REVERSE ENGINEERING E TELERILEVAMENTO DI IMPIANTI INDUSTRIALIold.enea.it/eventi/eventi2010/GeoSpatial160910/Tanzi.pdf · 4 WORKSHOP TEMATICO –Dal Telerilevamento al Geo-Spatial

4 WORKSHOP TEMATICO – Dal Telerilevamento al Geo-Spatial Intelligence

REVERSE ENGINEERING E TELERILEVAMENTO DI IMPIANTI INDUSTRIALI

Taranto 16-17 settembre 2010

IMPES ENGINEERINGENGINEERING & CONSTRUCTION

Nico Tanziproject engineer

http://nuke.impeseng.it/

[email protected]

http://nuke.impeseng.it/

mailto:[email protected]

Uno dei problemi più frequentemente riscontrati nello sviluppo delle attività di ingegneria impiantistica, principalmente per quanto riguarda il revamping, il

riattamento, il trasferimento o la dismissione di impianti esistenti è l’inadeguatezza, l’incompletezza, quando non addirittura l’irreperibilità della

documentazione di progetto dell’impianto già realizzato. Ma, anche in presenza di documentazione, questa, in un gran numero di casi, difetta di

aggiornamento.

Le cause prime sono molteplici (passaggi di proprietà, ristrutturazioni organizzative, prolungati periodi di inattività, riduzione di personale, abbattimento dei

costi indiretti, mancata applicazione di procedure, mancata o insufficiente attività di revisione as-built, scarso coordinamento nelle fasi cruciali di vita

dell’impianto, smarrimento o furto di documenti, distruzione accidentale e/o dolosa di archivi, fino ad arrivare ai casi estremi di incidenti gravi, sabotaggi,

azioni belliche …) ma riconducono tutte alla mancata applicazione e mantenimento in costanza di tempo della gestione in “qualità” del flusso documentale:

cioè produzione, conservazione ed aggiornamento.

Paradossalmente, l’innovazione tecnologica recente e meno recente ha aggravato, anziché risolvere, questo tipo di problemi, da un lato con il perfezionarsi

di tecniche di riproduzione (difficile – oggi – distinguere un originale cartaceo da una sua copia), ma soprattutto con il proliferare di supporti (microfilm,

digitale), in cui ogni copia è indistinguibile dall’originale. Per giunta, tali supporti sono a rapida obsolescenza. Si provi, ad esempio, oggi, a trovare un’unità

nastri in bobina o un lettore di Floppy Disc da 8”, oltre al software in grado di interpretarne il formato.

Inoltre, l’affermarsi di nuovi metodi e tecniche di progettazione (CAD, Modellazione 3-D, Simulazione Virtuale) rende di fatto poco o per nulla utilizzabili i

disegni e le specifiche realizzati con tecniche convenzionali (disegni bidimensionali, disegni non in scala, semilavorati, fogli dati con spunte…), e questo

indipendentemente dal supporto.

Tutto ciò comporta il ridisegno parziale o totale dell’impianto oggetto dell’intervento di ingegneria, o, per utilizzare un termine più appropriato,

l’ingegnerizzazione inversa dello stesso. Qui intervengono allora le tecniche più note come back- o reverse-engineering, che consentono, attraverso

l’esame dettagliato e il rilievo di forme, materiali, funzionalità e tecniche costruttive, di risalire al progetto di un dispositivo, di una macchina o – più in

generale – di un impianto industriale.

Nel caso degli impianti, la fase fondamentale è il rilievo dell’esistente, essenzialmente finalizzato a:

•Ricostruzione dimensionale e geometrica•Identificazione di componenti e materiali•Qualificazione di dispositivi e macchinari (equipment)

È evidente che, qualora si possegga già il know-how del tipo di impianto, e che quindi si sia in grado di ricostruire rapidamente lo schema di processo,

l’attività di rilievo ne risulta fondamentalmente alleggerita, in quanto “guidata” o “guidabile”.

Per ovvi motivi di costi e tempi, la tendenza attuale è quella di spingere al massimo in direzione dell’automazione, anche nelle attività di rilievo.

L’utilizzo combinato di tecniche di telerilevamento radar satellitare o aereo, laser scanner, in abbinamento a quelle di cartografia

numerica con appoggio di ortofoto di insieme e di dettaglio può fornire soluzioni al problema a patto di predisporre regole e metodi

per un adeguato sistema di raccolta ed elaborazione dati che sia strettamente finalizzato.

ABSTRACT

SUPPORTO DIGITALE

SUPPORTO CARTACEO

DOCUMENTAZIONETECNICA



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IN OGNI IMPIANTO INDUSTRIALE

LA DOCUMENTAZIONE TECNICA AGGIORNATA

OLTRE AD ESSERE INDISPENSABILE PER:

- RIATTIVAZIONE- REVAMPING- TRASFERIMENTO- DISMISSIONE

È ALLA BASEDI OGNI INTERVENTO DI:

- UN CORRETTO ESERCIZIO- LA MANUTENZIONE- LA GESTIONE DELLA SICUREZZA

LE TECNICHE DI REVERSE ENGINEERING CONSENTONO DI:

- AGGIORNARE E/O COMPLETARE LA DOCUMENTAZIONE ESISTENTE- RICOSTRUIRE PARTE DELLA DOCUMENTAZIONE MANCANTE- CAMBIARE SUPPORTO- PASSARE A SISTEMI GRAFICI “INTELLIGENTI”, EVENTUALMENTE IN 3-D

NEL CASO DI DOCUMENTAZIONE TECNICA:

- INADEGUATA- INCOMPLETA- NON AGGIORNATA- ASSENTE- SU SUPPORTO OBSOLETO



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REVERSE ENGINEERING



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REVERSE ENGINEERING

RILIEVO DIRETTO

DISASSEMBLAGGIO

FOTOGRAFIA

CONFRONTO CON IMPIANTI SIMILARI

TECNICHE CONVENZIONALI

ORTOFOTOGRAFIA

TELERILEVAMENTO

TECNICHE INNOVATIVE

PRO: grande attendibilità

CONTRO: - tempi lunghi di esecuzione

- costi elevati

PRO: RAPIDITA’.ECONOMICITA’

CONTRO:- LIMITATE A ELEMENTI MACROSCOPICI

E PARTI VISIBILI- TECNOLOGIA E SW IN FASE DI SVILUPPO



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TELERILEVAMENTO-INGEGNERIA ELETTRICA-INGEGNERIA STRUMENTALE-MINOR PIPING *-INTERRATE-FONDAZIONI-…

- ELEMENTI PLANIMETRICI DI SPICCO -STRUTTURE- FABBRICATI- MAJOR PIPING *- EQUIPMENT- FACILITIES F.T.- …

NON È APPLICABILE A:

È APPLICABILE A:

* = IL LIMITE DI APPLICABILITÀ DIPENDEDALLA RISOLUZIONE OTTENIBILE

- è richiesto il contributo di tecnici progettisti specialisti

- è auspicabile la conoscenza del processo e del tipo di impianto



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i settori del plant-engineering che – al momento – possono

vantaggiosamente beneficiare delle tecniche di telerilevamento

sono:

- civile (edifici, opere in c.a. in elevazione, strutture primarie e secondarie)

- impiantistico (piping, equipment)

… in definitiva:

La scelta delle tecniche, apparecchiature e dei software di telerilevamento

è condizionata dalle caratteristiche del “prodotto finito” che si vuole ottenere

Il supporto conoscitivo di tecnici progettisti specialisti è fondamentale in tutte le

fasi del lavoro (preparazione, esecuzione, elaborazione, utilizzo dei risultati)

La validità ottenibile dei risultati sarrà tanto maggiore quanto maggiore è la

conoscenza che si possiede del know-how del tipo d’impianto

Anche l’eventuale maggior o minor ricorso a tecniche convenzionali (in

abbinamento) dipende dalle caratteristiche del “prodotto finito”



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BANCA DATI DI APPOGGIO

TECNICA / TECNICHE DITELERILEVAMENTO

SCELTA APPARECCHIATURE

MODALITÀ DI ESECUZIONE

MODALITÀ DI ELABORAZIONE

-RISOLUZIONE- PRECISIONE

DISCIPLINA

TIPO DI ELABORATO FINALE

FINALITÀ

SCALA FINALE DI RAPPRESENTAZIONE

TIPO E CARATTERISTICHE DIDOCUMENTAZIONE EVENTUALM. REPERITA

FLUSSO LOGICO

SCELTA SOFTWARE



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DISCIPLINA

TIPO DI ELABORATO FINALE

FINALITÀ

SCALA FINALE DI RAPPRESENTAZIONE

TIPO E CARATTERISTICHE DIDOCUMENTAZIONE EVENTUALM. REPERITA

- CIVILE- STRUTTURE- PIPING- EQUIPMENTS

- PIANTA- ELEVAZIONE- 3-D

- PLOT PLAN- DISPOSIZIONE APPARECCHIATURE- PIANTA TUBAZIONI- SISTEMAZIONI SUPERFICIALI- ELEVAZIONI (ev. unifilari)- MODELLI 3-D UNIFILARI- MODELLAZIONE SOLIDA- ….

PRESUPPOSTI INIZIALI



ORTOFOTO SATELLITARE REFERERENZIAZIONE CAD

RIDISEGNO CAD A RICALCO

-RISOLUZIONE: 0.7 m- PRECISIONE: 0.7 m

CIVILE

PIANTA

PLOT PLAN

1:100

COPIA CARTACEA DEGRADATA

SEMPLICE ESEMPIO APPLICATIVO

FLUSSO LOGICO

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SW CAD 2-D

DOCUMENTAZIONE

DISPONIBILE:

DISEGNI IN COPIA

CARTACEA DEGRADATA

Digitalizzazione a

scanner

Ortofoto satellitare

> REFERENZAZIONE

> ANALISI QUALITATIVA

> COMPENSAZIONE DIMENSIONALEDisegno CAD 2D

(nuovo)

SEMPLICE ESEMPIO APPLICATIVO:

RICOSTRUZIONE DI PLOT-PLAN12:43



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SE, DELL’IMPIANTO DI CUI ALL’ESEMPIO, SI FOSSE VOLUTORICOSTRUIRE UNA PLANIMETRIA GENERALE TUBAZIONI,LE CARATTERISTICHE BASE DEL TELE-RILEVAMENTO SAREBBERO STATE, COME MINIMO:

- SCALA DI RIPRODUZIONE: 1:50 / 1:331/3

- RISOLUZIONE: 0,1 m (*)- PRECISIONE: 0,1

CONSEGUENTEMENTE, SI SAREBBE DOVUTO OPTARE PER UNTELERILEVAMENTO AEREO, CON ORTOFOTO E FOTORESTITUZIONE.

n.b.: IN PRESENZA DI DOCUMENTAZIONE CARTACEA, ANCHE SE DEGRADATA,LA SOLA ORTOFOTO AVREBBE POTUTO ESSERE SUFFICIENTE

(*) - LA RISOLUZIONE DI 0.1m PONE 3÷4” COME LIMITE INFERIORE DEL DIA DEI TUBI RILEVABILIe comunque l’identificazione precisa dei singoli tubi anche con DIA>4” non sarebbe possibile.



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Ricostruzione dell’ingegneria di dettaglio

REQUISITI (HW & SW):

- RISOLUZIONE E PRECISIONE DELL’ORDINE DI 1mm- POSSIBILITÀ DI FILTRARE COMPONENTI OMOLOGHI- RICONOSCIMENTO DIMENSIONALE DEGLI ELEMENTI- POSSIBILITÀ DI ANALISI QUALITATIVA

-LASER SCANNER 3-D + ORTOFOTO

-CAMPAGNA DI RILEVAMENTI IN SITO



LASER SCANNERREFERERENZIAZIONE CAD

SOVRAPPOSIZIONE FOTOGRAFICARICONOSCIMENTO AUTOMATICO E ASSISTITO

MODELLAZIONE MESH / UNIFILARE

-RISOLUZIONE: 0.001 m- PRECISIONE: < 0.001 m

PIPING

3-D

PIANTA TUBAZIONI

1:33 1/3

INGEGNERIA DI DETTAGLIO (PIPING):

FLUSSO LOGICO

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ORTOFOTO

CAD 3-D + MODULI SW

BANCA DATI: LIBRERIE DI STANDARDPIPING (ASME, ANSI, ASTM, API…)

ESTRAZIONE PIANTE 2-D



INGEGNERIA DI DETTAGLIO (PIPING):

PROBLEMATICHE

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- PRESENZA DI ELEMENTI DI DISTURBO (CAVI, PRESENZE OCCASIONALI, …) -IMPOSSIBILITÀ DI INDIVIDUAZIONE SCHEDULE TUBI- IMPOSSIBILITÀ DI INDIVIDUAZIONE SPECIFICA TUBAZIONE- DIFFICOLTÀ NELL’INDIVIDUAZIONE DEL RATING DEGLI ACCOPPIAMENTI FLG- ALTERAZIONE DEI DIAMETRI LETTI PER PRESENZA DI COIBENTAZIONI- DIFFICILE RICONOSCIMENTO DELLA TIPOLOGIA DI VALVOLE E PZ. SPEC.

DENSITÀ DI TUBAZIONI (SCARSA VISIBILITÀ DELLE TUBAZIONI COPERTE)CON CONSEGUENTE NECESSITÀ DI NUMEROSI PUNTI DI STAZIONE

OSTACOLI VISIVI

IN FASE DI RILIEVO

IN FASE DI ELABORAZIONE

DIFFICILE O IMPEDITA ACCESSIBILITÀ IN ALCUNE ZONE DELL’IMPIANTO



INGEGNERIA DI DETTAGLIO (CIVILE):

PROBLEMATICHE

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- PRESENZA DI ELEMENTI DI DISTURBO (CAVI, PRESENZE OCCASIONALI, …) - SEPARAZIONE TRA STRUTTURE IN C.A. E STRUTTURE IN ACCIAIO- SEPARAZIONE TRA STRUTTURE IN ACCIAIO PRIMARIE E SECONDARIE- DIFFICOLTÀ DI RICONOSCIMENTO TIPI PROFILI SIMILI PER FORMA E/O DIMENSIONE- INDIVIDUAZIONE DELLE TIPOLOGIE DEI NODI

(LE NUVOLE DI PUNTI, IN PROSSIMITÀ DEI NODI SONO SEMPRE MENO FITTE CHE IN ALTRE ZONE PIÙ SCOPERTE)

OSTACOLI VISIVI

IN FASE DI RILIEVO

IN FASE DI ELABORAZIONE

DIFFICILE O IMPEDITA ACCESSIBILITÀ IN ALCUNE ZONE DELL’IMPIANTO



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LASER SCANNING 3-DSTATO DELL’ARTE

ELEMENTO FONDAMENTALE DEL CICLO

CAD-PROTOTYPING-SCANNING-CAE-CAM

AUTOMOTIVE DESIGN

Consente il passaggio DAL MODELLO VIRTUALE ALLE MACCHINE A CONTROLLO NUMERICO …

… ovveroDAL DESIGN ALLA PRODUZIONE


PLANT ENGINEERING



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RICOSTRUZIONE DI MODELLI 3-D D’ASSIEME DA NUVOLE DI PUNTI(creazione di contorni – superfici mesh – modelli solidi)



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RICOSTRUZIONE DI OGGETTI 3-DDA NUVOLE DI PUNTI

RILIEVI DIMENSIONALIDA NUVOLE DI PUNTI

(Immagini ed esempi tratti da http://www.kubit.it/pointcloud.htm)

http://www.kubit.it/POINTCLOUD.HTM



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PLANT ENGINEERING

DETERMINAZIONE INTERFERENZE TRANUVOLE DI PUNTI E OGGETTI CAD(clash detection)

http://www.kubit.it/pointcloud.htm

http://www.kubit.it/pointcloud.htm





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LASER SCANNING 3-D:

AREE DI MIGLIORAMENTO NEI SOFTWARE DI SUPPORTO AL CAD

- IL RICONOSCIMENTO DI OGGETTI ELEMENTARI

ELABORAZIONI NUMERICHE E GRAFICHE SULLE NUVOLE DI PUNTI

CHE CONSENTANO DI OTTENERE IN MANIERA AUTOMATICA O ASSISTITA:

- LA MODELLAZIONE SOLIDA DEI SINGOLI OGGETTI

- IL CALCOLO DEGLI ASSI GEOMETRICI

- LA MODELLAZIONE UNIFILARE

- LA QUOTATURA PER PUNTI NOTEVOLI

- L’ATTRIBUZIONE DI DATI ALFANUMERICI

- IL COLLEGAMENTO CON DATABASE ESTERNI CON TECNOLOGIE G.I.S.



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SPECIFICA DIESECUZIONE

DEL TELERILEVAMENTO

SPECIFICA DICOSTITUZIONE DEL

DATABASE (IN & OUT)

SPECIFICA DI ESECUZIONE DELL’ELABORAZIONE

CARATTERISTICHE E LIMITI DEI DATI ELABORATIMETODOLOGIA DI

VALIDAZIONE

SPECIFICA DI RIPORTO A CAD “INTELLIGENTE”

(2-D o 3-D)

ANALISI PROCEDUREANALISI DELLA DOCUMENTAZIONE

ESISTENTE

DEFINIZIONE DELLO SCOPO DEL LAVORO

FINALITÀ

ANALISI DELLE POTENZIALITÀ DELLE

TECNICHE DISPONIBILI(HW & SW)

TELER I LEVAMENTO

GRUPPO INTERDISCIPLINARE

DI LAVORO

TELERILEVAMENTO & REVERSE ENGINEERING IN IMPIANTISTICA : PROPOSTA METODOLOGICA

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