GuidoTonelli /Gruppo1/Roma/5Aprile2005 1 Rapporto sullo stato di CMS @ RRB20 Stato delle costruzioni. Magnet Test e Cosmic Challenge. Cambiamenti nel management

GuidoTonelli /Gruppo1/Roma/5Aprile2005 1

Rapporto sullo stato di CMS @ RRB20

Stato delle costruzioni.

Magnet Test e Cosmic Challenge.

Cambiamenti nel management (tracker e cpt).

Schedula V34.2.

Piano finanziario di CMS ad RR20.


Ingegneria civile.Caverne consegnate il 1Febbraio 2005. 3 mesi di ritardo per infiltrazioni di acqua (riparate) nel pozzo di accesso. Ritardo non critico perche’ il grosso dell’ assemblaggio di CMS avviene in superficie. Liberato l’accesso fra zona di assemblaggio in superficie (SX5) e pozzo (P5).Ingegneria civile non piu’ critica per l’esperimento.


Completata sui sei dischi degli end-cap (YE) e su 4 delle 5 ruote del barrel (YB).

Manca solo la ruota centrale YB0. La piu’ complicata (fine luglio 2005)

Installazione dei servizi (gas&cooling pipes)


Il magnete

Completato l’assemblaggio delle 5 bobine. In corso la saldatura delle connessioni dei circuiti di raffreddamento (forti stress termici, possibili leaks, ossessivo controllo di qualita’).


Presto: operazioni molto complicate.

Inserzione (Maggio05). Sigillatura delle camere a vuoto (Luglio05). Cablatura e connessione alla Control Room provvisoria. Test del Magnete e Cosmic Challenge. Agosto05-Febbraio06. Calata di YB0+magnete nel pozzo Marzo06 ?


Magnet test: v34.2 schedule draft

Nei tre mesi previsti per il raffreddamento del magnete (sett-ott-nov) si installa HCAL, un supermodulo di ECAL ed alcuni elementi del tracciatore. Il periodo di training del magnete verra’ utilizzato per il Cosmic Challenge. Ecal e tracciatore verranno rimossi a gennaio 2005 per permettere la mappatura del campo. Il magnete si riapre a Marzo.


Cosmic Challenge

Leggere un settore di CMS e registrare il passaggio di cosmici con campo magnetico.Test realistico di installazione, di integrazione e di DAQ. Attrezzature, cavi, servizi, interferenze di PS col campo magnetico.Commissioning integrato dei vari sottorivelatori. Controllo dei servizi, e delle sicurezze. Interlocks, condensa alle interfacce per le diverse condizioni operative.Messa in tempo dei sistemi di acquisizione, circuiti di trigger e DAQ, software.


Cosmic Challenge


bulk-head &TEC PP1.

condensa? interlock?

anello di allineamento

studio dettagliatodel percorso dei cavi

prototipo di PP1 studio dellacablatura di YB0

PS sulla balconata (campo magnetico residuo)

Molti esercizi necessari per l’integrazione

verifica dei tools di installazione


Esempio di configurazione per il CC: il TIB.


Stato di DT (Muoni Barrel)I tre centri di produzione di Aachen, Ciemat e Legnaro lavorano al ritmo di 18 camere l’anno per centro. Prodotte fino ad ora oltre 170 camere (70% del totale) 160 sono al CERN e 33 sono state installate in YB+2 (12 con i minicrates). Il completamento della produzione e’ previsto per fine 2005.

Continua la produzione ed il test di HVB e MC. 30 MC sono stati completati fino ad ora. Aumentata la capacita’ di test. Ritmo attuale di produzione ed installazione dei MC compatibile con la schedula ma occorre recuperare contingenza.


Stato di MB4 Torino

Torino sta producendo a regime le MB4: 7 camere sono pronte e 3 sono state consegnate al CERN. Sono state intraprese azioni per aumentare la capacita’ produttiva da 2 a 3 camere al mese. Il completamento della produzione e’ previsto per Aprile 2006.

I-Beam tool 1

I-Beam tool 2

I due tavoli sono operativi insieme al test stand con cosmici

Qualita’ eccellente.Distribuzione dei tempi di arrivo ed efficienza preliminare con cosmici


Stato RPC (Muoni Barrel)

299 camere costruite, 268 qualificate (56% di 480 necessarie) e 31 scartate, 160 al CERN, 66 installate. Scarti complessivi fino ad ora circa 10%. 212 ancora da costruire (231 se si vuole essere conservativi)

Produzione pianificata fino a Febbraio 2006. Attenzione agli incidenti/inconvenienti nella catena di produzione ed assemblaggio

0

100

200

300

400

500

600

dic-02 feb-03 apr-03

giu-03

ago-03

ott-03 dic-03 feb-04 apr-04

giu-04

ago-04


giu-05

ago-05


All tested chamber

All CH planning


Test RPC (250 camere)

Qualita’ eccellente: protocollo di test con cosmici.


Installazioni, installazioni, installazioni.


Stato di CSC (Muoni End-Cap di CMS)

Tutte le camere prodotte compreso un 6% di spares (496); 60% installate nei dischi e test finali completati sul 40%;

run di cosmici utilizzati per controllo, qualita’ eccellente.


La calorimetria adronica.

I due barrel HCAL sono pronti in SX5. L’installazione dei due HE e’ in corso ed e’ in schedule. Completati anche HF ed HO. Nessun problema.Presi dati su test beam per calibrazioni iniziali pre-running.


Calorimetria elettromagnetica (ECAL)

Preshowerbased on Si sensors

ECAL Barrel17 xtal shapes

ECAL Endcap1 crystal shape

Preshowerbased on Si sensors

ECAL Barrel17 xtal shapes

ECAL Endcap1 crystal shape

E’ ancora un rivelatore sul cammino critico per CMS. Come si ricorda nel corso del 2004 si sono accumulati gravi ritardi per la mancata consegna di cristalli e sono stati rinegoziati schedula e prezzi per le forniture successive.E’ in corso un programma di emergenza per installare il Barrel di ECAL entro il 2006.


Stato di ECAL cristalliDa Dicembre consegne da BCTP al ritmo stabile di 1200 cristalli al mese. In mano ad oggi 35.570 cristalli sui 61.200 necessari per il barrel. Consegne fino a 41.000 cristalli previste entro Agosto 2005.Scelto anche un secondo fornitore di cristalli SIC (Shanghai). Consegnati 300 cristalli di tipo End-Cap. Qualita’ soddisfacente. 100 cristalli Barrel in produzione.

In via di definizione i nuovi contratti con SIC (2950EE e 3350EB) e BCTP(18.000 EB e 4750EE). Costo unitario superiore a quanto previsto inizialmente ma deficit globale in linea con quanto preannunciato (7000EE crystals “in kind” dalla Russia)

In base alla nuova schedula, la consegna dei cristalli del barrel si concluderebbe nell’Ottobre06. La consegna dei cristalli degli end-cap finirebbe nel 2007. Il piano e’ di concentrare tutti gli sforzi per avere ECAL BARREL installato per il run pilota del 2007 e di installare gli ENDCAP per il 2008.

Modifiche al tool di installazione dei calorimetri per consentire l’installazione degli ultimi 4 supermoduli dopo l’installazione del tracciatore Novembre06. In studio l’impatto di una calibrazione su fascio solo parziale sulle performance finali.


Stato di ECALMeccanica ed elettronica sono a posto. Consegnati tutti i 140000 APD e 10.000 dei 15.000VPT. I run di produzione di tutti gli ASICs sono stati completati. Ordinate tutte le board (VFE e FEB).

18 supermoduli/36 del Barrel sono gia’ assemblati (manca l’elettronica).2 supermoduli sono completi di elementi di cooling ed elettronica di lettura.Programma di emergenza per accelerare la produzione dei cristalli e l’integrazione dei supermoduli (cooling ed elettronica di lettura).


Supermoduli e cooling Integrazione del sistema di cooling e test di qualifica: tenuta idraulica del sistema, resistenza meccanica fino a 7 bar, circolazione dell’acqua in tutto il circuito.Ogni componente del cooling (grids, inlet manifold, outlet manifold, cooling bars, general inlet manifold, general outlet manifold) deve essere sottoposto a test e certificato separatamente: sistema in pressione a 20 bar per 15 minuti; test di tenuta del vuoto con He (< 10-4 mb l/s).


Vestizione supermoduli con elettronica@B867

Avviato un programma straordinario per accelerare l’integrazione con l’obiettivo di avere pronti 18 supermoduli entro Dicembre 05. 3 supermoduli al mese a partire da Marzo. Piu’ manpower.


Eccellenti prestazioni (test beam)

With cut +- 2mm on hodoscopes

Without any cut

3x3 5x5

0.5% 0.5%


Tracciatore

ROD TOB

E’ ancora un rivelatore sul cammino critico per CMS.Come si ricorda nel corso del 2004 sono stati accumulati gravi ritardi dovuti a problemi di qualita’ nella produzione su vasta scala di sensori e di ibridi. E’ in corso un programma di emergenza per completare la produzione dei moduli entro i primi mesi del 2006 ed installare il tracciatore in CMS entro la fine del 2006.


Tracciatore sensori

Oggi abbiamo in mano tutti i 7.000 sensori sottili ed 11.500 sensori spessi su 20.000 circa necessari (compresi gli spares). La consegna dei rimanenti 8.500 sensori e’ stata negoziata con HPK ad un ritmo crescente da circa 1.200 a circa 1.500 sensori al mese. Completamento delle consegne dei sensori previsto entro Ottobre 2005.


Tracciatore ibridi

-

50

100

150

200

250

300

350

400

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

TOB Plan

TIB Plan

TEC Plan

Delivery

Oggi abbiamo in mano circa 6.000 ibridi (36% dei 16.500 circa necessari). Consegnati da gennaio 2005 a oggi 2715 ibridi. La qualita’ e’ eccellente. Il ritmo di consegna di 300 ibridi a settimana e’ stato mantenuto. C’e’ un piano per incrementare questo numero da maggio a 400-450 ibridi la settimana. Lanciata una seconda linea di produzione di ibridi. Prototipi qualificati. In produzione 2000 ibridi aggiuntivi (buffer e recupero di contingenza).Completamento delle consegne degli ibridi previsto per Luglio05 per il TIB, Settembre05 per il TOB e Novembre05 per la TEC.


Tracciatore moduli

Yield nella produzione dei moduli: 93,7% TEC, 96%TIB, 97,6% TOBQualita’ dei moduli prodotti fino ad ora eccellente >99.7% strisce attive 4517 strisce difettose su 1597696 0.28%.

TIB TOB TEC

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Sensors Hybrids Mod Ass Mod Yield

% A

vail

able

96% 97.6 93.7


Produzione di moduli

Prodotti fino ad oggi circa 4000 moduli sui 16.500 necessari (24%). La produzione con i nuovi ibridi e’ ricominciata a buoni ritmi: 600moduli/mese TOB; 300 TIB e TEC.Fine produzione moduli TIB/TID prevista per Ottobre05.Fine produzione moduli TOB prevista per Dicembre05.Fine produzione moduli TEC prevista per Febbraio06.


Tracciatore integrazione

Tutte le strutture meccaniche sono pronte. E’ iniziata l’attivita’ di integrazione su rod, petali e shell.


Tracciatore integrazione

Esercizio di cablatura e controllo dell’organizzazione dei servizi del TIB/TID+ Cern Marzo05


Strategia per guadagnare contingenza

TOBTOB

TIDTIDTIBTIB

TECTEC

PDPD

Nuova sequenza di integrazione e di installazione:TOB+ (luglio-novembre 2005)TIB/TID+ TOB- (dicembre 2005-febbraio 2006)TEC+ TIB/TID- (marzo-maggio2006)TEC- (giugno-agosto 2006)Installazione del tracciatore in CMS Novembre 2006Installazione del pixel detector in CMS Gennaio 2008


Il rivelatore a pixel

Barrel: ordinati tutti i sensori. Prodotti i chip di read-out (sotto test); definito HDI qualificato il BB; congelata laprocedura di produzione e test dei moduli. Inizio produzione estate 2005.Efficienza >99% dopo una fluenza di 6x1014 neq/cm2 a Vbias=400V (S/N>50)Forward: 8 mesi di ritardo. Definiti i sensori ma ancora non ordinati. HDI in disegno etc. E’ in corso una riorganizzazione e stanno entrando gruppi nuovi per rafforzare la comunita’ Pixel forward.BARREL OK PROBLEMI PER IL FORWARD


Tracker Management

Peter Sharp Project Manager and Chairman

Geoff Hall Project Coordination

Marcello Mannelli Project Planning and Quality Audit

Roberto Tenchini Resources (Finance & People)

Didier Contardo TEC

Guenter Flugge Tracker Institution Board

Roland Horisberger Pixels

Joe Incandela TOB

Gigi Rolandi Tracker Integration Centre

Stefan Schael TEC

Guido Tonelli TIB / TID

Project ManagtOffice (PMO)

Peter Sharp e’ il nuovo project manager del tracciatore.


Trigger e DAQ :staging and scaling

DAQ unit (1/8th full system):Lv-1 max. trigger rate 12.5 kHzRU Builder (64x64) .125 Tbit/sEvent fragment size 16 kBRU/BU systems 64Event filter power ≈ .5 TFlop

Data to surface:Average event size 1 MbyteNo. FED s-link64 ports > 512DAQ links (2.5 Gb/s) 512+512Event fragment size 2 kBFED builders (8x8) ≈ 64+64

DAQ Scaling&Staging

Ci sono stati molti progressi tecnici in tutte le aree del trigger e del DAQ ma poiche’ mancano soldi c’e’ una tendenza irresistibile a considerare il DAQ come una specie di fondo di contingenza. In pochi anni siamo gia’ passati dai 100KHz iniziali ai 50KHz di oggi. La mia previsione e’ che nel 2007 si partira’ con lo stretto indispensabile (12.5KHz).


Computing, Fisica e Tridas

Definito il Computing Model (draft Dicembre04)

In preparazione il computing TDR (Luglio05)

In preparazione il Physics TDR (Dicembre05)

Testata con 35Mevt la simulazione dettagliata del rivelatore basata su GEANT-4 (OSCAR)

Progressi Fast Simulation

Progressi nell’analisi distribuita GRID

Workshop sulla calibrazione

Nuova organizzazione per Computing, Fisica e Trigger.


CPT nuova organizzazione (provvisoria)

HLT/DQME. Meschi

ReconstructionS. Wynhoff

Analysis ToolsTBA

SimulationT. Boccali

Database/calibL. Lueking

FrameworkL. Sexton

SoftwareL.Silvestris

A.Yagil

ECAL/e-C. Seez

Y. Sirois

HiggsS. Nikitenko

TRACKER/b-I.Tomalin

SUSY & BSML. Pape

M. Spiropulu

HCAL/JetMETJ.Rohlf,C.Tully

Stand. ModelJ. Mnich

MuonsN. Neumeister

U.Gasparini

Heavy IonsB. Wyslouch

Data MgmtP. Elmer

Workfl MgmtS. Lacaprara

ProductionT. Wildish,L. Barone

Infra & ServicesN. Sinanis

ComputingL. Bauerdick D.Stickland

Detector-PRSD.AcostaP.Sphicas

Analysis-PRSA.DeRoeckP.Sphicas

Project ManagerP.Sphicas

Project OfficeV.Innocente

L.Taylor

Fast SimulationP. Janot

Generator ToolsF. Moortgat

S. Slabospitsky

Online SelectionTBNTBN

Paris Sphicas e’ il nuovo PM di Computing e Fisica


Milestones


Tracker, ECAL e piano di installazione V34.2Si stanno studiando in dettaglio i piani per installare gli ultimi componenti di CMS: ECAL barrel, Tracciatore e beampipe per cercare di guadagnare contingenza e/o sicurezza nelle procedure.

1)Install Tracker including remove installation tooling: 0.5 months 15 Nov 062)Complete cabling of ECAL barrel and Tracker: 3.75 months 07 Mar 073)Install and bake-out beampipe, check vacuum, inert gas 3.0 months 07 Jun 074)Close CMS and pump beampipe back to vacuum 0.75 months 30 Jun 07

Present best projections on ECAL crystal delivery (1200 xtals/month) imply that ~4/36 EB supermodules will not be ready by 1 Nov 2006. However, tooling is compatible with inserting supermodules with Tracker (and Beampipe) in place.(albeit with some risk and complication).

In v34.2, create a 1 month additional window to install remaining supermodules after task 2) (requires resources to compress and/or pre-empt cabling task).Final fallback contingency plan is to omit some supermodules from the “initial detector” (valid if 6 modules omitted + 4 month shutdown after pilot run).


v34.2 Master Contingency

Consolidate the progress along the critical path & react to existing delays (overtime working). Invest resources to compress activities after “tracker insertion complete” (15 Nov 06) and before “ready to close” (15 Jun 07)

It allows completion of ECAL barrel installation (1 month) and generation of master contingency (say 2 months) (insurance against subdetectors or common tasks over-running internal contingency).

approx breakdown of resources needed: overtime to consolidate progress on critical path 300k CHF extra teams and shifts to compress activities after Tracker insertion 490k CHF overtime Christmas-New Year 06-07 122k CHF duplicate assembly platform (+/- end YB0 cabling in parallel) 270k CHF additional tooling for pre-cabling (incl dummy EB+TK patch panels)100k CHF

TOTAL 1282k CHF


Cablatura di YB0

Complex problem. Must facilitate maintenance, EB supermodule replacement etc3.75 months on critical path: reduce by 1 month. Dummy patch panels will allow pre-cabling before TK insertion.

Working group progressing.Test solution on 1-2 sectors for magnet test/cosmic challenge.


Installazione della Beampipe

Under study with LHC-VAC: 3 calendar months currently allocated to a task estimated to need 60 working days.To compress need resources, specialist manpower and no conflict with other bp installation


Piano finanziario

A CMS mancano fondi per completare il rivelatore in tempo (32.5MCHF)

Il deficit di CMS e’ dovuto in larga misura agli extracosti dei cristalli di ECAL, del tracciatore e da deficit vari distribuiti in sottorivelatori.

E’ stata messa a punto una strategia per coprire in larga parte questi extra-costi chiedendo un aiuto straordinario alle agenzie.

•CMS punta a raccogliere 29.3MCF dai paesi con maggiori possibilita’/finanziarie. Richiedera’ a tutti gli altri paesi una quota proporzionale alle percentuali dei M&O per coprire altri 3.2MCHF.


Deficit di ECAL

I contratti per la produzione dei cristalli a completarebarrel ed end-cap sono negoziati ad un costo globale superiore alle previsioni iniziali.

Il deficit complessivo valutato risulta di 21,900KCHF.

La Russia contribuerebbe a ridurre il costo unitariocon un aiuto straordinario: fornitura “in-kind” di 7000 cristalli EE (2D) corrispondenti a 7,800kCHF.

Il deficit residuo sarebbe pertanto di 14,1MCHF.


Copertura deficit di ECAL


Deficit del tracciatore


Extra-costi ed extra-lavori

1.5MCHF

•Magnete•Muoni Barrel•Infrastrutture


Stima del deficit di CMS (Cost to Completion2)

System Deficit CMS Request(kCHF) covers CtC_2

Magnet 735 235 coperti contingenze interne 235 500

Tracker 5,000 5,000

ECAL 21,900 21,900

Muons Barrel 2,400 2,400

Muons REs 800 CF loan 800

Trigger-DAQ 8,059 4 DAQ slices staged 8,059

Infrastructure 1,500 1,500

C&I 1,000 RB cables/RE Transports 1,000

Totals 41,394 10,094 31,300

CMS puo’ coprire fino a 10 MCHF con staging e contingenza interna e richiede 32,5 MCHF con un secondo round di CtC comprensivi di una contingenza interna di 1,2 MCHF per accelerare la schedula. Contingenza ulteriore per emergenza: altre slices di DAQ (2MCHF)


Richieste totali e suddivisione proposta


Conclusioni

CMS sta cercando di recuperare nel 2005 i ritardi accumulati nel 2004.

Sono state avviate azioni per accelerare la costruzione dei rivelatori sul cammino critico per l’esperimento (ecal e tracciatore).

E’ stata proposta una nuova schedula di integrazione ed installazione che punta a recuperare contingenza.

E’ stata messa a punto una strategia per coprire, in larga parte, il deficit di fondi necessari per completare in tempo l’esperimento.

Il completamento di CMS per il primo run di LHC e’ un obiettivo raggiungibile se potremo contare sull’aiuto straordinario delle agenzie finanziatrici e su uno sforzo eccezionale di tutto CMS.

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