METODI E TECNICHE PER LA PROGETTAZIONE DI SISTEMI INDUSTRIALI Il caso Snamprogetti

Settori di attività raffinazione e gas: impianti di trattamento del grezzo e del gas naturale, 36 raffinerie e oltre 839 unità di processo. Leader nella raffinazione del grezzo. Tutti i settori del trattamento, dalla testa-pozzo al ricevimento, separazione, disidratazione, frazionamento dei liquidi da gas naturale, liquefazione e rigassificazione del gas naturale chimica, petrolchimica e fertilizzanti: Snamprogetti ha realizzato 98 impianti Urea di produzione di fertilizzanti chimici azotati e opera in numerosi settori della chimica, tra cui: polimeri metanolo idrogeno prodotti intermedi per detergenti depurazione dei fumi - - - - - - - - - - sistemi di trasporto via pipeline: 88000 km di condotte realizzate (oltre 2 volte il giro della Terra), sia terrestri che sottomarine, per il trasporto di gas, grezzo, prodotti petroliferi e acqua infrastrutture:. quadruplicamento degli assi ferroviari italiani Milano-Napoli e Torino-Venezia, che consentirà la percorrenza di treni a oltre 300 km/ora energia e ambiente: impianti di produzione dell’energia elettrica (tradizionali e a ciclo combinato, impianti di trattamento delle acque e di incenerimento dei rifiuti

Tipi di partecipazione ai progetti ingegneria di un sistema ingegneria dell’impianto costruzione supervisione collaborazione con altre società (consorzi, Joint Venture ecc.)

Consorzi strumentali alla realizzazione dei progetti

Elementi di progettazione di sistema Strategie Risorse Struttura organizzativa Individuazione e definizione dei processi aziendali Organizzazione Gestione Documentazione (Informazione)

Struttura organizzativa struttura organizzativa di società struttura organizzativa di progetto di riferimento struttura organizzativa di cantiere di riferimento

Struttura organizzativa di società

Enti coinvolti nella realizzazione di un progetto Commerciale ACQM (Materiali) Approvvigionamenti ACQS (Servizi) Tecnologie PET (impianti nel campo petrolifero) GAS (impianti nel campo del trattamento del gas naturale) INO (impianti nel campo della chimica inorganica) COR (impianti nel campo della chimica organica) AUS (impianti che svolgono funzioni di supporto ai sistemi primari) TUB (impiantistica e tubazioni) F&G (Fire and gas) SMAUT (Automazione, strumentazione e telecomunicazioni) MAPAF (macchine, package e forni) CIV (opere civili) Ingegneria

Enti coinvolti nella realizzazione di un progetto Programmazione e controllo progetti HSEQ (Health, Safety, Environment and Quality) Costruzione

Struttura organizzativa struttura organizzativa di società struttura organizzativa di progetto di riferimento struttura organizzativa di cantiere di riferimento

Struttura organizzativa di progetto di riferimento

Project Engineering Manager (PEM) Project Process Manager (PPM) responsabile diretto di tutti gli aspetti del progetto (tempi, costi, qualità, sicurezza, aspetti legali e contrattuali, documentazione) Project Manager (PM) posizioni di interfaccia tra le unità ingegneristiche della società e la progettazione dell’impianto Project Specialist Leader (PSL) Project Engineering Manager (PEM) Project Process Leader (PPL) posizioni di interfaccia tra le unità tecnologie (di processo) della società e la progettazione dell’impianto Project Process Manager (PPM)

La struttura di progetto di riferimento contiene figure appartenenti a tutte le Unità di società coinvolte nel progetto, le quali mettono a disposizione del gruppo di progetto il “know-how” specialistico di competenza Project Quality Coordinator (PQC) HSE Coordinator (HSEC) Project Control Coordinator (PCC) Project Procurement Manager (PROC) Project Construction Leader (PCL)

Struttura organizzativa struttura organizzativa di società struttura organizzativa di progetto di riferimento struttura organizzativa di cantiere di riferimento

Organizzazione di cantiere

L’organizzazione di cantiere contiene figure di collegamento con le Unità di sede, concettualmente omologhe delle figure dell’organizzazione di progetto di sede, e figure specifiche, legate alle attività di gestione del cantiere, di costruzione e di avviamento dell’impianto Responsabile di cantiere Resident Manager, RM (o Site Manager, SM)) un resposabile per gli aspetti qualitativi (FQC, Field Quality Coordinator) un responsabile del controllo di tempi e costi dei lavori (FCC, Field project Control Coordinator) un responsabile per gli aspetti di salute, ambiente e sicurezza (FHSE, Field HSE Coordinator) un responsabile degli aspetti ingegneristici (FEM, Field Engineering Manager), che coordina le posizioni di ingegneria specialistica (costituite dai FSE, Field Specialist Engineers)

Figure specifiche dell’attività di cantiere General Services Coordinator (GSC) Per i servizi generali (installazioni provvisorie e logistica di supporto Construction Manager Gestione dei lavori di montaggio e costruzione delle imprese Discipline Superintendent (DS) Gestione lavori contrattuali delle imprese Field Specialist Supervisor (FSS) Coadiuvano i DS Welding Inspector (WI) Supervisione, ispezione e assistenza tecnica per i lavori di saldatura Warehouse Superintendent (WS) Gestione del magazzino: ricevimento, movimentazione, immagazzinamento e consegna materiali

Elementi di progettazione di sistema Strategie Risorse Progettazione di sistema Struttura organizzativa Individuazione e definizione dei processi aziendali Organizzazione Documentazione (Informazione) Gestione

Mappa dei processi Processi relativi alla realizzazione del prodotto Acquisizione del contratto Gestione del progetto Progettazione Approvvigionamento Costruzione e avviamento

Elementi di progettazione di sistema Strategie Risorse Progettazione di sistema Struttura organizzativa Individuazione e definizione dei processi aziendali Organizzazione Documentazione (Informazione) Gestione

Documentazione Definizione dei documenti tipici e dei loro contenuti

Documentazione Definizione dei documenti tipici e dei loro contenuti Modalità di gestione della documentazione Preparazione e identificazione delle specifiche e dei documenti di progetto Verifica e approvazione dei documenti di progetto Metodologia di freezing dei documenti Riesame dei documenti contrattuali

Gestione

Realizzazione dell’impianto

Acquisizione del Contratto Il committente valuta i potenziali concorrenti Documentazione di gara Svolgimento parziale delle attività degli altri processi della mappa Snamprogetti valuta l’opportunità di partecipare alla gara

Processo di preparazione dell’offerta Riesame dell’offerta Processo di preparazione dell’offerta

Impostazione e pianificazione del progetto BEDD PMD PQP Definizione tipologia di progetto (A, B, C) e differenze dal punto di vista gestionale Classificazione sistemi d’impianto

Tipologia di progetto progetti di tipo A: sono quelli caratterizzati da tecnologie conosciute sviluppati in contesti relativamente ai quali già si possiede una certa esperienza progetti di tipo B: sono quelli per cui è necessario individuare soluzioni ottimali in presenza di un sistema complesso, con componenti nuove e innovative e con tecnologie prevalentemente note progetti di tipo C: sono quelli che comportano una tecnologia innovativa da sperimentare; l’apporto delle varie specializzazioni viene definito volta per volta

Classificazione sistemi d’impianto Sistemi primari: sistemi che svolgono funzioni che qualificano l’opera da realizzare in termini di prodotti richiesti dal contratto (es. distillazione atmosferica) Sistemi secondari: sistemi che svolgono funzioni indispensabili al funzionamento dei primari o di supporto all’intero complesso da realizzare e connessi alla produzione e distribuzione di fluidi (gas, aria, vapore) e alla movimentazione e allo stoccaggio dei prodotti Sistemi ingegneristici: sistemi tecnici e logistici di supporto ai primari e ai secondari che debbono essere sviluppati in modo integrato per le interazioni esistenti sia tra di loro che con i sistemi suddetti (es. elettrico, impiantistico, strumentazione e automazione)

Impostazione e pianificazione del progetto

Riesame dei documenti contrattuali Definire chiaramente lo scopo del lavoro, identificare dati, requisiti e vincoli da considerare come input della realizzazione del progetto stesso. In particolare, è fondamentale : stabilire se vi siano dati o informazioni mancanti, incerte o poco chiare identificare eventuali requisiti o vincoli impliciti (derivanti da leggi, regolamenti, disposizioni, autorizzazioni ecc.) identificare problemi particolari verificare la fattibilità del progetto nei tempi, nei modi e con i costi previsti in particolare dal punto di vista della disponibilità delle risorse e delle conoscenze ed evidenziando particolari criticità e problemi

Riesame dei documenti contrattuali Possono essere necessarie riguardo ad argomenti o studi particolari (scelta fra diverse alternative, problemi particolari) e possono avere carattere di riservatezza.

Impostazione e pianificazione del progetto BEDD PMD

Project Management Data (PMD) Documento elaborato nell’ambito dell’attività di impostazione del progetto ed a seguito del riesame dei documenti di contratto che definisce: linee guida requisiti vincoli carattere gestionale!!! raccolta delle informazioni e dei dati necessari, mediante analisi dei documenti di offerta e di contratto e degli allegati e tramite contatti con il cliente (questionari, incontri ecc.) elaborazione immissione nel sistema informativo di progetto verifica ed approvazione aggiornamento e completamento in funzione delle informazioni rilevanti per la gestione del progetto

Prestazioni che devono essere fornite dall’impresa, la divisione del lavoro tra l’impresa ed eventuali partner Elenco dei piano operativi ritenuti necessari in relazione alla specifica tipologia del progetto (ad esempio ingegneria, approvvigionamenti, collaudi, costruzione, precommissioning, commissioning ecc.) ripartizione dell’ingegneria tra i vari centri di progettazione della società possibilità di effettuare l’ingegneria in cantiere ripartizione dell’ingegneria tra l’esterno e l’interno strategia per l’uso di ditte esterne utilizzo di supporti informatici strategia dell’ingegneria dei sistemi package lista dei colli eccezionali lista dei “critical items” lista dei sistemi package e loro grado di modularizzazione as built documentazione finale per il cliente

tipologie contrattuali scelte e relative motivazioni lista dei subfornitori project vendor list eventuali fornitori imposti o mercati di riferimento definizione mezzi di trasporto da adottare in relazione ai materiali problematiche per il trasporto di colli eccezionali enti di collaudo previsti eventuali problematiche doganali eventuali problematiche di classificazione materiali e piani di ispezione e collaudo parti di ricambio (per avviamento ed esercizio) documentazione finale per il cliente particolari esigenze del cliente particolarità dei rapporti con l’eventuale partner criticità relative alle acquisizioni di tecnologie addestramento del personale peculiarità del paese o dell’area (vincoli climatici, religiosi, socio-economici ecc.) personale espatriato personale locale accomodation permessi di lavoro visti di entrata sicurezza aspetti sanitari

Basic Engineering Design Data (BEDD) Il BEDD è costituito dalla raccolta delle informazioni tecniche di validità generale o contrattuale fondamentali per la definizione dell’offerta e per l’esecuzione dell’ingegneria di progetto (fasi di Basic e Front End) Al completamento delle attività previste per il Basic dati ambientali dati di processo requisiti tecnici normative tecniche leggi e regolamenti Cosa contiene carattere tecnico!!! raccolta delle informazioni/dati tecnici mediante analisi dei documenti di offerta, del contratto e dei suoi annessi tecnici e tramite contatti con il committente elaborazione immissione nel sistema informativo di progetto approvazione ed emissione del BEDD aggiornamento e completamento del BEDD Come è gestito

Basic Engineering Design Data (BEDD) Indice del documento Introduzione Informazioni generali Informazioni sul sito Informazioni sulle utilities Informazioni sulle apparecchiature e macchine Strumentazione e sistemi di controllo Sistemi elettrici Impiantistica e tubazioni Opere civili Sistemi offshore Varie

BEDD – Responsabilità globale

BEDD – Responsabilità di dettaglio

Impostazione e pianificazione del progetto BEDD PMD PQP

Piano della Qualità di Progetto (PQP) Rendere operativo il Sistema di Gestione per la Qualità nell’ambito di un particolare progetto SCOPO requisiti qualitativi per il progetto risorse umane e strumenti di supporto attività, modalità operative e responsabilità verifiche ispettive da effettuare Cosa contiene

AUDIT

Progettazione & Ingegnerizzazione PROGETTAZIONE CONCETTUALE (IL “COSA”) INGEGNERIZZAZIONE (IL “COME”)

R E A L I Z O N P V G M T PRODUZIONE (COSTRUZIONE) PROGETTAZIONE CONCETTUALE INGEGNERIZZAZIONE COMMISSIONING

Front-end loading, also referred to as pre-project planning (PPP) or front-end engineering design (FEED), is the process for conceptual development of processing industry projects. Example of processing industry are upstream, petrochemical, refining, pharmaceutical. Front-end loading is including robust planning and design early in a project's lifecycle (i.e., the front end of a project), at a time when the ability to influence changes in design is relatively high and the cost to make those changes is relatively low. It typically applies to industries with highly capital intensive, long lifecycle projects (i.e., hundreds of millions or billions of dollars over several years before any revenue is produced). Though it often adds a small amount of time and cost to the early portion of a project, these costs are minor compared to the alternative of the costs and effort required to make changes at a later stage in the project. It also typically uses a stage-gate process, whereby a project must pass through formal gates at well defined milestones within the project's lifecycle before receiving funding to proceed to the next stage of work. La metodologia di analisi di pericolo e operabilità (o HAZOP, dall'inglese HAZard and OPerability analysis), ha lo scopo di esaminare gli ambienti di lavoro e identificare i pericoli cui tali ambienti espongano i lavoratori.

L’attività di Progettazione la definizione delle soluzioni tecniche e le stime necessarie (quantitative e qualitative) coerenti con gli obiettivi di progetto lo sviluppo delle attività necessarie per la definizione di tutti i sistemi e componenti del progetto, nel rispetto degli obiettivi di tempo, costo e qualità specificazione qualitativa e quantitativa di tutti i sistemi e componenti controlli qualitativi in campo assistenza durante la costruzione precommissioning e commissioning dei sistemi realizzati produzione dei documenti tecnici necessari per la realizzazione del progetto: specifiche fogli dati elaborati tecnici modello di progettazione richieste di approvvigionamento pareri tecnici sulle offerte requisiti per controlli e collaudi in officina e in cantiere disegni per il montaggio

Responsabilità delle Unità di società

Discipline specialistiche SISTEMA IMPIANTISTICO E TUBAZIONI OPERE CIVILI SISTEMI PACKAGES E FORNI APPARECCHIATURE MECCANICHE E MACCHINE SISTEMA ELETTRICO SISTEMA STRUMENTAZIONE E AUTOMAZIONE SISTEMA TELECOMUNICAZIONI

Fasi della Progettazione Si definiscono le caratteristiche funzionali di tutti i sistemi (primari, secondari e ingegneristici) e di tutti i componenti che ne fanno parte Basic Ingegneristico E’ la fase più critica, perché le scelte tecniche che si fanno influiscono su costi e tempi del progetto, ed è qui che esistono le migliori opportunità di ottimizzazione Fase in cui viene completata la definizione degli aspetti impiantistici dei sistemi primari, secondari, ed ingegneristici del progetto e sono definiti tutti i componenti Front End Definendo tutti i sistemi, le apparecchiature e la relativa collocazione fisica, è possibile verificare la validità delle scelte effettuate nel Basic. Con il completamento della fase di front end, il progetto assume una configurazione tecnico-quantitativa definita

Fasi della Progettazione Ingegneria di dettaglio Sono definiti gli item e i materiali bulk con il dettaglio necessario per il loro approvvigionamento Sono svolte le attività necessarie per assicurare l’adeguatezza delle forniture Sono elaborati i documenti tecnici occorrenti per la costruzione e il montaggio Sono svolte le attività di ingegneria a fronte di modifiche e integrazioni durante la costruzione

Dettaglio delle fasi e attività di Progettazione

LIV. 1 Conceptual Design Si sviluppano gli studi per elaborare le specifiche funzionali dei sistemi primari e secondari per garantire che gli aspetti tecnici ed economici siano ottimizzati. LIV. 2 Ingegneria di processo Per ogni singolo sistema primario e secondario si definiscono gli schemi di flusso, P&ID di base, i bilanci materiali e termici e le specifiche funzionali e di processo delle apparecchiature, della strumentazione e delle valvole (di regolazione e di sicurezza) per assicurare l’integrazione, la flessibilità, la sicurezza. LIV.3 Sistemi ingegneristici Si sviluppa lo studio dei sistemi funzionali ingegneristici (impianti package, macchine, apparecchiature, impiantistica, sistemi elettrico e telecomunicazioni, strumentazione e automazione, opere civili) cercando l’integrazione e riferendosi in particolare alla realizzazione e costruibilità

Dettaglio delle fasi e attività di Progettazione

Liv. 5A viene sviluppata la progettazione necessaria per l’acquisto di tutti gli item e dei bulk (specifiche per RdA e ordine, pareri tecnici ecc.) È un’attività che incide molto sui costi, quindi i requisiti devono essere commisurati alle effettive esigenze, tenendo presenti le categorie di qualità che si sono stabilite Liv. 5B si verificano gli elaborati dei fornitori e si svolgono le attività che assicurano l’adeguatezza delle forniture (sorveglianza sulle forniture, collaudi) sempre adeguandole alle categorie di qualità. Liv. 6 Basandosi sulle scelte di costruibilità e sull’affidabilità tecnica delle imprese, si sviluppa la progettazione necessaria a fornire istruzioni dettagliate per la costruzione e il montaggio, comprendendo anche i piani di controllo qualità per le diverse discipline. Liv. 7 Si svolgono tutte quelle attività che assicurano la conformità di ciò che si è costruito e montato rispetto ai requisiti stabiliti e le attività di ingegneria che derivano dalle modifiche e dalle integrazioni che si generano durante la costruzione

Dettaglio delle fasi e attività di Progettazione

Dettaglio delle fasi e attività di Progettazione

Dettaglio delle fasi e attività di Progettazione

Dettaglio delle fasi e attività di Progettazione

Flusso di lavoro per l’emissione dei P&ID

Verifica e approvazione dei documenti monodisciplinari

Verifica e approvazione dei documenti multidisciplinari

Metodologia di freezing dei documenti I documento emessi a valle di un riesame della progettazione sono “congelati”, ovvero elaborati i cui contenuti sono da considerarsi definitivi per l’esecuzione delle attività a valle

Processo di lavoro per il freezing PQP