处理设备的机器的配置方法、及处理设备的制造方法与流程

1.本发明涉及一种决定构成处理设备的机器的配置的技术。


背景技术：

2.在进行流体的处理的处理设备中有进行天然气的液化或天然气液的分离、回收等的天然气设备、进行原油或各种中间制品的蒸馏或脱硫等的石油精制设备、进行石油化学制品或中间化学品、聚合物等的生产的化学设备等。此外，在本技术中“流体”是指除包含气体、液体以外，还包含具有流动性的粉粒体(粉体、粒体或颗粒等)。
3.这些处理设备成为在规定的用地区域内配置例如塔槽或热交换器等静态机器、泵或压缩机等动态机器等多个机器，并利用配管将这些机器间连接的结构。
4.此时，构成处理设备的多个机器的配置需要综合考虑对流体进行处理的顺序、用地区域的地形或面积的制约、安全方面的制约、机器或配管的结构材料的使用量(经济性)等，由设计负责人一边反复试验一边决定。
5.然而，经由配管而将多个机器相互连接而成的处理设备大多情况下具有复杂的结构。此时，在大量制约的范围内搜索更有效率的机器配置的作业也存在如下情况：不仅研究的负荷容易变大，而且结果会被设计负责人的技能影响。因此，要求一种能够在减轻对于决定机器配置而言所需的作业的负荷的同时，定量地掌握所决定的机器配置的经济性的方法。
6.此处，在专利文献1中记载了一种天然气处理装置，其与根据起吊载荷决定的维护用起重机的作业半径的范围相对应地限定了在预先设定的机器配置区域内实际配置机器的范围。然而，文献1中未提及定量地掌握所决定的机器配置的经济性的技术。
7.现有技术文献
8.专利文献
9.专利文献1：国际公开第2018/235267号


技术实现要素：

10.发明所要解决的问题
11.本技术提供一种对于包含构成处理设备的机器的机器组，搜索配管材料的总使用量变得更少的配置的技术。
12.解决问题的技术手段
13.本方法为一种构成对流体进行处理的处理设备的机器的配置方法，其特征在于包括如下工序：
14.关于构成所述处理设备的多个机器，分组到包含至少一个机器、设定有包含所述机器的配置区域的占用区域、并能够相互识别的多个机器组中，对于这些机器组，设定连接信息、与配管信息，所述连接信息表示为了在包含于一个机器组中的各机器、与包含于另一机器组中的对方机器之间进行流体的收发，而特定的两个机器组成为经由配管而连接的一
对，所述配管信息为对于算出与所述连接信息相对应的配管的每单位长度的配管材料的使用量而言所需的配管信息；
15.设定所述处理设备的用地区域、与关于为了支撑所述配管而设置于所述用地区域内的管架的、平面形状为带状的管架配置区域；以及
16.继而，包含第一步骤与第二步骤，通过计算机，自一边改变所述多个机器组的配置一边反复执行所述第一步骤与第二步骤而获得的多个配置中，选择所述配管材料的总使用量少的多个配置，所述第一步骤是以所述一个机器组的所述占用区域的外缘与所述带状的管架配置区域的长边相接，且在所述一个机器组与除此以外的机器组之间所述占用区域不重合的方式，在所述用地区域中配置所述多个机器组，所述第二步骤是关于所述多个机器组的配置，基于各占用区域的外缘与所述长边相接的位置、和所述连接信息，算出被所述管架支撑的配管的配管材料的总使用量。
17.所述处理设备的机器的配置方法也可具备以下的特征。
18.(a)在选择所述配管材料的总使用量少的配置的工序中，执行如下工序：使用遗传算法或粒子的最优化法改变多个机器组的配置，选择所述配管材料的总使用量变少的配置。
19.(b)在设定所述用地区域与管架配置区域的工序中，设定所述管架配置区域的配置位置、与配置数中的至少一个不同的多种情况；以及关于这些多种情况，各自执行选择所述配管材料的总使用量变少的配置的工序，根据关于各情况的所述配置的选择结果，选择多个所述配管材料的总使用量更少的情况与配置的组合。
20.(c)在(b)中，对于所述用地区域，能够设定作为所述管架的主管架、和与所述主管架的长边连接并在与所述长边交叉的方向上延伸设置的副管架的管架配置区域；以及所述多种情况包含如下：以自所述主管架观察，所述副管架所连接的所述长边的朝向、和与各长边连接的副管架的数量(包括零的情况)不同的方式，设定有所述管架配置区域。
21.(d)在(c)中，所述多种情况还包含如下：自所述主管架观察，所述副管架所连接的所述长边的朝向、和与各长边连接的副管架的数量(包括零的情况)共用，另一方面所述主管架的配置位置朝向与所述长边交叉的方向相互不同。
22.(e)在(c)中，在所述多种情况下，所述主管架的管架配置区域被设定为能够朝向与所述长边交叉的方向在预先设定的范围内移动，另外，所述副管架的配置区域被设定为能够朝与所述副管架的长边交叉的方向移动(但是，在主管架上连接有多个副管架的情况下，限于一个副管架与另一副管架的配置区域不重合的范围)；以及在改变所述多个机器组的配置来执行所述第一步骤时，能够改变关于所述主管架及所述副管架的管架配置区域的配置位置。
23.(f)在(c)中，在改变所述多个机器组的配置来执行所述第一步骤时，能够生成作为所述管架的与所述副管架的长边连接并在与所述长边交叉的方向上延伸设置的子副管架的管架配置区域。
24.(g)在所述多个机器组中对于各个占用区域的外缘，预先设定与所述管架的长边连接的连接边。
25.(h)在所述步骤1中配置所述多个机器组时，在隔着所述占用区域而与和所述管架的长边连接的连接边侧相反一侧的区域，设置有维护区域，所述维护区域是在维护时搬出
配置于所述一个机器组内的机器的区域，且未设置其他机器组的所述占用区域及所述管架配置区域中的任一个。
26.(i)所述配管信息中，作为所述配管材料的使用量，包含对于算出配管的每单位长度的成本而言所需的信息，在所述第二步骤中，作为被所述管架支撑的配管的配管材料的总使用量，算出这些配管材料的总成本。
27.另外，对流体进行处理的处理设备的制造方法的特征在于包括如下工序：基于通过根据所述记载的处理设备的机器的配置方法所选择的所述配管材料的总使用量少的多个配置中包含的配置，对所述多个机器组进行配置来制造所述处理设备。
28.发明的效果
29.根据本方法，关于构成处理设备的多个机器被分组的机器组的配置，通过计算机求出配管材料的总使用量少的配置。结果，可在减轻对于决定机器配置而言所需的作业的负荷的同时，定量地掌握所决定的机器配置的经济性。
附图说明
30.图1是处理设备的绘图规划的示意图。
31.图2是表示处理设备的用地区域、与机器组的占用区域的示意图。
32.图3是机器组的结构图。
33.图4a是机器组的配置方法的第一说明图。
34.图4b是机器组的配置方法的第二说明图。
35.图5是表示管架配置区域的结构例的平面图。
36.图6是表示管架配置区域的移动的变化的平面图。
37.图7是表示在机器组的占用区域中设定的连接边、及维护区域的平面图。
38.图8a是子副管架的生成方法的第一说明图。
39.图8b是子副管架的生成方法的第二说明图。
40.图9是表示处理设备的机器的配置方法的实施程序的说明图。
41.图10是表示在处理设备的用地区域配置机器组的占用区域的状态的示意图。
具体实施方式
42.图1是示意性地表示适用本例的机器的配置方法(机器配置方法)的处理设备1的结构的平面图。
43.作为能够适用本例的机器配置方法的处理设备1，可例示已述的天然气设备、石油精制设备、化学设备等。这些处理设备1包括进行气体、液体、具有流动性的粉粒体等流体的处理的多个机器31。作为设置于处理设备1中的机器31的例子，可例示蒸馏塔或反应塔等各种处理塔、进行气液分离的受槽或热交换器等静态机器、泵或压缩机等动态机器。设置于处理设备1中的机器31经由供流体流动的配管4而相互连接。
44.在预先设定的用地区域10内建设处理设备1时，当无序地配置构成用地区域10的多个机器31时，将机器31彼此连接的配管4变长，配管材料的总使用量会增大。另外，就维护管理或安全管理等观点而言，理想的是基于预先设定的想法系统化地进行机器31的配置。
45.因此，在设置有多个机器31的处理设备1中，根据对流体进行处理的顺序、或机器
31彼此的关联性对机器进行分组(以下称为“机器组3”)，有时将共用的机器组3中包含的机器31汇总在集中的区域内进行配置。以下，将所述的“集中的区域”称为“占用区域30”。
46.例如图1中表示如下状态：构成处理设备1的多个机器31被分组到多个机器组3中，各机器组3中包含的机器31被配置于与所述机器组3相对应地设定的占用区域30内。在本例中，在机器组3中包含至少一个机器31。
47.如图1所示的例子那样，对于将设置于处理设备1中的多个机器31分组到多个机器组3中的方法并无特别限定。例如，可沿着流体的流动，按照对流体实施的每个处理，以一个机器组3中包含一台～几十台左右的机器31的方式进行分组。
48.另外，申请人开发如下方法：基于在设计处理设备1时制成的配管仪表图(配管和仪表流程图(piping&instrument flow diagram))的数据，通过计算机对机器31的关联性进行分析，以关联性高的机器31包含于共用的机器组3中的方式进行分组。如此，可基于规定的算法，并利用计算机自动地对机器31进行分组。
49.此外，泵或压缩机等动态机器、或填充有催化剂、吸附剂的填充塔等有时冗长地设置有多台相同的机器，以便能够在维护时或填充物的再生、更换时等切换使用。这些冗长的机器大多情况下设置于共用的机器组3中。
50.另外，也有如压缩机的出口的缓冲罐那样，以设置于接近的位置为前提而进行设计的机器31。所述种类的机器31可以在分组时不会被分到不同的机器组3中的方式，设置为一个机器31，也可预先将这些机器31设定于一个机器组3中。
51.在机器组3包含多个机器31的情况下，将包含于共用的机器组3中的机器31彼此连接的配管4被配置于配置有这些机器组3的共用的占用区域30内。
52.另一方面，将相互不同的机器组3中包含的机器31彼此连接的配管4配置成于占用区域30外原则上通过管架(主管架21、副管架22、子副管架23)。管架21、22、23是对配管4进行支撑、在俯视时构成为带状的框架结构物。在本例中，将配置有管架21、22、23的平面形状为带状的区域称为“管架配置区域20”。
53.如以上说明那样，通过将设置于处理设备1中的多个机器31分组到多个机器组3中，并将包含于各机器组3中的机器31配置于共用的占用区域30内，例如可将相互关联的机器31彼此配置于接近的位置。结果，与无序地配置多个机器31的情况相比，可抑制将机器31彼此连接的配管4变得过长，从而可抑制配管材料的总使用量。
54.另一方面，在包括多个机器31的处理设备1中，分组后的机器组3的数量也多，且在共用的用地区域10内配置这些机器组3时也可存在多种模式。而且，将相互不同的机器组3中包含的机器31彼此连接的配管4的长度根据这些机器组3的配置位置而改变。另外，直径或壁厚不同的配管4中配管材料的使用量也不同，进而若所选择的配管材料不同，则每单位重量的配管成本也不同。
55.如此，对处理设备1的建设成本带来影响的配管材料的总使用量或总成本根据机器31的配置模式而复杂地改变。因此，处理设备1中的机器31的配置所涉及的设计负责人因尝试错误(trial and error)而搜索配管4的配管材料的总使用量、或总成本的值变得更小的机器31的配置时需要大量的精力。另外，结果有时也会被设计负责人的技能影响。
56.因此，关于本例的机器配置方法，使用计算机，搜索配置成通过管架21、22、23的配管4的总使用量(可换算为总成本。以下相同)变得更少的机器组3的配置。
57.所述问题可理解为，在处理设备1的用地区域10内配置多个机器组3时，搜索被管架21、22、23支撑的配管4的配管材料的总使用量变得更少的配置的最优化问题。
58.图2是示意性地表示处理设备1的用地区域10、与配置于所述用地区域10中的机器组3的占用区域30的平面图。
59.用地区域10是配置有占用区域30及管架配置区域20的区域。在用地区域10中设定坐标，可确定配置有占用区域30或管架配置区域20的区域。图2中例示将用地区域10的外缘构成为矩形形状的情况，但用地区域10的形状并不限定于所述例子。只要根据处理设备1进行建设的土地的形状来设定用地区域10的形状即可。
60.另外，在用地区域10中，也并非必须基于本例的机器配置方法来配置构成处理设备1的所有机器31。例如，对于自外部接受原料的机器等预先决定了配置的位置的机器，只要排除配置有所述机器的区域来设定用地区域10的形状即可。此外，自用地区域10排除的机器配置区域可在用地区域10的内侧设定为飞地状。
61.进而，对于用地区域10，预先设定有管架配置区域20。管架21、22、23的配置位置或配置数可在搜索机器组3的配置时改变，关于其详细情况将在后面叙述。
62.如已述那样，配置于用地区域10中的处理设备1的机器31被预先分组到多个机器组3中。各机器组3能够相互识别，并在图2所示的例子中被附加(1)～(25)的识别编号。
63.各机器组3立足于要配置的机器31的数量或各机器31的大小、就维护管理或安全管理方面的观点而言设定的机器31彼此的配置间隔等，设定占用区域30的面积或外缘的形状。关于占用区域30的外缘的形状，也不限定于图2中例示的矩形形状(也参照图4a、图4b)。另外，如后述那样，可在占用区域30中设定有与管架21、22、23连接的连接边301。
64.此处，占用区域30的面积或外缘的形状可通过决定设置于所述占用区域30内的各机器31的具体的配置来确定。此时，可在占用区域30内设置多层的框架，并分为这些多层来设置机器31。
65.但是，在确定占用区域30的面积或外缘的形状时，决定各机器31的具体的配置并非必须的要素。例如可根据设置于占用区域30中的机器31的数量、各机器31的大小(占用面积)、机器31的配置间隔、框架的有无或层数等变量，简单地自动计算占用区域30的面积或外缘形状。
66.图3表示将构成处理设备1的工艺中包含的机器31分组到多个机器组3(3a、3b)中的具体例。图3中记载如下工艺：利用顶置冷却器(overhead cooler)312a对自前级侧的蒸馏塔311a的塔顶流出的气体进行冷却、液化，利用送液泵314将积存在接收器313a中的液体的一部分向后级侧的蒸馏塔311b送液。
67.在所述工艺中，与前级侧的蒸馏塔311a相关联的多个机器31被分组到机器组3a中，与后级侧的蒸馏塔311b相关联的多个机器31被分组到机器组3b中。
68.此处，当着眼于自接收器313a向蒸馏塔311b的液体的流动时，包含于机器组3a中的机器31即送液泵314、与包含于机器组3b中的机器31即蒸馏塔311b经由配管4连接。此时，在本例的机器配置方法中，设为机器组3a与机器组3b经由配管4而成为一对。
69.另外，如图3中记载那样，关于包含于机器组3a、3b中的其他机器31，也进行流体自各机器组3a、3b的外部流入、流体自各机器组3a、3b向外部流出的流体的收发。关于这些流体的收发，也设为机器组3a、3b与另一机器组3经由供各自的流体流动的配管4而成为一对。
70.作为表示以上说明的关系的信息，在图2所示的各机器组3中设定有表示包含于所述机器组3中的机器31的信息。进而，关于这些机器31中经由配管4在与包含于另一机器组3中的对方机器31之间进行流体的收发的机器，设定有表示这些机器组3成为一对的连接信息。此外，在处理设备1的外部、或如已述那样在与自用地区域10预先排除的机器配置区域之间进行流体的收发的情况下，也设定有表示所述主旨的连接信息。
71.作为连接信息，设定有如下信息：对于包含于一个机器组3(在图3的例子中为机器组3a)中的特定的机器31(同为送液泵314)，能够识别经由哪一配管4将流体送液至包含于另一机器组3(同为机器组3b)中的机器31(同为蒸馏塔311b)。
72.关于接受相同的流体的一个机器组3(在图3的例子中为机器组3b)，也将如下信息设定为连接信息，所述信息对于特定的机器31(同为蒸馏塔311b)，表示流体自包含于另一机器组3(同为机器组3a)中的机器31(同为送液泵314)经由哪一配管4进行送液。
73.关于任意的一个机器组3，在存在多个经由配管4而与包含于另一机器组3中的机器31连接的机器31的情况下，所述连接信息与这些机器31相对应地设定多个。
74.另外，也可存在如下情况：与包含于某个机器组3中的一个机器31连接的配管4在所述机器组3以外分支，与其他多个机器组3中各自包含的机器31连接。所述情况下，可设定连接信息作为所述一个机器31经由互不相同的多根配管4而各自与其他机器31连接的信息。
75.进而，对于与所述连接信息相对应的配管4，根据所述配管4的直径或壁厚，将与每单位长度的配管材料的使用量相对应的信息设定为配管信息。另外，在作为配管4的总使用量而算出总成本的情况下，进一步考虑配管材料，将配管4的每单位长度的成本设定为配管信息。此外，这些配管信息并不直接表示实际的每单位长度的配管材料的使用量(重量)或价格，例如也可为与这些值对应地设定的识别信息。
76.关于设定了以上说明的各种信息的用地区域10、机器组3(占用区域30)，参照图4a、图4b对搜索配管4的配管材料的总使用量、或总成本的值变得更小的机器31的配置的方法进行说明。
77.作为进行占用区域30的配置时的制约条件，在用地区域10中已配置有管架配置区域20的区域、或已配置有其他占用区域30的区域中，无法以与这些区域重合的方式配置下一个占用区域30。
78.在设定有连接边301的情况下，各占用区域30以所述连接边301与管架配置区域20的长边相接的方式配置于用地区域10中。在未设定连接边301的情况下，各占用区域30以能够在与管架21、22、23之间设置配管4的对接的任一边(一般为直线，但也可为曲线)与管架配置区域20的长边相接的方式配置于用地区域10中。
79.只要可以成为配管4的对接的边(例如连接边301)与管架配置区域20的长边相接的方式配置占用区域30，则可容许占用区域30的一部分自用地区域10伸出(图4b的(3)的占用区域30)。与此相反，可设置必须使所有的占用区域30包含于用地区域10内的制约。
80.图4a、图4b表示对于在预定的位置配置有管架21、22的管架配置区域20的用地区域10配置(1)～(4)此四个占用区域30的例子。
81.在这些例子中，作为处理对象的流体自图中的表示“in(输入)”的符号的位置，按照(2)
→
(4)
→
(1)
→
(3)的机器组3的顺序流动，自图中附加“out(输出)”的符号的位置向外
部流出。另外，在in
→
(2)
→
(4)之间，通过设定有共用的配管信息的配管a(在所述图中利用点划线的箭头表示，附加“4a”的符号)进行连接。另一方面，在(4)
→
(1)
→
(3)
→
out之间，通过设定有与配管a不同的配管信息的配管b(在所述图中利用实线的箭头表示，附加“4b”的符号)进行连接。
82.然后，基于已述的制约，在用地区域10的坐标内决定(1)～(4)的占用区域30的朝向、与由这些占用区域30占用的坐标范围时，成为在用地区域10中配置有各机器组3的状态。继而，以通过管架配置区域20(主管架21、22)、且以最短路径将各连接边301(包含用地区域10的in、out位置)间连接的方式配置配管4a、4b。
83.此处，就搜索配管4(4a、4b)总使用量变得更少的机器组3的配置的观点而言，只要可掌握基于机器组3的配置的差异的配管4的长度变化的影响即可。因此，在所述最优配置的搜索的阶段，并非必须严格确定实际使用的配管4的长度。
84.就所述观点而言，作为各配管4a、4b的“最短路径”，只要可设定将各机器组3(或in、out位置。以下，在图4a、图4b的说明中相同)与管架21、22的对接的位置彼此之间无蛇行或折回地连接的配管4的路径，则可视为充分。此外，为了便于图示，在图4a、图4b中以配管4a、4b的路径不相互重复的方式错开记载。
85.进而，此处对各机器组3与管架21、22的对接的位置进行说明。例如，在决定了设置于占用区域30内的各机器31的具体的配置的情况下，可根据所述配置设定实际接近的对接的位置。另外，在未决定占用区域30内的具体的机器31的配置的情况下，例如可设定将连接边301的中央位置一律设为对接的位置的简单的设定。在图4a、图4b中示出后者的示例。
86.通过所述的方法，与机器组3的配置相对应地决定配置配管4a、4b的路径，可基于所述路径的坐标来算出各配管4a、4b的长度。而且，通过按照配管的每个种类对连接各机器组3的配管4a、4b的长度加以合计，可算出配管a、b各自的合计长度。
87.例如，在图4a中记载的例子中，机器组3的配置成为配管4a、4b在自in的位置流入的流体自out的位置流出为止的期间必须在管架配置区域20的同一区域中往返多次。结果，可见配管4a、4b的合计长度x1、y1变长的倾向。
88.与此相对，在图4b中记载的例子中，配管4a、4b在管架配置区域20的同一区域往返的次数少，配管4a、4b的合计长度x2、y2相对短。
89.在算出各种配管4a、4b的合计长度后，基于对配管a、b各自设定的配管信息，乘以每单位长度的配管材料的使用量或成本，由此可算出与机器组3的配置的差异相应的配管4a、4b的配管材料的总使用量或总成本。
90.如已述那样，本例的机器配置方法是使用计算机，一边改变机器组3的配置位置一边反复进行所述计算，并搜索配管4a、4b的总使用量或总成本变得更少的机器组3的配置。
91.此处，为了便于说明，使用图4a、图4b进行了说明的例子将配置于用地区域10中的机器组3的数量限制为四个，但实际上有时如图2所示必须搜索多个机器组3的最优的配置。另外，受管架21、22、23(管架配置区域20)的配置的影响，机器组3的配置也会改变。
92.在这些情况下，为了抑制计算机的计算量过大，可设置以下说明的各种制约来进行机器组3的最优配置的搜索。
93.图5(a)～图5(c)所示的例子是预先设定主管架21、副管架22的配置数或这些管架21、22的连接关系的情况的例子。
94.主管架21的带状的管架配置区域20的短边不与其他管架连接而独立地设置。在图5(a)～图5(c)所示的例子中，主管架21以沿着设定为矩形形状的用地区域10的短边方向，横穿用地区域10内的方式设置有一个。
95.主管架21的配置方向或带状的管架配置区域20的长边或短边的长度、配置数并不限定于这些图的例子。例如，可沿着设定为矩形形状的用地区域10的长边方向设置主管架21，主管架21的长边的长度可在横切用地区域10的中途中断。另外，可在用地区域10内配置多根主管架21。
96.副管架22是带状的管架配置区域20的短边与主管架21的管架配置区域20的长边连接，并在与所述长边交叉的方向上延伸设置的管架。图5(a)是未设置副管架22的例子。另外，图5(b)是在主管架21的西侧及东侧的长边设置各一根副管架22的例子，图5(c)是在主管架21的西侧的长边设置两根副管架22、在东侧的长边设置一根副管架22的例子。
97.此处，关于副管架22的管架配置区域20的长边或短边的长度、配置数也可按每种情况而改变。
98.以上，如图5(a)～图5(c)所例示那样，预先准备如下多种情况：以自主管架21观察，副管架22所连接的长边的朝向、和与各长边连接的副管架22的数量(包括零的情况)不同的方式，设定有管架配置区域20。
99.另一方面，当主管架21或副管架22的配置仅固定于这些图中例示的位置时，在搜索多个机器组3的最优的配置时的制约有时也会过大。因此，也可还准备改变了主管架21或副管架22的配置位置的子情况。
100.例如图6(a)再次揭示图5(c)所示的情况3。在所述图中，将在与主管架21的长边交叉的方向(东西方向)上延伸的用地区域10的轮廓线的一边进行五等分，对各分割区域附加“w2、w1、c、e1、e2”的符号。此处图6(a)中记载的主管架21(管架配置区域20)被设定为能够在附加c符号的分割区域的范围内，朝向与其长边交叉的方向移动。
101.进而，在图6(a)所示的例子中副管架22的管架配置区域20被设定为能够朝与所述副管架22的长边交叉的方向移动。但是，自图6(a)的主管架21观察，在西侧(朝向图的左手侧)相对于主管架21的长边连接有两个副管架22。在如此连接多个副管架22的情况下，各副管架22的能够移动的范围限于一个副管架22与另一副管架22的管架配置区域20不重合的范围。
102.以上叙述的各管架配置区域20的位置的移动在通过计算机进行机器组3的最优的配置的搜索时被执行。
103.与所述图6(a)相比，图6(b)、图6(c)不同的方面在于，主管架21的管架配置区域20各自配置于附加w1或e1的符号的分割区域。关于这些子情况，主管架21的管架配置区域20也设定为能够在各自附加w1或e1的符号的分割区域的范围内，朝向与其长边交叉的方向移动。
104.另一方面，副管架22的管架配置区域20的能够移动的范围与图6(a)的例子同样地设定。
105.除了准备图6(b)、图6(c)中记载的例子以外，还准备如下未图示的子情况：在附加w2或e2的符号的分割区域的范围内能够移动地设定主管架21的管架配置区域20，另外，副管架22的管架配置区域20的能够移动的范围设为与图6(a)的例子相同。
106.如以上说明那样，相对于图5(c)的情况，预先准备如下多个子情况：主管架21的配置数、或副管架22与主管架21连接的长边的朝向、及与各长边连接的副管架22的数量共用，另一方面主管架21的配置位置相互不同。
107.另外，不限定于图5(c)，关于图5(a)、图5(b)中记载的情况或其他情况，也准备在已述的分割区域(w2、w1、e1、e2)内主管架21的配置位置不同的多个子情况。
108.关于各个情况、子情况，对于主管架21而言，可在分割区域的范围内使管架配置区域20移动，对于副管架22而言，可在不与其他副管架22重合的范围内使管架配置区域20移动，关于以上方面，与图6(a)～图6(c)中说明的例子相同。
109.在本例的机器配置方法中，对于以上说明的多种情况、子情况，各自使用计算机进行最优的机器组3的配置的搜索。如此，通过准备预先限制了主管架21、副管架22的配置数或连接关系、管架配置区域20的能够移动的范围的情况、子情况，与自这些条件完全没有定义的状态开始机器组3的最优配置的搜索的情况相比，可减少计算量。
110.图7表示相对于机器组3的占用区域30的外缘，预先设定与管架21、22、23(管架配置区域20)的长边连接的连接边301的例子。
111.与此相反，在未预先设定连接边301的情况下，可将占用区域30的任一边与管架21、22、23的长边连接。但是，预先设定连接边301时，可减少在搜索机器组3的最优配置时的计算机的计算量。
112.另外，在图7中一并记载如下例子：在隔着占用区域30而与连接边301侧相反一侧的区域设置有维护区域5，所述维护区域5是在维护时搬出配置于机器组3内的机器31的区域，且未设置其他机器组3的占用区域30及管架配置区域20中的任一个。
113.另外，在未预先设定连接边301的占用区域30中，将选择与管架21、22、23(管架配置区域20)的长边连接的边设为连接边。而且，与图7所示的例子相同的方面在于：可在隔着占用区域30而与所述连接边侧相反一侧的区域中设置已述的维护区域5。
114.此外，如图8a所示，当在空闲的用地区域10中配置机器组3时，有时没有能够将所述机器组3连接的主管架21、副管架22。在此种情况下，可生成与副管架22的长边连接并在与所述长边交叉的方向上延伸设置的子副管架23的管架配置区域20，并将机器组3与所述子副管架23的长边连接(图8b)。所述动作在进行机器组3的最优的配置的搜索时被执行。
115.立足于以上说明的各制约或主管架21、副管架22的设置情况，本例的机器配置方法将多个机器组3的占用区域30的配置位置、及各管架21、22、23的管架配置区域20的配置位置设为可变参数。换句话说，在用地区域10中，由各占用区域30或管架配置区域20占用的坐标范围成为可变参数。
116.而且，对于预先准备的各情况及子情况，改变可变参数，并对于各情况及子情况搜索配管4的总使用量或总成本变得更少的机器组3的配置。
117.满足此种条件的机器组3的配置的搜索可使用市售的通用的最优化软件并通过计算机来执行。作为此种软件的例子，可例示艾斯泰科(esteco)公司的莫德芙兰提亚(modefrontier)、澳汰尔(altair)公司的海珀思第体(hyperstudy)、诺易思工程软件(noesis solutions)公司的欧普齐麦斯(optimas)、红雪松科技(red cedar technology)公司的黑迪(heed)等。此处，使用通用的最优化软件执行机器组3的最优配置的搜索并非必须的要素，可使用专用开发的搜索工具进行最优配置的搜索。
118.关于所述最优配置的搜索，可使用此种最优化软件或搜索工具，通过遗传算法或粒子群最优化法来进行搜索。作为执行这些最优化法的具体的算法的例子，可例示：相邻繁殖遗传算法(neighborhood cultivation genetic algorithm，ncga)、标准边界交叉(normal boundary intersection，nbi)、基于自组织的间接优化(indirect optimization on the basis of self-organization，ioso)等。但是，所述最优配置的搜索并不限定于使用这些例示的方法的情况，可使用能够搜索配管4的总使用量或总成本变少的机器组3的配置的任意的方法。
119.另外，在本例的机器的配置方法中，使用所述方法搜索机器组3的最优配置的计算机自所搜索的机器组3的配置中选择配管4的配管材料的总使用量或总成本更少的多个配置，并且对用户输出。
120.所选择的配置可按照各情况(包含子情况)中目标值(总使用量或总成本)少的顺序来输出预先设定的数量的配置。另外，也可选择目标值小于预先设定的阈值的所有的配置并输出。
121.图9是本例的机器的配置方法的实施程序的一例。
122.首先，对于包含于处理设备1中的多个机器31，预先分组到多个机器组3中，并对于各机器组3决定占用区域30的面积或外缘的形状。
123.然后，对于多个机器组3，基于使用图3所说明的想法，设定表示特定的两个机器组3经由配管4而成为一对的连接信息、与关于所述配管4的配管信息(图9的处理p1)。
124.继而，准备使用图5、图6所说明的设定有处理设备1的用地区域10、与管架配置区域20的多种情况(包含子情况。以下，在图9的说明中相同)(图9的处理p2)。
125.然后，针对规定的情况，将占用区域30、管架配置区域20的配置位置设为可变参数，在用地区域10中配置多个机器组3(图9的处理p3：第一步骤)。
126.此时，在无法确保配置占用区域30的区域的情况等下，可在使用图6所说明的制约的范围内变更管架配置区域20的配置位置。另外，也可基于使用图8a、图8b所说明的想法生成子副管架23的管架配置区域20。
127.继而，关于第一步骤中获得的机器组3的配置，基于已述的连接信息、配管信息来算出配管4的配管材料的总使用量或总成本(目标值)(图9的处理p4：第二步骤)。
128.以下，反复进行第一步骤、第二步骤，直至满足预先设定的结束条件(例如在规定的反复计算期间中，无法更高程度地搜索相比其他配置而言目标值更少的机器组3的配置的情况等)。
129.另外，在执行第一步骤、第二步骤时，例如如图5(a)的情况1那样，明确主管架21的长边的总延长短，无法连接图2所示的所有占用区域30的连接边301的情况下，可在此时刻结束最优配置的搜索，并输出所述主旨的信息。
130.对于如此执行搜索的情况，当达到结束条件后，存储多个目标值变少的机器组3的配置。然后，一边变更搜索最优配置的情况，一边反复执行所述第一步骤、第二步骤。
131.对于准备的所有情况完成了机器组3的最优配置的搜索后，输出所存储的配管材料的总使用量或总成本更少的情况与机器组3的配置的组合(图9的处理p5)。
132.自所输出的多个机器组3的配置中，用户考虑维护管理或安全管理、配管材料的总使用量或总成本以外的成本因素等制约，选择更现实的机器组3的配置。然后，也立足于所
述各种制约来进行机器组3的配置的调整。结果，如图10所示，决定相对于图2所示的用地区域10而言的多个机器组3的配置。
133.基于以所述方式决定的机器组3的配置来决定构成处理设备1的各机器31的配置，并基于所述配置来建设处理设备1。
134.根据本实施方式的机器配置方法，对于将构成处理设备1的多个机器31分组后的机器组3的配置，通过计算机来求出配管材料的总使用量或总成本少的配置。结果，能够在减轻对于决定机器配置而言所需的作业的负荷的同时，定量地掌握所决定的机器配置的经济性。
135.此处，预先准备使用图5所说明的情况，并搜索机器组3的最优配置并非必须的要素。也可使用计算机来一起搜索机器组3的配置位置、与各种管架21、22、23的管架配置区域20的配置位置。
136.与此相反，例如如图4a所示的例子那样，也可设定机器组3(占用区域30)及各种管架21、22(管架配置区域20)的初始配置，使计算机搜索配管材料的总使用量等比所述初始配置更少的机器组3的配置。
137.另外对于使用图6所说明的各情况及子情况，并非必须构成为使各管架配置区域20能够移动。例如，可在将管架配置区域20的位置固定的条件下搜索各情况(包含子情况)下的机器组3的最优配置。然后，关于配管材料的总使用量等变得更少的特定的情况或子情况，可在使管架配置区域20能够移动的条件下再次搜索机器组3的最优配置。
138.进而另外在建设处理设备1时，在搜索最优配置时配置于管架21、22、23上的所有配管在实际的处理设备1中也并非必须配置于管架21、22、23上。例如，可在包含于将占用区域30相邻地配置而成的机器组3中的机器31间，不通过管架21、22、23地将这些机器31连接。与将配管4自各机器31的配置位置绕到管架21、22、23的情况相比，有时可进一步缩短配管4。
139.符号的说明
140.1：处理设备
141.10：用地区域
142.20：管架配置区域
143.21：主管架
144.22：副管架
145.23：子副管架
146.3、3a、3b：机器组
147.30：占用区域
148.31：机器
149.4、4a、4b：配管