（轮机工程专业论文）现代集装箱船舶轮机管理优化的研究.pdf

上海坶事大学顺i 学位论文现代集数箱船舶轮机管理优化的研究 摘要 本文是在上海市高等学校科学技术发展基金项目现代集装箱船舶轮机管理 优化仿真研究研制的基础上进行的。 轮机安全管理是船公司对船舶管理的一个重要环节，它既是对船舶机电设备的监 督管理，也是对直接使用、维护和保养机电设备处于一线的轮机人员的管理。据统计 船舶机损事故中的人为因素占了8 0 以上，人是设备的管理者，如果忽视了人的因 素，先进设备的使用、消化、吸收根本就无从谈起，常用设备的维护、保养和管理也 得不到保证。只有人、设备、环境用管理统一成一个大系统，才能真正从整个系统的 角度达到可靠性管理。为了适应新的形势，必须改变以往轮机安全管理中那种“单纯 技术”、“见物不见人”以及“救火队式”的传统管理模式，而应在贯彻执行船公司的 有关轮机安全管理的规章制度的全过程中，突出人的因素，从思想教育和业务能力培 训两方面努力，始终把对轮机人员素质，特别是质量意识、环保意识、管理能力、分 析问题、解决问题能力的培养作为重点来抓。而这恰恰是以往我们在轮机安全管理工 作中所忽视的部分。尤其是我国中小航运企业资金有限，无法在硬件上对加强轮机安 全管理做过多投入，更应在人的因素上下工夫。 由此论文在整理、分析、研究现代船舶轮机设备工况的基础上，应用人因工程的 基本理论，从人的自身学习功能和纠错能力着手，从自动化船舶轮机管理的特色出发， 建立管理者的不可靠度数学模型，采用模糊集合的方法，定量的求解整个系统对优的 隶属度，同时考虑船员的心理素质和安全裕度，建立管理上的优化仿真流程图。我们 还收集了大量的集装箱船舶的技术资料和机损事故案例，建立基于s q l 数据库管理 系统和i n t e m e t 信息服务器以网页形式发稚的远程机损事故数据库管理系统，简称轮 机案例数据库系统，有助于航运企业轮机人员及时总结前人的经验教训，交流船舶轮 机管理工作中符合本公司船舶设备实际情况的一些心得体会，缩短轮机设备诊断维修 与故障排除的时间，提高设备性能的可靠度，保障船舶的安全运行。 论文将重心主要放在人的因素上，着重考虑现代轮机管理优化中人的优化这一部 分，强调了船舶轮机人员在集装箱船舶轮机管理系统优化中的重要地位，以期对最终 达到整个船舶轮机管理系统优化有所助益。 关键字：轮机安全管理，机损事故，人因工程，数据库 + i 。海海事人学坝，l 学位论文脱代集装莉船舶轮机管理优化的研究 a b s t r a c t t h i sd i s s e r t a t i o ni sd e v e l o p e do nt h eb a s i so ft h ep r o j e c 卜1 h es i m u l a t i o n r e s e a r c ho nm a r i n ee n g i n e e r i n go p t i m i z a t i o no fm o d e r nc o n t a i n e rs h i p ，w h i c hi s s p o n s o r e db ys h a n g h a is c i e n c ea n dt e c h n o l o g yd e v e l o p m e n tf u n d t h es a f e t ym a n a g e m e n to fm a r i n ee n g i n e e r i n gi sa ni m p o r t a n tp a r tf o rt h e s h i p p i n gc o m p a n y t oc o n t r o li t sf l e e t i t sn o t o n l yt h es u p e w i s i o na n da d m i n i s t r a t i o n o ft h ee l e c t r i c m a c h i n e r ye q u i p m e n t so nb o a r d ，b u ta l s ot h em a n a g e m e n to ft h e e n g i n e e r sw h od i r e c t l y h a n d l ea n dm a i n t a i nt h e s ee q u i p m e n t s s t a t i s t i c a l l y s p e a k i n g e i g h t yp e r c e n to ft h em a c h i n e r ya c c i d e n t sr e f e rt oh u m a nf a c t o r s t h e r u n n i n go ft h ee q u i p m e n t si sc o n t r o l l e db yo u re n g i n e e r s i fw en e g l e c tt h eh u m a n f a c t o ri nm a r i n ee n g i n e e r i n g ，t h em a i n t e n a n c ea n dm a n a g e m e n to fe q u i p m e n t si n c o m m o n u s ec o u l dn o tb eg u a r a n t e e d ，l e ta l o n et h em a s t e r yo fm o d e r ne q u i p m e n t s o n l yi fh u m a n ，e q u i p m e n ta n de n v i r o n m e n ta r eu n i t e dt ob eal a r g es c a l es y s t e m b yc o r r e c tm a n a g e m e n t ，r e l i a b i l i t ym a n a g e m e n to ft h ew h o l es y s t e mc o u l db e a c c o m p l i s h e d t ob es u i t a b l ef o rt h en e ws i t u a t i o n w em u s tc h a n g et h et r a d i t i o n a lm o d ei n s a f e t ym a n a g e m e n to fm a r i n ee n g i n e e r i n g i nt h ep r o c e s so fc a r r y i n go u tt h eb y l a w e s t a b l i s h e db ys h i p p i n gc o m p a n y , w es h o u l da t t a c hm u c hm o r ei m p o r t a n c et ot h e h u m a nf a c t o r i na n o t h e rw o r d 。i ti sn e c e s s a r yt oe m p h a s i z et h ee m p l o y e eq u a l i t y w en e e dt ob r i n gu dt h eq u a l i t yi d e aa n de n v i r o n m e n tp r o t e c t i o ni d e ao fo u r e n g i n e e r st h r o u g hp o l i t i c a la n di d e o l o g i c a le d u c a t i o n i na d d i t i o n ，w es h o u l dt e l l t h e mh o wt om a n a g et h ee q u i p m e n t s t of i n do u tt h ep r o b l e mt h e nr e s o l v ei t t h r o u g hs e a f a r e rt r a i n i n g s h i p p i n gc o m p a n i e si no u rc o u n t r y , e s p e c i a l l yt h es m a l l o n e sw i t hf e ws h i p sh a v et op a ya t t e n t i o nt ot h eh u m a nf a c t o ri nt h e i rs a f e t y m a n a g e m e n tb e c a u s et h e yh a v ei n s u f f i c i e n tc a p i t a lt op u r c h a s em o r ea d v a n c e d e q u i p m e n t so rr e n ts a t e l l i t e w ea r r a n g ea n da n a l y s et h ed a t aa b o u tt h ew o r k i n gc o n d i t i o no ff a c i l i t i e so n 海海事人学顾士学位论文现代集装箱船舶轮机管理优化的研究 b o a r d ，t h e na p p l yt h eb a s i ct h e o r yo fh u m a nf a c t o re n g i n e e r i n gt ot h es a f e t y m a n a g e m e n to f m a r i n ee n g i n e e r i n g w i t hc o n s i d e r i n gt h em a n s s t u d ya n d c o r r e c t i o n f u n c t i o n ，w ee s t a b l i s ht h eu n r e l i a b i l i t ym a t h e m a t i c a lm o d e lo ft h e m a n a g e r t h e r e f o r et h ed e g r e eo fm e m b e r s h i po ft h ew h o l es y s t e mt ot h eo p t i m u m c o u l db eq u a n t i f i c a t i o n a l l yc a l c u l a t e db yf u z z ys e tt h e o r y m e a n w h i l e ，i t se s s e n t i a l t oa n a l y z et h ep s y c h o l o g i c a lq u a l i t yo fo u re n g i n e e r s a tl a s t ，w es e tu pt h ef l o w c h a r to nm a n a g e m e n to p t i m i z e d b e s i d e s ，w ec o l l e c tag r e a td e a lo ft e c h n i c a ld a t aa b o u tm o d e r nc o n t a i n e rs h i p ， t h e nd e v e l o p sad a t a b a s es y s t e mo fm a c h i n e r ya c c i d e n t so nb o a r dw h i c hi sc a l l e d t h ee n g i n ec a s es y s t e mf o rs h o r t s e a f a r e rc a nv i s i tt h es y s t e mt h r o u g hi n t e r n e t i t c o u l dh e l po u re n g i n e e r ss h a r et h e i re x p e r i e n c ei nm a i n t a i n i n ga n dr e p a i r i n gt h e e l e c t r i c 。m a c h i n e r ye q u i p m e n t s t h e r e f o r et h et i m ef o rm a l f u n c t i o nd i a g n o s i sc o u l d b es h o r t e n e d ，e v e nt h ep o t e n t i a la c c i d e n t sc o u l db ea v o i d e d t h i sd i s s e r t a t i o ns t r e s s e st h e i m p o r t a n c e o fh u m a nf a c t o ri nm a r i n e e n g i n e e r i n ga n dp r i m a r i l yc o n s i d e r st h em a n a g e m e n to ft h ee n g i n e e r sw h od i r e c t l y h a n d l ea n dm a i n t a i nt h ee q u i p m e n t so nb o a r d t h er e s e a r c ho nt h em a n a g e m e n t o fe n g i n e e r si sv e r yi m p o r t a n t ih o p ei tc o u l db eh e l p f u lt of i n a l l ya c c o m p l i s ht h e w h o l es y s t e mo p t i m i z a t i o no fm o d e r nc o n t a i n e rs h i p k e yw o r d s ：s a f e t ym a n a g e m e n to fm a r i n ee n g i n e e r i n g ，m a c h i n e r ya c c i d e n t s ， h u m a nf a c t o re n g i n e e r i n g d a t a b a s e x i a o z h o n gw a n g ( m a r i n ee n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yy u l o n gz h a n ，厂 论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文 、中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或者其他机构已经发表 或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作 了明确的声明并表示了感谢。 作者签名：三封日期：堕啤! ! 论文使用授权声明 本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保 留送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以上网公布论文的全部和 部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。保密的论文在解 密后遵守此规定。 作者签名：一型导师签名： 一i ：海海事大学硕士学位论文 现代集装箱船舶轮机管理优化的研究 引言 自本世纪五、六十年代以来，自动化船舶得到了飞速的发展。短短二、三十年内， 经历了单个系统自动化，一般自动化船舶，无人机舱控制船舶，超自动化船舶和未来 型船舶五个阶段。国外在自动化设备的更新换代上周期较短，九十年代初网络技术开 始在监控系统中应用，目前己从“集中监控式”，“集中分散式”跨越到“分布总线式”。 许多先进的航运国家、企业在设备、系统的优化上进行了大量的投入，开展了不少研 究工作。 国内在引入世界先进船舶装置后，目前主要还处于一个消化、吸收状态。我国第 三、四、五代集装箱船舶自八十年代先后引进以来，经过近十年的营运，已创造了较 高的经济效益和较大的社会效益，但同时也存在着不少的问题。由于现代船舶自动化 程度较高，国外船舶制造厂商对技术保密甚严，我们在管理研究上的投入不多，因此 对现代船舶轮机管理的研究还处于初级起步阶段。 总的来看，国内外在现代船舶应用上发展较快。研究的着眼点主要还在于对设备 本身以及由设备组成的装置、系统的研究，而缺乏将管理者本身、工作环境也放在系 统内，组成一个大系统，从而对整个系统开展研究，达到整个系统优化的目的。 论文将重心主要放在人的因素上，着重考虑现代轮机管理优化中人的优化这一部 分，强调了船舶轮机人员在集装箱船舶轮机管理系统优化中的重要地位，以期对最终 达到整个船舶轮机管理系统优化有所助益。 本研究工作提出了新世纪轮机管理优化的方向，对现代轮机管理进行了拓展和延 伸，对于我国航运企业，尤其是中小航运企业，加强轮机安全管理工作，提升企业竞 争力是有现实意义的。 f ：海海笥f 人学硕i 。学位论文现代集装箱船舶轮机管理优化的研究 第一章概述一8 本文是在上海市高等学校科学技术发展基金项目现代集装箱船舶轮机管理 优化仿真研究研制的基础上进行的。 1 1 轮机工程管理的发展历史【1 】 2 】 3 】 人类对轮机工程的研究，有近2 0 0 年的历史。轮机工程管理，从其诞生之初到今 天，己从狭义上的对机器的管理，扩展到对机器、人员和环境的综合管理；它不单纯 是一门技术和学科，同时也是一门艺术；从产生至今，其先后经历了小型简陋机器、 大功率机器及自动化船舶的3 个发展阶段。轮机人员的管理水平和方法，也是由低级 到高级、简单到复杂。随着科学技术的高速发展，电子计算机等一大批高集成化产品 在远洋船舶中日益普及以及计算机网络、人工智能的成功应用，使轮机工程管理的发 展达到了一个繁华似锦的新阶段。 轮机工程管理的发展主要经历了三个阶段。如表1 1 所示： 表1 1 轮机工程管理发展的三个阶段 发展阶段原动力机械机械设备状况船员配备管理 第一阶段较少，设加油、水平低下，凭借 小型、简陋 1 8 0 7 年一1 9 世纪末 蒸汽机 生火和铜匠三个主观意志和经验 笨重、效率低 ：1 ：种进行管理 蒸汽机、专门、大功率、 第二阶段 人数增多，技术规章制度比较完 汽轮机、动力装置齐备、 1 9 世纪末一2 0 世纪水平提高，分：f善，以行政和技 燃气轮机、维护管理复杂、 6 0 年代到岗、责权分明术管理为主 柴油机效率较高 大型化、功率大、技术、行政、教 汽轮机、人数减少，对船 第三阶段经济性好、自动育、宣传、经济、 燃气轮机、员综合素质要求 2 0 世纪6 0 年代至今化程度高、维护法律和咨询管理 柴油机提高 简单、效率高的综合应用 海海事大学硕：l 学位论文现代集装箱船舶轮机管理优化的研究 1 2 轮机安全管理中的人的因素【4 【5 】f 6 】 轮机安全管理是船公司对船舶管理的个重要环节，它既是对船舶机电设备的监 督管理，也是对直接使用、维护和保养机电设备处于一线的轮机人员的管理。轮机安 全管理的好坏直接影响船舶的安全营运、成本支出，从而在很大程度上影响到船公司 的效益。只有船舶做好轮机安全管理： 作，刊能使船舶的预防性修理工作量大大减少， 防i 上和杜绝机损事故的发生，使船舶始终处于良好的技术状况中。 我国远洋船舶的技术状况跨度极大，从上世纪六、七十年代制造的船舶到今天世 界上最先进的第五代集装箱船舶都在投入营运，新船机电设备的自动化程度在不断提 高，而超龄、老龄船仍在继续使用。同时由于我国航运企业的船员结构也比较复杂， 文化程度、专业水平、实际技能和敬业精神相差较大，且航运公司数量多，规模大小 不一，离开现代航运企业科学管理的要求尚有一定的距离，导致船舶发生机损事故的 概率随之增大。 船舶机损事故中的人为因素占了8 0 以上。而人为因素又主要分为两大类， 是轮机员责任心不强，如工作时不仔细，检查不及时和违章操作；二是管理水平低下， 如保养维护不良，指挥命令不当，判断错误和操作错误。这两类原因所占的比例几乎 各为一半，而低职船员的人为事故又高于高职船员。 在这种情况下，我们完全有必要注重轮机安全管理工作中人的因素。人是设备的 管理者，如果忽视了人的因素，先进设备的使用、消化、吸收根本就无从谈起，常用 设备的维护、保养和管理也得不到保证。只有人、设备、环境用管理统一成一个大系 统，刁能真正从整个系统的角度达到可靠性管理。所以说为了适应新的形势，必须改 变以往轮机安全管理中那种“单纯技术”、“见物不见人”以及“救火队式”的传统管 理模式，而应在贯彻执行船公司的有关轮机安全管理的规章制度的全过程中，突出人 的因素，从思想教育和业务能力培训两方面努力，始终把对轮机人员素质，特别是质 量意识、环保意识、管理能力、分析问题、解决问题能力的培养作为重点来抓。而这 恰恰是以往我们在轮机安全管理工作中所忽视的部分。 综上所述，在当前我国正在进行经济体制的转轨，国内外航运市场竞争日趋激烈 的大背景下，我国的航运企业要求得生存和发展，就必须做好轮机安全管理工作，而 要做好轮机安全管理工作，就不得不注重人的因素。 卜海海事大学顺士学位论文 现代集装箱船舶轮机管理优化的研究 1 3 现代集装箱船舶轮机管理的系统优化 7 】【8 l 【9 自本世纪五、六十年代以来，自动化船舶得到了飞速的发展。短短二、三十年内， 经历了单个系统自动化，一般自动化船舶，无人机舱控制船舶，超自动化船舶和未来 型船舶五个阶段。国外在自动化设备的更新换代上周期较短，九十年代初网络技术开 始在监控系统中应用，目前已从“集中监控式”，“集中分散式”跨越到“分布总线式”。 许多先进的航运国家、企业在设备、系统的优化上进行了大量的投入，开展了不少研 究工作。 国内在引入世界先进船舶装置后，目前主要还处于一个消化、吸收状态。我国第 三、四、五代集装箱船舶自八十年代先后引进以来，经过近十年的营运，已创造了较 高的经济效益和较大的社会效益，但同时也存在着不少的问题。由于现代船舶自动化 程度较高，国外船舶制造厂商对技术保密甚严，我们在管理研究上的投入不多，因此 对现代船舶轮机管理的研究还处于初级起步阶段。 总的来看，国内外在现代船舶应用上发展较快。研究的着眼点主要还在于对设备 本身以及由设备组成的装置、系统的研究，而缺乏将管理者本身、工作环境也放在系 统内，组成一个大系统，从而对整个系统开展研究，达到整个系统优化的目的。 轮机管理系 统优化的理 论研究 现代集装箱 船舶技术资 料的收集 心理学、人 因：i ：程理论 研究 实船航行情 况收集 应j _ ；j 于现代 集装箱船舶 技术资料的 整理、分析 和研究 设备对人的 影响，人的 可靠度分析 专家经验库 参数数据库 对如何有效降低 成本，保障船舶 安全给予指导 应用网络技术、 多媒体仿真技术 进行系统集成 对设备运行状态 进行评定 图卜l 现代集装箱船舶轮机管理系统优化的技术路线图 根据上述分析，论文在结合上海市高等学校科学技术发展基金项目现代集 现代集装箱船舶轮机管理系统优化 ，k 海海事大学硕“i 。学位论义 现代集装箱船舶轮机管理优化的研究 装箱船舶轮机管理优化仿真研究的基础上，确立了现代集装箱船舶轮机管理系统优 化的技术路线图。如图1 1 所示。 论文将重心主要放在人的因素上，着重考虑现代轮机管理优化中人的优化这一部 分，强调了船舶轮机人员在集装箱船舶轮机管理系统优化中的重要地位，以期对最终 达到整个船舶轮机管理系统优化有所助益。 图1 2 即为从现代集装箱船舶轮机管理系统优化的技术路线图中分离出来的关 于人员管理优化的技术路线图。 现代集装箱船舶轮 机管理的理论研究 降低成本 人因： 程和船员心 理学在船舶的应_ l l j 没各对人的影响，人 的可靠度分析 通过心理测试，拓展 在船轮机人员的心理 裕度、 结合中小航运企 业自身的特点， 注重人的因素 应用网络技术、 多媒体仿真技术 进行系统集成 在公司开展培训，加强 机务人员和公休船员 的安全意识 信息开发 基于网络的轮机案 例数据库系统 船舶机损事故的收 集，评估，检索 通过机损事故的网络 检索，提高在船轮机人 员的素质 图卜2 现代集装箱船舶轮机管理系统人员管理优化的技术路线图 卜海海事大学顾。i ：学位论文现代集装章f 船舶轮机管理优化的研究 依据该技术路线图，论文将在集装箱船舶轮机管理优化的理论研究方而，对如何 有效的降低机务成本，开发信息系统，从而加强船公司轮机管理： 作予以一定的探索， 并得出中小航运企业要想做好轮机管理系统优化工作，在船员管理方面大有可为的结 论。由此论文在整理、分析、研究现代船舶轮机设备工况的基础上，应用人因工程的 基本理论，从人的自身学习功能和纠错能力着手，从自动化船舶轮机管理的特色出发， 建立管理者的不可靠度数学模型，采用模糊集合的方法，定量的求解整个系统对优的 隶属度，同时考虑船员的心理素质和安全裕度，建立管理上的优化仿真流程图。我们 还收集了大量的集装箱船舶的技术资料和机损事故案例，建立基于s q l 数据库管理 系统和i n t e m e t 信息服务器以网页形式发布的远程机损事故数据库管理系统，简称轮 机案例数据库系统。 1 4 本论文的主要工作 本论文的主要工作是： 结合上海市高等学校科学技术发展基金项目现代集装箱船舶轮机管理优化 仿真研究，依据现代集装箱船舶轮机管理系统优化的技术路线图，做如下的研究工 作。 1 对现代集装箱船舶的发展特点以及如何通过成本控制和信息系统的开发加强 轮机管理工作进行理论上的研究。根据我国中小航运企业的特殊情况，确立其在轮机 管理系统优化上的工作重心。 2 借助人因工程的基本理论和船员心理学知识，强调人对管理的主导作用，加 强对船员的管理，突出轮机安全管理系统中人的主导地位，对于航运企业提高其轮机 人员的素质，保持其船舶的安全营运，是具有现实意义的。尤其是中小航运企业资金 有限，无法在硬件上对加强轮机安全管理做过多投入，更应在人的因素上下工夫。作 为现代轮机管理的创新和拓展，本文将对人因工程理论及其重要分支船员心理学 的应用作一定的探索。 3 着眼于轮机人员素质的提高，加强轮机人员对事故的应变能力，开发一套适 合航运企业的基于s q l 数据库管理系统并结合i n t e r n e t 信息服务器以网页的形式发 布的轮机案例数据库系统。 上海海事大学硕：i 一学位论文现代集装箱船舶轮机管理优化的研究 第二章集装箱船舶的发展与现代轮机管理m h l 9 1 轮机管理是系统工程，是建立在众多学科基础上的应用科学，内容极为广泛。随 着现代科学管理的方法引入到轮机管理中，随着管理的系统化、规范化和信息化，现 代轮机管理由单船到船队，由计算机局域网到广域网，管理的重心从海上到岸上转化。 机务管理是现代轮机管理的一个重要组成部分，其目的是以科学的方法管理船舶 和机舱，使之进入系统化、正规化、现代化，以便提高船舶的安全性和完好率，并获 得最大的经济效益。航运企业的机务管理系统及部f 7 x , t 所属船舶技术状态的监督管 理，其目的首先是保证航行安全，维持规定的营运航速，保持船舶动力装置处于正常 技术状态，同时对船队的技术状态，船队的组成加以研究，总结技术管理经验，提高 经济性和使用寿命。机务管理的水平体现了一个航运企业的管理水平。 如果我们仅从航运企业船舶经营管理的角度着眼，那么机务管理完全可以视为狭 义上的现代轮机管理。本章所讨论的集装箱船舶的发展与现代轮机管理也多是从机务 管理的方面入手的。 2 1 集装箱船舶的发展【1 0 【1 1 2 1 1 外部环境的发展对国际航运的影响 众所周知，国际航运是一项全球性的竞争行业，e 面i 临着复杂多变的外部环境。 主要表现在： 1 当前，全球化正从根本上影响着世界工业经济发展的进程。一方面，它给发 展中国家带来了巨大的技术贸易和资金投入，成为世界许多地区经济增长的推动力 量：另一方面，它也给发展中国家带来了十分严重的威胁，加剧了技术和贸易的极端 不平衡。基于这样的背景，跨国公司大规模向世界各地渗透，从事跨国生产、经营和 销售。 2 新世纪初正是知识经济萌发和发展的时代。知识经济是建立在知识和信息生 产、分配和使用上的经济，它引发的经济革命，将是重塑全球经济的决定力量。知识 经济将成为最重要的经济因素，并带动社会生产中各种劳动形式向以脑力劳动所产生 的价值为主的、不断开发新的知识资源的方向发展。 3 与此同时，“可持续发展战略”的思想又在很大程度上影响着经济发展的进程， i ：海海事大学1 i - _ 1 ：学位论文 现代集装箱船舶轮机管删优化的到究 同样也给航运的发展提出了挑战。例如，国际安全管理规则的实施，港口国监督检查 的加强，m a r p o l 、s o l a s 和s t c w 公约的屡次修订，“绿色船舶”的推出，都在 很大程度上反映了“可持续发展战略”的要求。 4 技术环境的发展特点主要体现在信息技术、船舶技术和物流技术的综合应用。 目前班轮市场的激烈竞争，正是体现在以信息技术为主导的综合实力的竞争。 2 1 2 集装箱运输的新特点 集装箱运输作为一种现代化的运输方式，集科技和管理于一体，是运输系统中发 展最活跃和潜力最大的，随着它的异军突起，其运输工具的大型化进程远比其他运输 方式快。 从1 9 5 6 年美国海陆公司将髓型油轮改装成集装箱运输船开始，集装箱船舶的雏 型就己出现。经过短短三十年的发展，到8 0 年代末，第一艘超巴拿马型集装箱船“杜 鲁门总统”号已经驶向航运市场参与竞争了。之后，随着世界经济贸易和集装箱运输 的加速发展，集装箱船舶大型化发展的趋势越来越明显，差不多每5 年就上一个新的 台阶。 集装箱船舶大型化可以通过单船运量增加来减少单位成本，取得规模效益，这是 船公司追求船舶大型化的主要动力。船舶大型化还可以取得市场支配权以增加收入， 提高服务频率与范围，减少单一航线箱量的不平衡，降低风险，增强市场竞争力。近 年来，航运公司的联营、兼并也大大推动了船舶大型化进程。 1 集装箱船舶大型化发展历史及其特征 在集装箱运输3 0 多年的发展历史中，最重要的变化体现在集装箱船的规模上。 国际海运市场有关集装箱运输船大型化的调查统计资料显示，自集装箱船问世以来， 向大型化发展的趋势越来越明显，大约每5 年就上一个台阶。 集装箱运输船兴起于上个世纪6 0 年代中期，最初仅为几百t e u 级，最大的也只 有5 0 0 多t e u 级，没有超过6 0 0 t e u 级的。时过5 年，即在7 0 年代初期，船厂建造 的和海运公司投入运营的集装箱船已经发展到1 0 0 0 t e u 1 5 0 0 t e u 级。7 0 年代中期， 2 0 0 0 t e u 级集装箱船亮相并成为主要船型。进入8 0 年代，3 0 0 0 t e u 级集装箱船登场， 并成为主要船型。8 0 年代后半期4 0 0 0 t e u 级集装箱船加入船队，并成为主力。9 0 年 代中后期，5 0 0 0 t e u 级集装箱船出世，参与海运竞争。2 0 0 1 年头几个月韩国现代商 船公司、法国海运公司、铁行渣华公司已经分别将6 5 0 0 t e u 级、6 8 0 0 t e u 级集装箱 船投入运营。2 0 0 4 年中国中海集团的8 1 0 0 t e u 级集装箱船也开始运营。 j - 海海事大学坝：l 一学位论文 现代集装箱船舶轮机管理优化的研究 船舶大型化的特征主要表现在： ( 1 ) 从艘数看，大型集装箱船艘数增长速度大大高于小型集装箱船，1 0 0 0 t e u 的小型集装箱船的艘数比重从1 9 9 0 年的4 8 下降到2 0 0 0 年的3 8 5 ，而2 5 0 0 t e u 以上的大型船则从1 7 上升到2 3 5 。 ( 2 ) 从箱位数看，大型集装箱船箱位数所占的比重有了明显的提高，1 0 0 0 t e u 以下的小型集装箱船箱位数所占比重从1 9 9 0 年的1 6 7 下降到2 0 0 0 年的1 2 1 ， 1 0 0 0 2 4 9 9 t e u 的中型集装箱船箱位数所占比重从4 3 下降到3 6 1 ，而2 5 0 0 t e u 以上的大型集装箱船的平均箱位数已达3 5 8 0 t e u 。 ( 3 ) 经过大班轮公司之问的联营、兼并与收购，目前大班轮公司控制着集装箱 船箱位的8 0 ，而该比例5 年前为5 0 ，1 0 年前为4 0 。其中，最大的四大联盟控 制了全球集装箱船箱位的2 3 。 ( 4 ) 世界班轮营运航线日趋向主干航线集中，箱位数占全集装箱船的1 0 以上 的超巴拿马型船基本上都投入到跨太平洋航线、亚欧航线，部分投入钟摆航线服务 中。同时，集装箱中转量持续增加，港口的转船比例大大提高。 ， ( 5 ) 海事相关产业、造船、船舶注册，海员人数、集装箱租赁及最大供应商的 市场额度都明显增长。 2 集装箱船舶大型化发展的成因 ( 1 ) 经贸发展是集装箱船舶大型化的基础 船舶大型化发展的基础是船舶经营人对未来全球集装箱运输的发展具有足够的 信心。美国经济持续十多年的高速发展，带动了整个世界经济和贸易的持续增长，过 去1 0 年全球集装箱吞吐量年平均递增率近9 2 。随着集装箱运输业的不断发展，全 球杂货的集装箱化比率逐步提高，1 9 8 5 年世界海运杂货的集装箱化率为3 3 ，2 0 0 0 年上升到5 8 ，平均每年上升2 2 6 个百分点。此外，对目前尚未完全开展集装箱运 输的液体货、散货、重件货也将逐步实现集装箱化。因此，在集装箱运输市场需求不 断增长的情况下，集装箱船向大型化发展的趋势日益明显。 ( 2 ) 追求规模经济效益是航运公司推动船舶大型化的动力 所谓规模经济效益，是指一定的生产规模与平均收益f 或平均成本) 2 _ f a j 的关系。 采用大型集装箱船舶可以有效降低集装箱运输成本，从而呈现出规模经济效益递增。 集装箱班轮运输成本由资本成本、经营成本和航次成本三部分构成： 资本成本，即船舶购置资金( 也叫资金成本) ，包括船舶折旧与船舶贷款利息。 当船舶吨位增大时，船舶的建造成本并不按同比例增加，从而每载重吨的建造成本随 着吨位的增大而下降。如3 8 0 0 t e u 的大型船与1 8 0 0 t e u 的中型船相比，船舶尺度相 上海海事大学硕一l ：学位论文玛i 代集装箱船舶轮机管理优化的研究 差不很大，但是大型船增加了舱面载箱量，使船舶的总箱位数增加，因此其单位造价 相对下降。 经营成本，即为保持船舶适航状态所需要的经常性维持费用，包括船员工资、 保险费、保赔费、船舶维修费、润料费、物料费、供应费、管理费等项目。当船舶吨 位增大时，船员人数、每年的保险费、保赔费、船舶维修费、润料费、物料费、供应 费、管理费等并不按同一比例增加，从而每年每载重吨运力的经营成本随着船舶吨位 的增大而下降。 航次成本，即船舶为从事特定航次的运输所发生的费用，包括燃料费、港口及 运河费、货物装卸费以及其它费用。在相同航速的情况下，船舶吨位愈大，每吨船所 需的推进功率就愈小，因而每吨里的燃料费用相应减少。 假设配置6 艘同样类型的船舶，提供每周一班直接挂靠东南亚港口的跨太平洋航 线定期服务，每航次船舶在海上航行3 0 天，挂靠港口1 2 天，每艘船舶每年完成8 7 个航次，船员按国际航运登记要求进行配备，燃油消耗量以2 2 5 节航速计算，巴拿 马型船舶( 4 0 0 0 t e u ) 海上航行每天消耗燃油1 2 0 t ，在港口每天消耗4 t ，巨型超巴拿 马型船舶( 6 0 0 0 t e u 和1 0 0 0 0 t e u ) 在海上航行每天消耗燃油1 8 0 t ，在港口每天消耗 4 t ，燃油价格以1 3 5 美元t 计算。德鲁里航运咨询公司对不同类型集装箱船舶的运 输成本进行了比较，结果见表2 1 。1 0 0 0 0 t e u 集装箱船舶的年箱位成本较6 0 0 0 t e u 船舶低5 2 1 美元，较4 0 0 0 t e u 船舶低8 6 6 美元。 表2 - 1 不同船型船舶运输成本比较( 单位1 0 0 0 美元) 船型4 0 0 0 t e u6 0 0 0 t e u1 0 0 0 0 t e u 人员 8 5 08 5 08 5 0 维护保养 9 0 01 0 7 51 1 5 0 保险 8 0 0 1 0 0 0 1 7 0 0 备品与润滑 2 5 03 0 03 5 0 管理 l7 51 7 51 7 5 燃油 4 2 8 45 7 2 27 2 6 9 港口使费 2 0 0 02 7 0 03 0 0 0 总营运成本 9 2 5 91 1 8 2 21 4 4 9 4 年箱位成本 2 3 1 5 1 9 7 0 1 4 4 9 另据德鲁里航运咨询公司分析，6 0 0 0 1 e u 级集装箱船舶载箱量达4 7 3 6 t e u 时， 其单位集装箱的营运成本与4 0 0 0 t e u 级集装箱船舶相当，亦即与中小型集装箱船舶 相比较，大型船舶不必满载即可保证其在运输成本方面具有优势。 ( 3 ) 提高市场竞争力要求航运公司参与船舶大型化的进程 o 一海海事大学碗：i 学位论义 现代集装箱船舶轮机管理优化的研究 由于在东西干线上提供服务的航运公司所使用的运输技术趋于相同f 例如：集装 箱、船型等) ，在运输服务上也具有同质性，因此，航运公司之问的竞争最终成为价 格之争。为减轻竞争压力，航运公司不得不想方设法降低成本，超巴拿马型船的出现 正好满足了航运公司通过规模效益取得成本优势的愿望，使航运公司在市场上的竞争 力加强。正凶为如此，世界各大班轮公司纷纷订造超大型集装箱船扩充自身的船队规 模，加快船队的更新换代。事实上，超巴拿马型船舶的捌有量已成为世界各大班轮公 司显示自身在未来世界集装箱运输市场的东西干线运输实力的标志，如果没有一定数 量的超巴拿马型船舶那就不具备在今后东西干线运输竞争的实力，而一旦在东西干线 的市场竞争中处于劣势，航运公司就不可能成为真正意义上的全球承运人。因此，船 舶大型化成为船公司提高市场竞争力的重要手段。 ( 4 ) 航运公司的联营兼并为采用大型集装箱船创造了条件 随着经济全球化和区域经济一体化，航运公司纷纷通过联营及兼并方式，缔结联 盟，向集团化、联营化方向发展。联盟内部通过联合派船、互租箱位等方式，实现资 源最佳配置，以缓和竞争压力、提高服务质量、降低营运成本。如马士基与海陆、铁 行与渣华、东方海皇与美国总统轮船、达飞与国家海运的合并，通过整合、重组，形 成了一批运输实力强大的航运集团。航运公司的兼并、重组和采取互租箱位、合并船 队等措施，合并了航线上的运输需求，为大型集装箱船舶替代现有中小型船舶创造了 条件。此外，应用大型集装箱船舶可以通过增强其揽货能力，增加其在航线运输量中 所占的份额，达到提高船舶箱位利用率的目的。 3 集装箱船舶大型化发展现状与趋势 马士基海陆公司自1 9 9 7 年陆续投入营运了1 5 艘6 6 7 4 t e u 船舶，铁行渣华公司 2 0 0 1 年投入营运了4 艘6 8 0 2 t e u 集装箱船舶。据韩国媒体报道，韩国三星重工已经 开发出9 0 0 0 t e u 级集装箱船，我国中远集团也e 在设计、制造9 0 0 0 t e u 级集装箱船， 包括德国船级社在内的一些船舶科研、设计部门正在研究双宽型和马六甲海峡极限型 可行性。其中双宽型和马六甲海峡极限型分别与假设的巴拿马运河拓宽及其后形成的 赤道环球服务和马六甲海峡的极限应用相联系，与现有集装箱码头为适应集装箱船舶 进一步大型化准备的接纳船舶的条件和装卸能力相差较远。 根据克拉克森咨询公司的“集装箱月报”，目前的船队结构比例中，1 0 0 0 2 0 0 0 t e u 的小型集装箱船、2 0 0 0 3 0 0 0 t e u 的巴拿马型、3 0 0 0 4 0 帅u 的巴拿马极限 型和4 0 0 0 t e u 以上的超巴拿马型集装箱船仍是目前市场船型的主流，但是在短期内 超巴拿马型集装箱船在船队中的比例已有了明显的提高，艘数已达到5 ，运力比例 占到总运力的1 5 5 。 上海海事大学顾一l 学位论义现代集装箝船舶轮机管理优化的研究 从船舶的订单量来看，超巴拿马型船舶的比例还在进一步上升。截至2 0 0 0 年9 月，订造的集装箱船总量已超过1 6 0 万t e u ，其中半数为超巴拿马型船，总量达到 1 4 6 艘，是现在此类船型总运力( t e u ) 的1 2 4 。目前现役超巴拿马型集装箱船的 运力已达到7 0 万t e u ，从近几年新船交付量来看，超巴拿马型船的交船量逐年上升， 而其它集装箱船型的订单量增长速度大大落后于超巴拿马型船增长的势头。因此，超 巴拿马型船在整个船队中的比例会大大增加，将不可避免地逐步成为集装箱船市场上 的干线主力船型。由此可以推测，2 0 0 5 年的干线船一般不小于3 5 0 0 t e u ，7 0 0 0 t e u 级的大型干线船将有相当数量，2 0 1 0 年的干线船一般在4 0 0 0 t e u ，8 0 0 0 t e u 大型干 线船将有很大发展潜力。在三大东西向航线干线上运行的船舶，超巴拿马型船舶所占 的比例，2 0 1 0 年将达到5 5 6 0 ，2 0 2 0 年达到6 5 7 0 。 2 2 航运发展态势对现代集装箱船舶轮机管理所提出的挑战【1 2 】【1 3 】 集装箱船大型化发展的形势给世界上各大班轮公司都提出了严重的挑战。船公司 必须在降低成本，产业结构合理化及全球联盟等经营方式上创造一系列的奇迹才能以 良好的整体素质满足世界经济贸易发展的需要。 知识经济的影响和新技术的重大突破，极大地改变了机务管理的传统特征。除技 术创新外，管理创新和致力于成本节约和经济效益的提高已经逐步取代了传统的机务 管理模式，通过加强机务管理，提高企业在市场中的竞争力，成为新时期国际航运业 竞争力的一个决定因素。 中国的许多船公司由于在船舶管理所涉及的信息管理、机务管理等