Co si máme představit pod slovy Multi-D: Metoda výstavby JE

 V poslední době jsme v některých médiích mohli zaznamenat slovo Multi-D, které zaznělo v souvislosti s moskevským mezinárodním fórem a novými ruskými jadernými elektrárnami. Pojďme se podívat na to, proč je metodika Multi-D tak zajímavá. Použiji při tom své poznámky z fóra, kterého jsem se jako novinář zúčastnil, a rozhovory s českými delegáty.

Co to je Multi-D, co zahrnuje a co přináší

Za označením Multi-D se skrývají metody pro výstavbu složitých průmyslových celků, tedy například jaderných elektráren, ale také tepelných elektráren, ropných plošin, námořních nákladních lodí a ropovodů. Jak jsou tato zařízení složitá sama o sobě, tak je složitá i jejich stavba, během níž může dojít ke spoustě drobných i větších problémů. Když se nahromadí, dojde ke zpoždění a ke zvyšování nákladů. Aby k tomu nedocházelo, je potřeba stavbu nějak efektivně řídit. A právě k tomu slouží metodika Multi-D. Ústředním prvkem je 3D model, který je provázaný se všemi databázemi, což velmi usnadňuje řízení výstavby. Nejedná se ale o metody užitečné jen v kancelářích při plánování, protože přichází k užitku i na samotném staveništi. Když padla zmínka o 3D modelu složitého průmyslového podniku, je jasné, že tuto metodiku umožnily až současné moderní výpočetní technologie.

V několika bodech si uvedeme, co přináší metodika Multi-D:

- optimalizace doby výstavby (pokud se ji nepovede přímo zkrátit, alespoň pomáhá zajistit dodržování termínů),

- snižování skladových kapacit (díky pokročilému řízení dodávání dílů nejsou potřeba rozsáhlé sklady),

- monitorování výstavby (vedení má velice dobrou představu o tom, co se přesně na staveništi děje),

- sledování pohybu materiálu po staveništi,

- sledování pohybu a vytížení pracovních sil,

- snížení nároků na kvalifikaci stavebních dělníků,

- velice podrobná dokumentace,

- snižování nákladů (prakticky každý výše zmíněný bod k tomu přispívá).

V hale před prezentační místností byl předveden model průběhu výstavby dvou bloků VVER-TOI. Pomocí několika projektorů vznikal divácky atraktivní obraz ze všech stran budov a dokonce se během projekce střídala roční období. (Foto autor)

V úvodu již bylo zmíněno, že metodika Multi-D se snaží vytěžit z moderních technologií vše, co může. Při 3D projektování přichází ke slovu výkonné počítače a při kontrole projektu moderní promítací zařízení. Na každém dílu či krabici s díly, ať už ve skladu nebo na staveništi, se setkáme s čárovým kódem, který umožňuje pomocí čtečky zjistit všechny potřebné informace. Usnadňuje to identifikaci dílu před odesláním ze skladu na staveniště a sledování pohybu materiálu na staveništi. Tam také narazíme na pracovníky s tablety, v nichž mají uloženou dokumentaci.. Najdeme tu také několik centrálních stojanů, které slouží k vyhledávání informací a procházení dokumentace. Vybrané dokumenty si mohou vedoucí pracovníci přenést pomocí wifi do tabletů a mít je tak při sobě. Obyčejné nejsou ani helmy, které mají stavební dělníci na hlavě, protože jsou vybaveny čipem, který zaznamenává jejich pohyb po staveništi a umožňuje tak optimalizovat jejich vytíženost.

Na některých staveništích nás také může překvapit dodávka s podivným zařízením na střeše, které pomocí laserů snímá okolí a převádí jej do 3D modelu. Tímto 3D skenováním je možné získat velmi přesný trojrozměrný obraz reálného průmyslového celku, který by jinak bylo těžké vytvořit. Je to užitečné obzvláště při modernizaci podniků, při jejichž stavbě nebyl použit 3D model, protože před modernizací je potřeba vědět přesně, co se kde nachází.

Ukázka práce s informačním stojanem a tabletem. (Foto autor).

Výrazným prvkem metodiky Multi-D je 3D model, což v dnešní době není nic neobvyklého. To, co je na něm nové, je právě propojení s databázemi. Umožňuje to zjistit označením dílu všechny důležité informace, jako například rozměry, materiál, termín dodání, dodavatele, termín montáže, výkresy atd.

3D model podniku prakticky prostupuje celým životem průmyslového zařízení. Jeho tvorba začíná již ve fázi projektování, kdy umožňuje získat lepší představu o budoucí stavbě, než dokážou poskytnout pouhé technické výkresy jednotlivých dílů, a také snadněji rozdělit výstavbu do jednotlivých fází. Podle rozdělení fází výstavby si vedení naplánuje dodávky dílů od dodavatelů tak, aby díly zbytečně nestály ve skladu a nedegradovaly tam a zároveň aby byly doručeny včas. Díky tomu je možné snížit skladové kapacity a ušetřit finance.

V prezentační místnosti zajišťují 3D projekci dva projektory, model lze procházet pomocí speciálního ovladače, který drží figurant v ruce. Díky velkým rozměrům plátna je možné promítat velké úseky modelu, což je výhoda při poradách vedení stavby. (Foto autor)

Když je stavba naplánována, přichází její realizace, během níž 3D model opět přichází ke slovu v rámci řízení výstavby. Pro vedoucí pracovníky je důležité, aby měli přesnou představu o tom, jak stavba postupuje a co se přesně na staveništi děje. Není ale vůbec snadné toho dosáhnout, protože se nejedná o stavbu rodinného domu, ale velkého průmyslového komplexu. Velice detailní dokumentace říká dělníkům, co má přesně kudy vést, což znamená lepší představu o výsledné podobě stavby. Dále je poměrně snadné kontrolovat průběh výstavby díky konzultaci s 3D modelem. Je možné si zobrazit díly, které již měly být namontovány, vyfotit si stejný úsek staveniště a porovnáním obou obrázků zjistit, jak se stavba vyvíjí. O poznání modernější cestou je laserové skenování, které dnes umožňuje snímat celé průmyslové komplexy a vytvářet z nich 3D model. Porovnání dvou trojrozměrných modelů už je snadné a dává rychlou představu o průběhu stavby.

Srovnáním fotografie s 3D modelem může vedení stavby získat přesnou představu plnění plánu. (Foto Lukáš Zedník)

Tyto postupy vedou k tomu, že vedení má lepší představu o aktuálním dění na staveništi. Díky tomu také vzniká výrazně menší množství odchylek od stavebního plánu a tím dosahujeme dalšího snížení nákladů. Jedná se o náklady, které jsou běžně potřeba na úpravy dokumentace do stavu, v němž se nachází reálný blok jaderné elektrárny, jehož stavba si žila tak říkajíc „vlastním životem“. Tato úprava dokumentace je důležitá pro plánování budoucích modernizací. Při ní je možné použít 3D model, který nám usnadní plánování změn. Opět se nabízí srovnání s rodinným domem, u nějž dostaneme plány, někam je založíme a nikdo neví, jestli se na ně ještě někdy podíváme. Během života jaderné elektrárny dochází k mnoha modernizacím velkého rozsahu a pro jejich plánování je potřeba vycházet z dokumentace, která přesně popisuje reálný provoz.

Říkali jsme, že 3D model je velice podrobný, což umožňuje snížit nároky na stavební personál. Obecně platí, že čím detailnější máme dokumentaci, tím méně kvalifikovaný personál potřebujeme. Nejedná se tady ale o kvalifikaci v podobě kvality práce, ale v podobě znalostí. Dříve byl na staveništích potřeba jakýsi střední personál, který například věděl, kudy má natáhnout trubky a kudy kabely, aby vedly správně. S kvalifikovaným personálem pro stavbu jaderných elektráren jsou ale v současné době celosvětové problémy, takže co můžeme vymyslet v kanceláři, to tam také vymyslíme a dělníky necháme jenom stavět a montovat zařízení podle podrobné dokumentace.

Fórum

Výše uvedené informace jsme se dozvěděli v průběhu mezinárodního fóra s názvem Multi-D: Řízení životního cyklu složitých průmyslových objektů, které v Moskvě ve dnech 12. až 14. června 2013 pořádala společnost NIAEP-ASE (sdružená společnost akciových společnosti Atomstojexport a nižněnovgorodské strojírenské společnosti Atomenergoprojekt). Letošní ročník byl zaměřen na metody zefektivnění provozu a výstavby a navazoval na dva předchozí ročníky konané v Nižném Novgorodu, které měly za témata chytrý návrh zařízení a vývoj konkurenceschopných technologií výstavby. Další ročník se má soustředit na vyřazování jaderných elektráren z provozu.

První den fóra proběhla exkurze na Rostovskou jadernou elektrárnu, které se budeme věnovat později. Další dva dny byly naplněny tzv. panelovými diskuzemi a semináři, které se navzájem střídaly. Průběh seminářů je jasný, zástupci jednotlivých společností prezentovali, čím se jejich firmy zabývají a jaké zajímavé moderní metody používají. Panelové diskuze měly ještě něco navíc, a to diskuzi shromážděných zástupců, takže prezentace byly zpravidla kratší a jen informativní. Po každé prezentaci odpovídal prezentující na otázky svých kolegů z pódia i posluchačů z publika.

Opět platilo klasické pravidlo, že všechny země prezentovaly v angličtině až na Rusko, jehož zástupci se drželi svého mateřského jazyka. Měli jsme příležitost slyšet přízvuky z nejrůznějších koutů světa, čemuž napovídá i složení jednotlivých prezentujících: Německo, Velká Británie, Španělsko, Francie, Finsko, Rusko, Čína, USA a další. V hledišti potom seděli zástupci i dalších zemí jako je Indie, Japonsko, Švédsko, Vietnam, Ukrajina, Kazachstán, Bělorusko, Švýcarsko, Slovensko, Dánsko a JAR. Ze společností bych jmenoval Intergraph, Rolls-Royce, EDF, Broad Group, Técnicas Reunidas, Empresarios Agrupados, Emerson Electric, Schneider Electric, Tyumen NII Giprogaz, Trimetari Consulting, OKBM Afrikantov, OKB Gidropress, FCG Finnish Consulting Group, ZAO Neolant, Dassault Systems, Csoft, IBM a organizace MAAE, VNIIAES.

Během panelové diskuze hovoří ruský zástupce MAAE o procesech výstavby, do nichž již bylo zavedeno 3D projektování, a o jeho výhodách. (Foto autor)

Rostov na Donu

Aby fórum nebylo jen teoretické, navštívili jsme staveniště Rostovské jaderné elektrárny poblíž Volgodonsku. Za tímto účelem jsme absolvovali asi sedmihodinovou cestu, ale stálo to za to. V této lokalitě jsou totiž dva bloky VVER-1000 v provozu a probíhá tam stavba dvou dalších bloků stejného typu.

Příjemně nás potěšilo, že jsme měli dovoleno fotografovat, a tak zde uvedu několik fotek, ale kvůli omezením velikosti jich bude jen pár, více jich najdete v níže uvedené fotogalerii. Nyní už nechme mluvit fotografie, protože z nich nejlépe uvidíte, jak to vypadá na stavbě jaderné elektrárny.

V popředí je staveniště čtvrtého bloku, v pozadí o poznání pokročilejší stavba třetího bloku rostovské jaderné elektrárny. Všimněte si velkého množství jeřábů, které spoluutváří panorama celého staveniště. (Foto autor)

Skladiště rozměrných ocelových dílů, které jsou používány mimo jiné ke stavbě kontejnmentu. Podle slov personálu tam někde najdete všechny zbývající výztuže pro železobetonový kontejnment čtvrtého bloku. Samozřejmě se tam nachází i značné množství dalších dílů. (Foto autor)

Skladiště menších dílů a zařízení. (Foto autor)

Seznamování se systémem fungujícím ve skladech. (Foto autor)

Bližší pohled na budovy třetího bloku rostovské jaderné elektrárny. Za budovou reaktoru je vidět dokončená budova strojovny. (Foto autor)

Strojovna třetího bloku se svou přirozenou dominantou – nízkotlakými díly turbíny. (Foto autor)

Pohled ze strojovny třetího bloku na stavbu budovy reaktoru čtvrtého bloku. (Foto autor)

Pohled na stavbu strojovny čtvrtého bloku. (Foto autor)

Exkurze na reaktorovém sálu třetího bloku. (Foto autor)

Tady bude reaktor. (Foto autor)

Srovnání se světem

I ve světě existují podobné způsoby řízení výstavby, ale metodika Multi-D je zdaleka nejpokročilejší, což je naznačeno už v názvu, jak vysvětluje ing. Václav Dostál, Ph.D.: „Multi-D v zásadě stojí na tom slově „multi“; parametrů je ve výstavbě celá řada a nikdo jich až doteď neintegroval do výstavby tolik.“ Další z českých delegátů, Ing. Ondřej Burian, k tomu uvedl: „Jde o to, že mají model propracovaný do velkých detailů a především o provázanost mezi ostatními subjekty. Jiné společnosti nemají tu nadstavbu, která by dokázala přenášet data z jednoho systému do druhého.“

Další věcí je to, že v rámci metodiky Multi-D se povedlo realizovat myšlenky, které byly známy už dříve, ale nedařilo se je uvést do praxe. Takže v zásadě význam této metodiky spočívá v jejich realizaci. Nechme opět mluvit pana Dostála: „Další věcí je uvádění myšlenek do praxe, které už tady byly a každý o nich věděl, ale nebylo možné je skutečně implementovat do výstavby.“

Jednou z nich je udržování jedné dokumentace v každém čase, což se podařilo zavést až s rozvojem počítačů. Právě tato myšlenka nejvíce přispívá k tomu, že vedení stavby má přesnou představu o tom, co se děje na stavbě, a zda reálný blok odpovídá plánům. Díky tomu dochází k menšímu množství problémů a kolizí při výstavbě a navíc není potřeba výrazně upravovat původní dokumentaci tak, aby seděla s reálným blokem.

Shrňme si to ještě slovy pana Dostála: „I když v Rostovu staví VVER-1000, což není ten nejmodernější typ, tak metody výstavby jsou skutečně asi nejpokročilejší na světě, takže bylo velice zajímavé se s nimi seznámit.“

Odkazy:

web společnosti NIAEP, spoluorganizátora fóra, konkrétně zpráva o mezinárodní návštěvě rostovské jaderné elektrárny

Fotogalerie z návštěvy rostovské jaderné elektrárny

Celé znění rozhovorů s některými českými účastníky fóra:

Ing. Ondřej Burian

Ing. Václav Dostál, Ph.D.

Lukáš Zedník