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基于SLP的某工厂平面布局设计 摘要布局设计是制造系统设计的重要内容，其设计的优劣将直接影响物流，产品质量，生产能力，经济效率，安全和生产效率。在我国企业中，尤其是一些大型的制造企业，由于在生产过程中生产物流量较大会出现诸多问题,如设施布局不完善、物流路线的选择不佳、车间面积没有得到充分的利用、生产过程中的原料浪费尤其严重等问题。以上这些问题都可以通过对平面布局设计的研究加以解决，同时也会降低生产成本，提高我国制造型企业的国际竞争能力。本课题根据中海油宁波大榭经济技术开发区宁波大榭石化公司总体规划，以年产150000吨环氧丙烷装的布置设计为背景。引入系统布置设计SLP法，根据化工厂各作业单位之间的物流量的不同，依据工厂布局设计的基本原始材料——产品（P）、产量（Q）、工艺过程（R）、辅助服务部门（S）、时间安排（T），并根据各工作单元之间的关系进行了对比剖析，得到化工厂的物流相关表以及工作单元的非物流相关表；按照权重计算得到每个相互作业单元的综合关系表，生成化工厂综合接近程度排序表，并将生成的化工厂按综合接近程度表进行排序；根据为每个工作单元的之间的关系来规划其位置，在合理规划的基础上，并结合各工作单元的实际面积画出每单位面积相关图和具体位置；通过校正和调整单元面积相关图调整，可以得到三种可行的布置方案；最后对各方案进行评价择优,得到年产15万吨环氧丙烷合成分厂的总平面布置设计的最佳布置方案。关键词系统布置设计SLP，化工厂布局设计，优化评价 ABSTRACTLayoutplanningisanimportantpartofthemanufacturingsystemdesign,whichwilldirectlyaffectthelogistics,productquality,productioncapacity，economicefficiency,safetyandproductivity.InChina'senterprises,especiallysomelargemanufacturingcompanies,becauseofthebigvolumeofproductionlogisticsintheproductionprocess,therewillbealotofproblems,suchasinadequatefacilitieslayout,poorlogisticslines,underutilizedworkshoparea,grievouswasteof rawmaterialsduringtheproductionprocessandsoon.Above-mentionedproblemscanbesolvedthroughtheresearchofthelayoutplanning,aswellasreduceproductioncosts,soastoimprovetheinternationalcompetitivenessofChina'smanufacturingenterprises.Thisthesisisbasedonthelayoutdesignofanannualoutputof150,000tonsofpropyleneoxide,accordingtotheoverallplanofCNOOC NingBo DaXie Petrochemicl .LTD.Importingsystemlayoutplanning(SLP),accordingtothedifferentlogisticsquantitiesofworkunitsandthefundamentalrawmaterialsoftheplantlayoutplanning——Product(P),Quantity(Q),Route(R),services(S),time(T),alsoaccordingtothecomparativeanalysisofrelationshipbetweentheworkunits,wegotthelogisticsrelatedtablesofchemicalplantandthenon-logisticsrelatedtablesofworkunits;accordingtotheweight,calculatingcomprehensiverelationaltablesofeachoftheworkunits,andgenerateschemicalcomprehensiveproximityrankingtablewhichwouldberanked;accordingtotherelationshipbetweeneachoftheworkunitstoplantheirpositions,onthebasisofrationalplanning,combinedwiththeactualareaofeachworkunittodrawacorrelationdiagramperunitareaandthespecificlocation;bycorrectingandadjustingunitareacorrelationdiagram,wecangetthreepossiblelayoutscheme.Finally,evaluatingthemeritofeachprogram,wecanobtainthebestlayoutschemeofthechemicalplantwhichoutputs150,000tonsofpropyleneoxideperyear.KeywordssystematiclayoutplanningSLP,chemicalplantlayoutdesign,optimizationandevaluation 目录摘要..................................................................................................................................................IABSTRACTII1绪论11.1课题研究背景11.2课题研究的目的与意义12工厂布局问题概述32.1设施规划与设计的研究范围32.2设施规划的目标与原则42.3设施规划与设计的阶段结构52.4布局设计设计方法63系统布置设计（SLP）方法概述73.1SLP方法概述73.2系统布置设计（SLP）的四个阶段83.3系统布置设计（SLP）的基本流程93.4系统布置设计（SLP）法求解113.4.1物流分析与物流相关表113.4.2作业单位相互关系分析123.4.3作业单位位置相关图143.4.4作业单位面积相关图163.4.5方案评价选择194化工厂总平面布置基础214.1概述214.2化工厂的组成214.3总平面布置的内容214.3.1平面布置214.3.2绿化布置224.4技术经济指标224.5厂房的平面布置234.5.1厂房平面设计234.5.2厂房的面积23 4.5.3厂房的柱网布置234.5.4厂房的宽度244.5.5道路244.6总平面布置的一般规定244.6.1总平面布置的要求244.6.2运输线路布置的要求254.6.3发展要求255化工厂平面布局设计265.1厂区相关指标265.2化工工艺275.2.1项目概述275.2.2设计概述285.2.3工艺流程图295.3化工厂作业单位划分315.4物流分析及物流相关表325.5作业单位相互关系分析345.6作业单位位置相关图485.7作业单位面积相关图495.8总平面布置图505.9效果图546结论586.1课题研究结论586.2课题研究的不足与展望586.2.1课题研究的不足586.2.2课题展望58参考文献60致谢62 1绪论1.1课题研究背景这个课题项目是中海油宁波大榭经济技术开发区石油宁波大榭石化有限公司的总平面设计，设计产能为年产能力为150000吨的环氧丙烷化工分厂。目前国内制造企业的工厂布局，多采用经验设计的方法来解决问题。利用现有的厂房作为设计参考标准，再结合多年积累的经验和教训来解决设施布局问题。而经验设计方法具有很大随意性，没有经过仔细的计算以及合理安排在后期生产过程中会逐渐显示出设计的弊端，不同的工厂在设计时需要考虑的问题都不相同，没有哪一种设计方法是通用的，特别是在设计量较大的的设计中需要考虑的问题很多，并且需要经过大量的分析以及数据的对比，而在这些大量的数据分析以及对比过程中很容易照成数据以及考虑因素的遗漏。同时在对工厂布局时局部修改时也会影响系统其他部分的布局结构。在生产管理中，很多企业都在努力追求的改革和完善。系统布局规划（SLP）是对设计项目相关的排列方式，步骤，和方法，该方法已经形成了一个基本模式，它对大部分的工厂布局都适用。1.2课题研究的目的与意义目前制造业的之间竞争越来越激烈，为了加强工厂的竞争活力力则应该减少物流成本，提高企业生产效率等方面做手。而工厂布置的好坏将会直接影响到产品成本的高低，生产效率以及运营成本等问题。好的布置可以提高物流效率节省原料运费，减少产品的生命周期，加快资金回流提高企业的竞争能力。工厂平面布局设计考虑的因素很多，长期以来设计人员大多是凭借经验结合以往的数据对工厂平面布局进行设计。这种设计有许多的弊端如设计目的不明确，没有进行实际数据的分析和对比。查徳·谬瑟在1961年提出的系统布置设计法（SLP法）之后，工厂平面布置设计由原来的定性阶段向定量阶段发展。SLP系统布置设计是通过对物流流向与每个作业单位之间联系的紧密程度来设计出合理的工厂平面布局，这种设计方法在目前在工厂平面布局设计上已经被广泛的采用。上世纪80年代我国引进SLP设计理论的方法并将其应用于工厂平面设计中并且收到了非常显著的效果。 对每一个作业单元彼此之间联系的紧密程度进行分析，这些分析其中主要包括物流关系分析以及非物流关系的分析，这些分析是采用SLP法对工厂总平面设计的首要工作。然通过对以上分析每一个单位之间的密切程度，来合理计算和规划出每一个作业单位之间的位置关系以及每一单元的实际占地面积，根据这些计算绘制出的每个作业单元的位置关系图和实际占地面积图。将两图合并成一个单位面积相关图；通过后期对每一个作业单位面积的计算修改做出调整，得出数个可行的布置方案；在通过后期通过采用加权因素比较每一个方案，对这些方案进行比较评分，得分最高的方案就为最佳的布置方案。SLP法诞生以来，规划设计人员采用此设计方法用在在机械厂中，并不断探索在其他领域的应用SLP法。本课题将结合工程设计的实际，对SLP法在一座年产15万吨环氧丙烷合成分厂的总平面布置设计中进行有效尝试。 2工厂布局问题概述2.1设施规划与设计的研究范围设施规划和设计研究的范围包括了很多的方面，例如在工业设施和规划设计过程中，包含机械、土木工程以及应用化工等多种学科的内容。从本专业的的角度来看可以将设施规划其分为厂址的选择和设施设计。设施的设计分为以下几个部分：材料运输、总体布局设计、公用工程设计、建筑设计和信息系统等部分[1]。如图2.1所示。图2.1设施规划与设计组成设施规划一般都是面向制造工厂的。制造设施规划主要由以下研究范围：第一是合理安排每个设备的人员操作比，以便合理安排工作人员和合理利用设备提高生产效率；确定各设备（包括生产设备，材料处理设备，存储设备，辅助设备，材料和人员等）要求的工作空间；分析各种制造工艺的关系，以便于将设备安放在最佳的位置，提高厂房的利用效率；妥善规划厂区生产原料、制造、成品存储、出货等过程的物流路线以减少生产成本避免因规划不合理照成的资源的浪费。 2.2设施规划的目标与原则（1）设施规划的目标一个设施由许多与之相关连的子系统组成，想要使设施规划达到最佳的效果，就应该从加强对设施的每一个子系统的合理规划从而达实现整体的规划目标。使的企业所投入的各种资源达到最为合理的安排保证增大所规划的企业的投资回报率，提高企业的经济效益。对企业的规划主要是为了达到以下目标：①简化加工过程，缩短生命周期，生产流程的均衡性好。②合理安排人力物力资源。③搬运的最佳化。④对布置变更的应对能力强。⑤提高投资回报比率⑥保护环境，为员工提供方便、安逸、安全和复合工作卫生要求。上述几个目标相互之间往往存在矛盾，在实际的生产过程中需要合理进行调节与安排，以减小目标之间的相互冲突以便于实现总体目标的最优化。（2）设施规划的原则想要达到上述条件，设施规划和设计需要遵循以下原则：①减少或消除不必要的操作，能够有效地降低原料和人力的消耗同时也是提高生产效率有效的方法。在生产上缩小生产的周期，以提升空间面积的利用，原材料的处理与库存，减少原材料停留，保证以最少资本的投入量，达到生产的成本最低[2]。②要保证在生产中以原料、信息、人力等资源的流动方向为依据作为设计规划的重要依据，并且在设计过程中要始终以这个为出发点来设计。③运用系统的概念。利用系统分析的方法来计算得出系统的整体优化。④重视人的因素，运用人机工程学理论的重要性采用一体体化的设计，应综合考虑环境条件，包括空间，通道配置，颜色，光，温度，湿度和噪音的大小以及其他因素对效率和身心健康的影响。⑤设施规划设计的步骤一般是由是从整体系统再到系统中的每一个个体，再从每一个个体到整体系统的反复迭代和设计的过程。先进行总体的布置设计，然后根据具体的要求进行详细的布局；详细设计完成之后一并反馈到布局方案，以便于修改进行总体规划。总之，在设施规划以及设计中需要对所有的因素进行充分的考虑，分析，规划，设计到生产或者服务体系，这是一个系统的资源是否配置合理的依据[3]。 如果计划不合理，会出现：无效的搬运或移动，仓库和操作现场复杂，运输距离，运输成本相对较高，工作场所和通道的混乱，等待了很长时间，工作效率不高。2.3设施规划与设计的阶段结构如表2.1所示，规划和设计在整个项目开发周期的设施的可行性研究和设计阶段的工作。因此，规划和事件相关设施的设计。图2.2显示了阶段结构。这种结构包含了从宏观设计到形微观设计、从构思再到实际的设计的顺序。这种更高层次的工作完成是在前一阶段的基础上完成的，且在前面的工作时作为后一阶段的工作成果的评判标准，前后阶段之间要按照顺序交叉进行，并且每个阶段都相互存在着影响[4]。表2.1列出了设施规划设计阶段结构的工作和成果。图2.2设施规划与设计阶段结构 表2.1设施规划与设计阶段结构阶段0ⅠⅡⅢⅣⅤ名称预规划确定方案总体规划详细规划规划实施规划后成果确定目标分析并确定位置及其外部条件总体规划详细规划实施设施计划竣工试运转主要工作内容制定实施要求预测、估算生产能力及需求量确定实施要求生产能力及需求量按规划要求作总体规划及总布置图按规划要求做详细计划及详细布置图制定进度表或网络图项目管理（施工、安装、试车及总结）财务工作财务平衡财务再论证财务总概算比较财务详细概算筹集资金投资2.4布局设计设计方法工厂布置作为设施与规划和设计的核心，务必要首先进行[5]。物流设计在布局设计中尤其重要布局设计方法可分为：（1）摆样法。这是最早的布局方法。根据比例原理制成的样品放置在平面上表示系统组件相同的比例，再通过分析调整各图片之间的位置得出比较好的方案。这种方法缺点很多如：准确性不高、比较费时。但是比较适用于布局简单的设计。（2）数学模型法。选用运筹学，系统工程（如线性规划，随机规划，多目标规划，运输问题，排队论）得出最合适的布局方案作为研究仿真优化技术，为设计提供数学模型，以提高系统布置的精确性和效率。（3）图解法。其包含了简单的布局规划方法和螺旋规划以及运输路线图等。图解法的优点是将本摆样法和数学模法这两个方法型的优特点都结合在其中，但在实际中很少应用。（4）系统布置设计SLP法。Muther对工厂布局等五个子系统提出了一套统一化、系统化的规划设计方法，即系统布局的SLP方法[6]。这也是在目前厂房布局设计中应用最为广泛的一种方法。 3系统布置设计（SLP）方法概述3.1SLP方法概述在工厂建设规划阶段对工厂的每个部门的总体布局的设计与规划是为了每一个部门的位置合理。厂房的位置的设计以及布局是否合理，对企业的是否盈利以及企业的竞争活力起着关键的作用。目前的SLP法是最具代表性的工厂布局设计方法，这种方法主要是基于产品，产量，生产线，配套服务，计划生产时间（即P，Q，R，S，T）的一个给定的基本要素（原始数据）是设计和布局的重要依据，如表3.1所示。表3.1P、Q、R、S、T产品P和产量Q产品和产量是指工厂要生产的产品型号、规格、系列、产量和年生产量，影响到设施的相互关系及其组成、物料搬运的方式、选用设备的类型等，年度生产纲领提供各类产品的产量，常用件数、销售价值或质量来表示。这一因素对设施规模、设备数量、建筑面积、运输量均产生重要影响。工艺过程R装配工艺卡、工艺路线卡、工艺过程表等工艺文件，工艺过程将对生产单位的仓库位置、物料搬运路线、物流系统组成等有重要影响。辅助服务部门S指支持生产运行的工厂各个辅助部门，如各公用设施管理部门、工具动力部门、领取和维修部门等。工厂布局设计时要确定各个辅助部门及其规模大小。时间安排T是指产品的各种操作时间定额标准、投产的批量与批次、生产周期等。这些数据能在设计过程中用来估算各生产单位之间的平衡、需要的面积和人员、设备的数量等。 通过P、Q、R、S、T原始材料，我们就可以进行布局设计了。不论采用何种方法，布局设计均需要解决以下四个问题：了解企业有多少生产活动单元；每一个单元对求空间的需求大小、空间形状、位置（相对/绝对）。而生产活动的因素，企业应该从生产单元单元来考虑其影响[7]。考虑产品结构的特点、品种、生产专业化程度，也与企业规模相关。不解决这四个具体问题，就不能算是布局设计，只能算是数学模型求解而已。3.2系统布置设计（SLP）的四个阶段如果说产品设计、工艺设计的最终目的是保质保量地维持产品的正常生产，那么布置设计则是要把具有独立职能的作业单位（生产车间、职能部门乃至一台设备均可视为作业单位）合理地组合起来，以便保证生产作业系统的流畅性。SLP基本包括以下四个阶段：（1）确定位置。工厂的选址，设计，对于技术改造项目，设计就是要明确是否利用现有的车间、仓库或其他面积。（2）总体区划。对总体布局和区域分工布局设计已经确定的区域，通常称为“块布局”。（3）详细布置。在每一个作业区域内确定每台设备的确切位置。（4）安装。对设备的安装或者搬迁要以设计图纸为标准参。应当指出的是，SLP包括总体规划和详细布置两个核心内容，布局设计人员可以不完全参与位置和安装这两个阶段[8]。如图3.1所示。图3.1系统布置设计四阶段 3.3系统布置设计（SLP）的基本流程SLP的程序如图3.2所示。图3.2SLP的基本流程该程序表明了如表3.2所示的几点： 表3.2SLP程序的步骤序号步骤1决定系统布置设计的五个基本要素是：产品P（Product）、产量Q（Quantity）、辅助服务部门S（SupportingService）、工艺路线R（Routing）、和时间T（Timing）。其中产品-产量（P-Q）的分析是决定工厂平面布局设计的关键性因素。2生产系统的布局设计均物流分析为主要依据，目的是尽量缩短物流距离和减少物流量，保证作业系统有效运作。3将P、Q、S结合起来研究各个辅助服务部门与作业单位之间的关系，考虑到诸如是否使用同一设备、人员来往频繁程度、避免干扰等非物流关系，将各作业单位之间的相互关系分为绝对必要（AbsolutelyNecessary）、特别重要（EspeciallyImportant）、重要（Important）、一般（Ordinary）、不重要（Unimportant）和不能接近等不同等级，分别用大写字母A、E、I、O、U、X来表示，并赋予一个系统值[9]。见表3.3。4根据物流分析的计算结果，同时考虑到非物流关系，可以绘制出表明各作业单位关系的“相互关系表”；为把相互关系图表中的资料更形象地表现出来，通常要将作业单位之间的关系绘制成“相互关系图”，图解中的图例符号见表2.1，以线条数来表示密切程度等级。5在各作业单位的位置确定后，再计算出各作业单位所需面积，绘制成“面积相关图”，这样就得到了一个粗略的布置图。要利用面积做图解，首先必须把各作业单位所需面积计算出来，其方法有计算法、转换法、标准面积法及概略布置法等。计算法是根据作业单位实际采用机器设备的明细表，计算出该作业单位需要的面积（含设备面积，操作维修面积、存放面积等），通常这种方法最为精确；转换法通常是在计算出生产作业单位所需面积后，通过判断，推测出辅助服务部门（如仓库等）所需的面积；标准面积法是指实现确定出一些“面积标准”（如美国汽车停车场地的面积标准为300平方英尺/辆）来推算出所需面积[10]。当某些布置设计项目用计算法、转换法均不合适，也没有任何面积标准可供借鉴时，可考虑采用概略布置法。所谓概略布置法是指在按比例绘制的区域平面图上利用样片或模型进行概略布置，以此得出所需面积。6生产系统布置设计中还要考虑到物料搬运的方法、仓库设施、建筑特征等实际限制条件和修正因素，在进行全面综合平衡后，可得到几个可行的布置方法[11]。7对上述可行布置方案进行评价，从中选取满意方案。评价、选优时最有效通用的方法是加权因素分析法。 表3.3作业单位相互关系分类及代号字母系数值密切程度等级线条数A4绝对必要////E3特别重要///I2重要//O1一般/U0不重要X-1不能接近根据上面的描述可以看出，系统布置设计是采用严格规范的制度分析工具系统的设计步骤的规划设计方法，很实用[12]。3.4系统布置设计（SLP）法求解3.4.1物流分析与物流相关表（1）物流强度等级按照物流强度增加的排列方法可以将其排列为A、E、I、O、U这5个层次，工作单元（也被称为物流路线）物流力量承担物流量比或物流路径的比例来确定[13]，如表3.4所示。表3.4物流强度等级比例划分表物流强度等级符号物流路线比例（%）承担的物流量比例（%）超高物流强度A1040特高物流强度E2030较大物流强度I3020一般物流强度O4010可忽略搬运U根据工艺图，统计物流总值（正面和负面两到物料流和）时，应注意采取的测量统计的物流强度统一的单位。然后，根据物流强度的大小排序，在每个工作单元的物流强度绘制物流强度计的基础上。（2）物流相关表依照物流表中标注每一个作业单元之间的物流关系，在表中行与列交叉的方格中标注出其物流强度等级[14]。设施布局设计，根据表中物流强度高的作业单元应该合理规划出相互之间的间隔，在规划物流强度低工作单位的位置时要减少对物流强度高的影响规划，可适当增加物流活动强度低的操作单元之间的距离。3.4.2作业单位相互关系分析 如果物流在企业的生产中对企业的影响比较大的时候，可以将物流分析作为是工厂布局设计的重点考虑对象，但是也应该注意非物流因素带来的影响，特别是物流对生产影响不大的时候。因此，车间布置设计不仅取决于物流的分析，还应考虑其他因素[1]。（1）相互关系的决定因素与等级划分密切关系的等级A，E，I，O，U，X，它的含义和比例如表3.5所示。表3.5作业单位相互关系等级符号含义说明比例（%）A绝对重要2-5E特别重要3-10I重要5-15O一般密切程度10-25U不重要45-80X负的密切程度不希望接近，酌情而定（2）作业单位综合相互关系表①作业单位非物流相互关系表。对不同工作单元影响之间的关系的非物流因素的选择。表3.6为制定供参考用的的非物流基准相互关系[15]。表3.6基准相互关系字母一对作业单位关系密切程度理由A钢材库和剪切区域最后检查和包装清理和涂装搬运物料的数量类似的搬运问题损坏没有包装的物品包装完毕以前检查单不明确使用相同的人员、公用设施、管理方式和相同形式的建筑物E接待和参观者停车处金属精加工和焊接维修和部件装配方便、安全搬运物料的数量和形状服务的频繁和紧急程度I剪切区和冲压机部件装配和总装配保管室和财务部门搬运物料的数量搬运物料的体积、共用相同的人员报表运送、安全、方便 O维修和接收废品回收和工具室收发室和厂办公室产品的运送共用相同的设备联系频繁程度U维修和自助食堂焊接和外购件仓库技术部门和发运辅助服务不重要接触不多不常联系X焊接和涂装焚化炉和主要办公室冲压车间和工具车间灰尘、火灾烟尘、臭味、灰尘外观、振动在确定了各工作单位的非物流关系紧密程度，利用和相关的表相同的形式做出作业单位关系表表中每一个菱形框格填入相应的两个作业单位之间的相互关系密切程度等级，上半部用密切程度等级符号表示密切程度，下半部用数字表示确定密切程度等级的理由[16]。②作业单位综合相互关系。在SLP中，为了作业单位之间合理布置，需要将每个作业单位之间的物流及非物流关系结合在一起从而得出他们之间的相互关系以及综合关系[17]。③综合相互关系表建立步骤。A通过物流活动的物流分析，得到相关的表。B确定非物流因素影响操作单位和分级之间的关系，寻求工作单位关系表。C确定物流关系和非物流关系之间的相对重要性。其比值往往在m：n等于1/3到3之间[18]。当小于1:3，物流对生产的影响很小，在工厂的布局应考虑非生产物流的影响；如果该比率大于3，占主导地位的生产与物流的关系，工厂布局，只专注于生产物流的影响。在实践中，根据物流与非物流之间的相对重要性M：N=3:1，2:1，1:1，1:2，1:3，我们称为M：N加权值。D定量物流强度等级和非物流紧密度。通常取A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1，可以得出量化后的物流的相互关系表以及非物流的相互关系表。E当单位数N，总的工作单元以用下面的公式计算：P=N（N-1）/2F工作单位之间的全面关系的定量计算。具体方法如下：Ai和Aj为两个作业单元（i≠j），用MRij表示量化物流的等级关系，用NRij表示量化非物流的等级，Ai和Aj可以得出的数值TRij=m·MRij+n·NRij紧密度之间的关系[19]。G综合相互关系等级划分。TRij作为一个量值，如果要建立物流相关表相似的符号化的作业单位综合相互关系表事，要先对其进行等级划分[14]。我们可以X，U，O，I，E，A作为综合关系的等级，每一级TRij 逐渐增加，相应的操作单位要按照一定的比例对数与各级相对应。表3.7给出了综合关系等级分配以及分配比例[20]。表3.7综合相互关系等级与划分比例关系等级符号作业单位对比例（%）绝对必要靠近A1-3特别重要靠近E2-5重要I3-8一般O5-15不重要U20-85不希望靠近X0-10H经过调整，建立综合相互关系表。④建立作业单位综合相互关系表。作业单元物流相关表和非物流相关表不一致，可以确定两个表相结合的紧密程度各单位之间的关系。A加权值选取。加权值反映的工厂布局设计重点考虑的对象。B综合相互关系计算。综合关系加权计算。C划分综合关系密度。根据工作单位分数统计分数段相应的操作单元的比例，根据比例关系的分类。当比值为7-8，关系为A；4-6分关系为E,2-3分关系为I；分值为1关系为O；分值为0关系为U级；分值为-1关系为为X级。D建立综合相互关系表。在绘制关系表时应该以综合关系总分和划分比例转化关系为基础的关系。3.4.3作业单位位置相关图SLP中是以从单位间关系紧密度作为设计出发点，设计安排单位之间的远近，得出位置图。公厂占地面积和外观形状不在设计中直接考虑。如果作业单位过时，作业单位之间的关系可能会变得非常复杂，这时我们只能考虑A级关系，可能有多个这样的关系为了解决这一问题，引入综合接近程度的概念。 综合的关系总和是其他单位之间量化关系相加得出的总和，其设计布置图中的位置由量化关系值得高低决定。量化关系值高表示与其他单位联系越紧密，设计布置图中位置就越应该靠近中心反之则应该靠近边缘。综合接近程度表示是将三角矩阵的值并按行或列相加。图中部区域应优先安排，根据SLP思想，首先，根据综合关系根A、E，I，O，U的顺序确定各单位的位置，根据分值确定相同级别单位的排序。用数字在位置相关图表示代表的工作单位，工业工程的符号来代表一个工作单位的性质和功能。为了使图形更加直观在绘图时工作单位的性质可以利用不同的颜色来绘制。使用不同的连接线类型表示作业单位之间的关系，实线代表操作单元的相对位置应靠近对方，按线的多少判断彼此间接近的程度；波状线可以被理解为一个形象的弹簧，这意味着作业单位的相对位置应互相弹开。用可以用推荐的颜色来画线代表作业单元密度之间的关系，以便更直观的图形，如表3.8所示。有时，为了方便绘图，通常用于标记符号来表示单位并没有严格区分工作单位性质之间的；虚线可以代替波形线示意X级的关系。 表3.8作业单位关系等级表示方式元音字母系数值线条数密切程度颜色规范A4绝对必要红E3特别重要桔黄I2重要绿O1一般蓝U0不重要不着色X-1不希望棕XX-2,-3,-4极不希望黑作业单位的位置相关图的绘制步骤如下：第一步，首先处理综合相互关系密级为A的作业单位对。第二步，处理相互关系为E的作业单位对。第三、四、五步处理图中没有出现的I、O、U级作业单位对。3.4.4作业单位面积相关图在面积相关图上需表将建筑的外观几何形状、具体位置、实地占地面积等相关数据标注出来。（1）基本流动模式 用于生产，储存和运输部门，需要设计流动通道，由材料，人员流动模式取决于通道的形式。而设备一般是沿该通道两侧设布置，车间的出入口的位置车间内部流动图的选择来说是非常的重要。由于原始布局约束的外部条件下，需要根据出口、入口来划流动模式。此外，流动模式也由生产流程的影响如生产线的长度，生产需要的原料、生产工艺和设备以及其他方面的影响。如图3.3所示的五种基本流动模式。图3.3基本流动模式①直线型；直线型的入口和出口布局在一条直线上，通道两侧摆放设备②L型；设备布置和直线型相同都布置在通道的两侧，入口和出口位于厂房的两侧由于其本身建筑原因不能直线流动。③U型；生产线的长度比较长，其厂房一般为两跨且出口入口位置位于同一侧。④环形；对生产过程中物料需要回到起点的产品特别适用。⑤S型；生产线可以很长以便充分利用厂房资源。流动模式通常是由这几种模式组合而成。在工厂建设期可根据流动是否适合各工作单位之间的关系来确定物流厂房的几何尺寸。（2）作业单位厂房平面设计工作单位包括仓储设施，生产车间，辅助车间，物流设施，电力设施，生活管理设施。厂房平面布局形式要根据需求来设计，合理布局防火隔墙以及消防安全通道等安全设施，采光通风要合理设计以保证车间的合理通风和采光。合理利用厂房剩下的空间布局，进一步确定电力，电力，给水排水，采暖，通风，空调，“三废”处理和其他公共设施，安排各种操作平台、联系走道和各种安全设施的空间设置。（3）辅助服务部门布置设计辅助服务部门包括生产车间，管理，服务，生活服务以及仓储等部门。 ①生产管理服务设施组：警卫室，工厂大门，收发室，值班室，行政部门，食堂，运动场，诊所，技术服务部门，交通服务设施，社会服务设施。②工厂的管理服务设施设计、布置的基本原则[21]。A为了方便企业与社会各职能部门之间的联系，再设计布局是应该将工厂的服务设施以及管理设施向城市干道布置，为了减轻环境污染应该将服务设施和管理设施布置与于厂区的上风侧。B工厂管理服务部门应相对集中，以方便、灵活，合理安排各部门之间的信息人员流通。它可以占据厂区一角或适中的位置。C工厂管理服务部门的建筑在外观以及形式上要符合城市的规划，同时保持与邻近建筑格调相协调。D需要注重厂区内部的道路规划、绿化以及厂区外观的设计与布局。E产品展销以及售后维修服务部门应该实现与厂区内的无缝连接。F办公区建筑面积根据工厂的工人总数进行规划。为了方便对厂内外的人员联系，工厂办公楼常设在厂区主出入口附近，常临街布置。G食堂应集中或分区布置，服务半径不宜超过500米，并且其位置应该位于污染源的上风侧[15]。每个食堂的被服务的对象不应该大于2000人。H工厂出入口分为主出入口、次出入口、货运出入口和铁路出入口等，具体的设置由企业的规模和生产性质决定，同时在设计时应按照城市规划等方面的要求执行。I做到人流、物流分开。当工厂规模较大时，还要相应的增设次出入口，根据工厂的规模来决定出入口的具体数量、位置、距离。（4）作业单位面积相关图绘制步骤根据每个作业单位厂房实际面积与建筑外观的几何形状在坐标纸上绘制其面积的相关图。①选择适当的绘图比例。一般的绘图比例为1：100、1：500、1：1000、1：2000、1：5000，其单位为毫米（mm）或米（m）。②放大到坐标纸上作业位置关系图，预留尽可能多的预留空间来标注每个工作单位之间符号以及连接线，以方便安排工作单位的建筑物。为了图面简洁的，只需要画出重要的关系，例如，A、E及X连接线。③根据综合得分将作业单位分布置图。当绘制，以单位符号为中心，绘制出作业单位厂房的几何轮廓。如出现预留空间不足时，可以根据以符合其置图的要求来将其位置做出调整，在根据调整后的图为依据重绘得到作业单位面积相关图。（5）作业单位面积相关图的调整。 工作单位面积相关图是根据总位置相关图绘制出来的，其布局方案只能代表一个理论，理想的方案，必须通过调整校正，以获得布局方案是可行的。我们必须通过从前述企业总平面布置设计作为出发点，考虑其他除了生产的五个基本因素P，Q，R，S和T以外的外部因素对布局方案的影响；考虑除产品P、产量Q、工艺过程R、作业单位S和时间T等五个基本因素外的其他因素对布置方案的影响；根据来看SLP点的方法，这些因素可以分为校正因素和实际条件限制约束两类[22]。①校正因素A物料搬运方法。B建筑特征。C道路。厂区内部道路规划设计应符合下列规定：a满足物流、人流要求。b道路布局和企业总平面布置需要保持一致。c厂内道路应该按照一正交布置和环形布置。d必须满足消防，卫生，安全，环保和雨水排水系统的要求。e需要应尽量避免与铁路线的交叉。f满足艺术和美化要求。根据生产工艺和材料运输的特点，可以有环型、混合、尽端的道路的形状的布局。不同的道路的宽度是不同的，一般来说，9米，6米的干主要道路宽度，厂房，车间，消防通道壁一般3-4.5米之间，车间引道为3米。此外，道路与厂房间还应留有一段距离，用这段空地作来进行管线安装、布置排水沟、绿化等。D公用管线布置。E厂区绿化布置。F场地条件与环境。②实际情况的校正因素是作为在布置与设计过程考虑和注意的因素。此外也有一些其他的因素作为限制的布局设计约束，包括给定的厂房面积，建筑成本，厂房（建筑）限制因素，如政策，法规等实际条件限制因素，确定布置方案的同时，还要考虑这些因素，进一步调整方案[23]。③工厂总平面布置图的绘制。在考虑多种方面的影响与限制，会有产生许多的布置方案形，我们需要根据其可行性对这些方案进比较进行适当的舍取，保留2-5个可行布置方案供选择。使用标准化的符号用于布置图绘制工厂总平面布置图。3.4.5方案评价选择 通过作业单为面积相关图的调整，我们可以得到多个可能的方案。通过综合考虑每个方面的影响因素与限制根据可行性，保留2-3个可行方案供选择。使用标准化的符号用于布置图绘制工厂总平面布置图。对于各种方案，需要全面的评估与比较，选取最好的布置方案，用于工厂总平面布置方案。方案评估是最终的系统程序设计是最重要的环节，只有做好评估项目，确保规划和成功的设计，因此，评估阶段一定要注意。 4化工厂总平面布置基础4.1概述根据任务书，确定生产规模的总体布局设计，根据生产工艺和安全，交通等方面的要求，结合现场情况，合理确定厂房结构，堆场，运输路线，工程及其他横向和纵向的关系。总平面设计是否达标将直接关系到车间建成投产后能否符合工艺要求，且对经济效益影响很大[24]。因此，在总平面设计厂前必须充分掌握生产，安全，卫生和其他信息，在布局时慎重、仔细考虑，以获得最佳的解决方案。4.2化工厂的组成化工厂有大有小，基本上由如下几个部分组成：（1）生产车间：原材料段，生产段，成品段，回收段和控制室；（2）辅助生产车间：化验室、综合检修室、空调室等；（3）动力设施：锅炉厂，变电站，空压站，制冷站，加油站，气站等;（4）仓贮设施：仓库、贮罐场、露天堆场等；（5）运输设施：道路、铁路、水运码头、机械化运输设施等；（6）工程技术管线：供水、排水管道，电力供应管线，压缩空气，暖气管道等；（7）生活部门：办公室、消防车库、浴室、食堂、保健站、卫生所、托儿所等[19]。4.3总平面布置的内容总平面设计的内容主要包括四个方面：（1）平面布置；（2）竖向布置；（3）工程管线综合；（4）厂区绿化、美化。另外还有运输路线布置、消防设施布置等。本课题为“基于SLP的某工厂平面布局设计”，主要考虑平面布置和厂区绿化、美化。4.3.1平面布置平面布置是根据生产工艺合理在选取的厂址内建筑物和其他设施，统一规划，协调。平面布置的原则： （1）尽量满足生产要求，以保证生产能够正常进行；（2）要结合场地地形、地质、地貌等，尽可能紧凑布置，节约用地；（3）要为有先进的技术，合理，节约能源创造条件；（4）建筑物设计布局应该为劳动者提供安全保护需要符合消防、卫生标准；（5）厂区内管道应该设计为最短，联系最方便，适应厂内外的运输，防止往返运输通和作业线交叉，避免人和货物的交叉；（6）厂房的总体外观应该符合该区域的城市体规；（7）考虑到企业近期建设和长远发展相结合的发展要求。4.3.2绿化布置绿化布局的总平面设计的一部分，再设计时应该考虑与总平面设计的统一。工厂绿化作用主要有：减少空气中烟尘及有害气体的含量；消除或减轻噪音；改善部分厂区或车间的生产条件，应该对易爆程度高的厂房采取隔离；边坡和路堤要加固，美化厂区等。绿化布置的原则：（1）在化工厂应该将厂区的闲置空地用作绿化；（2）在对道路两旁的绿色时应考虑对交通的影响；（3）绿化布置时要以不影响厂区内地上以及地下管道铺设和维修；用厂区绿化用地系数来对厂区绿化设计指标做出表示，并应按照下列要求进行：（1）位于一般地区的企业，不应小于12%；（2）配置必要的绿化技术人员[25]。4.4技术经济指标总平面设计的技术经济指标，包括建筑系数和厂区利用系数，铁路和公路长度等，其中最主要的是建筑系数和厂区利用系数[26]。（1）建筑系数的计算如下：建筑系数是表示建筑的密度；如果建筑系数太小，会使厂区占地面积增加，浪费建设用地降低土地的利用率，同时也增加了道路，管道和其他费用；但建筑系数也不宜太大，这样会影响安全、卫生以及改造等。化工企业的建筑系数一般为0.25—0.30较为合理[21]。（2）厂区利用系数的计算如下： 化工厂厂区的利用系数一般为0.6—0.7[21]。4.5厂房的平面布置布局是基于生产过程（包括工艺，产品特性，生产规模，等）以及建筑物本身（包括合理性和可行性的建筑形式，结构，施工条件和经济条件，考虑等）。4.5.1厂房平面设计车间厂房外观平面布局，厂房外观通常为矩形，L型、T型以及Π型等。矩形厂房比较适合于中小型厂房，有的时候在实际应用厂房的长度较大总图布置就会成为一个难以解决的问题，为了满足厂房的布局和生产的需要，可以用L型或者T型来解决，这时应该充分考虑照明，通风，运输和其他方面因素，至于Π型，由于平面布局比较复杂所以使用范围比较狭窄。通常采用长方形布置。厂房的结构形式是由工艺和建筑设计人员密切配合，全面考虑，进行多种方案的比较确定，同时还要符合选址的地理环境。4.5.2厂房的面积厂房的面积应考虑以下几个方面：（1）设备本身和生产操作所需的面积；（2）设备安装和检修所需的面积；（3）其他设施的面积，如变配电室，控制室，供暖，通风，除尘等的区域的面积；（4）生产管理与生活区的面积，如车间办公室，实验室，更衣室，浴室，厕所等；（5）辅助区域，如机械和电气维修室，资料室等；（6）各种通道所需的面积[27]。按照合理的面积建设厂房以节约资金和土地资源，降低生产成本。4.5.3厂房的柱网布置厂房柱网布置，根据建筑结构和决定，生产类别为A类，B类生产，宜采用框架结构，柱间距一般为6m，，当需求大于或小于6m，可以选用300mm建筑模数的倍数增加或减少[20]。C，D，E类生产选用混合结构或框架结构，其标准宽度为4米，5米或6米等。无论是框架结构或混合结构的建筑，一个建筑中不应采用不同的柱距。柱间距系数尽可能与建筑的要求相符合，所以可以利用标准的预制建筑结构，节能设计和施工，加快工程进度。减少厂房时不论是单层还多层都应该采取的6m×6m的柱网布置[20]。 4.5.4厂房的宽度从使用成本上考虑厂房应该尽量采取自然采光和通风，且单层厂房宽度最后不要大于30米，多层厂房的宽度不要大于24米[19]。在厂房建设时经常采用的常宽度有9米，12米，14.4米，15米，18米，也有用24米的。根据车间设备布局和流程及材料运输，单层厂房常为单跨，跨的宽度等于车间宽度，车间没有支柱。多层建筑如果跨度是9米，如果不设计柱，就需要用大的梁这将增加厂房的建设本不经济，所以常用跨度为6米，普通多层如12米，14.4米，15米，18米可以分别布置成6-6，6-2.4-6，6-3-6，6-6-6的形式，（6-2，4-6表示三跨，跨度为6米，2.4米，6米中有2.4米的中间走廊宽度）[28]。对一般多层厂房的短边（即宽度）通常2-3跨，长边（即长度）根据生产规模和技术要求的决定。在车间布局安全出不能低于2个。如车间面积小，可以设置一个出入口，但应考虑消防安全问题[22]。4.5.5道路主干道与次干道的设定。在设计时将主干道设计在厂区四周以及中间，主干道的宽度为15米-30米，厂区将被主干道分割成若干个大小为90米×120米个区域。在一个地区，如果有两个以上的装置，在装置之间要设次干道，次干道宽度也应该考虑到的装置的建设和维修其宽度通常为6米-8米。4.6总平面布置的一般规定石油化工企业厂区总平面设计应作到:符合国情，布局合理，安全生产，技术先进，保护环境，节约投资，低运行成本，提高了经济效益，社会效益和环境效益。厂区总平面布置应根据总体布置，取决于工厂的规模，性质，生产过程中，交通运输，环境保护，火灾，爆炸，安全，卫生，建设，维护，生产，经营和管理的要求，结合场地，设施，长期发展，结构紧凑的性质，合理布局，经过方案比较做出最优的选择[21]。4.6.1总平面布置的要求（1）工艺设备，以满足生产，操作，安全和环保标准的许可证，应结合集中布局，集中控制，建设应结合布局；（2）合理划分和确定道路宽度，街道和建筑物，建筑布局应整齐;（3）所有仓库，应根据性质和储存货物的需求，合理设计提高装卸机械化程度，有效利用空间；（4）生产管理及生活服务设施，宜按使用功能合理组合； （5）在铁路线路，处理和储存设施布局，应当根据其性质和功能进行集中，避免或减少形成在铁路线在厂区内形成的扇形地带；（6）厂区应合理地划分为面积较大的区域[23]。4.6.2运输线路布置的要求（1）运输路线的安排使内部和外部的协调。（2）铁路线应设置在边缘，可用于铁路沿线站点的位置，而不是无关的建筑物、构筑物的铁路运输布局；（3）道路应环状布置，方便生产，运输，消防，满足工厂的安装，维修和雨水排水的要求；（4）厂外专用码头的陆域部分应满足工厂运输要求，并与厂区运输线路具有良好的衔接；（5）道路设计中应考虑的基础设施，大型设备的维修周期，运输和安装要求。同时兼顾与厂外公路的运输衔接。4.6.3发展要求工厂设计应该有更大的灵活性和适应性，以满足不断变化的需求的发展，即在设计时事先留有“余地”，在设计中，要使一个工厂发展用地的大小、位置预留得恰当合理，实非易事。预留土地发展的总体布局，应符合下列要求：（1）在厂房建设中，前后期工程应统筹安排，全面规划，布置合理，并做好后期工程的衔接；（2）后期工程用地宜预留在厂区外；当内部或在街上划出的土地进行开发，应该有一个可靠的依据；（3）在满足工艺装置的发展用地外，预留发展用地应考虑辅助生产设施，公用工程设施，仓储设施和管道的布局和相应的开发用地；（4）运输线路应近期、远期结合，根据货物的品种和运量统一规划，分期建设，合理预留，已便符合远期发展方便；（5）建立工厂，应根据本厂和当地的建设条件和城市规划的发展要求，布局应考虑允许工厂端的开发；（6）在预留发展用地内，不得修建永久性设施。 5化工厂平面布局设计5.1厂区相关指标本项目场址选择在宁波大榭经济开发区，整个厂区呈矩形布置，东西方向跨度为350m，南北方向跨度214m，厂区总占地面积为75000m2。整个厂区分为五个部分：生活区，辅助生产区，消防区，工艺区和储运区。该地常年主导风向为季风，根据主导风向将五个区进行合理布置。在参加2013年全国化工设计大赛中，得到的基本数据如下面几个表所示。建筑面积一览表如表5.1所示。表5.1建筑面积一览表生活区辅助生产区序号项目面积/m2序号项目面积/m21.1办公楼9103.1配电室10501.2车棚4453.2机修室4051.3食堂7883.3化验室6031.4宿舍5693.4控制中心3081.5运动场12003.5空压站3983.6锅炉5003.7废水处理池511消防区2.1消防站535工艺区储运区序号项目面积/m2序号项目面积/m24.1原料预处理车间5035.1双氧水储存罐组23804.2反应车间10505.2甲醇储存罐组8104.3分离车间6105.3丙烯储存罐组24704.4循环车间4385.4缓冲溶液储存罐组1050 5.5环氧丙烷储存罐组1729 5.6临时仓库9805.7装卸区2010 合计22252m2原料用量一览表如表5.2所示。表5.2原料用量一览表原料规格用量/年单位双氧水50%（质量分数）21.1995万吨甲醇工业级2.2560万吨丙烯聚合级15.8640万吨缓冲溶液工业级1.6448万吨有物流关系的各车间物流量如表5.3所示表5.3有物流关系的各车间物流量原材料物流量（吨/天）原材料物流量（吨/天）双氧水储罐581分离车间919甲醇储罐62循环车间995丙烯储罐434环氧丙烷储罐430缓冲溶液储罐45废水处理池-原料及预处理车间1688临时仓库-反应车间1182产品产量一览表如表5.4所示。表5.4产品产量一览表产品名称规格产量/年单位环氧丙烷质量分数>99.99%15.6675万吨1，2丙二醇质量分数>99.99%1.1340万吨2-甲氧基丙醇质量分数>99.67%1.0650万吨5.2化工工艺5.2.1项目概述作为一种重要的化工原料环氧丙烷（PO ）化学性质极其活泼，应用极为广泛。其最大的用途是将其作为生产聚醚多元醇的原料进而生产聚氨酯；其次可用于生及用途广泛的等表面活性剂；同时可用于生产产聚氨酯弹性体、原油破乳剂、丙二醇、农药乳化剂、润湿剂、丙二醇醚。据统计，环氧丙烷生产在中国使用的氯代醇与CO的氧化方法，这两种方法具有高能耗，高污染的问题的缺点。因此加快低耗环保的生产环氧丙烷对我国环氧丙烷工业及相关工业的发展具有重要的战略意义和现实意义。而在我国企业中，由于在生产过程中生产物流量较大会出现诸多问题,如设施布局不完善、物流路线的选择不佳、车间面积没有得到充分的利用、生产过程中的原料浪费尤其严重等问题。以上这些问题都可以通过对平面布局设计的研究加以解决，本课题采用的SLP系统布置设计可以有效地解决这些问题，同时也会降低生产成本，提高我国企业的国际竞争能力。5.2.2设计概述工艺设计是化工工程设计的重要环节，工艺流程图，形象的反映了原材料到成品的化学生产投入，包括料盒中的能量变化，物质流和生产过程的使用的设备和仪器。工艺流程图涵盖了产品的说有生过程生产。核心工艺流程图以及工艺设计，在整体设计，设备的选取，工艺的计算，设备布局和流程都直接相关[29]。如图5.1所示化工工艺流程常常由六个单元组成。 图5.1一般化工工艺流程反应器是系统内唯一使原料变成产品的设备，是整个过程的核心系统所要解决的问题，则紧随反应器之后的是分离与再循环系统；反应器和分离和回收系统，确定大部分设备和装备的载荷[30]。为后续的换热网络提出了约束条件，所以之后是换热网络的合成，换热网络完成之后，自身系统所不能满足的冷、热负荷需要通过公用工程来满足。5.2.3工艺流程图工艺流程图如图5.2所示。 图5.2工艺流程图 工艺过程图如图5.3所示。图5.3环氧丙烷生产工艺过程图（单位：吨/天）5.3化工厂作业单位划分根据生产工艺，具有年产15万吨环氧丙烷合成分厂划分为主要生产工艺段，同时设有办公室，食堂，变电所，空压机站及其他配套服务具体如表5.5所示。表5.5化工厂作业单位序号作业单位序号作业单位序号作业单位1双氧水储罐10废水处理池19化验室2甲醇储罐11临时仓库20控制中心3丙烯储罐12办公楼21空压站4缓冲溶液储罐13车棚22锅炉 5原料及预处理车间14食堂23消防战6反应车间15宿舍24装卸区7分离车间16运动场8循环车间17配电室9环氧丙烷储罐18机修室5.4物流分析及物流相关表根据图5.3环氧丙烷生产工艺过程图得物流强度汇总表如表5.6所示。表5.6物流强度汇总表序号作业单位对（物流路线）物流强度物流强度等级11-5581E22-562U33-5434I44-545U55-61182A65-8809E76-71182A87-5263O97-8489I107-9430I118-10692E129-11430I根据表5.6物流强度汇总表得作业单位物流相关表如表5.7所示。 表5.7作业单位物流相关表 5.5作业单位相互关系分析本课题主要考虑以影响作业单元之间的关系紧密程度因素：（1）物流；（2）工艺流程；（3）作业性质相似；（4）监督和管理方便；（5）噪声、振动、烟尘和危险品的影响；（6）利用相同的员工；（7）工作联系的紧密程度。因为化工厂内部的物流方式主要为管道运输，物流与非物流之间的其重要程度没有明显的差别，故取加权值为1：1。作业单位对非物流相互关系表如表5.8所示。 表5.8作业单位非物流相关表 作业单位综合关系计算表如表5.9所示。表5.9化工厂作业单位综合相互关系计算表序号作业单位对关系密切程度综合关系物流关系（加权值：1）非物流关系（加权值：1）等级分值等级分值分值等级11-2U0E33I21-3U0E33I31-4U0E33I41-5E3A47A51-6U0U00U61-7U0U00U71-8U0U00U81-9U0U00U91-10U0U00U101-11U0U00U111-12U0X-1-1X121-13U0U00U131-14U0X-1-1X141-15U0X-1-1X151-16U0U00U161-17U0O11O171-18U0U00U181-19U0A44E191-20U0U00U201-21U0U00U211-22U0U00U221-23U0I22I231-24U0E33I242-3U0E33I252-4U0E33I262-5U0A44E272-6U0U00U 282-7U0U00U292-8U0U00U302-9U0U00U312-10U0U00U322-11U0U00U332-12U0X-1-1X342-13U0U00U352-14U0X-1-1X362-15U0X-1-1X372-16U0U00U382-17U0O11O392-18U0U00U402-19U0A44E412-20U0U00U422-21U0U00U432-22U0U00U442-23U0I22I452-24U0E33I463-4U0E33I473-5I2A46E483-6U0U00U493-7U0U00U503-8U0U00U513-9U0U00U523-10U0U00U533-11U0U00U543-12U0X-1-1X553-13U0U00U563-14U0X-1-1X573-15U0X-1-1X583-16U0U00U593-17U0O11O603-18U0U00U613-19U0A44E 623-20U0U00U633-21U0U00U643-22U0U00U653-23U0I22I663-24U0E33I674-5U0A44E684-6U0U00U694-7U0U00U704-8U0U00U714-9U0U00U724-10U0U00U734-11U0U00U744-12U0X-1-1X754-13U0U00U764-14U0X-1-1X774-15U0X-1-1X784-16U0U00U794-17U0O11O804-18U0U00U814-19U0A44E824-20U0U00U834-21U0U00U844-22U0U00U854-23U0I22I864-24U0E33I875-6A4A48A885-7O1O12I895-8E3E36E905-9U0U00U915-10U0U00U925-11U0U00U935-12U0U00U945-13U0I22I955-14U0X-1-1X 965-15U0U00U975-16U0U00U985-17U0U00U995-18U0E33I1005-19U0E33I1015-20U0I22I1025-21U0U00U1035-22U0U00U1045-23U0E33I1055-24U0U00U1066-7A4A48A1076-8U0U00U1086-9U0U00U1096-10U0U00U1106-11U0U00U1116-12U0U00U1126-13U0I22I1136-14U0X-1-1X1146-15U0U00U1156-16U0U00U1166-17U0U00U1176-18U0E33I1186-19U0E33I1196-20U0I22I1206-21U0E33I1216-22U0E33I1226-23U0E33I1236-24U0U00U1247-8I2A46E1257-9I2A46E1267-10U0U00U1277-11U0U00U1287-12U0U00U1297-13U0I22I 1307-14U0X-1-1X1317-15U0U00U1327-16U0U00U1337-17U0U00U1347-18U0E33I1357-19U0E33I1367-20U0I22I1377-21U0U00U1387-22U0E33I1397-23U0E33I1407-24U0U00U1418-9U0U00U1428-10E3A47A1438-11U0U00U1448-12U0U00U1458-13U0I22I1468-14U0X-1-1X1478-15U0U00U1488-16U0U00U1498-17U0U00U1508-18U0E33I1518-19U0E33I1528-20U0I22I1538-21U0U00U1548-22U0U00U1558-23U0E33I1568-24U0U00U1579-10U0U00U1589-11I2U02I1599-12U0U00U1609-13U0U00U1619-14U0X-1-1X1629-15U0U00U1639-16U0U00U 1649-17U0U00U1659-18U0U00U1669-19U0A44E1679-20U0U00U1689-21U0U00U1699-22U0U00U1709-23U0A44E1719-24U0E33I17210-11U0U00U17310-12U0U00U17410-13U0U00U17510-14U0X-1-1X17610-15U0U00U17710-16U0U00U17810-17U0U00U17910-18U0U00U18010-19U0U00U18110-20U0U00U18210-21U0U00U18310-22U0U00U18410-23U0U00U18510-24U0U00U18611-12U0U00U18711-13U0U00U18811-14U0U00U18911-15U0U00U19011-16U0U00U19111-17U0U00U19211-18U0U00U19311-19U0U00U19411-20U0U00U19511-21U0U00U19611-22U0U00U19711-23U0U00U 19811-24U0A44E19912-13U0U00U20012-14U0U00U20112-15U0U00U20212-16U0U00U20312-17U0E33I20412-18U0U00U20512-19U0U00U20612-20U0U00U20712-21U0U00U20812-22U0U00U20912-23U0O11O21012-24U0U00U21113-14U0U00U21213-15U0U00U21313-16U0U00U21413-17U0U00U21513-18U0U00U21613-19U0U00U21713-20U0U00U21813-21U0U00U21913-22U0U00U22013-23U0U00U22113-24U0U00U22214-15U0A44E22314-16U0U00U22414-17U0I22I22514-18U0U00U22614-19U0U00U22714-20U0U00U22814-21U0U00U22914-22U0U00U23014-23U0U00U23114-24U0U00U 23215-16U0E33I23315-17U0E33I23415-18U0U00U23515-19U0U00U23615-20U0U00U23715-21U0U00U23815-22U0U00U23915-23U0O11O24015-24U0U00U24116-17U0U00U24216-18U0U00U24316-19U0U00U24416-20U0U00U24516-21U0U00U24616-22U0U00U24716-23U0U00U24816-24U0U00U24917-18U0U00U25017-19U0U00U25117-20U0U00U25217-21U0U00U25317-22U0U00U25417-23U0U00U25517-24U0U00U25618-19U0U00U25718-20U0U00U25818-21U0E33I25918-22U0U00U26018-23U0U00U26118-24U0U00U26219-20U0U00U26319-21U0U00U26419-22U0U00U26519-23U0U00U 26619-24U0U00U26720-21U0U00U26820-22U0U00U26920-23U0U00U27020-24U0U00U27121-22U0U00U27221-23U0U00U27321-24U0U00U27422-23U0U00U27522-24U0U00U27623-24U0A44E化工厂综合相互关系等级划分比例如表5.10所示。表5.10化工厂综合相互关系等级划分比例总分关系等级作业单位对数百分比（%）7-8A41.454-6E155.432-3I4516.301O62.170U18868.12-1X186.53合计276100基本符合等级划分标准，所以，A、E、I、O、U的等级划分合理。作业单位综合相互关系表如表5.11所示。 表5.11作业单位综合相互关系表 化工厂综合接近程度排序表如表5.12所示。表5.12化工厂综合接近程度排序表作业单位代号1234567891011121314151617181920212223241I/2I/2I/2A/4U/0U/0U/0U/0U/0U/0X/-1U/0X/-1X/-1U/0O/1U/0E/3U/0U/0U/0I/2I/22I/2I/2I/2E/3U/0U/0U/0U/0U/0U/0X/-1U/0X/-1X/-1U/0O/1U/0E/3U/0U/0U/0I/2I/23I/2I/2I/2E/3U/0U/0U/0U/0U/0U/0X/-1U/0X/-1X/-1U/0O/1U/0E/3U/0U/0U/0I/2I/24I/2I/2I/2E/3U/0U/0U/0U/0U/0U/0X/-1U/0X/-1X/-1U/0O/1U/0E/3U/0U/0U/0I/2I/25A/4E/3E/3E/3A/4I/2E/3U/0U/0U/0U/0I/2X/-1U/0U/0U/0I/2I/2I/2U/0U/0I/2U/06U/0U/0U/0U/0A/4A/4U/0U/0U/0U/0U/0I/2X/-1U/0U/0U/0I/2I/2I/2I/2I/2I/2U/07U/0U/0U/0U/0I/2A/4E/3E/3U/0U/0U/0I/2X/-1U/0U/0U/0I/2I/2I/2U/0I/2I/2U/08U/0U/0U/0U/0E/3U/0E/3U/0A/4U/0U/0I/2X/-1U/0U/0U/0I/2I/2I/2U/0U/0I/2U/09U/0U/0U/0U/0U/0U/0E/3U/0U/0I/2U/0U/0X/-1U/0U/0U/0U/0E/3U/0U/0U/0E/3I/210U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0A/4U/0U/0U/0U/0X/-1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/011U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0I/2U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0E/312X/-1X/-1X/-1X/-1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0I/2U/0U/0U/0U/0U/0O/1U/013U/0U/0U/0U/0I/2I/2I/2I/2U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/014X/-1X/-1X/-1X/-1X/-1X/-1X/-1X/-1X/-1X/-1U/0U/0U/0E/3U/0I/2U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/015X/-1X/-1X/-1X/-1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0E/3I/2I/2U/0U/0U/0U/0U/0O/1U/0 16U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0I/2U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/017O/1O/1O/1O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0I/2U/0I/2I/2U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/018U/0U/0U/0U/0I/2I/2I/2I/2U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0I/2U/0U/0U/019E/3E/3E/3E/3I/2I/2I/2I/2E/3U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/020U/0U/0U/0U/0I/2I/2I/2I/2U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/021U/0U/0U/0U/0U/0I/2U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0I/2U/0U/0U/0U/0U/022U/0U/0U/0U/0U/0I/2I/2U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/023I/2I/2I/2I/2I/2I/2I/2I/2E/3U/0U/0O/1U/0U/0O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0E/324I/2I/2I/2I/2U/0U/0U/0U/0I/2U/0E/3U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0E/3综合接近程度15141414312123191235-18-5421010238442416排序811109154612211723162420221413315191827 5.6作业单位位置相关图在绘制位置相关图时，若A、E、I、O、U个等级发生冲突，保留较高等级，舍弃较低等级。位置相关图如图5.4所示。图5.4作业单位位置相关图 5.7作业单位面积相关图考虑到化工厂平面布局设计的相关准则要求，经过数次调整与重绘，加入各车间实际面积限制条件，得到作业单位面积相关图如图5.5所示。图5.5作业单位面积相关图 5.8总平面布置图需要从多种角度思考制约和影响，根据面积相关图和各车间的实际面积大小的影响，经过加工修改，得到若干不同的方案，通过筛选，摒弃不合理的布置方案，得到三个可行的布置方案供选择，图5.6、图5.7、图5.8即为化工厂三种布置方案图。 图5.6化工厂总平面布置图（一） 图5.7化工厂总平面布置图（二） 图5.8化工厂总平面布置图（三） 上述三种方案均是以面积相关图为依托，加入各车间的实际面积的影响绘制而成。对于上述三种方案，需要进行全面的评价与选择。在这里，我们仅仅进行简单的比较，选择出最佳的方案。方案（一）：该方案中消防站和控制中心太靠边缘地带了，不利于整个厂区的消防和控制；再则，废水池布置不合理，不方便排水、排渣等；最后，环氧丙烷储罐紧挨着办公楼、宿舍和食堂，污染较为严重。方案（二）：该方案改进了方案（一）消防站和控制中心靠边缘的问题。方案（三）：该方案不但解决了消防站和控制中心靠边缘的问题，而且也对废水池的位置作出了改进，环氧丙烷储罐的位置也相应地调整了。所以该方案是最佳方案。对方案（三）实际相关指标评价如表5.12所示。表5.13化工厂实际相关指标项目面积/m2项目百分数厂区占地面积75000建筑系数29.67%建筑总面积22252厂区利用系数64.4%道路总面积14560绿化系数17%绿化占地面积12750不难看出，各项指标均符合化工厂修建的相关规定，该方案合理。5.9效果图 化工厂平面布置效果图如图5.9所示。图5.9化工厂平面布置效果图 立体布置效果图如图5.10和图5.11所示。图5.10化工厂立体布置效果图（一） 图5.11化工厂立体布置效果图（二） 6结论6.1课题研究结论为克服传统工程设计的缺点，本课题以宁波大榭岛经济技术开发区中海石油宁波大榭石化有限公司一座年产15万吨的环氧丙烷合成分厂的平面布局设计为背景，探讨研究了系统布置设计法(SLP)在化工厂布局设计中的运用，完成了该工厂的初步设计研究，并得到以下结论：（1）本课题研究运用系统布置设计法(SLP)，完成了对该化工厂的初步设计，其中包括厂房设施布置设计的科学化、程序化，证明了系统布置方法在化学工厂布局初步设计可以成功地应用，并且大大提高效率和质量。（2）本课题综合运用多学科、多专业的知识，对该化工厂年产15万吨环氧丙烷的工艺流程、物料供应、车间设施布置等各方面进行了设计和评价，成功完成了一次创新性尝试。（3）在全面完成年产15万吨环氧丙烷化工厂的初步设计研究中，得到了本年产15万吨环氧丙烷工程的全部基本技术数据，这些都成为能够保证该工程的顺利进行的保障。6.2课题研究的不足与展望6.2.1课题研究的不足由于本人知识的局限性，对各种先进设计理论和方法的掌握运用不足，还不能将各种先进的设计理论和方法充分的运用到化工厂平面布局设计的各个方面，除了篇幅的限制，本文只运用了系统的布局设计方法（SLP）的布局设计系统对其进行了系统布置设计，没有系统地运用工业工程各种思想及方法，增大化工厂平面布局设计的实用性，这些均是本课题研究的不足之处。6.2.2课题展望系统化设计以及计算机辅助设施设计软件在我国的应用没有得到推广，规划设计的重点是规划设计理念，各种类型的工业设施的理论方法，服务设施，是本专业的研究重点。 SLP是在企业经营理念引导着企业，对企业生产或服务的转化活动，从输入到输出的整个过程，将人员，材料和相关设备及设施等，作为有效的组合和规划，在与其他设施协调的作用下，可以取得安全、效率以及经济的操作，为了满足企业经营需求，同时能够进发展产生更积极的影响。在生产管理中，很多企业都在努力追求的改革和完善。系统布局规划（SLP）适用于不同的布局，不仅适用于制造业对仓库、实验室、办公室等的布局设计，对厂房的改建、扩建，新建中设施或设备的布置或调整同样的适用。 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