Strumento predittivo per la stima del costo e dell’impatto ambientale dei sistemi di ventilazione per turbine a gas: il caso Baker Hughes

This thesis presents the development of a predictive tool for the preliminary estimation of the cost and environmental impact of ventilation systems installed on industrial gas turbine packages. The study was carried out in the Baker Hughes industrial context and addresses the need to perform reliable economic and environmental assessments during the quotation phase, when detailed engineering information is not yet available. Historical data were collected from completed projects, technical documentation, preliminary outlines, final assemblies, supplier records, and three-dimensional models. These data were organized into a structured Excel database containing technical, geometrical, economic, and environmental information. The main variables selected for cost estimation were airflow rate, painted surface area, insulation weight derived from the preliminary outline, and total outline weight. The historical projects were divided into homogeneous groups according to supplier and main construction material. Multiple regression models were then developed to estimate the updated procurement cost of a new ventilation system. Linear and second-degree polynomial formulations were evaluated by considering statistical significance, adjusted coefficient of determination, mean absolute percentage error, and error range. The results showed that model performance varies among the different supplier-material groups and that increasing model complexity does not always produce more reliable estimates. The environmental assessment was implemented through deterministic calculations based on physical quantities and emission factors obtained from the company’s Fast LCA tool. The analysis includes contributions associated with material production, transportation, painting, insulation, welding, and hot-dip galvanizing, providing a total result expressed in kgCO₂eq. An additional similarity-scoring system was developed to identify the historical projects most comparable to a new order and to support the evaluation of the estimated cost. The final Excel-based tool therefore combines cost estimation, environmental impact calculation, and comparison with similar historical projects. The proposed approach does not replace detailed engineering or commercial evaluation. Instead, it provides a transparent and repeatable decision-support method that uses historical project data to reduce uncertainty during the early stages of quotation and conceptual design. Future improvements will focus on expanding the database, validating the models on new projects, automating model updates, and incorporating more specific environmental information from suppliers.

La presente tesi descrive lo sviluppo di uno strumento predittivo per la stima preliminare del costo e dell’impatto ambientale dei sistemi di ventilazione installati nei package delle turbine a gas industriali. Il lavoro nasce dall’esigenza di effettuare valutazioni economiche e ambientali già durante la fase di offerta, quando le informazioni di progettazione definitiva non sono ancora disponibili. I dati sono stati raccolti a partire da commesse concluse, documentazione tecnica, outline preliminari, assembly finali, informazioni relative ai fornitori e modelli tridimensionali. Tali dati sono stati organizzati in un database strutturato in Excel, contenente informazioni tecniche, geometriche, economiche e ambientali. Le principali variabili selezionate per la stima del costo sono la portata d’aria, la superficie verniciata, il peso dell’isolante ricavato dall’outline e il peso complessivo dell’outline. Le commesse storiche sono state suddivise in gruppi omogenei in funzione del fornitore e del materiale principale di costruzione. Per ogni gruppo sono stati sviluppati modelli di regressione multipla finalizzati alla stima del costo di approvvigionamento attualizzato di un nuovo sistema di ventilazione. Sono state valutate formulazioni lineari e polinomiali di secondo grado, considerando la significatività statistica delle variabili, il coefficiente di determinazione corretto, l’errore percentuale assoluto medio e l’intervallo degli errori. I risultati hanno evidenziato che le prestazioni del modello variano tra i differenti gruppi di fornitore e materiale e che un aumento della complessità non determina necessariamente stime più affidabili. La valutazione ambientale è stata sviluppata mediante calcoli deterministici basati sulle quantità fisiche del sistema e sui fattori di emissione ricavati dallo strumento aziendale Fast LCA. L’analisi comprende i contributi associati alla produzione dei materiali, al trasporto, alla verniciatura, alla coibentazione, alla saldatura e alla zincatura a caldo, restituendo un impatto ambientale complessivo espresso in kgCO₂eq. È stato inoltre sviluppato un sistema di similarità per individuare le commesse storiche maggiormente confrontabili con un nuovo progetto e supportare la valutazione del costo stimato. Il tool finale, realizzato in Excel, integra quindi la stima del costo, il calcolo degli impatti ambientali e il confronto con progetti storici analoghi. L’approccio proposto non intende sostituire la progettazione di dettaglio o la valutazione commerciale, ma fornire un metodo trasparente e ripetibile di supporto alle decisioni. L’utilizzo strutturato dei dati storici permette di ridurre l’incertezza durante le prime fasi di offerta e progettazione concettuale. I principali sviluppi futuri riguardano l’ampliamento del database, la validazione dei modelli su nuove commesse, l’automazione dell’aggiornamento delle regressioni e l’integrazione di informazioni ambientali più specifiche relative ai fornitori e ai siti produttivi.