Posts

3D Laser Scan untuk Shipbuilding

Penggunaan 3D laser scan untuk melakukan survey bagi dunia perkapalan sudah lama terjadi. Kecepatan dalam pengambilan data dan ketelitian dalam penggambaran adalah alasan utama penggunaan laser scan dan 3D model tersebut. Hasil akhir dari survei 3D Laser Scan tersebut dapat dimanfaatkan untuk navigasi kapal, retrofit, refurbishment, renovation maupun asuransi.

 

Model 3D kapal untuk As Built

Salah satu kegunaan as built kapal adalah untuk mengetahui ukuran dan bentuk sebenarnya dari kapal tersebut, sehingga jika dilakukan perubahan maupun perbaikan maka marine engineers dapat menyesuaikan. 3D laser scan mampu bekerja optimal untuk memberikan model yang akurat. Akurasi ini penting bagi maintenance karena perbaikan harus sesuai/tepat dengan ukuran yang diberikan.

Gambar 1. As Built Kapal

 

As built ini juga dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan lain, misalnya marketing. Calon penyewa kapal akan dimudahkan dalam inspeksi sebelum melakukan transaksi penyewaan. Gambar 3D yang aktual dan presisi mampu disajikan dari hasil modeling 3D laser scan.

 

Retrofit, Refurbishment & Structural Alteration

Marine engineer dapat melakukan perubahan pada sebuah kapal. Baik itu perubahan fungsi maupun perubahan area pada kapal. Perubahan ini memerlukan gambar sebelum dan sesudah secara detail dan akurat. 3D laser scan dapat membantu dalam mendapatkan gambaran akurat dari sebuah kapal maupun bagian-bagian dalam kapal.

Gambar 2. Hull, propeller dan struktur dalam kapal

 

Setelah mendapatkan gambar dan ukuran yang sesuai dengan sebenarnya, maka marine engineer akan membuat rencana kerja dan melakukan perubahan tersebut. Setelah selesai maka perlu dilakukan survei 3D Laser scan kembali untuk mendapatkan gambaran setelah dilakukan perubahan dan as built bagi maintenance.

3D Inspection untuk Tangki dengan Laser Scan

Dalam artikel ini yang akan dibahas tentang 3D Inspection tank dengan menggunakan data pointcloud dari Laser Scan. Penggunaan inspeksi 3D untuk tangki ini merupakan bagian dari maintenance yang disyaratkan.

 

Laser Scan untuk mendapatkan 3D Model Tangki

Peruntukan laser scan dalam analisis tangki adalah untuk mendapatkan pointcloud dari tangka yang akan diinspeksi. Laser scan survei harus mampu men-capture seluruh bagian dari tangki, sehingga akan memudahkan dalam pembentukan model 3 dimensi. Proses selanjutnya, tentu saja adalah registrasi dari hasil scan (https://zonaspasial.com/2019/10/registrasi-point-cloud-terrestrial-laser-scan-dan-cara-melakukannya-dengan-benar/). Setelah terbentuk pointcloud yang benar dari registrasi maka dapat dilakukan proses selanjutnya yanitu cleaning. Cleaning ini untuk membuang/menghapus obyek-obyek di luar tangki yang akan dimodelkan. Proses ini untuk memudahkan modeler dalam membangun obyek 3 Dimensi.

Gambar1. Tank Pointcloud

Setelah pointcloud dibersihkan dari obyek yang tidak diperlukan, maka proses selanjutnya adalah membuat mesh modeling atau model permukaan tangki. Model permukaan ini yang akan membentuk tangka seperti keadaan sebenarnya.

Bentuk tangka yang seperti aslinya (as is) akan digunakan sebagai base analisys. Permukaan yang terlihat secara visual (pandangan mata) seringkali berbeda dengan yang didapatkan dari hasil mesh modeling ini. Lekukan-lekukan kecil tidak akan terlihat oleh mata manusia. Bahkan dalam gambar hasil mesh model, mata kita seringkali tidak menemukan lekukan yang terjadi oleh berbagai sebab. Untuk itulah analisis perlu dilakukan.

Gambar 2. Mesh Modeling Tangki

 

Analisis 3D Inspection

Setelah model permukaan (mesh model) terbentuk, maka proses 3D Inspection dapat dilakukan terhadap permukaan tangki. Analisa ini akan membentuk warna berbeda bagi setiap permukaan. Tentu saja harus ada rujukan yang pasti sehingga permukaan yang melengkung dapat teridentifikasi.

Permukaan melengkung ini dapat berupa lengkungan ke dalam maupun lengkungan ke luar. Perbedaan warna dari permukaan menunjukkan kelengkungan permukaan yang dianalisa.

Gambar 3. 3D Inspection

 

Selain 3D Inspection, analisis bisa ditambahkan dengan membentangkan permukaan menjadi color map. Dengan membentangkan permukaan tangki maka akan lebih mudah secara visual dilakukan Analisa.

Gambar 4. Tank Heat Map

 

Pelatihan dan Sumber Daya Manusia

PT Zona Spasial seringkali mengadakan pelatihan untuk survei dan pemetaan. Pelatihan ini meliputi pelatihan pemetaan dengan drone, pelatihan survei dengan laser scan maupun pelatihan untuk survei bathimetri (akan segera hadir). Hal ini disesuaikan dengan bidang bisnis yang ada di PT Zona Spasial. Pelatihan  ini ada yang bersifat internal maupun eksternal.

Pelatihan internal tentu saja untuk mengembangkan kapabilitas dari staf PT Zona Spasial. Untuk staf baru, tentu saja, pelatihan ini mandatory. Kemampuan staf baru harus disesuaikan dengan kebutuhan yang ada pada perusahaan. Sedangkan untuk staf lama, pelatihan ini untuk mengembangkan keahlian pada bidangnya maupun mempelajari lebih mendalam tentang bidang yang digelutinya. Pelatihan internal bisa berupa pelatihan peralatan, perangkat lunak maupun manajemen.

Pelatihan eksternal, beberapa kali juga kami selenggarakan. Pelatihan eksternal ini biasanya dilakukan dengan memberikan materi dasar pemetaan dengan drone/UAV, Laser Scan dan 3D Modeling serta pelatihan survei batimetri. Pelatihan ini ditujukan untuk peserta di luar staf PT Zona Spasial.

Sumber daya Manusia

Ketersediaan sumber daya manusia yang mempunyai kapabilitas yang sesuai dengan kebutuhan perusahaan merupakan permasalahan yang ada sejak dulu. Keluar-masuknya personil dalam suatu perusahaan kadang menjadi masalah jika ada keterbatasan sumber daya. Apalagi perusahaan konsultan yang mengandalkan manusia sebagai aset terbesarnya.

Mengatasi hal tersebut, maka pelatihan secara berkala merupakan salah satu solusi, sehingga terjadi kesinambungan pengetahuan dan tidak ada “jomplangskill yang dimiliki. Pelatihan eksternal juga membantu menyelesaikan masalah jika suatu saat perusahaan membutuhkan tenaga kerja yang terlatih pada waktu tertentu. Ketersediaan pasar tenaga kerja yang mumpuni (sesuai dengan bidangnya) akan sangat membantu dalam proses rekrutmen.

Sumber daya manusia yang terlatih dan mumpuni hanya bisa dicapai dengan pelatihan yang berkesinambungan. Pengetahuan tentang hardware, software serta manajemen terbaru harus selalu ditingkatkan. Dengan demikian maka masalah ketersediaan sumber daya manusia dapat teratasi.

 

Registrasi Point Cloud Terrestrial Laser Scan dan Cara Melakukannya dengan Benar

Point cloud hasil terrestrial laser scan merupakan informasi spasial yang masih perlu dilakukan pengolahan lebih lanjut. Proses selanjutnya adalah melakukan penyatuan seluruh point cloud yang terpisah-pisah berdasarkan pengambilan data.

Registrasi point cloud ke dalam satu sistem yang sama adalah awal pada pengolahan data hasil laser scan. Sistem yang digunakan bisa dengan sistem lokal maupun dengan sistem global. Registrasi ini akan membuat seluruh point cloud berkorelasi dan menyatu dalam satu sistem yang sama.

 

Langkah registrasi ini memiliki dampak terhadap akurasi data yang akan digunakan, serta berdampak terhadap proses selanjutnya pada pengolahan point cloud menjadi model 3 dimensi.

Beberapa hal teknis yang perlu diperhatikan saat melakukan registrasi point cloud berdasarkan pengalaman yang kami miliki adalah sebagai berikut:

  • Lakukan Registrasi hasil TLS satu persatu berurutan sesuai perpindahan alat

Registrasi berurutan akan memudahkan dalam mengenali kesalahan, serta akan memudahkan dalam manejemen data. Setiap hasil scan akan dikenali dan jika terjadi kesalahan akan mudah dalam melakukan perbaikan.

  • Pastikan korelasi antar scan pada target memiliki error yang kecil.

Korelasi antar scan ini mempengaruhi point cloud secara keseluruhan. Error akan mempengaruhi setiap point.

  • Jika ditemukan hasil registrasi yang buruk buanglah korelasi target yang memiliki error terbesar

Korelasi target yang besar berpengaruh terhadap akumulasi error pada registrasi. Sehingga jika korelasi target yang error nya besar dibuang, maka error akan berkurang. Tetapi perlu diperhatikan bahwa target harus mempunyai ukuran lebih sehingga saat registrasi tidak kekurangan target yang akan dikorelasikan. Kami bahas masalah target pada tulisan sebelumnya.

  • Fix-kan scan yang sudah teregistrasi dengan baik agar tidak berubah

Sebaiknya scan-scan yang sudah terigistrasi dengan baik di fix-kan supaya tidak terpengaruh oleh registrasi scan yang selanjutnya.

  • Jika melibatkan scan yang banyak, buatlah grup/cluster registrasi

Kadang scan yang dilakukan bisa memuat banyak sekali tempat berdiri alat. Untuk manajemen data yang baik, lakukan grouping/cluster. Dengan grouping/cluster maka akan mudah dalam mengelola data point cloud hasil laser scan. Selain grouping/cluster, lakukan juga UNLOAD/HIDDEN (bukan DELETE) pada scan yang sudah teregistrasi dengan baik untuk scan yang berjumlah banyak.

 

Demikian beberapa hal yang bisa dilakukan dalam registrasi hasil scan. Mungkin masih ada beberapa trik lain yang bisa ditambahkan untuk mempermudah pekerjaan registrasi hasil terrestrial laser scan.

Teknologi Laser Scan dan 3D Modeling untuk Asset Management

Asset management adalah suatu proses sistematis yang bertujuan untuk mempertahankan, membaharukan, dan mengoperasikan aset secara hemat melalui akuisisi, penciptaan, operasi, pemeliharaan, rehabilitasi, dan penghapusan aset sehingga tujuan dapat tercapai secara efektif dan efisien.

Dengan bantuan teknologi laser scan dan 3D Modeling, manajemen aset dapat dilakukan dengan lebih baik. Kemampuan laser scan dalam mengcapture obyek secara teliti serta 3D model yang dilakukan secara detil akan membantu dalam proses manajemen aset. Manajemen aset untuk obyek-obyek vital akan teroganisir dan sangat membantu dalam pengambilan keputusan.

Laser scan dengan ketelitian sampai dengan 2 mm dan 3D model dengan ketelitian sampai dengan 5 mm akan menggambarkan obyek-obyek vital untuk kepentingan operasi dan pemeliharaan. Secara berkala, updating terhadap obyek-obyek dalam lingkup manajemen aset perlu diperbarui, sehingga memudahkan dalam daily operation & maintenance.

Laser Scan & Modeling untuk refabrikasi

Dalam industri kadang dibutuhkan pembuatan ulang suatu barang yang kebutuhannya bersifat unik dan mempunyai ukuran tersendiri. Pembuatan kembali (refabrikasi) terhadap suatu barang membutuhkan ukuran detil barang tersebut. Jika tersedia gambar rencana maka hal tersebut dapat dilakukan segera, tetapi jika tidak tersedia maka perlu dilakukan poembuatan as built.

As built Drawing yang sesuai dengan ukuran sebenarnya membutuhkan pengukuran yang detil. Laser scan yang dilanjutkan dengan pembuatan 3D Model akan membantu dalam pembuatan as built drawing. Selanjutnya as built tersebut dapat digunakan sebagai bahan melakukan refabrikasi.

Tahapan dalam melakukan pengambilan data laser scan dan pengolahan 3D model:

  • Pengambilan data pointcloud dengan laser scan
  • Registrasi pointcloud dengan titik control (Sphere dan target)
  • Pembuatan model 3 dimensi (3D Model)
  • Pembuatan slicing gambar 2D untuk keperluan fabrikasi

Tahapan-tahapan dalam melakukan laser scanning dan pembuatan 3D model ini dilakukan dengan ketelitian yang maksimal. Ketelitian yang bisa didapat dari Laser Scan maksimal 2mm, sedangkan ketelitian modeling 3D sekitar 2-4 mm.

Setelah tahapan-tahapan dilakukan dan ketelitian yang diperoleh sesuai dengan yang diharapkan maka, proses re-fabrikasi bisa dilaksanakan.

Teknologi laser scan

Teknologi Laser Scan untuk Survey Engineering

3D Laser scan atau Pemindaian laser 3 Dimensi menggunakan teknologi berbasis LIDAR untuk secara akurat dan efisien menangkap data 3 dimensi dalam berbagai pengaturan, terlepas dari ukuran dan fitur permukaan. 3D Laser Scan dapat digunakan tanpa menyentuh secara fisik objek apa yang sedang diukur. pemindaian laser menciptakan catatan digital yang jelas dan akurat dari kondisi yang ada (as-built). Pemindaian menghasilkan jutaan titik pengukuran yang disebut “koordinat.” Bersama-sama titik membuat data mentah dalam bentuk “point cloud.” Setiap koordinat dalam point cloud berisi nilai x, y, dan z, yang juga dikenal sebagai (Northing (y), Easting (x), dan Elevation (z)). Dari detail titik-titik ini, kita bisa mendapatkan pengukuran yang tepat dari satu titik point cloud ke titik lainnya.

Apa fungsi 3D Laser Scan?

terestrial laser scan

3D Laser Scan dapat digunakan untuk menangkap informasi dan data dari objek untuk digunakan sebagai analisis teknis dan pemodelan ulang. Penggunaan umum laser scan ini adalah:

  • As-built survey, memotret realitas atau survei kondisi yang ada
  • Verifikasi konstruksi, sortasi, dan simulasi
  • Design engineering untuk peningkatan atau perluasan fasilitas
  • Prefabrikasi
  • Deteksi benturan / benjolan
  • Dokumentasi arsitektur atau pelestarian sejarah
  • Menghitung volume, analisis deformasi, dan biaya overhead
  • Desain dan konstruksi virtual
  • Pemindaian laser untuk koordinasi fasilitas
  • Mengumpulkan data geospasial

Keunggulan dari laser scan

proses akusisi data laser scan
proses akusisi data laser scan
  • Cepat. Laser scan dapat menangkap hingga jutaan titik data 3D per detik, memberikan detail yang sangat akurat dan kaya dari setiap aspek proyek Anda.
  • Akurat. Pengukuran yang diperoleh dengan pita pengukur atau handheld GPS dapat mengalami kesalahan. Pemindaian laser adalah bentuk pengukuran paling akurat yang ada, memberikan akurasi skala milimeter atau kurang.
  • Menjawab kebutuhan survey. Berapa kali Anda meninggalkan lokasi kerja dengan menyisakan beberapa pengukuran lagi? Pemindaian BIM 3D akan menangkap data tambahan, sehingga tidak perlu kembali ke proyek untuk mengambil data tambahan.
  • Keselamatan. Pemindaian 3D dapat memperoleh pengukuran di lokasi yang sulit dijangkau atau berbahaya sambil menjaga pekerja agar tidak berada di jalur yang berbahaya.

Bagaimana proses operasional laser scan? Secara umum langkah kerja yang dilakukan adalah sebagai berikut :

Pre-Survey

Sebelum survey, tim akan melakukan pekerjaan sebagai berikut :

  • Memastikan semua alat laser Scanner berfungsi normal dan lengkap dengan segala asesorisnya.
  • Memastikan semua battery dalam kondisi penuh siap digunakan.
  • Memastikan PC dan semua software yang dibutuhkan siap digunakan.
  • Membuat perencanaan survey.

Sebagai tambahan tim survey juga akan melakukan observasi lingkungan sebagai berikut :

  • Memastikan akses kerja
  • Memeriksa area ber-vibrasi tinggi
  • Memeriksa tingkat kebisingan
  • Memeriksa hambatan pada suhu tinggi
  • Area potensi berbahaya
  • Kondisi pencahayaan
  • Hal lain yang akan mengganggu aktivitas survey

Survey Control

Tim survey akan menetapkan titik kontrol di sekitar area pekerjaan dengan menggunakan metoda traverse. Pengukuran akan menggunakan alat Total Station. Titik kontrol ini akan terikat ke titik kontrol utama (BM) yang sudah ada di lokasi atau yang di tentukan client. Titik-titik kontrol tersebut akan ditandai dengan Checkerboard yang selanjutnya akan berfungsi sebagai target pengikatan antar posisi Laser Scan.

skema transverse method
skema transverse method

Akusisi Data

Secara umum proses survey Laser Scanning akan memakan waktu sekitar 10 menit untuk satu posisi scan, dengan resolusi sekitar 6 mm pada jarak 10m. Sebagai pengikatan antan scan akan disebarkan target Sphere dan Checkerboard di sekitar area pekerjaan.

3D Laser Scanner akan mengambil data pointcloud dan photo 360° horizontal dan 270° vertikal. Alat laser Scanner hanya bisa merekam objek yang terlihat, sementara untuk mendapatkan data dari objek yang terhalang, alat harus berpindah tempat. Semua Checkerboard harus teregistrasi dengan sistem koordinat. Minimal ada 4 target yang ter-scan sebagai target ikatan antar scan.

target dan sphere untuk akusisi data
target dan sphere untuk akusisi data

Data Processing

Processing akan dimulai dengan penggabungan semua posisi scan dengan target Sphere dan Checkerboard sebagai ikatan antar scan (registrasi). Setiap scan akan terikat dengan scan lainnya minimal pada 4 target dan semua target terikat pada titik kontrol. Aktivitas ini akan menggunakan software Faro Scene. Setelah semua scan terigistrasi dengan baik, selanjutnya akan di export ke software Cyclone untuk proses QC dan pembuatan model 3D.


sumber:
https://www.truepointscanning.com/what-is-3d-laser-scanning

Portfolio Items