プラント配管の3Dモデル化｜スキャンから設計データ連携まで

配管3Dモデル化とは

配管3Dモデル化とは、プラントに敷設された既存の配管設備を3Dレーザースキャナで計測し、取得した点群データ（三次元座標点の集合体）から配管の径・ルート・接続関係・サポート位置を3次元のデジタルモデルとして再構築する技術です。

従来のプラント改修では、既存設備の現況把握に2D図面と現場目視に頼っていました。しかし、プラントは竣工後の改修・増設が繰り返されるため、図面と現況の不一致が常態化しています。3Dスキャンによるモデル化は、現場の「今」を正確にデジタルデータ化するため、図面不一致による設計手戻りを根本的に解消します。

配管3Dモデル化で取得・再構築する情報：

・配管径・肉厚：点群データから配管外径を自動抽出し、規格径（JIS/ANSI）を特定
・配管ルート：エルボ・ティー・レデューサなど継手の種類と接続関係をモデル化
・サポート・架台：配管支持構造物の位置と形状を3Dモデルに反映
・バルブ・機器：バルブ種類・機器ノズル位置を含む設備全体のモデル化に対応

3Dスキャンから設計データ連携までの流れ（5ステップ）

現地スキャンから設計ソフトへのデータ連携まで、5つのステップで作業を進めます。各ステップの内容と所要期間の目安を解説します。

STEP 1

現地調査・計測計画

対象エリアの図面確認（あれば）・現地踏査を行い、スキャナの設置位置・計測範囲・ターゲット配置を計画します。高所配管や狭所エリアのアクセス方法、プラント稼働中の安全対策も事前に確認します。所要期間：0.5〜1日。

STEP 2

3Dレーザースキャン（現地計測）

地上レーザースキャナ（FARO Focus / Leica RTC360等）を用いて、対象エリアを多方向からスキャンします。1スキャンあたり数百万点の座標データを取得し、配管の裏側・死角もカバーするために30〜100箇所から計測を実施します。所要期間：1〜3日。

STEP 3

点群データ処理（合成・クリーニング）

複数スキャンデータをレジストレーション（位置合わせ）で統合し、1つの高密度点群データを生成します。不要点（足場・仮設物・通行者）の除去、ノイズフィルタリングを行い、モデル化に最適な点群データを整備します。所要期間：2〜5日。

STEP 4

配管モデリング（3Dモデル構築）

処理済み点群データを基に、専用ソフト（EdgeWise / ClearEdge3D等）で配管を自動認識・モデル化します。自動抽出後に手動で精度検証・修正を行い、エルボ・ティー・バルブなどの継手情報を付与して設計データとして完成させます。所要期間：1〜3週間。

STEP 5

設計ソフト連携・納品

完成した3DモデルをPCF・IFC・RVM・STEP等のファイル形式でエクスポートし、お客様の設計ソフト（AutoCAD Plant 3D / AVEVA E3D / Navisworks等）にインポート可能な状態で納品します。干渉チェック用のNavisworksモデルも合わせて提供可能です。所要期間：2〜3日。

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対応する設計ソフトとファイル形式

配管3Dモデルは、お客様が使用する設計ソフトに合わせた形式で納品します。主要な対応ソフトと推奨ファイル形式を一覧にまとめました。

設計ソフト	主な用途	推奨形式	備考
AutoCAD Plant 3D	配管設計・アイソメ図作成	PCF, IDF	配管スペック情報を保持
AVEVA E3D / PDMS	大規模プラント設計	RVM, DATAL	属性情報の一括連携が可能
Autodesk Navisworks	干渉チェック・4Dシミュレーション	NWC, NWD, FBX	点群との重畳表示に対応
Autodesk Revit	BIMモデリング・設備設計	IFC, RCP	MEP機能で配管モデリング
Bentley OpenPlant	配管・機器レイアウト設計	STEP, IGES	iModel連携に対応
Intergraph Smart 3D	統合プラント設計	STEP, SAT	大規模データに対応

納品形式について：上記以外のソフトウェア・ファイル形式にも対応可能です。納品前にお客様のソフトウェア環境を確認し、最適な形式をご提案します。点群データ（E57/LAS）と3Dモデルデータのセット納品が標準です。

配管3Dモデル化の4つのメリット

プラント配管の3Dモデル化を導入することで、設計・施工・保全の各フェーズで具体的な効果が得られます。

干渉チェック工数を80%削減

3Dモデル上で配管・ダクト・鉄骨・機器の干渉（ぶつかり）を自動検出できるため、従来の現場目視＋図面突合による確認作業が不要になります。Navisworksによるクラッシュ検出を活用すれば、数千箇所の干渉チェックを数時間で完了できます。

修繕・改修工期を30%短縮

既存設備の正確な3Dモデルがあることで、新規配管のルート設計を事前にデスクトップ上で完結できます。現場合わせによる手戻り工事を排除し、プレファブ配管の精度も向上するため、トータル工期を30%短縮した実績があります。

図面不一致リスクの解消

プラントは竣工後の改修・増設で図面と現況の不一致が蓄積されます。3Dスキャンは現場の「今」を直接計測するため、図面の有無や精度に依存しません。As-Built（現況）モデルとして、以降の改修計画の基盤データになります。

設備台帳・デジタルツインへの展開

3Dモデルに配管仕様（径・材質・保温厚）、バルブ情報、機器番号などの属性を付与することで、設備台帳のデジタル化が実現します。プラント全体のデジタルツイン構築の基盤として、予防保全や設備ライフサイクル管理に活用できます。

費用と期間の目安

配管3Dモデル化の費用は、対象エリアの広さ・配管密度・モデル化の精度要件により変動します。代表的な規模別の目安を下表にまとめました。

規模	配管延長	スキャン日数	モデル化期間	費用目安
小規模	〜200m	1日	1〜2週間	80〜150万円
中規模	200〜500m	1〜2日	2〜3週間	150〜350万円
大規模	500〜1,000m	2〜3日	3〜6週間	350〜700万円
超大規模	1,000m以上	3〜5日	6〜10週間	700万円〜

費用変動の要因：配管密度（本数/㎡）、高所・狭所の割合、モデル化の詳細度（LOD200〜LOD400）、属性情報の付与範囲により費用が変動します。正式なお見積もりは現地調査後にご提示しますので、まずはお気軽にお問い合わせください。

事例紹介

化学プラント｜配管改修に伴う既存設備の3Dモデル化

課題：築30年の化学プラントで配管改修を計画していたが、過去の増設・改修で図面と現況が大幅に不一致。現場目視による干渉確認に多大な工数がかかり、手戻り工事が頻発していた。

対応：対象エリア（配管延長約400m）を3Dレーザースキャナで計測し、点群データから配管・バルブ・サポートを含む3Dモデルを構築。Navisworksで新規配管設計との干渉チェックを実施。

成果：干渉チェック工数を80%削減（従来40人日→8人日）、手戻り工事ゼロを達成し、トータル修繕工期を30%短縮。As-Builtモデルは以降の保全計画にも活用。

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よくある質問

Q. プラント配管の3Dモデル化にはどれくらいの期間がかかりますか？

配管延長500m以下の標準的な案件で、現地スキャン1〜2日・データ処理およびモデル化2〜3週間・検収1週間の合計3〜4週間が目安です。配管延長1,000m以上や高密度エリアでは6〜8週間かかる場合があります。

Q. 既存の2D図面がなくても3Dモデル化は可能ですか？

可能です。3Dレーザースキャナで現状を直接計測するため、図面が存在しない・図面と現況が異なるケースでも正確な3Dモデルを作成できます。むしろ図面がない設備こそ3Dスキャンによるモデル化の効果が大きく、弊社では図面なし案件の実績も多数あります。

Q. 配管の3Dモデルはどの設計ソフトで使用できますか？

AutoCAD Plant 3D、AVEVA E3D、Autodesk Navisworks、Revitなど主要なプラント設計ソフトに対応しています。納品形式はPCF、IFC、RVM、STEP、IGESなど、お客様のソフトウェア環境に合わせて選定します。

まとめ

プラント配管の3Dモデル化は、既存設備を3Dレーザースキャナで正確に計測し、設計ソフトで活用できる3Dモデルとして再構築する技術です。図面と現況の不一致を解消し、設計・施工・保全の各フェーズで大幅な効率化を実現します。

この記事のポイント：

・配管3Dモデル化は、3Dスキャン→点群処理→モデリング→設計ソフト連携の5ステップで実施
・ AutoCAD Plant 3D・AVEVA E3D・Navisworks等の主要設計ソフトに対応した形式で納品
・干渉チェック工数80%削減、修繕工期30%短縮の実績あり
・図面がない・図面と現況が異なるケースでも3Dスキャンにより正確にモデル化が可能
・費用目安は配管延長200m以下で80〜150万円、中規模（200〜500m）で150〜350万円

弊社では、プラント配管の3Dスキャンからモデル化・設計データ連携までワンストップで対応しています。配管改修・増設計画の基盤データとして、まずは対象エリアの3Dスキャンからご検討ください。