層次分析法在廠址選擇中的應用

張敏

摘 要：在進行廠址方案比選的過程中，往往會出現方案中條件因素各具利弊的情況，以往的做法是由專家和設計人員來推薦方案，受主觀因素的影響比較大。本文建立廠址方案優選模型，運用層次分析法量化評價指標，以提高評估的準確性，選擇最優廠址方案。

關鍵詞：廠址選擇;層次分析法;石化項目;定量分析;定性分析

現如今石化項目越來越多，對于石化項目的要求也越來越高，首當其沖面臨的就是石化項目選址的問題，它需要綜合考慮各種因素，包括原材料、燃料供應、市場需求、交通運輸、水資源、工程地質、水文氣象、環境保護和社會影響等等。以上的因素都會對廠址選擇產生影響，但是我們必須仔細權衡所列出的這些因素，決定哪些是與廠址選擇緊密相關的，哪些雖然與建設工廠和經營運行有關，但是與廠址選擇的關系并不大，以便在決策時分清主次，抓住關鍵。每個因素在不同情況下也會產生不同的影響，不可照搬和完全套用，具體情況具體分析，綜合衡量各方面因素，選取最優方案。

當有幾個不同的廠址方案進行比選的時候，如果兩個廠址的優勢劣勢相差比較大，則可通過定性分析，排除不適合的方案，但當幾個廠址方案都各有優缺點的時候，我們就需要引入定量分析，用量化的方法來比選出最優的方案。

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP）是將與選擇目標有關的所有因素分解成為目標、準則、方案三方面，在此基礎之上進行定性和定量分析的決策方法。它是一種定性和定量相結合的、系統化、層次化的分析方法，它的有效性及實用性，很快在各行各業（如管理、教育、醫療、農業、工業）得到了廣泛的應用。

1 層次分析法

運用AHP進行決策時，大體可分為4個步驟進行：

首先，分析系統中各元素之間的關系，建立系統的遞階層析結構;對同一層次的各元素關于上一層次中某一準則的重要性進行兩兩比較，構造兩兩比較判斷矩陣，構造判斷矩陣的時候按照下面的相對重要性標度來進行兩兩比較;

為保證層次排序的可行性，需要對判斷矩陣進行一致性檢驗，計算偏離一致性指標，見公式：

一致性指標 CR=C.I./C.R.

相容性指標 C.I.= λmax-n/n-1

λmax-判斷矩陣A的最大特征根

n-判斷矩陣的階數;

C.R.-隨機性指標，可查表得到。

當CR<0.1時，認為一致性達到要求

計算出各層次要素對上一級某判斷準則的相對重要度以后，就可以從上至下依次求出各層要素關于總體的綜合重要度。

2 廠址選擇的評價體系

將影響廠址的主要因素總結如下：

①供水能力：水資源可靠性及供水能力、價格;

②原料燃料供應：原料、燃料供應能力及價格;

③運輸成本：交通運輸可達性及原料、產品距離市場中心運距;

④環境影響：環境保護，環境敏感區及環境容量;

⑤城鎮規劃：職工生活設施依托、城鎮發達程度、醫療、消防站、污水處理、供水供電設等設施的依托情況;

⑥區域協調：下游企業協作條件，產品、副產品綜合利用，公用工程綜合利用;

⑦場地條件：建設場地水文地質、工程地質、自然地形、土地狀況;

⑧施工條件：當地施工企業及能力狀況，施工機械、機具、建筑材料供應，大件運輸、大宗材料及人力資源;

⑨供電條件：供電可靠性及供電能力、價格。

以上幾點作為廠址方案優選模型的定性因素，層次結構如圖：

3 實例分析

南非的煤炭資源儲量豐富，存儲量居非洲第一，世界第八，占3.5%;是世界上第六大煤炭生產國，占6.2%;還是世界上第二大煤炭出口國。南非煤炭資源集中在東部地區。全國共有19個煤田，最新公布數據顯示，南非煤炭資源總量為2050億噸，占整個非洲煤炭資源量的83%，其中400m以淺經過勘探的儲量1155億噸（含證實儲量610億噸）。有5個煤田勘探儲量超過30億噸。某公司擬在南非投資一個煤炭作為原料和燃料的化工項目，擬選了六個廠址，綜合考慮廠址的外部區域經濟技術條件，排除其中三個廠址，剩余三個作為備選廠址進行定量分析：

南非當地勞動力成本區域差別較小，南非國內鐵路和汽車運輸費率相當，約0.1美元/噸公里，因此勞動費相比運費，對企業區位的影響有限。本項目屬于大型化工項目，其生產過程呈現高度技術化、勞動復雜化和流程專業化。生產過程中涉及到各類化學品，生產過程具有一定的火災或者爆炸危險性。大部分工作崗位需要合格的技術人員，生產人員需要具備較高的專業技術知識和能力，布局在勞動力資源充足且技術優勢較明顯的區域更為有利。企業間協作的加強，是現代工業實現專業化、聯合華、社會化的基礎，企業規模的擴大，技術的進步，促進了社會生產分工，企業間產品可以互為原料，可共用區內某些基礎設施（如公路、鐵路、水源、倉庫、污水處理設施等等）。企業間協作，節省了廠際之間的運費，某些企業的集聚，可以組織聯合購進原料，聯合運輸，減少企業備用設備和原材料儲量。本項目副產液氨、硫磺及硫酸銨等，同時需求大量的原材料和水資源，同時生產過程中會產生廢水，具有強烈的企業協作需求來共同降低成本，減少公用設施的分攤。

結合以上分析及前面得出的模型結構，請專家組分別給出綜合的判斷，得出以下判斷矩陣：

得出方案1的權重為0.5144，方案2的權重為0.199，方案3為0.2865。推選方案1為最佳方案。該廠址交通運輸條件優，原材料、燃料供應充足，供水、供電條件可靠，距離目標市場中心近，有效輻射范圍大，具有良好的技術經濟指標。

4 結論

該廠址模型分析完成后，項目又組織了相關專家進行了研討會，最終也選擇了方案1，與廠址選擇模型得出的結果是一致的，這充分說明層次分析法可以用于廠址選擇，對多方案廠址的量化分析十分有效。層次分析法可以用于廠址選擇，也可用于總平面布置方案優選，指標可以加入總投資、土方量、管線長度等影響因素，項目不同，指標不同，基本原理都是一樣，有待于以后的進一步的研究和發展。

參考文獻：

[1]杜棟.現代綜合評價方法與案例精選[M].北京：清華大學出版社，2005.

[2]雷明.廠址選擇[M].北京：科學技術文獻出版社，1992.