วิศวกรรมขั้นต้น ( FEE ) หรือการออกแบบวิศวกรรมขั้นต้น ( FEED ) คือแนวทางการออกแบบทางวิศวกรรมที่ใช้ในการควบคุมค่าใช้จ่ายของโครงการและวางแผนโครงการอย่างละเอียดก่อนที่จะส่งใบเสนอราคาแบบตายตัว^{[ 1 ]}อาจเรียกอีกอย่างว่าการวางแผนก่อนเริ่มโครงการ (PPP) การโหลดขั้นต้น (FEL)การวิเคราะห์ความเป็นไปได้ หรือ การ วางแผนโครงการ ในระยะเริ่มต้น

FEED คือขั้นตอนการออกแบบทางวิศวกรรมขั้นพื้นฐาน ซึ่งดำเนินการหลังจากขั้นตอนการออกแบบเชิงแนวคิดหรือการศึกษาความเป็นไปได้การออกแบบ FEED มุ่งเน้นไปที่ข้อกำหนดทางเทคนิคและต้นทุนการลงทุนโดยประมาณของโครงการ FEED สามารถแบ่งออกเป็นส่วนย่อยๆ ที่ครอบคลุมส่วนต่างๆ ของโครงการ แพ็คเกจ FEED ใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการประมูลสัญญาด้านวิศวกรรม การจัดซื้อ และการก่อสร้าง ( EPC , EPCIเป็นต้น) และใช้เป็นพื้นฐานการออกแบบ (หรือ Basis of Design)

รายงาน FEED ที่ดีจะสะท้อนถึงข้อกำหนดเฉพาะของโครงการทั้งหมดของลูกค้า และหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในระหว่างขั้นตอนการดำเนินงาน สัญญา FEED มักใช้เวลาประมาณ 1 ปีในการดำเนินการให้แล้วเสร็จสำหรับโครงการขนาดใหญ่ในระหว่างขั้นตอน FEED จะมีการสื่อสารอย่างใกล้ชิดระหว่างเจ้าของโครงการและผู้ดำเนินการกับผู้รับเหมาด้านวิศวกรรมเพื่อกำหนดข้อกำหนดเฉพาะของโครงการ

วิศวกรรมขั้นต้น (Front-End Engineering) มุ่งเน้นไปที่ข้อกำหนดทางเทคนิคและการระบุต้นทุนหลักสำหรับโครงการที่เสนอ^{[ 2 ]}ใช้เพื่อกำหนดราคาสำหรับขั้นตอนการดำเนินงานของโครงการและประเมินความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น โดยทั่วไปจะตามด้วยการออกแบบรายละเอียด (หรือวิศวกรรมรายละเอียด) ระยะเวลาที่ลงทุนในวิศวกรรมขั้นต้นจะมากกว่าการเสนอราคาแบบดั้งเดิม เนื่องจากมีการดึงข้อมูลข้อกำหนดของโครงการอย่างละเอียด และโดยทั่วไปจะมีการพัฒนารายละเอียดดังต่อไปนี้:

• แผนผังโครงสร้างองค์กรโครงการ
• ขอบเขตโครงการ

• นิยามของวิศวกรรมโยธาวิศวกรรมเครื่องกลและวิศวกรรมเคมี
• การศึกษาเกี่ยว กับ HAZOPความปลอดภัย และการยศาสตร์
• แบบจำลองเบื้องต้น 2 มิติและ 3 มิติ
• แผนผังการจัดวางและการติดตั้งอุปกรณ์
• การพัฒนาชุดแบบร่างทางวิศวกรรม
• รายการอุปกรณ์หลัก
• กลยุทธ์การทำงานอัตโนมัติ

• PFD – แผนภาพกระบวนการไหล และ P&ID – แผนภาพท่อและอุปกรณ์วัด
• กำหนดการโครงการ
• ใบเสนอราคาแบบคงที่

ตามธรรมเนียมแล้ว เอกสารทั้งหมดนี้จะถูกจัดทำขึ้นอย่างละเอียดในระหว่างการตรวจสอบการออกแบบหลังจากที่ตกลงราคากันแล้ว แต่บริษัทที่ใช้ FEED จะจัดทำเอกสารเหล่านี้ก่อนที่จะส่งใบเสนอราคา

โดยทั่วไปแล้ว บริษัทวิศวกรรมออกแบบและก่อสร้างจะใช้กระบวนการวิศวกรรมส่วนหน้า (Front-end engineering) ซึ่งอาจดำเนินงานในอุตสาหกรรมต่างๆ ดังนี้:

• ระบบอัตโนมัติ
• อุตสาหกรรมกระบวนการผลิต
• กระบวนการทางเคมี
• การก่อสร้าง
• อีพีซี
• อีพีซีไอซี
• การออกแบบอุปกรณ์
• การผลิต
• ยา
• ปิโตรเคมี
• การออกแบบระบบกระบวนการ
• การออกแบบสายการผลิต
• การกลั่น
• วิชั่นเครื่องจักร

ระเบียบวิธี FEE: ^{[ 3 ]} FEE เป็นวิธีการพิจารณาโครงการก่อนที่จะออกแบบรายละเอียดเสร็จสมบูรณ์ ไม่มีวิธีการที่กำหนดไว้ตายตัวในการดำเนินการศึกษาด้านวิศวกรรมขั้นต้น โดยทั่วไป FEE ต้องการให้วิศวกรหรือกลุ่มวิศวกรพิจารณาโครงการที่เสนออย่างละเอียดถี่ถ้วนและมีเหตุผล พวกเขาอาจพิจารณาตัวอย่างเช่น:

• ระดับของระบบอัตโนมัติ – ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันที่กำลังพิจารณา ระบบอัตโนมัติอาจเหมาะสมหรือไม่เหมาะสมก็ได้ การกำหนดปริมาณระบบอัตโนมัติในโครงการจะช่วยในการกำหนดอุปกรณ์ ค่าแรง รูปแบบ และการออกแบบ
• อัตราและระดับ – เพื่อให้ได้อัตราหรือระดับการผลิตที่ต้องการ ตัวอย่างเช่น อาจต้องใช้อุปกรณ์ วัสดุ และระบบอัตโนมัติในปริมาณที่เหมาะสม การกำหนดอัตราและพารามิเตอร์ที่สำคัญจะมีผลอย่างมากต่อต้นทุนและระยะเวลาของโครงการโดยรวม
• ข้อกำหนดด้านวัสดุ – วัสดุบางชนิดอาจใช้ร่วมกันไม่ได้ดี หรืออาจทนต่อการใช้งานทางกายภาพได้ไม่ดี หลักการพื้นฐานทางวิศวกรรมคือการกำหนดวัสดุที่ใช้ในการก่อสร้าง ความเข้ากันได้ของวัสดุ ฯลฯ
• มาตรฐานและแนวทางปฏิบัติ – ทุกอุตสาหกรรมมีมาตรฐานและแนวทางปฏิบัติ และหลายอุตสาหกรรมอยู่ภายใต้การกำกับดูแล อุปกรณ์ โรงงานผลิต สายการผลิต ฯลฯ ที่พัฒนาขึ้นสำหรับอุตสาหกรรมเหล่านี้ต้องเป็นไปตามมาตรฐานและข้อกำหนดเหล่านี้ และอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อต้นทุน/ระยะเวลาในการดำเนินโครงการให้แล้วเสร็จ
• ข้อสมมติฐาน ข้อจำกัด และปัญหาที่อาจเกิดขึ้น: FEE มุ่งเน้นการระบุปัญหา ข้อสมมติฐาน หรือข้อจำกัดที่อาจส่งผลกระทบต่อโครงการระหว่างการดำเนินงาน การระบุสิ่งเหล่านี้ในขั้นตอนการวางแผนเบื้องต้นเพื่อให้สามารถนำมาพิจารณาได้นั้นเป็นเป้าหมายของ FEE

นอกจากนี้ ในข้อมูลยังรวมถึงโครงร่างและขั้นตอนการขยายที่จะเกิดขึ้นในอนาคต แม้ว่าจะไม่ได้ระบุระยะเวลาที่แน่นอนสำหรับการขยายเหล่านั้นก็ตาม ในกรณีเช่นนี้ พื้นที่ที่จัดสรรไว้สำหรับการขยายในแต่ละช่วงเวลาโดยปกติจะไม่ถูกรุกล้ำ

ในระยะเริ่มต้นของโครงการหลายๆ โครงการ (เช่น การกำหนดขอบเขต การศึกษาความเป็นไปได้ การออกแบบเชิงแนวคิด และการจัดหาข้อตกลงทางสัญญา) ความรู้ที่ถูกต้องเกี่ยวกับส่วนประกอบของระบบที่กำลังพัฒนาจะยังไม่ครบถ้วน ความรู้ดังกล่าวจะมีอยู่ก็ต่อเมื่ออยู่ในขั้นตอนการออกแบบรายละเอียดหรือขั้นตอนต่อๆ ไปของโครงการเท่านั้น ในช่วงเริ่มต้นเหล่านี้ ระบบที่กำลังดำเนินการอาจมีการปรับเปลี่ยน ซึ่งอาจส่งผลให้แนวคิดการออกแบบหรือแม้แต่เป้าหมายของระบบเปลี่ยนแปลงไป ในระยะเหล่านี้ เป้าหมาย ข้อกำหนด ฟังก์ชัน หรือภารกิจบางอย่างยังคงอาจมีการเปลี่ยนแปลงหรือยังไม่ระบุรายละเอียดอย่างครบถ้วน หากระบบที่จะนำไปใช้มีความเป็นเอกลักษณ์ เช่น เนื่องจากความแปลกใหม่ ขนาด หรือการคาดการณ์ว่าจะมีการนำเทคโนโลยีเกิดใหม่ ในอนาคตมา ใช้ ก็จะยิ่งเพิ่มความไม่แน่นอนเกี่ยวกับระบบที่ยังไม่ระบุรายละเอียดอย่างครบถ้วน การวิเคราะห์ระบบที่ยังไม่ระบุรายละเอียดอย่างครบถ้วนในระยะเริ่มต้นอาจก่อให้เกิดความท้าทายหลายประการ แต่ก็ยังจำเป็นต้องมีการตัดสินใจในระยะเริ่มต้นโดยอาศัยการวิเคราะห์ การตัดสินใจในระยะเริ่มต้นอาจเกี่ยวข้องกับการระบุส่วนประกอบที่จะประกอบเป็นระบบและภารกิจที่จำเป็นสำหรับการนำไปใช้ การตัดสินใจดังกล่าวจะส่งผลกระทบต่อหลายแง่มุมของระบบ ตัวอย่างเช่น การเลือกในช่วงเริ่มต้นของการออกแบบแนวคิดและขั้นตอนความเป็นไปได้อาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อขั้นตอนการดำเนินงานหรือแม้แต่การเลิกใช้งาน นอกจากนี้ นักวิเคราะห์จะต้องเผชิญกับความท้าทายที่สำคัญของลักษณะที่ 'ซับซ้อน' ของระบบบางระบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบทางสังคมและเทคนิค ตัวอย่างเช่น จำเป็นต้องมีงานจำนวนมากสำหรับการนำระบบไปใช้งาน และงานเหล่านี้อาจเกี่ยวข้องกับการปฏิสัมพันธ์มากมายระหว่างบุคคลและสิ่งประดิษฐ์ทางเทคนิค เนื่องจากระบบขาดข้อกำหนด จึงไม่น่าเป็นไปได้ที่งานและการปฏิสัมพันธ์ทั้งหมดจะถูกระบุในระบบที่ไม่ได้ระบุรายละเอียดอย่างครบถ้วน แนวทางในการวิเคราะห์โครงการประเภทนี้ได้รับการเสนอไว้ใน^{[ 4 ]}