隨著經(jīng)濟(jì)全球化以及班輪公司對國際貿(mào)易及集裝箱運(yùn)輸發(fā)展的樂觀預(yù)期，加上船舶大型化所帶來的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，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(guī)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(yùn)輸最早出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代，到目前已有50多年歷史，表現(xiàn)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(xiàn)在集裝箱班輪行業(yè)普遍采取的成本導(dǎo)向策略，船舶大型化所帶來的規(guī)模經(jīng)濟(jì)引發(fā)平均船舶規(guī)模迅速上漲，到2019年單船的載貨量規(guī)模已增長超過15倍。如圖1所示：

圖1  50年來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工建造，上述船舶由中船集團(tuán)第七0 八研究所（MARIC）為達(dá)飛海運(yùn)集團(tuán)研發(fā)設(shè)計(jì)。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399.9m，寬61.5m，最大載重224 986.4t，最大載箱量達(dá)到23 756TEU。

2. 大型集裝箱船舶給港口生產(chǎn)帶來的挑戰(zhàn)

集裝箱船舶裝載量的巨幅增長提高了班輪公司船舶運(yùn)輸單航次航行的費(fèi)用，大量集裝箱到港的作業(yè)需要占用大量時(shí)間，所以班輪公司會嚴(yán)格規(guī)劃并控制船舶班期。由于集裝箱船舶大型化對裝卸作業(yè)的要求越來越高，許多班輪公司在選擇停靠港口時(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，也就是船舶停靠時(shí)間。

集裝箱船舶大型化的發(fā)展客觀上要求有更高的碼頭裝卸能力和完備的碼頭基礎(chǔ)設(shè)施來與之相適應(yīng)。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，船舶周轉(zhuǎn)速度必然下降，由此引起航線運(yùn)輸能力下降，船舶航運(yùn)成本上漲，就會帶來規(guī)模不經(jīng)濟(jì)。此外，大型化船舶會帶來更多的貨物在碼頭進(jìn)行中轉(zhuǎn)，或通過鐵路、集卡，或繼續(xù)水上運(yùn)輸去其他港口，多流向的分撥方式也給港口生產(chǎn)計(jì)劃帶來了更大的壓力。

二、影響大型集裝箱港口作業(yè)效率要素分析

受運(yùn)河、港口、水深、效益等因素影響， 集裝箱船長不宜超過400m，設(shè)計(jì)師們?yōu)榱烁蟮妮d貨量，在船體設(shè)計(jì)方面只能不斷增加船的型寬和型深，船體水線面型線日漸圓潤，吃水逐步加深，同時(shí)，由于長度受限，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(shù)情況。

表1 世界主要大型集裝箱船舶基本參數(shù)

集裝箱船體積越來越大，對港口提出了更苛刻的要求，港口需要建設(shè)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(shè)備，以滿足航運(yùn)公司的作業(yè)要求。扣除船舶特種艙作業(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：

1. 碼頭基礎(chǔ)設(shè)施及設(shè)備

能夠靠泊大型集裝箱船舶的碼頭，除了碼頭等級、水深條件需要滿足船舶靠泊要求外，還有碼頭前沿和堆場的布局狀況、橋吊數(shù)量和其參數(shù)等碼頭基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備情況會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)，碼頭和堆場內(nèi)的交通流量會面臨重大壓力，這就需要碼頭擁有更寬的前沿寬度和更合理的堆場布局，以滿足高流量車流的快速進(jìn)出。比如某港停靠的“遠(yuǎn)東—美西”航線的14 000TEU 的船舶，單船接卸量高峰時(shí)超過3 000個(gè)40英尺集裝箱，通常會安排6~8臺集裝箱岸橋同時(shí)進(jìn)行作業(yè)。碼頭堆場需要預(yù)留至少相應(yīng)的堆場位置來接卸這些箱量，后方需要配備相應(yīng)的場橋和流機(jī)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，后方堆場還將面臨裝卸船與外拖集卡收提箱的沖突。所以說，碼頭基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)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(shè)備的投入，近年來各集裝箱碼頭應(yīng)對集裝箱船舶大型化主要是通過增加碼頭的設(shè)備來提高作業(yè)能力，但隨之帶來了成本的大幅增加。因此，在作業(yè)設(shè)備一定的情況下，如何提升碼頭的管理能力，對碼頭內(nèi)的作業(yè)機(jī)械進(jìn)行合理的調(diào)度就顯得更為重要。

碼頭在制定大型集裝箱船舶計(jì)劃時(shí)，是依據(jù)待裝卸集裝箱船舶的抵港信息和配載信息，根據(jù)配載計(jì)劃合理安排裝卸計(jì)劃，分配一定數(shù)量的岸橋，并為每臺岸橋分配一定數(shù)量的集卡和場橋。在制定計(jì)劃時(shí)，體現(xiàn)碼頭操作管理水平的主要因素包括如何保證各條作業(yè)線均衡地分?jǐn)偞白鳂I(yè)任務(wù)，在計(jì)劃階段科學(xué)合理地安排各類設(shè)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(jì)劃的難點(diǎn)是相鄰貝位作業(yè)量大引起的無法均勻分配作業(yè)任務(wù)給岸橋的情況，俗稱“長桿”，長桿的處理直接影響了集裝箱船舶的在港時(shí)間。此外，堆場策劃如何處理好外集卡收提箱和裝卸船的沖突，場橋、流機(jī)、集卡調(diào)度的不合理會造成擁堵或者岸橋等待集卡的情況發(fā)生，同樣關(guān)系著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(fù)責(zé)船舶資料的提供和配載的確認(rèn)，船舶預(yù)確報(bào)的及時(shí)和準(zhǔn)確性、清單完整情況、船舶積載合理分布、配載調(diào)整效率等，都對船舶整體的裝卸效率有著重要的影響。二是口岸服務(wù)水平。口岸服務(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(yàn)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(shù)碼頭會將參與裝卸作業(yè)的機(jī)械司機(jī)和現(xiàn)場工人外包給勞務(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(xiàn)狀

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

1. 以橋吊為中心的計(jì)劃管理

集裝箱碼頭最主要的裝卸設(shè)備是集裝箱岸橋，其作業(yè)效率直接影響著整條大船的生產(chǎn)效率，而它也是整個(gè)裝卸過程中的瓶頸，所以需要圍繞它將碼頭堆場計(jì)劃、船舶計(jì)劃、設(shè)備調(diào)度等環(huán)節(jié)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題。

大型船舶的作業(yè)過程具有高度連續(xù)性和不平衡性，除了根據(jù)各生產(chǎn)要素情況對可能的問題有所預(yù)見并合理編制好作業(yè)計(jì)劃外，還需敦促和檢查計(jì)劃的執(zhí)行，根據(jù)港區(qū)內(nèi)外各種情況的變化，合理調(diào)配各生產(chǎn)要素，靈活機(jī)動(dòng)地做好調(diào)度工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題解決問題，保證計(jì)劃的完成。概括來說就是整體的生產(chǎn)組織是按照P（計(jì)劃）、D（實(shí)施）、C（檢查）、A（處理） 運(yùn)轉(zhuǎn)的，即“計(jì)劃—實(shí)施—檢查—處理”管理循環(huán)。

2. 以考核體系為指標(biāo)的全程監(jiān)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(biāo)，以反映港口生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)狀態(tài)和生產(chǎn)經(jīng)營目標(biāo)的數(shù)值。具體包括反映作業(yè)效率服務(wù)指標(biāo)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(biāo)的船舶準(zhǔn)班率、等泊時(shí)間、船舶輔助作業(yè)時(shí)間、裝卸準(zhǔn)確率、外集卡周轉(zhuǎn)時(shí)間等。

在建立碼頭考核體系的同時(shí)，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的指標(biāo)完成情況監(jiān)控，根據(jù)指標(biāo)監(jiān)控體系，對于指標(biāo)異常情況提前進(jìn)行事前分析，及時(shí)調(diào)整作業(yè)資源，以保證達(dá)成率。圖3為Navis N4系統(tǒng)提供的裝卸作業(yè)實(shí)時(shí)監(jiān)控界面。通過該界面，中控員可以提前設(shè)定單橋作業(yè)效率目標(biāo)值，系統(tǒng)會每15分鐘統(tǒng)計(jì)當(dāng)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(xiàn)作業(yè)中指標(biāo)異常，或效率不達(dá)標(biāo)，中控員可及時(shí)查找并消除影響作業(yè)效率的因素，或調(diào)整作業(yè)資源以保證效率。

圖3 作業(yè)效率監(jiān)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年海南港航交流會上發(fā)布的有關(guān)2018年海洋聯(lián)盟在各主要港口運(yùn)營商的作業(yè)效率情況，見圖4。柱形指標(biāo)是班輪公司最常用的碼頭考核指標(biāo)Berth Productivity 泊位效率，計(jì)算公式如下：

泊位效率可以直觀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(yīng)的數(shù)值為左邊縱軸。另一個(gè)指標(biāo)是單船作業(yè)箱量，圖中曲線原點(diǎn)表示單船作業(yè)量，對應(yīng)數(shù)值為右邊縱軸。

2018 年中遠(yuǎn)海運(yùn)港口指標(biāo)

2018 年迪拜環(huán)球指標(biāo)

2018 年和記黃埔港口指標(biāo)

2018 年P(guān)SA指標(biāo)

圖4 2018 年海洋聯(lián)盟各主要港口運(yùn)營商效率指標(biāo)

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

四、建議

筆者認(rèn)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. 通過設(shè)備與信息化的融合提升設(shè)備效率

橋吊、場橋和集卡是大型集裝箱船舶裝卸作業(yè)的主要設(shè)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(shè)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主要裝卸設(shè)備的資源進(jìn)行優(yōu)化和合理分派，物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)為其提供了解決方案。

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

大數(shù)據(jù)的可用性讓仿真模擬的優(yōu)勢得到充分利用。根據(jù)歷史作業(yè)狀況、集裝箱船舶在碼頭停靠作業(yè)的規(guī)律，可獲得大數(shù)據(jù)仿真模擬出的碼頭計(jì)劃的作業(yè)繁忙程度、船舶作業(yè)難度系數(shù)、船舶箱量作業(yè)結(jié)構(gòu)，并提前對橋吊和場橋資源進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)橋吊和場橋的最佳配置，有效提高設(shè)備綜合利用效率。

2. 通過作業(yè)計(jì)劃與信息化的融合提高計(jì)劃能力

在第三部分描述港口服務(wù)大型集裝箱船舶的現(xiàn)狀中提到，目前港口的計(jì)劃管理是以橋吊為中心的，因作業(yè)過程具有高度連續(xù)性和不平衡性，港口制定生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)除了需對可能的問題有所預(yù)見外，還需敦促和檢查計(jì)劃的執(zhí)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。作業(yè)計(jì)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(jì)劃性。該方式可以理解成生活中經(jīng)常使用的導(dǎo)航服務(wù)，一條任務(wù)經(jīng)過邏輯測算，系統(tǒng)可以提供距離最短、速度最快、備選方案等解決方案，由執(zhí)行者根據(jù)需要選擇并執(zhí)行，如圖5所示。

圖5 導(dǎo)航示例

根據(jù)導(dǎo)航的思路，港口可以通過信息化的融合實(shí)現(xiàn)港口作業(yè)計(jì)劃的可見性。通過提前模擬橋吊安排，盡可能減少長桿，計(jì)算出橋吊最合理數(shù)量；根據(jù)預(yù)約信息，提前模擬出每個(gè)堆場的指令數(shù)量，再細(xì)化到每小時(shí)各個(gè)區(qū)的指令數(shù)量，以提前安排場橋設(shè)備；根據(jù)讀取每條裝卸指令與堆場的平均距離，可以提前計(jì)算模擬出每條作業(yè)線拖車的出勤最佳數(shù)量。通過以上各個(gè)數(shù)據(jù)的模擬，系統(tǒng)可提供生產(chǎn)計(jì)劃的多個(gè)解決方案，如提供時(shí)間最短或是設(shè)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(jì)劃效果。

3. 通過個(gè)人薪酬與信息化的融合提高工作激勵(lì)

設(shè)備司機(jī)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(diào)研中發(fā)現(xiàn)，多數(shù)司機(jī)和工人對工作效率提升的主觀能動(dòng)性并不太強(qiáng)，主要原因有幾個(gè)：一是激勵(lì)措施不夠。多數(shù)碼頭為了統(tǒng)計(jì)方便， 對于司機(jī)的考核基本是按工時(shí)加計(jì)件的方式， 效率的高低在工資方面不會差異太多，造成司機(jī)自我要求提升效率的能動(dòng)性不強(qiáng)。二是激勵(lì)不直觀。設(shè)備司機(jī)或工人每個(gè)工班的作業(yè)量如果沒有主動(dòng)查詢，一般只有到每個(gè)月發(fā)工資時(shí)才能知道自己當(dāng)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(tǒng)計(jì)誤差問題。橋吊司機(jī)的箱量計(jì)算是根據(jù)理貨提供的作業(yè)時(shí)間段來計(jì)算的，但有時(shí)理貨不仔細(xì)可能造成司機(jī)名字錯(cuò)誤，或者更換司機(jī)時(shí)作業(yè)區(qū)間寫得不精確，導(dǎo)致作業(yè)箱量計(jì)算經(jīng)常會有偏差，在一定程度上也打擊了司機(jī)的積極性。

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