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熟悉船舶工程和制造工藝的業內人士肯定知道，船舶建造多采用分段建造法，即將零件、預裝好的部件在胎架上組合焊接成分段或總段，然后由船臺裝配成整船的建造方法。而當船體合攏組裝時，在船體上遍布著各種各樣的管道，這些管道都需要互相*適配以確保船體安裝的完整。由于船體在生產過程中存在焊接和生產加工的偏差，并不能保證每部份船體都保持一致，這也導致后期在船體上很難布置管道。為了確保管道可以正確無誤的安裝在船體上，客戶通常不會進行整根管道的安裝方式，而是采取管道中間斷開一段距離，然后通過測量手段將兩管道法蘭盤的相對距離測出，最后重新生產及安裝一根管道將斷開的管道連接起來。這就是合攏管的測量和制作過程。
當前國內大部分造船廠合攏管的制作方法基本仍停留在人工靠模取樣，在船臺、船務現場制作模板或修割管子的方式，*依賴工人經驗和技能水平，工藝落后、勞動強度大卻效率低、浪費材料且現場作業環境存在不安全因素；一些走在技術前沿的造船廠商則會采用較為先進的現場拉線測量合攏管的方式，雖有所改良，但受限于狹小的操作空間和障礙物的干擾，精度不高不說，還特別影響測量效率。
客戶現有的測量解決方案
使用拉繩傳感器測量一對法蘭的相對空間位置。在一端法蘭安裝拉繩測量機，另一端法蘭3個螺栓孔安裝輔助定中裝置，測量機從3個位置測量與另一端3個螺栓孔的距離，3組數據經計算得到兩個法蘭的相對位置。這是目前國內應用最多的測量方法。
兩端法蘭各選3個螺栓孔安裝輔助定中反射靶點，測量現場也布置若干反光靶點，采用照相機多角度拍攝多張圖片，經軟件進行圖片處理獲得一對法蘭的空間位置。
使用光筆測量機測量一對法蘭的相對位置，兩端法蘭各選3個螺栓孔安裝輔助定中裝置，通過光筆測量機測量獲得這6個點的空間坐標，經計算獲得一對法蘭的相對位置。
以上方法都要在螺栓孔裝拆輔助定中裝置，需拆裝管端保護，現場安裝架設測量設備，測量前的準備工作耗時較多。測量工作效率仍有很大提升空間。管子密集、空間狹小的情況下會導致測量受限，拉繩測量受限較多，且這種測量手段并不精確，測量時間較長，通常客戶測量一個船體部分12根管道需要一天的時間，另外由于在船艙里進行測量時施工噪音、測量環境、安全等因素干擾，整體對操作人員的體能挑戰非常之大。
而攝影測量、光筆測量雖然相對受限較少，但也都是需要通過逐對法蘭測量，逐根合攏管數據處理和設計。下圖這樣的多管場景下，設計過程中無法進行多管走線和空間位置協調。因其走線有時并不協調，甚至發生干涉，且在設計階段無從檢查驗證，要等到合攏時才發現。
CREAFORM 形創推薦的手持式三維掃描測量解決方案
在仔細聆聽了客戶的底層訴求，即客戶需要快速采集兩端法蘭盤數據，兩端間隔法蘭盤通過底面和墻面公共數據連接，掃描完成后直接保存.STL格式數據，經過討論之后，我們向客戶推薦了其旗艦款計量級便攜式激光三維掃描儀 HandySCAN BLACK 系列，該系列的三維掃描儀精度達 0.025mm，掃描區域廣，由 11 條藍色激光十字線覆蓋，每秒測量次數高達 130 萬次，可快速實現從數據采集到文件待用的工作流程。
2021年剛過完元旦新年，客戶就邀請我們上門了，當我們帶著設備進到船體內部進行掃描時，盡管此前已經做足了心理準備，但當看到現場環境的那一刻，還是倒吸了一口涼氣。船體內空間非常有限，狹窄處僅容一人通過，周圍環境也非常糟糕，所以客戶要求快速又高精度的設備的用意一望而知，我們僅花了10 分鐘左右的時間就完成了掃描，當然加上現場環境清理和貼點等準備工作，共計40分鐘，與客戶以往一整天的測量時間相比，確實有了質的飛躍！另外，為進一步完善該解決方案，CREAFORM 形創團隊和客戶一起潛心研究盡可能縮短準備時間的方案，經過深度討論，終于總結出一個可行的方案：通過在磁性膠片或卡片上預設目標點，然后將其吸附在法蘭、管子、支架、艙壁等位置，可快速完成目標點的布置和拆除，且重復利用率高；而對于非磁性材質的法蘭，則可通過夾子、彈性卡扣快速固定。通過這個方案，準備時間隨即縮短至 10 分鐘。也就是說，從進入船體到離開，整個測量工作可控制在 20 分鐘內完成。這無疑是十分理想的測量方案！
操作空間受限、狹窄處僅容一人通過
實現批量測量和批量設計
使用 CREAFORM 形創的計量級三維激光掃描儀 HandySCAN BLACK 對一個小區域的多對合攏管法蘭進行批量掃描測量（見上圖），測量后獲取現場法蘭管子的三維模型，然后將掃描數據導入 CREAFORM 形創的尺寸檢測軟件模塊 VXinspect中提取數據特征、分析所測量的法蘭盤之間的數據、生成 PDF 檢測報告；當然，該三維掃描數據同樣可以直接導入客戶現有的 Geomagic ControlX、Polyworks等逆向工程軟件中對模型進行數據處理。
單個法蘭的數據處理工作可在 2 分鐘內完成，即提取每個法蘭4個螺栓孔的中心點三維坐標數據（見上圖），獲得法蘭空間位置和姿態。然后將這些坐標數據導入造船廠現有的設計軟件中（如SPD、AM、CATIA等）進行合攏管設計出圖。由于便攜式三維激光掃描儀可以一次掃描獲取多對法蘭的三維模型數據，同時覆蓋其周邊的參照物如艙壁、支架等，因此通過批量掃描的數據可實現多個合攏管的批量設計，并依托設計軟件的三維場景直觀查看各連接管的材質級別、表面處理、法蘭標準等信息，在合攏管設計時有效控制管子的走線、更好地進行空間協調布局、規避障礙物。
進一步融合的解決方案
市場上現有的合攏管測量解決方案繁多，各大造船廠商的測量方法、設計軟件、再現機及控制指令格式，都是自成體系各自獨立，不能互相兼容。
通過將本三維掃描測量解決方案與現有的解決方案進行融合，即只改善獲取數據的手段，通過三維掃描獲取測量數據，然后將其導入船廠既有船舶設計軟件進行設計，輸出再現機指令，利用既有解決方案已經配置的再現機。只這一步，就可快速解決以往耗時費力的測量挑戰，提升測量工作的效率和精度的同時，加速合攏管制作的效率。
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