FARO 激光掃描儀Focus3D應用于壓載水處理系統

環境問題，如海洋、空氣污染，通常是由工業廢 水、廢氣和煙塵造成的。而導致海洋污染的另一 個鮮為人知的原因卻是船舶排出的壓載水。

大型船舶通常將淡水或海水注入船艙以及貨艙， 來保持船舶的穩定和平衡。這種水被稱為“壓載 水”。船舶每到一處停泊港口，在裝載貨物之前 或卸載貨物之后，就會注入壓載水。壓載水隨 船舶航行，往往會被船舶從一個地區帶到數千公 里外的另一個地區。

這就導致了一個問題，因為海水中含有沉淀物、 浮游生物以及各種微生物，當船舶在停泊港口排 出壓載水時，就可能將有害水生微生物轉移到當 地海水中，從而對海洋生態平衡帶來很大的影響。 事實上，壓載水轉移問題近幾年來已經引起了美 國、澳大利亞等等許多國家的重視。

為了應對這一日益嚴重的問題，海事組織（IMO）實施了“壓載水管理公約”，公約要求所有遠洋船舶必須安裝壓載水處理系統。這意味著，在接下來的幾年里，超過 30000 艘現役船舶將安裝壓載水處理系統。

一項由ClassNK 提供支持的聯合研究

在航運業需求的推動下，一個名為“三維激光掃描儀的有效利用”的聯合研究團隊成立了，專門研究如何使用三維激光掃描儀來設計壓載水 處理系統。研究團隊共由 8 家成員組成，包括 ClassNK、日本郵船株式會社（NYK Line）、日 本大阪商船三井船務株式會社（MOL）、日本川崎 汽船株式會社（“K” Line）、日本貨物運輸技術 研究所（MTI）、日本佐世保重工業株式會社、日本 Sanwa Dock 株式會社、東京大學以及 S.E.A. Systems, Inc。研究工作作為團隊“產 業界聯合研發”計劃的一部分，由 ClassNK 提供支持。

利用Focus3D 掃描船上的輪機艙

設計：一個艱苦又費力的過程

通常情況下，壓載水處理系統安裝在船舶的輪機 艙或泵艙。由于船舶既有的管道系統和機械系 統非常復雜，在一艘正常運作的船舶中安裝一套 全新的大型系統需要耗費大量的時間和精力。

制作詳細圖紙的傳統方法需要進行人工測量并復 制實際現場布局。安裝新系統需要的所有改造工 作均須參照這些手工制作的圖紙進行。這就需要 對船舶進行大量的現場檢測，并耗費相當長的設 計時間。此外，人工測量方法的弊端還在于圖紙 上任何一點細微錯誤，在新系統安裝過程中都可 能導致較大規模的設計缺陷。

Focus3D 所捕捉到的設備間的數據點

基于收集的數據點創建的設備間三維CAD 模型

基于對輪機艙現有結構的三維掃描所計劃的壓載水處理系統設計

使用 Focus3D 進行測量

Sanwa Dock 摒棄傳統方法， 投資購買了 Focus3D 來測量輪機艙。Focus3D 是一款輕巧 緊湊型三維（3D ）激光掃描儀，其重量為 5 公 斤，外形尺寸為 24 厘米 x 20 厘米 x 10 厘米。 Focus3D 具備976000 點/ 秒的掃描能力，并 能夠快速制作出的高保真數字圖像。

Focus3D 的使用為 Sanwa Dock 節省了大量 現場測量時間。使用 Focus3D 前，技術人員需 要花費數天的時間對艙內管道和設備進行人工測 量。而使用 Focus3D 后，完成這項任務只需要 幾個小時至一天的時間。此外，Focus3D 捕獲的 測量點信息可以轉換成三維 CAD 數據，技術人 員可以直接使用 CAD 數據創建三維設計圖紙。

集成式彩色攝像頭能夠提供照片級的三維掃描 圖像，這有助于迅速識別輪機艙復雜管路。一 位 Sanwa Dock 設計工程師對 Focus3D 的便 攜性印象深刻，他評論說：“ Focus3D 的設計非 常緊湊而且輕便，它可以在任何船舶的小型輪機 艙內輕松部署。尤其在作業空間非常狹小，技術 人員甚至無法進入艙室進行測量作業時，這一優 勢就更加明顯了。而且 Focus3D 操作起來非常 簡便。”

通過三維 CAD 數據提率

一旦 Focus3D 捕捉到目標區域的數據點，配套 軟件便開始運行，使用這些數據制作完整的三維 模型。因而全新的壓載水處理系統及其管路可以 與現有船艙結構實現無縫整合。技術人員可以根 據的三維模型進行預先規劃，這就可以制作 出*設計方案，并把關鍵項目，如詳細的結構 設計、施工材料和施工圖紙的準備時間計算在內。 此外，在壓載水處理系統安裝完畢后，也很容易 獲知整體布局狀況并辨別潛在的問題。使用傳統 的二維模型，這些問題都是難以解決的。

歸功于 Focus3D 所節省的時間，項目工期大大 縮短。技術人員可以將主要的時間和精力放在系 統的安裝上。設計、生產和設備安裝可以得到更 好的管理，這使得每個項目都能夠如期完成。

由于《壓載水管理公約》在不久的將來將付諸實 施，壓載水處理系統的安裝需求將激增。航運 業旺盛的安裝需求極有可能一時無法得到滿足。

一些大型航運公司已經提前規劃并考慮在《壓載 水管理公約》實施之前安裝壓載水處理系統。為 滿足短時間內的高需求，航運公司目前的當務之 急是在確保安裝無誤的同時想辦法縮短安裝耗 時。對此，激光掃描技術是能夠在zui短時間內捕 獲大量數據，從而準確構建三維模型的zui 方法。這也被證實是為滿足航運業在未來幾年的 需求，應對迫在眉睫的壓載水處理系統的生產安 裝挑戰的zui有效和zui有希望的解決方案。

關于 SANWA DOCK CO., LTD

Sanwa Dock 是日本的一家的船舶維修企業，為各型船舶維護和改裝提供維修設備。公司專業維修中小型船舶，設備*，也具備對一般貨輪乃至特殊船舶實施各項維修和改裝作業的技術能力。

積極應對安裝壓載水處理系統、保護海洋環境挑戰的同時，Sanwa Dock 始終是日本航運業企業，以其技術能力聞名。