隨著(zhù)經(jīng)濟全球化以及班輪公司對國際貿易及集裝箱運輸發(fā)展的樂(lè )觀(guān)預期，加上船舶大型化所帶來(lái)的規模經(jīng)濟效應，在造船技術(shù)、港口泊位接納條件的迭代升級背景下，推動(dòng)了集裝箱船舶大型化的快速發(fā)展。集裝箱船舶規模的不斷增大，推高了港口高峰期的貨量，使得各港口普遍面臨不斷增加的生產(chǎn)壓力。

一、背景介紹

1. 集裝箱船舶大型化趨勢

集裝箱船舶運輸最早出現于20世紀60年代，到目前已有50多年歷史，表現在船型發(fā)展方面，1968年船型由普通貨船和小型不定期船改造而成，現在集裝箱班輪行業(yè)普遍采取的成本導向策略，船舶大型化所帶來(lái)的規模經(jīng)濟引發(fā)平均船舶規模迅速上漲，到2019年單船的載貨量規模已增長(cháng)超過(guò)15倍。如圖1所示：

圖1  50年來(lái)世界集裝箱船舶演化史

2018年7月26日，兩艘22 000TEU 集裝箱船分別在江南造船和滬東中華開(kāi)工建造，上述船舶由中船集團第七0 八研究所（MARIC）為達飛海運集團研發(fā)設計。2019 年7月4日，世界載箱量最大的集裝箱船舶“ 地中海古爾松” 下水， 船長(cháng)399.9m，寬61.5m，最大載重224 986.4t，最大載箱量達到23 756TEU。

2. 大型集裝箱船舶給港口生產(chǎn)帶來(lái)的挑戰

集裝箱船舶裝載量的巨幅增長(cháng)提高了班輪公司船舶運輸單航次航行的費用，大量集裝箱到港的作業(yè)需要占用大量時(shí)間，所以班輪公司會(huì )嚴格規劃并控制船舶班期。由于集裝箱船舶大型化對裝卸作業(yè)的要求越來(lái)越高，許多班輪公司在選擇?？扛劭跁r(shí)（尤其是地理位置相近時(shí)）就不再僅僅是考慮航道水深和服務(wù)條件等因素，而更多地考慮碼頭的裝卸效率，也就是船舶?？繒r(shí)間。

集裝箱船舶大型化的發(fā)展客觀(guān)上要求有更高的碼頭裝卸能力和完備的碼頭基礎設施來(lái)與之相適應。由于單航次的裝載量增加，如果港口裝卸效率不能保證，船舶在港時(shí)間延長(cháng)，船舶周轉速度必然下降，由此引起航線(xiàn)運輸能力下降，船舶航運成本上漲，就會(huì )帶來(lái)規模不經(jīng)濟。此外，大型化船舶會(huì )帶來(lái)更多的貨物在碼頭進(jìn)行中轉，或通過(guò)鐵路、集卡，或繼續水上運輸去其他港口，多流向的分撥方式也給港口生產(chǎn)計劃帶來(lái)了更大的壓力。

二、影響大型集裝箱港口作業(yè)效率要素分析

受運河、港口、水深、效益等因素影響， 集裝箱船長(cháng)不宜超過(guò)400m，設計師們?yōu)榱烁蟮妮d貨量，在船體設計方面只能不斷增加船的型寬和型深，船體水線(xiàn)面型線(xiàn)日漸圓潤，吃水逐步加深，同時(shí)，由于長(cháng)度受限，集裝箱在甲板上方也越堆越高。表1為目前主要大型裝箱船的參數情況。

表1 世界主要大型集裝箱船舶基本參數

集裝箱船體積越來(lái)越大，對港口提出了更苛刻的要求，港口需要建設更高等級的泊位和更寬闊的水域、疏浚更深的港口航道和前沿水深，以及升級效率更先進(jìn)的作業(yè)設備，以滿(mǎn)足航運公司的作業(yè)要求?？鄢疤胤N艙作業(yè)以及特殊天氣的影響因素，影響大型集裝箱船作業(yè)效率的要素主要分為三類(lèi)：

1. 碼頭基礎設施及設備

能夠靠泊大型集裝箱船舶的碼頭，除了碼頭等級、水深條件需要滿(mǎn)足船舶靠泊要求外，還有碼頭前沿和堆場(chǎng)的布局狀況、橋吊數量和其參數等碼頭基礎設施設備情況會(huì )影響大型集裝箱船的作業(yè)效率。

大型集裝箱船舶往往需要多臺橋吊同時(shí)作業(yè)，碼頭和堆場(chǎng)內的交通流量會(huì )面臨重大壓力，這就需要碼頭擁有更寬的前沿寬度和更合理的堆場(chǎng)布局，以滿(mǎn)足高流量車(chē)流的快速進(jìn)出。比如某港?？康摹斑h東—美西”航線(xiàn)的14 000TEU 的船舶，單船接卸量高峰時(shí)超過(guò)3 000個(gè)40英尺集裝箱，通常會(huì )安排6~8臺集裝箱岸橋同時(shí)進(jìn)行作業(yè)。碼頭堆場(chǎng)需要預留至少相應的堆場(chǎng)位置來(lái)接卸這些箱量，后方需要配備相應的場(chǎng)橋和流機配合收發(fā)箱。如果碼頭前沿的操作空間狹窄，所有參與裝卸作業(yè)的集卡可能擁堵，后方堆場(chǎng)還將面臨裝卸船與外拖集卡收提箱的沖突。所以說(shuō)，碼頭基礎設施設備的布局和可靠性是提升大型集裝箱船舶作業(yè)效率的前提條件。

2. 碼頭操作管理能力

為提高大型化集裝箱船舶的作業(yè)效率，碼頭通常采用的兩種方式之一是增加對設備的投入，近年來(lái)各集裝箱碼頭應對集裝箱船舶大型化主要是通過(guò)增加碼頭的設備來(lái)提高作業(yè)能力，但隨之帶來(lái)了成本的大幅增加。因此，在作業(yè)設備一定的情況下，如何提升碼頭的管理能力，對碼頭內的作業(yè)機械進(jìn)行合理的調度就顯得更為重要。

碼頭在制定大型集裝箱船舶計劃時(shí)，是依據待裝卸集裝箱船舶的抵港信息和配載信息，根據配載計劃合理安排裝卸計劃，分配一定數量的岸橋，并為每臺岸橋分配一定數量的集卡和場(chǎng)橋。在制定計劃時(shí)，體現碼頭操作管理水平的主要因素包括如何保證各條作業(yè)線(xiàn)均衡地分攤船舶作業(yè)任務(wù)，在計劃階段科學(xué)合理地安排各類(lèi)設備和作業(yè)順序，減少擁堵和翻搗，保證作業(yè)效率。

碼頭制定計劃的難點(diǎn)是相鄰貝位作業(yè)量大引起的無(wú)法均勻分配作業(yè)任務(wù)給岸橋的情況，俗稱(chēng)“長(cháng)桿”，長(cháng)桿的處理直接影響了集裝箱船舶的在港時(shí)間。此外，堆場(chǎng)策劃如何處理好外集卡收提箱和裝卸船的沖突，場(chǎng)橋、流機、集卡調度的不合理會(huì )造成擁堵或者岸橋等待集卡的情況發(fā)生，同樣關(guān)系著(zhù)大型集裝箱船舶的裝卸效率。

3. 相關(guān)方配合程度

大型集裝箱船舶在港口作業(yè)的流程涉及方方面面，如圖2，除了碼頭方面因素外，更需要相關(guān)方的緊密配合，才能有效提升作業(yè)效率。一是班輪公司配合緊密度。班輪公司負責船舶資料的提供和配載的確認，船舶預確報的及時(shí)和準確性、清單完整情況、船舶積載合理分布、配載調整效率等，都對船舶整體的裝卸效率有著(zhù)重要的影響。二是口岸服務(wù)水平?？诎斗?wù)指引航、拖船、海關(guān)、邊檢等船舶服務(wù)，具體包括船舶到港后引航拖船能否及時(shí)到位、邊檢的口岸服務(wù)、海關(guān)對貨物的放行和查驗效率等，都不同程度影響大型集裝箱船舶的作業(yè)效率。三是勞務(wù)外包公司管理水平。多數碼頭會(huì )將參與裝卸作業(yè)的機械司機和現場(chǎng)工人外包給勞務(wù)公司，勞務(wù)外包的管理水平直接決定了參與作業(yè)人員的技能水平、工作狀態(tài)和與碼頭的配合程度。為提升這方面的管理，部分碼頭會(huì )直接參與或介入對勞務(wù)外包公司的管理。

圖2 集裝箱船舶在碼頭的作業(yè)流程演示

三、港口服務(wù)大型集裝箱船舶的現狀

港口生產(chǎn)的過(guò)程實(shí)際上就是計劃的制定和組織實(shí)現的過(guò)程，具體包括港口生產(chǎn)作業(yè)計劃以及港口生產(chǎn)調度和控制兩部分。目前大部分港口選擇如下管理模式來(lái)保證大型集裝箱船舶的作業(yè)。

1. 以橋吊為中心的計劃管理

集裝箱碼頭最主要的裝卸設備是集裝箱岸橋，其作業(yè)效率直接影響著(zhù)整條大船的生產(chǎn)效率，而它也是整個(gè)裝卸過(guò)程中的瓶頸，所以需要圍繞它將碼頭堆場(chǎng)計劃、船舶計劃、設備調度等環(huán)節精心安排在一起，不斷地優(yōu)化碼頭的裝卸作業(yè)工藝以及碼頭前沿的交通組織問(wèn)題。

大型船舶的作業(yè)過(guò)程具有高度連續性和不平衡性，除了根據各生產(chǎn)要素情況對可能的問(wèn)題有所預見(jiàn)并合理編制好作業(yè)計劃外，還需敦促和檢查計劃的執行，根據港區內外各種情況的變化，合理調配各生產(chǎn)要素，靈活機動(dòng)地做好調度工作，及時(shí)發(fā)現問(wèn)題解決問(wèn)題，保證計劃的完成。概括來(lái)說(shuō)就是整體的生產(chǎn)組織是按照P（計劃）、D（實(shí)施）、C（檢查）、A（處理） 運轉的，即“計劃—實(shí)施—檢查—處理”管理循環(huán)。

2. 以考核體系為指標的全程監控

為保障大型集裝箱船舶的作業(yè)效率，港口普遍建立作業(yè)評價(jià)指標，以反映港口生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)狀態(tài)和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)目標的數值。具體包括反映作業(yè)效率服務(wù)指標的船時(shí)效率、單橋作業(yè)效率等，以及反映操作服務(wù)指標的船舶準班率、等泊時(shí)間、船舶輔助作業(yè)時(shí)間、裝卸準確率、外集卡周轉時(shí)間等。

在建立碼頭考核體系的同時(shí)，通過(guò)計算機系統實(shí)現動(dòng)態(tài)的指標完成情況監控，根據指標監控體系，對于指標異常情況提前進(jìn)行事前分析，及時(shí)調整作業(yè)資源，以保證達成率。圖3為Navis N4系統提供的裝卸作業(yè)實(shí)時(shí)監控界面。通過(guò)該界面，中控員可以提前設定單橋作業(yè)效率目標值，系統會(huì )每15分鐘統計當前效率和整體平均效率，并形成圖形化的效率痕跡。如發(fā)現作業(yè)中指標異常，或效率不達標，中控員可及時(shí)查找并消除影響作業(yè)效率的因素，或調整作業(yè)資源以保證效率。

圖3 作業(yè)效率監控示例

3. 主要港口作業(yè)效率水平

筆者摘取了海洋聯(lián)盟在2019年海南港航交流會(huì )上發(fā)布的有關(guān)2018年海洋聯(lián)盟在各主要港口運營(yíng)商的作業(yè)效率情況，見(jiàn)圖4。柱形指標是班輪公司最常用的碼頭考核指標Berth Productivity 泊位效率，計算公式如下：

泊位效率可以直觀(guān)反映班輪在碼頭的時(shí)間， 其反饋的是靠泊后整體的港口服務(wù)效率，對應的數值為左邊縱軸。另一個(gè)指標是單船作業(yè)箱量，圖中曲線(xiàn)原點(diǎn)表示單船作業(yè)量，對應數值為右邊縱軸。

2018 年中遠海運港口指標

2018 年迪拜環(huán)球指標

2018 年和記黃埔港口指標

2018 年P(guān)SA指標

圖4 2018 年海洋聯(lián)盟各主要港口運營(yíng)商效率指標

從各個(gè)港口運營(yíng)商的操作指標可以看出， 單船作業(yè)箱量越大一般意味著(zhù)船型越大，港口可以投入的作業(yè)線(xiàn)越多，對泊位效率的提升效果更大。各港口運營(yíng)商的泊位效率，中位數約在100 Move/h 左右。

四、建議

筆者認為，信息化的融合是進(jìn)一步提升大型集裝箱船舶作業(yè)效率的靈魂。幾點(diǎn)思考和建議如下：

1. 通過(guò)設備與信息化的融合提升設備效率

橋吊、場(chǎng)橋和集卡是大型集裝箱船舶裝卸作業(yè)的主要設備，其作業(yè)效率直接決定了船舶的作業(yè)效率，而單純提高某一設備的效率不一定能提高船舶作業(yè)效率，需要優(yōu)化整合各資源。因此，作業(yè)效率最大化的關(guān)鍵就在于如何把這三類(lèi)主要裝卸設備的資源進(jìn)行優(yōu)化和合理分派，物聯(lián)網(wǎng)和大數據為其提供了解決方案。

隨著(zhù)廉價(jià)傳感器的日益快速發(fā)展，越來(lái)越多的機器和資源配備了這種傳感器。這意味著(zhù)可以跟蹤它們，并且可以測量它們所接觸到的每種活動(dòng)或每種環(huán)境。通過(guò)為集卡配備傳感器，在建立拖車(chē)池的基礎上，根據拖車(chē)行駛路線(xiàn)， 可以對拖車(chē)進(jìn)行行駛路徑優(yōu)化，以獲得集卡最有效運作模式。

大數據的可用性讓仿真模擬的優(yōu)勢得到充分利用。根據歷史作業(yè)狀況、集裝箱船舶在碼頭?？孔鳂I(yè)的規律，可獲得大數據仿真模擬出的碼頭計劃的作業(yè)繁忙程度、船舶作業(yè)難度系數、船舶箱量作業(yè)結構，并提前對橋吊和場(chǎng)橋資源進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現橋吊和場(chǎng)橋的最佳配置，有效提高設備綜合利用效率。

2. 通過(guò)作業(yè)計劃與信息化的融合提高計劃能力

在第三部分描述港口服務(wù)大型集裝箱船舶的現狀中提到，目前港口的計劃管理是以橋吊為中心的，因作業(yè)過(guò)程具有高度連續性和不平衡性，港口制定生產(chǎn)計劃時(shí)除了需對可能的問(wèn)題有所預見(jiàn)外，還需敦促和檢查計劃的執行，及時(shí)發(fā)現問(wèn)題、解決問(wèn)題。作業(yè)計劃與信息化的融合，可以減少這方面工作的繁雜程度，提升計劃性。該方式可以理解成生活中經(jīng)常使用的導航服務(wù)，一條任務(wù)經(jīng)過(guò)邏輯測算，系統可以提供距離最短、速度最快、備選方案等解決方案，由執行者根據需要選擇并執行，如圖5所示。

圖5 導航示例

根據導航的思路，港口可以通過(guò)信息化的融合實(shí)現港口作業(yè)計劃的可見(jiàn)性。通過(guò)提前模擬橋吊安排，盡可能減少長(cháng)桿，計算出橋吊最合理數量；根據預約信息，提前模擬出每個(gè)堆場(chǎng)的指令數量，再細化到每小時(shí)各個(gè)區的指令數量，以提前安排場(chǎng)橋設備；根據讀取每條裝卸指令與堆場(chǎng)的平均距離，可以提前計算模擬出每條作業(yè)線(xiàn)拖車(chē)的出勤最佳數量。通過(guò)以上各個(gè)數據的模擬，系統可提供生產(chǎn)計劃的多個(gè)解決方案，如提供時(shí)間最短或是設備最少，或是折中方案等，進(jìn)一步提升大型集裝箱船舶的計劃效果。

3. 通過(guò)個(gè)人薪酬與信息化的融合提高工作激勵

設備司機和工人的工作狀態(tài)是影響大型集裝箱船舶作業(yè)效率的直接因素，但筆者在調研中發(fā)現，多數司機和工人對工作效率提升的主觀(guān)能動(dòng)性并不太強，主要原因有幾個(gè)：一是激勵措施不夠。多數碼頭為了統計方便， 對于司機的考核基本是按工時(shí)加計件的方式， 效率的高低在工資方面不會(huì )差異太多，造成司機自我要求提升效率的能動(dòng)性不強。二是激勵不直觀(guān)。設備司機或工人每個(gè)工班的作業(yè)量如果沒(méi)有主動(dòng)查詢(xún)，一般只有到每個(gè)月發(fā)工資時(shí)才能知道自己當月的整體作業(yè)量，對每個(gè)工班效率的高低感受度很低。三是統計誤差問(wèn)題。橋吊司機的箱量計算是根據理貨提供的作業(yè)時(shí)間段來(lái)計算的，但有時(shí)理貨不仔細可能造成司機名字錯誤，或者更換司機時(shí)作業(yè)區間寫(xiě)得不精確，導致作業(yè)箱量計算經(jīng)常會(huì )有偏差，在一定程度上也打擊了司機的積極性。

通過(guò)司機和工人薪酬與信息化的融合， 從解決如上激勵不足的痛點(diǎn)入手。首先通過(guò)建立作業(yè)單價(jià)級差，系統化設定各效率的單價(jià)，把司機和工人收入同效率關(guān)聯(lián)起來(lái)，簡(jiǎn)化人事統計工作；其次是開(kāi)發(fā)為每個(gè)司機和工人及時(shí)提供當班工作薪資的推送程序，讓每個(gè)工班能直觀(guān)感受當班作業(yè)情況，并結合每個(gè)個(gè)體的歷史作業(yè)成績(jì)，生成評價(jià)建議，增強司機和工人對效率提高的獲得感和動(dòng)力；最后是通過(guò)信息化的手段與理貨信息的交互， 對其統計信息和工班信息進(jìn)行核對，保證計件信息的公允和準確。