Thiết kế kỹ thuật tổng thể ban đầu (FEED): Đó là Gì và Hoạt động như thế nào?

81 / 100

SEO Score

Bởi Denys S. – Tháng 2 năm 2024 – Chuyên mục Kiến thức

Giai đoạn phát triển ban đầu của các dự án kỹ thuật phức tạp, như giàn khoan dầu, các nhà máy sản xuất, khai thác mỏ và năng lượng, thường đi kèm với nhiều thách thức khác nhau, chẳng hạn như lập ra các chi tiết và chỉ dẫn kỹ thuật chi tiết, đánh giá khả năng thi công, xác định các nguồn lực thiết yếu, rủi ro chuỗi cung ứng và nhiều thách thức khác.

Một trong những phương pháp nổi tiếng để nghiên cứu sâu hơn và giải quyết những vấn đề này là quy trình lập kế hoạch Giai đoạn Chuẩn bị Dự án Chuyên sâu (FEL), thường được chia thành ba giai đoạn:

Giai đoạn 1 – Thiết kế Khái niệm
Giai đoạn 2 – Thiết kế Sơ bộ (Kỹ thuật sơ bộ)
Giai đoạn 3 – Thiết kế kỹ thuật tổng thể ban đầu (FEED)

Giai đoạn Thiết kế kỹ thuật tổng thể ban đầu (FEED) là giai đoạn thứ ba và cuối cùng của quy trình FEL. Nó giúp chủ đầu tư tạo ra các tài liệu quan trọng (ví dụ: phạm vi công việc chi tiết, chỉ dẫn kỹ thuật, thiết kế kỹ thuật cơ bản, ước tính chi phí tin cậy, v.v.) làm nền tảng cho vòng cuối cùng của các nghiên cứu khả thi trước khi dự án chuyển sang các giai đoạn mua sắm và xây dựng.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu sâu hơn về giai đoạn FEED, hiểu tầm quan trọng của nó trong việc giảm thiểu rủi ro cho dự án, xem xét một số ví dụ dự án và thảo luận về những ưu điểm và nhược điểm của phương pháp này.

MỤC LỤC

Giai đoạn Thiết kế kỹ thuật tổng thể ban đầu (FEED) là Gì?

Giai đoạn Thiết kế kỹ thuật tổng thể ban đầu (FEED) là giai đoạn thứ ba và cuối cùng của quy trình lập kế hoạch Giai đoạn Chuẩn bị Dự án Chuyên sâu (FEL). Giai đoạn này tổng hợp các kết quả từ Giai đoạn 1 và 2 của FEL thành một bộ tài liệu toàn diện, bao gồm (nhưng không giới hạn ở):

Bộ hồ sơ thiết kế chi tiết và phạm vi công việc.
Các tiến độ kỹ thuật và chỉ dẫn kỹ thuật.
Ước tính chi phí tin cậy.
Tất cả các tài liệu cần thiết để tiến hành giai đoạn mua sắm của dự án.

Việc phân chia điển hình trong quy trình Giai đoạn Chuẩn bị Dự án Chuyên sâu (FEL) bao gồm ba giai đoạn được nêu trong bảng dưới đây. Đây là một quy trình sàng lọc theo từng giai đoạn (gate-staged process), ngụ ý rằng khi kết thúc mỗi giai đoạn, kết quả sẽ được xem xét và một quyết định sẽ được đưa ra về việc liệu dự án có nên tiếp tục sang các giai đoạn tiếp theo hay không.

Các Giai đoạn FEL

Các Giai đoạn FEL	Chi tiết và Mục đích	Các Kết quả Chính
Giai đoạn 1 – Nghiên cứu Phạm vi / Thiết kế Khái niệm	Trong giai đoạn này, chủ đầu tư sẽ đánh giá các yêu cầu của dự án và đề xuất nhiều lựa chọn để đáp ứng chúng. Sau đó, các lựa chọn này được sàng lọc/lập danh sách rút gọn dựa trên tính phù hợp, và một bộ hồ sơ thiết kế sơ bộ cùng với ước tính chi phí sơ bộ sẽ được đưa ra. Khi hoàn tất, các kết quả này sẽ được trình lên Ban Lãnh đạo để xem xét và quyết định liệu dự án có nên tiếp tục sang Giai đoạn 2 của FEL hay không.	Mô tả và Các yêu cầu Dự án. Đánh giá Khả năng thi công. Thiết kế Khái niệm Sơ bộ, bao gồm các Hướng dẫn và Chỉ dẫn kỹ thuật về An toàn, Sức khỏe và Môi trường (HSE), v.v. Sơ đồ Dòng chảy Quy trình (PFD). Ước tính Chi phí Sơ bộ.
Giai đoạn 2 – Nghiên cứu Khả thi / Thiết kế Sơ bộ	Trong giai đoạn này, thiết kế cơ bản cho các lựa chọn trong danh sách rút gọn sẽ được phát triển thêm. Chủ đầu tư tiến hành thêm một vòng nghiên cứu khả thi với các chi tiết bổ sung, bao gồm: Xem xét rủi ro. Xác định các nguồn lực/thiết bị chính sẽ được triển khai. Xác định rõ hơn các yêu cầu và giới hạn của dự án. Xem xét chi tiết ước tính chi phí ban đầu. Sau khi hoàn thành, ban lãnh đạo cấp cao sẽ đánh giá các kết quả để quyết định liệu dự án có nên tiếp tục sang Giai đoạn 3 hay không.	Cấu trúc Phân chia Côngviệc (WBS) sơ bộ. Đánh giá Khả năng thi công chi tiết hơn. Các yêu cầu dự án chi tiết. Thiết kế khái niệm được phát triển thêm, bao gồm kích thước, diện tích, bố trí, v.v. Danh sách thiết bị và nguồn lực chính. Ước tính Chi phí Được tinh chỉnh.
Giai đoạn 3 – Thiết kế kỹ thuật tổng thể ban đầu (FEED) / Xác định Dự án	Giai đoạn Thiết kế kỹ thuật tổng thể ban đầu (FEED), còn được gọi là Xác định Dự án hoặc giai đoạn FEL 3, là lúc một bộ hồ sơ thiết kế được xác định rõ ràng được tổng hợp. Mục tiêu chính của giai đoạn này là xác nhận ước tính chi phí và tính khả thi của giải pháp đã được phát triển trong Giai đoạn 1 và 2. Sau khi hoàn thành, ban lãnh đạo cấp cao sẽ đưa ra Quyết định Đầu tư Cuối cùng (FID) về việc liệu dự án có nên tiếp tục sang giai đoạn mua sắm và xây dựng hay không. Trong Giai đoạn Thiết kế kỹ thuật tổng thể ban đầu (FEED), còn được gọi là Xác định Dự án hoặc giai đoạn FEL 3, một bộ hồ sơ thiết kế được xác định rõ ràng được tổng hợp. Mục tiêu chính là xác nhận ước tính chi phí và tính khả thi của giải pháp được phát triển trong Giai đoạn 1 và 2. Sau khi hoàn thành, ban lãnh đạo cấp cao sẽ đưa ra quyết định (Quyết định Đầu tư Cuối cùng – FID) về việc liệu dự án có nên tiếp tục sang giai đoạn mua sắm và xây dựng hay không.	Phạm vi Công việc Chi tiết. Các Tài liệu Kỹ thuật Cơ bản và Chỉ dẫn Kỹ thuật. Ước tính Chi phí Tin cậy. Các Gói Mua sắm, có thể thay đổi tùy thuộc vào phương thức hợp đồng (ví dụ: phương thức Thiết kế và Thi công (D&C), hoặc phương thức Thiết kế – Mua sắm – Xây dựng (EPC)). Thông tin chi tiết hơn có thể được tìm thấy trong phần này của văn bản.

FEED là bước cuối cùng của quy trình FEL. Sau khi hoàn thành, Ban Lãnh đạo cấp cao sẽ đưa ra Quyết định Đầu tư Cuối cùng (FID).

Lưu ý của Tác giả

Tên của các giai đoạn, mục đích và kết quả có thể thay đổi chút ít tùy thuộc vào ngành, lĩnh vực dự án hoặc địa điểm dự án. Ví dụ, một quy trình tương tự được thực hiện trong các dự án cơ sở hạ tầng/xây dựng dân dụng tại Úc thông qua khuôn khổ “thu hút nhà thầu sớm” (early contractor involvement). Tại Canada, một số dự án Đối tác Công Tư (Public Private Partnership) đã và đang sử dụng cái được gọi là “Chiến lược Mua sắm Tăng cường” (Progressive Procurement Strategy), có những đặc điểm tương tự.

Sau khi hoàn thành thành công ba giai đoạn (FEL 1, 2 và 3), dự án thường sẽ được trình lên ban lãnh đạo cấp cao/hội đồng quản trị để xem xét, và một quyết định đầu tư cuối cùng (FID) được đưa ra. Nếu công ty quyết định tiếp tục dự án, nó thường sẽ chuyển sang giai đoạn mua sắm/đấu thầu và sau đó, đến các giai đoạn xây dựng và vận hành, như được trình bày chi tiết trong hình dưới đây.

Chủ đầu tư thường chọn khuôn khổ hợp đồng/mua sắm EPC (Thiết kế – Mua sắm – Xây dựng) cho hầu hết các dự án có vốn đầu tư (CAPEX) và sự phức tạp kỹ thuật đáng kể. Điều này là do phương pháp này chuyển giao gần như toàn bộ rủi ro thi công cho Nhà thầu EPC.

FEED là bước cuối cùng của quy trình FEL. Sau khi hoàn thành, Ban Lãnh đạo cấp cao sẽ đưa ra Quyết định Đầu tư Cuối cùng (FID).

Các sản phẩm bàn giao của giai đoạn Thiết kế kỹ thuật tổng thể ban đầu (FEED) là gì?

Các sản phẩm bàn giao cụ thể của giai đoạn Thiết kế kỹ thuật tổng thể ban đầu (FEED) sẽ thay đổi tùy thuộc vào loại dự án, ngành và quy trình làm việc của công ty. Tuy nhiên, các sản phẩm bàn giao tiêu chuẩn thường bao gồm một số tài liệu trong nhiều hạng mục khác nhau, chẳng hạn như:

Tài liệu Xác định Dự án:
- Tài liệu Phạm vi Dự án: Phác thảo rõ ràng các mục tiêu, phạm vi, ràng buộc và giả định của dự án.
- Kế hoạch Thực hiện Dự án: Mô tả chiến lược tổng thể để thực hiện dự án, bao gồm tiến độ, nguồn lực và các mốc quan trọng.
Tài liệu Thiết kế Quy trình:
- Sơ đồ Dòng chảy Quy trình (PFDs): Minh họa tổng thể dòng chảy quy trình, thiết bị chính và các thông số quy trình quan trọng.
- Sơ đồ Đường ống và Thiết bị đo lường (P&IDs): Chi tiết dòng chảy quy trình, hệ thống đường ống, thiết bị đo lường và điều khiển.
- Cân bằng Nhiệt và Vật chất: Cung cấp các tính toán về truyền nhiệt và sử dụng vật liệu.
Chỉ dẫn kỹ thuật về Thiết bị và Thiết bị đo lường:
- Chỉ dẫn kỹ thuật Thiết bị: Chi tiết các chỉ dẫn kỹ thuật cho thiết bị chính, bao gồm tiêu chí thiết kế và yêu cầu hiệu suất.
- Chỉ dẫn kỹ thuật Thiết bị đo lường: Xác định các chỉ dẫn kỹ thuật cho các thiết bị đo lường và hệ thống điều khiển.
Tài liệu Thiết kế Dân dụng và Kết cấu:
- Bản vẽ Bố trí Mặt bằng và Sơ đồ Tổng thể: Minh họa bố trí các công trình và cấu trúc chính trên mặt bằng.
- Chỉ dẫn kỹ thuật Dân dụng và Kết cấu: Chi tiết các chỉ dẫn kỹ thuật cho các thành phần dân dụng và kết cấu.
Tài liệu Thiết kế Cơ khí và Hệ thống đường ống:
- Bố trí Thiết bị Cơ khí: Thể hiện vị trí lắp đặt các thiết bị cơ khí chính.
- Bố trí Hệ thống đường ống và Sơ đồ Isometric: Chi tiết cách bố trí các hệ thống đường ống.
Tài liệu Thiết kế Điện và Thiết bị đo lường:
- Sơ đồ Một sợi Điện (SLDs): Minh họa hệ thống phân phối điện.
- Sơ đồ Vòng lặp Thiết bị đo lường: Cung cấp chi tiết về các vòng lặp và kết nối thiết bị đo lường.
Tài liệu An toàn và Môi trường:
- Các Nghiên cứu Nhận diện Mối nguy và Khả năng Vận hành (HAZOP): Nhận diện và đánh giá các mối nguy tiềm ẩn và các vấn đề về khả năng vận hành.
- Phiếu Dữ liệu An toàn (SDS): Ghi lại các tính chất và mối nguy của hóa chất được sử dụng trong dự án.
- Đánh giá Tác động Môi trường (EIA): Đánh giá và ghi lại các tác động môi trường tiềm ẩn.
Ước tính Chi phí:
- Ước tính Chi phí Cập nhật: Cung cấp ước tính chi phí dự án chi tiết và chính xác hơn dựa trên thiết kế được tinh chỉnh.
Tiến độ Dự án:
- Tiến độ Dự án Cập nhật: Phác thảo trình tự các hoạt động, mốc thời gian và các mối quan hệ phụ thuộc của dự án.
Đánh giá Rủi ro và Kế hoạch Giảm thiểu:
- Sổ Đăng ký Rủi ro: Nhận diện và đánh giá rủi ro dự án, cùng với các kế hoạch giảm thiểu.
- Kế hoạch Dự phòng: Phác thảo các chiến lược để giải quyết các vấn đề tiềm ẩn trong quá trình thực hiện dự án.
Tài liệu Tuân thủ Quy định:
- Tài liệu về Cấp phép và Tuân thủ Quy định: Đảm bảo dự án tuân thủ các luật và quy định hiện hành.

Thiết kế kỹ thuật tổng thể ban đầu (FEED) – Các Ví dụ Dự án

Dưới đây là chi tiết một số dự án gần đây đã sử dụng giai đoạn Thiết kế kỹ thuật tổng thể ban đầu (FEED):

Bechtel cung cấp dịch vụ Thiết kế kỹ thuật tổng thể ban đầu (FEED) cho nhà máy xử lý uranium của Urenco tại Vương quốc Anh: Bechtel đã giành được hợp đồng Thiết kế kỹ thuật tổng thể ban đầu (FEED) để hỗ trợ Urenco mở rộng Cơ sở Quản lý Chất thải Uranium (TMF) của họ tại Vương quốc Anh.
Fluor cung cấp dịch vụ thiết kế kỹ thuật cơ sở cho Nhà phát triển Pin Thụy Điển Altris AB: Altris AB đã lựa chọn bộ phận Công nghệ Tiên tiến & Khoa học Đời sống của Fluor để cung cấp dịch vụ Thiết kế kỹ thuật tổng thể ban đầu (FEED) cho cơ sở sản xuất pin natri-ion quy mô công nghiệp đầu tiên trên thế giới tại Sandviken, Thụy Điển.

Hợp đồng FEED Thường được sử dụng khi nào?

Như đã thấy trong các ví dụ trên, trong ngành xây dựng, quy trình Giai đoạn Chuẩn bị Dự án Chuyên sâu (FEL) và giai đoạn Thiết kế kỹ thuật tổng thể ban đầu (FEED) thường gắn liền với các dự án công nghiệp quy mô lớn, có tính đặc thù với rủi ro triển khai đáng kể.

Chủ đầu tư sẵn sàng tiếp nhận tư vấn từ một công ty kỹ thuật hoặc nhà thầu có kinh nghiệm để giảm thiểu rủi ro và tối ưu hóa việc bàn giao dự án.

Trong lĩnh vực xây dựng dân dụng (tức là xây dựng đường sá, sân vận động, v.v.), một phương pháp tương tự có thể được chủ đầu tư sử dụng để hỗ trợ phát triển dự án – khuôn khổ “thu hút nhà thầu sớm” (early contractor involvement – ECI).

Phương pháp này cho phép nhà thầu cung cấp những hiểu biết và chuyên môn có giá trị cho khách hàng/chủ đầu tư ngay từ giai đoạn khởi đầu của dự án, giúp họ phát triển ý tưởng và thiết kế dự án cho đến giai đoạn thi công (tổng quan cấp cao về Hợp đồng ECI được trình bày chi tiết dưới đây).

Một số ví dụ gần đây về các thỏa thuận ECI là:

CPB Contractors được chọn để nâng cấp hai Căn cứ RAAF ở Tây Úc theo Hợp đồng ECI.
Infrastructure Ontario sử dụng Chiến lược Mua sắm Tăng cường cho dự án Đối tác Công Tư (PPP) Bệnh viện mới tại Ottawa (Canada).
Liên danh CPB-Georgiou sẽ là đối tác thi công cho Dự án Thay thế Tường Đập Paradise tại Queensland (Úc).

Thu hút nhà thầu sớm (ECI) – Một khuôn khổ tương tự như FEED được sử dụng trong các Dự án Xây dựng Dân dụng.

Thu hút nhà thầu sớm (ECI) – Một khuôn khổ tương tự như FEED được sử dụng trong các Dự án Xây dựng Dân dụng.

Tại sao Giai đoạn Thiết kế kỹ thuật tổng thể ban đầu (FEED) lại quan trọng?

Nghiên cứu từ Viện Công nghiệp Xây dựng (CII) chỉ ra rằng việc lập kế hoạch giai đoạn đầu kỹ lưỡng có thể dẫn đến giảm đáng kể chi phí dự án, giảm bớt sự không chắc chắn về tiến độ dự án và sự biến động trong vận hành, đồng thời tăng khả năng đạt được các mục tiêu về môi trường và xã hội của dự án.

Viện nhấn mạnh rằng Giai đoạn Chuẩn bị Dự án Chuyên sâu (FEL) là yếu tố then chốt cho sự thành công của các dự án kỹ thuật và xây dựng phức tạp. Các nghiên cứu của Viện cũng đưa ra một hướng dẫn chung rằng chi phí của Lập kế hoạch Giai đoạn đầu (FEP) thường ở mức khoảng 2.5% tổng chi phí dự án. Tuy nhiên, khoản đầu tư này thường mang lại trung bình 10% tiết kiệm chi phí, giảm 7% thời gian bàn giao theo kế hoạch, và giảm 5% các thay đổi trong quá trình thực hiện dự án.

Giai đoạn Thiết kế kỹ thuật tổng thể ban đầu (FEED) – Ưu điểm và Nhược điểm

Ưu điểm của Giai đoạn FEED

Trong số nhiều ưu điểm, đáng chú ý là:

Xác định Dự án: Giai đoạn FEED cho phép hiểu rõ hơn về nhu cầu/mục tiêu phạm vi, các yêu cầu và ràng buộc, giúp giảm rủi ro “trượt” hoặc phình to phạm vi (scope creep) và/hoặc thêm thắt không cần thiết (gold plating). Ngoài ra, các tài liệu kỹ thuật và chỉ dẫn kỹ thuật được tạo ra trong giai đoạn FEED cung cấp sự chắc chắn hơn rằng dự án sẽ đạt được các kết quả mong muốn.
Tăng cường Nhận diện và Giảm thiểu Rủi ro: Việc nhận diện sớm các rủi ro tiềm ẩn trên toàn dự án, như tính sẵn có của công nghệ và nguồn lực, cho phép các chiến lược giảm thiểu chủ động. Hơn nữa, việc sàng lọc theo từng giai đoạn (stage-gated) được lồng ghép trong các quy trình FEL và FEED cho phép các rủi ro và vấn đề được xem xét trước khi thực hiện các khoản đầu tư đáng kể.
Tiết kiệm Chi phí: Khi được thực hiện đúng cách, giai đoạn FEED có thể giúp giảm chi phí vòng đời, tăng tính chắc chắn về ngân sách và tiến độ thi công, và giảm bớt nhu cầu thay đổi trong các giai đoạn sau, vốn thường tốn kém. Nghiên cứu từ Đại học Arizona cho thấy các dự án có độ chính xác FEED cao vượt trội đáng kể so với các dự án có độ chính xác FEED thấp về mức tăng chi phí.
Đánh giá Khả thi Chi tiết: Các nghiên cứu khả thi chi tiết được tiến hành để đánh giá tính khả thi về mặt kỹ thuật, kinh tế và pháp lý, cung cấp cho ban lãnh đạo cấp cao sự hiểu biết rõ ràng về dự án cho quá trình ra quyết định có cơ sở thông tin đầy đủ.

Nhược điểm và Rủi ro của Giai đoạn FEED

Mặc dù lợi ích của giai đoạn FEED chắc chắn lớn hơn nhược điểm, nhưng cần lưu ý rằng:

Giai đoạn FEED tốn thời gian: Giai đoạn FEED có thể tốn thời gian (đôi khi kéo dài từ 12 đến 24 tháng, tùy thuộc vào sự phức tạp của dự án), có khả năng làm chậm trễ việc bắt đầu thiết kế chi tiết và thi công.
Chi phí Ban đầu: Cần một khoản đầu tư ban đầu đáng kể vào kỹ thuật và phân tích trước khi bắt đầu các hoạt động thiết kế chi tiết và thi công, và chủ đầu tư có thể có mức chi tiêu tăng lên.
Tính Linh hoạt so với Tính Cứng nhắc: Mặc dù việc nhận diện rủi ro sớm là có lợi, nhưng có sự cân bằng giữa tính linh hoạt cho các thay đổi và nhu cầu hoàn thiện chi tiết dự án. Hơn nữa, cũng có rủi ro thiết kế vượt mức hoặc kỹ thuật vượt mức khi cố gắng tính đến tất cả các yếu tố không chắc chắn tiềm ẩn.
Sự Không chắc chắn về Điều kiện Thị trường: Điều kiện kinh tế và thị trường có thể thay đổi giữa giai đoạn FEED và các giai đoạn tiếp theo, ảnh hưởng đến tính khả thi của dự án.

Hợp đồng FEED – Các Đặc điểm Chính

Với tính chất của các dịch vụ (tư vấn kỹ thuật và thương mại), Hợp đồng FEED thường sẽ sử dụng các mô hình tương tự như hợp đồng tư vấn, trong đó Nhà thầu FEED sẽ được thanh toán theo tiến độ dự án.

Việc thanh toán có thể được thực hiện theo các hình thức:

Chi phí cộng phí (cost-plus-fee schemes) (cơ sở “sổ sách mở” – open-book basis).
Theo giờ làm việc dựa trên nguồn lực sử dụng.
Thanh toán trọn gói (lump-sum payments) khi đạt các mốc quan trọng (milestone achievements), như phê duyệt các sản phẩm bàn giao chính (ví dụ: phạm vi công việc chi tiết).
Hoặc các hình thức khác phù hợp với chủ đầu tư và nhà cung cấp dịch vụ FEED.

Câu hỏi Thường gặp (FAQ) – Thiết kế Kỹ thuật Cơ sở

Điều khoản xác nhận FEED trong Hợp đồng EPC là gì?

Điều khoản Xác nhận FEED (FEED Endorsement Clause) này quy định rằng nhà thầu EPC chịu trách nhiệm hoàn toàn về tính chính xác kỹ thuật của giai đoạn FEED do chủ đầu tư cung cấp.

Thiết kế FEED so với Thiết kế Chi tiết – Khác biệt là gì?

Bảng dưới đây tóm tắt những khác biệt chính giữa hai giai đoạn này.

Khía cạnh	Giai đoạn Thiết kế kỹ thuật tổng thể ban đầu (FEED)	Giai đoạn Thiết kế Chi tiết (Detailed Design)
Mục đích	Xác định phạm vi và tính khả thi của dự án	Phát triển kỹ thuật chi tiết cho thi công
Mục tiêu	Phát triển hiểu biết về khái niệm, nhận diện rủi ro	Cung cấp chỉ dẫn kỹ thuật chính xác, giảm thiểu thay đổi
Mức độ Chi tiết	Tổng quan cấp cao hơn, có tính linh hoạt cho các thay đổi	Rất chi tiết và cụ thể, ít cho phép thay đổi
Ước tính Chi phí	Ước tính sơ bộ được tinh chỉnh trong giai đoạn Thiết kế Chi tiết	Ước tính được tinh chỉnh dựa trên kỹ thuật chi tiết
Tiến độ	Giai đoạn ngắn hơn, đứng trước Thiết kế Chi tiết	Tốn thời gian hơn, diễn ra sau giai đoạn FEED
Sản phẩm Bàn giao Chính	Xác định dự án, thiết kế khái niệm, chỉ dẫn kỹ thuật sơ bộ	Bản vẽ chi tiết, chỉ dẫn kỹ thuật cuối cùng, danh sách thiết bị