Progresívne spôsoby prípravy leteckých prác v stavebníctve s využitím počítačovej simulácie [vedanadosah.sk]

Vrtuľníky sa v našom, resp. bývalom československom stavebníctve používajú už od roku 1957. Ich využiteľnosť v tomto odbore ovplyvňuje množstvo náhodne pôsobiacich faktorov, predovšetkým poveternostné podmienky. Klasické metódy časového a nákladového plánovania stavieb však nedokážu tieto náhodné javy dostatočne zachytiť, čo má negatívny vplyv na celý proces realizácie výstavby. Autenticitu výstupov projektovej prípravy stavieb je možné zvýšiť pomocou progresívnych nástrojov, medzi ktoré patrí aj simulačné modelovanie.
Simulačné modelovanie, vychádzajúce z teórie pravdepodobnosti a matematickej štatistiky sa dokáže lepšie priblížiť k skutočnému premenlivému svetu stavebnej výroby. V oblasti prípravy stavieb sa na Slovensku využíva simulačný prístup zriedka, vo väčšej miere ho však už dnes používajú iné výrobné odvetvia priemyslu, najmä strojárstvo. Vrtuľníky sa v našom, resp. bývalom československom stavebníctve používajú už od roku 1957. Ich využiteľnosť v tomto odbore ovplyvňuje množstvo náhodne pôsobiacich faktorov, predovšetkým poveternostné podmienky. Klasické metódy časového a nákladového plánovania stavieb však nedokážu tieto náhodné javy dostatočne zachytiť, čo má negatívny vplyv na celý proces realizácie výstavby. Autenticitu výstupov projektovej prípravy stavieb je možné zvýšiť pomocou progresívnych nástrojov, medzi ktoré patrí aj simulačné modelovanie. Simulačné modelovanie, vychádzajúce z teórie pravdepodobnosti a matematickej štatistiky sa dokáže lepšie priblížiť k skutočnému premenlivému svetu stavebnej výroby. V oblasti prípravy stavieb sa na Slovensku využíva simulačný prístup zriedka, vo väčšej miere ho však už dnes používajú iné výrobné odvetvia priemyslu, najmä strojárstvo.
Cieľom projektu Ing. Andreja Bistáka zo Stavebnej fakulty Slovenskej technickej univerzity (STU) v Bratislave (Katedra technológie stavieb) je overenie vhodnosti použitia simulačného modelovania v oblasti prípravy stavieb realizovaných vrtuľníkmi (tzv. leteckých prác). Jeho projekt nesie názov Progresívne spôsoby prípravy leteckých prác v stavebníctve s využitím počítačovej simulácie.
Použitá metodika má podľa realizátora projektu zohľadniť pôsobenie spomínaných náhodných faktorov pri týchto procesoch. Dáta o poveternostných podmienkach v plánovanom mieste výstavby sa získajú z numerických predpovedných modelov. Dôležité dokumenty z etapy realizácie stavby (časový plán, finančný plán a pod.) tak budú v dôsledku ich optimalizácie na báze výstupov zo simulačného modelu presnejšie kopírovať realitu výstavby, čím získajú na hodnote ako na strane zhotoviteľa, tak na strane stavebníka, čiže investora.
Vo všeobecnej rovine je teda hlavným cieľom projektu prehĺbenie a získanie nových poznatkov o oboch jeho čiastkových zložkách, a to o využití vrtuľníkov pri realizácii stavieb a o využití simulačného modelovania pri príprave stavieb. Prezentovaná problematika nebola pritom doposiaľ v podobnej hĺbke a komplexnosti v Slovenskej republike riešená.
„V súčasnosti máme k dispozícii väčšinu potrebných vstupných dát, ktoré sme získali v minulom roku, a to najmä z projektu výstavby troch lanových dráh v horskom meste Szczyrk v Poľsku. Betonáž základových pätiek a montáž traťových podpier všetkých lanoviek sa uskutočňovala práve pomocou vrtuľníka. Počas snímkovania však nebolo možné zaznamenať všetky potrebné dáta, preto bude ďalší výskum zameraný na doplnenie chýbajúcich údajov na iných stavbách. Následne sa prikročí k spracovaniu samotného simulačného modelu a experimentovaniu s ním,“ uvádza Ing. Andrej Bisták.
Simulačný model je, zjednodušene povedané, počítačový model stavebného procesu, ktorý je možné vytvoriť pomocou viacerých softvérov. STU v roku 2017 zakúpila plnú licenciu známeho programovacieho prostredia MATLAB, ktoré obsahuje aj simulačnú nadstavbu Simulink. „Z tohto dôvodu budeme pri práci využívať práve tento nástroj. V záverečnej fáze porovnáme výstupy simulačného modelovania s výstupmi získanými použitím klasických metód s cieľom zhodnotenia významu a účinnosti simulačných metód pri príprave výstavby,“ pripomína realizátor projektu.
V rámci tohto výskumu spolupracuje so spoločnosťou UTair Europe, s. r. o., Bratislava, dodávateľom leteckých prác a Ústavom logistiky Fakulty baníctva, ekológie, riadenia a geotechnológií Technickej univerzity v Košiciach.
Aký je teda prínos projektu pre odbornú verejnosť? Jeho autor vysvetľuje, že takto koncipovaná téma umožní overiť možnosti simulačného prístupu v ďalšej z málo preskúmaných oblastí stavebného priemyslu, čo v konečnom dôsledku môže prispieť k širšiemu uplatneniu moderných nástrojov simulačného modelovania v stavebnej praxi a rovnako pomôže vytvoriť rámec pre rozvoj inštitucionálneho vzdelávania v oblasti simulácií. „Práve tieto oblasti označujú viacerí súčasní autori ako najproblematickejšie. Spracovanie témy patrí do oblasti medziodborového výskumu, preto by výsledky riešenia mohli byť využiteľné aj mimo odboru stavebníctva, najmä v logistike všeobecne.“
Laická verejnosť sa zas vďaka riešeniu projektu môže oboznámiť hlavne s vrtuľníkom vo funkcii „stavebného stroja“ – nepochybne ide o atraktívnu oblasť už vzhľadom na charakter samotného vrtuľníka ako dopravného prostriedku. Vedľajším efektom riešenia projektu je spracovanie historického vývoja leteckých prác v našom, resp. niekdajšom československom stavebníctve od jeho počiatkov až po súčasnosť, čo predstavuje vyše šesť desaťročí technického rozvoja. „V tomto populárno-náučnom duchu sme už publikovali niekoľko článkov v bežných komerčne dostupných časopisoch, predovšetkým v Českej republike,“ podotkol ešte v závere Ing. Andrej Bisták.
Projekt Progresívne spôsoby prípravy leteckých prác v stavebníctve s využitím počítačovej simulácie patrí medzi projekty, ktorým bol udelený grant Slovenskej technickej univerzity v Bratislave (STU).
*********************************************
Rektor STU Robert Redhammer udeľoval granty mladým vedcom už po 9. raz. Každý z podporených mladých vedcov získal príspevok vo výške tisíc eur. Odovzdávanie grantov sa uskutočnilo v Aule D. Ilkoviča začiatkom mája 2018. Granty si prevzali mladí vedci zo všetkých fakúlt Slovenskej technickej univerzity v Bratislave, najsilnejšie zastúpenie má Stavebná fakulta (SvF) či Fakulta chemickej a potravinárskej technológie (FCHPT).
Rektor STU Robert Redhammer vysvetlil, že univerzitný grantový program pre mladých je „školou“ písania úspešných projektov a vyzýva riešiteľov, aby sa postupne uchádzali o národné a medzinárodné granty a nadväzovali kontakty s výskumnými kolektívmi v zahraničí. Na tento grantový program nadväzuje na STU ďalší pre skúsenejších vedcov – Grantový program na podporu excelentných tímov mladých výskumníkov. STU finančne odmeňuje aj najlepšie vedecké publikácie a aj tímy, ktoré sa zapájajú do medzinárodných konzorcií a uchádzajú sa o medzinárodné granty.
Odborný garant textu a fotografie poskytol: Ing. Andrej Bisták, doktorand, Katedra technológie stavieb, Stavebná fakulta STU v Bratislave

http://vedanadosah.cvtisr.sk/progresivne-sposoby-pripravy-leteckych-prac-v-stavebnictve-s-vyuzitim-pocitacovej-simulacie