного учёта и инвентаризации запасов.

После завершения всего комплекса работ предприятие получило:
— достоверные данные о фактических объёмах хранения продукции;
— комплект градуировочных таблиц для всех обследованных объектов;
— инструмент оперативного контроля остатков сырья и готовой продукции;
— основу для проведения инвентаризаций и сверки складских данных;
— повышение прозрачности учёта без остановки производства.

Технология наземного лазерного сканирования позволяет решать задачи, которые сложно или невозможно выполнить традиционными методами:
— высокая точность измерений;
— безопасность персонала;
— минимальное влияние человеческого фактора;
— высокая скорость работ;
— возможность обследования объектов сложной геометрии;
— получение цифровой модели объекта для дальнейшего анализа.

Преимущества лазерного сканирования при измерении объёмов сыпучих материалов

Целесообразность применения технологии 3D лазерного сканирования при выполнении данных видов работ основана на её уникальных возможностях. Среди отличительных особенностей метода 3D сканирования следует отметить три основных:

— полная реализация принципа дистанционных измерений с широчайшим набором возможностей для дальнейшей компьютерной обработки результатов измерений, что даёт возможность значительно снизить трудозатраты, повысив эффективность и сделав работу более безопасной;

— полнота получаемой информации превышает все ранее реализованные методы, поскольку высочайшие точность и подробность результатов проведённых измерений позволяют адекватно отображать объекты даже самой сложной «нематематической» формы и практически неограниченно расширяет сферу применения технологии;

— непревзойдённая скорость работы, при которой информация об объекте в виде точечной 3D модели собирается за считанные минуты, предоставляя уникальную возможность оперативного контроля.

Инженерное предприятие «НГКИ» обладает большим многолетним опытом проведения обмерных работ по точному определению объёмов хранения сыпучих материалов для целей аудита и инвентаризации складов сырья. Сотрудники нашей компании при выполнении съёмки применяют современную технологию лазерного сканирования, которая даёт возможность детально обмерить и отразить форму бурта или же поверхности кучи сыпучего материала на складах или в силосах, а после этого рассчитать необходимые объёмы с минимальной погрешностью. Подробное описание всех видов выполняемых нами работ в этом сегменте рынка вы сможете найти на следующей странице в разделе «Услуги» нашего сайта:

— «Точное измерение объёмов сыпучих материалов и инвентаризация складов сырья».