（工商管理专业论文）集装箱码头堆场运作管理研究.pdf

内容摘要 内容摘要 在集装箱码头运营当中，堆场运作起着非常重要的作用。好的堆场运作可 以提高码头作业效率，减少作业路冲突，降低码头操作成本。在进口卸船堆场 运作中，通过使用船上倍位结构视图以及包含船上倍位和集装箱属性的数据透 视表两种工具，较好的解决了进口船舶作业过程中存在的作业冲突问题。 在出口装船堆场运作中，文中先分析了出口规则中卸货港条件的多样性， 并阐述了重量等级条件无用的观点。接着，分析了作业线冲突问题，并认为堆 场计划或船舶计划不合理都会造成作业线冲突。对出口取箱翻箱的原因进行了 分析和改进。通过机械配比的研究，得出合理的取箱模式，进而证明了出口堆 场计划中分堆堆放的原则。通过分析出口历史数据，说明了出口堆场计划的过 程，并通过数据挖掘中聚类的方法基本解决了作业线冲突的问题。 在计划作业的堆场运作中，通过创新和优化操作模式，如虚拟空箱堆场、 查验操作优化、提重箱翻箱控制和闸口运作改进，降低了码头的运作成本。 关键词：堆场运作；作业线冲突；数据分析 a b s t r a c t a b s t r a c t y a r do p e r a t i o n s p l a y a ni m p o r t a n tr o l ei nc o n t a i n e rt e r m i n a l g o o dy a r d o p e r a t i o n sc a ni m p r o v e t h eo p e r a t i o ne f f i c i e n c y ，r e d u c et h er o u t ec l a s h ，a n dd e c r e a s e t h ec o s t i nt h er e s e a r c ho fi m p o r ty a r do p e r a t i o n s ，b ym e a n so fs h i pb a ys t r u c t u r e v i e wa n dp i v o tt a b l e ，t h ep r o b l e mo fo p e r a t i o nc l a s hi ss o l v e d i nt h er e s e a r c ho f e x p o r ty a r do p e r a t i o n s ，t h i sp a p e ra n a l y s e st h ed i v e r s i t yo fp o d i ne x p o r tr u l e ，a n d c o n s i d e r st h ec l a s s i f i c a t i o no fw e i g h tu s e l e s s t h i sp a p e ra l s oc o n s i d e r sb o t hy a r d a n ds h i pp l a n n i n gc a u s et h er o u t ec l a s h ，a n db ym e a n so fa n a l y s i so fe x p o r t h i s t o r i c a ld a t aa n dt h ea p p r o a c ho fc l u s t e r i n gi nd a t am i n i n g ，s o l v e st h ep r o b l e mo f r o u t ec l a s hi ne x p o r to p e r a t i o n t h er e s e a r c ho fq ca n dr t gr a t i oc o n c l u d e st h e r a t i o n a lp i c k u pm o d e la n dp r o v e st h es t a c k i n gr u l ei ne x p o r ty a r dp l a n n i n g a tl a s t ， t h i sp a p e ra n a l y s e st h er e a s o n so fr e s h u f f l ew h e np i c k i n gu pe x p o r tc o n t a i n e r b y t h em e a n so fv i r t u a le m p t yy a r d ，o p t i m i z e di n s p e c t i o no p e r a t i o n ，t h ec o n t r o lo f r e s h u f f l ei m p o r tl a d e nb o xa n di m p r o v e m e n to fg a t eo p e r a t i o n ，t h ec o s to fp l a n n i n g y a r do p e r a t i o n sc a nd e c r e a s e k e yw o r d s ：y a r do p e r a t i o n s ；r o u t ec l a s h ；d a t aa n a l y s i s 表目录 表目录 集装箱码头桥吊单机效率创记录登记表4 集装箱码头单船船时效率创记录登记表5 f i c t 码头参数5 f i c t 堆场容量表1 6 f i c t 进出口箱量构成表1 6 堆存量的不均衡系数表1 7 闸口通道需求量测算表1 9 进口船上倍位、集装箱属性数据透视表2 3 提单号首字母与船上倍位的数据透视表2 5 出口航线问隔示意图2 9 作业路间隔示意图2 9 桥吊、轮胎吊装船作业用时对照表3 2 卸货港与船上倍位的数据透视表3 4 卸货港、箱型与船上倍位的数据透视表3 4 箱型与卸货港、堆场倍位的数据透视表3 5 卸货港与箱型的数据透视表3 7 操作部l ( p i ( 部分) 3 8 单箱耗油及作业倍数统计表4 6 图目录 图l ：无线终端示意图7 图2 ：o c r 操作界面8 图3 ：轮胎吊系统示意图9 图4 ：集装箱场位表示方法1 0 图5 ：“背靠背”模式的街区1 l 图6 ：堆场运作流程图。1 4 图7 ：作业路不问隔作业2 0 图8 ：作业路问隔作业2 l 图9 ：作业路、货物类别问隔作业2 l 图1 0 ：船上倍位结构视图2 2 图l l ：堆场位置与船上位置对应表3 7 图1 2 ：平行分隔型岗位结构图3 9 图1 3 ：循环联系型岗位结构图3 9 k厶缸&孔a；吼m n 心玲m 坫m 墙表表表表表表表表表表表表表表表表表表 厦门大学学位论文原创性声明 小人呈交的学位论文是本人在导帅指导下，独j 0 ：完成的研究成 果。本人在论文写作中参考其他个人或集体已经发农的研究成果， 均在文中以适当方式明确标明，并符合法律规范和厦fj 人。学研究 生学术活动规范( 试行) 。 另外，该学位沦文为( ) 课题 ( 组) 的研究成果，获得() 课题( 组) 经赞或实 验室的资助，在( ) 实验窜完成。( 请在以1 ：括号 内填写课题或课题纽负责人或实验室名称，未有此项声明内容的， 可以不作特别声明。) 日 p 旧 p 葛 月。 ) 、q 名 手 鹤 年 人磅 明 x 声 厦门大学学位论文著作权使用声明 本人同意厦门大学根据中华人民共和国学位条例暂行实施办 法等规定保留和使用此学位论文，并向主管部门或其指定机构送 交学位论文( 包括纸质版和电子版) ，允许学位论文进入厦门大学图 书馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入 全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的 标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位 论文。 本学位论文属于： () 1 经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文， 于年 月日解密，解密后适用上述授权。 ( ) 2 不保密，适用上述授权。 ( 请在以上相应括号内打“ 或填上相应内容。保密学位论 文应是已经厦f - i x 学保密委员会审定过的学位论文，未经厦i j 人学 保密委员会审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的， 默认为公开学位论文，均适用上述授权。) 每日 ： y 名 月签么， 人净 叭步 触 力 1 绪论 1 绪论 1 1 研究背景及意义 伴随着中国经济的发展，中国已经成为世界的航运中心，2 0 0 7 年中国大陆 集装箱吞吐量己达1 1 4 亿标准箱。箱量增加的同时，港口之间的竞争也愈发 激烈。上海、深圳、青岛、宁波等港口不但拥有广阔的经济腹地，在港口建设、 软硬件投入上，位居全国前列。而福州港的发展远远落后于全国其他港口，除 了经济因素以外，福州港由河港转变为海港太迟是制约其发展的重要因素。2 0 0 2 年底成立的福州新港国际集装箱码头( 简称f l c t ) 标志着福州港迈入了集装箱 海港的行列。船公司的大型集装箱船舶可以直挂福州港，改变了福州港没有远 洋干线的历史。对于f i c t 来说，在学习大港的先进管理技术的同时，还要走 出一条与自身环境相适应的创新之路。 在码头评价中，泊位的长度和深度，岸桥的数量和性能往往显得非常重要。 但在目前码头基础设施、设备趋同的情况下，堆场运作在码头运营中的地位越 来越重要，它不但影响着船舶装卸的效率，影响着客户提送箱的效率，而且影 响着码头运营的成本。 船舶作业效率是码头之间竞争的最关键因素。干线船舶对码头作业效率的 要求比支线船舶的高。支线船舶一般只有一路岸桥作业，而干线船舶有多路岸 桥作业。多路岸桥同时作业时，各路机械之间的协调是保障效率的关键。协调 就是减少冲突。不同路的作业区域相交叉就会产生作业冲突的问题，进而影响 作业效率。最好的作业状态是各路岸桥有独立的船舶作业区域，而各路轮胎吊 和后场机械也有独立的堆场作业区域。船舶作业区域的划分比较简单，而堆场 作业区域的划分一直以来是各个码头计划的难点。 在码头运营中，计划岗位主要分为堆场计划、泊位计划和船舶计划，每个 计划岗位有其自身的岗位职责。计划的科学性、协调性直接影响着作业的效率。 为了提高船舶作业效率，从组织和操作层面将三个计划职能贯穿在一起是十分 必要的。 很多码头以往只重视船舶作业而忽视计划作业。但随着油价和人力成本的 h t t p ：w w w m o c g o v c n z h u z h a n t o n g j i x i n x i f e n x i g o n g b a o t o n g j i g o n g b a o 2 0 0 8 0 4 t 2 0 0 8 0 4 1 8 _ 4 8 0 5 2 4 h t m l 集装箱码头堆场运作管理 不断提高，码头越来越重视作业成本控制。如何通过优化计划作业流程，以提 高客户服务水平和降低操作成本是每个码头都必须考虑的事情。 1 2 研究的内容和方法 1 2 1 研究的内容 码头操作系统足码头运作的核心。码头在计划、控制以及操作上的效率很 大程度上依赖_ _ f i f 5 头操作系统。码头操作系统的介绍贯穿本文，使得文章在论 述过程中蜓加贴近实际操作。另外，本文对系统功能的改进提 ；了一些意见。 在进口卸船作业中，仅根据空重箱、箱型、箱主等条件安排堆场计划会导 致堆场作业冲突，进而影响船舶卸船效率。船上倍位、货物类别是堆场计划中 被忽视的两个重要分类条件。船上倍位可以使进口船舶作业区域与堆场作业区 域一对应，解决了进口卸船冲突的问题。货物类别使同质的进口重箱分类堆 放，减少了提箱时翻箱次数。 在出口装船作业中，堆场作业冲突很难完全解决。因为堆场计划员张安排 出口箱进港堆存位置时，并不知道这些箱子将如何被配载剑鲋上。通过对已经 装船的历史数据进行研究，堆场计划员可以了解到船方配拔的规律，从而i 叮以 使出口箱在堆场上的分佰与船舶配载分斫j 尽量一致。另外，堆场计划员还应指 导船舶计划员，使；乓按照对应的分布进行配载。 船舶配载就是按照一定要求将该出口箱从堆场上策划到船上的一个计划过 程。以往的船舶配载仅仅是为了满足船方的积载要求，而忽视了取箱的效：簪。 通过对取箱翻箱的控制，对取箱原则和机械配比的研究，可以有效的提高取箱 的效率。 码头运作涉及到内外部因素，内部各工种、岗位的协作和衔接。仅仅考虑 和强调某一部分的作刚是无法改善整体的运作效率，因为任何一部分的失误都 会影响整体的运作效率。本文以提高作业效率和降低运营成本为研究目的，在 分析过程中综合了泊位计划、堆场计划和船舶计划，使三个计划过程紧密相连。 另外，本文对堆场和闸口通过能力的测算进行了优化，从宏观上为堆场运 营的决策者提供了更准确的决策依据。本文还从虚拟空箱堆场、查验操作优化、 提重箱翻箱控制、闸口运作改进四个方面来说明如何改善计划作业，提高客户 2 1 绪论 服务质量和降低堆场运作成本。 1 2 2 研究的理论基础 码头运作研究的文献分为两类，一类是建立数学模型，另一类是经验介绍， 这两类要么太抽象，要么太空泛，应用价值都不高。在建立数学模型的过程中， 经常存在的两个问题，一方面是缺乏码头操作实际经验，忽略了需考虑的重要 因素；另一方面是参数设置过多，看起来很复杂，但没有实际意义。而本文以 数据分析为方法，详细论述了堆场运作的计划过程，并对之前文献中的一些论 点进行了探讨。 在船舶作业中，码头堆场运作的计划过程不同于制造业中的生产计划，它 的本质是通过一定的成组技术使内部作业更加协调。所谓成组技术( g r o u p t e c h n o l o g y ) 就是利用事物客观存在的相似性对事物进行系统化、科学化的聚 类处理。圆 在堆场通过能力及闸口通道需求测算中，本文还应用了线性规划及排队论 等工具，使测算的结果更加贴近实际。 在客户服务管理中，通过服务运营分类法，分析了船舶作业和计划作业各 自的服务内容。 在船舶作业的内部组织优化上和计划作业的流程改进上，本文应用了业务 流程再造理论。业务流程再造( b u s i n e s sp r o c e s sr e e n g i n e e r i n g ) 是一种管理思 想，它强调以业务流程为改造对象和中心、以关心客户的需求和满意度为目标， 来对现行的业务流程进行根本地再思考和彻底地再设计，并且利用先进的制造 技术、信息技术以及现代化的管理手段，最大限度地实现技术上的功能集成和 管理上的职能集成，从而实现企业经营在成本、质量、服务和速度等方面的巨 大改善。 h t t p ：w i k i m b a l i b c o m w i k i e 6 8 8 9 0 e 7 b b 8 4 e 5 b 7 a 5 e 8 8 9 b a 3 集装箱码头堆场运作符理 2 集装箱码头简介 2 1 集装箱码头的功能 在传统的集装箱运输链中，集装箱码头的功能主要是从发货方接收出口集 装箱并装上船舶，从船舶上卸下进口集装箱并由收货方捉走，以及临时堆存进 出口集装箱。随着现代物流的发展，集装箱码头又成为物资流、资会流、商品 流和信息流的；【i 集地，成为现代物流的重要平台。集装箱码头不但是海运与陆 运的连接点，还是海运| 1 l j 中转的中心。 2 2 集装箱码头的特点 现代集装箱码头在岸边装卸、水平搬运、堆场作业过程中均己全部实现机 械化，采用大型先迸的集装箱专用机械设备，进行快速、高效、连续的作业。 集装箱码头主要的操作机械有岸桥、场桥、正面吊、堆高机、内部集卡等。集 装箱码头专用机械的发展，尤其是岸桥，极大的提高了集装箱码头装卸效率。 岸桥由早期的单箱作业发展到2 0 英尺箱双箱作业、4 0 英尺箱双箱作业，甚至 4 0 英尺箱三箱作业，使得集装箱码头船舶作业效率在不断的提高，如表1 、表 2 所示。 表l ：集装箱码头桥吊单机效率创记录登记表 排单位名作业小 序称 创纪录兀期 船名 装卸箱数蕾饥效率 时 上海盛2 0 0 8 年1 月3伊迪丝马士装卸4 0 4 0 自1 2 3 1 6 自然箱 64 4 5 东同基轮然箱小时 上海盛2 0 0 7 年5 月中海泽布勒9 7 7 自然箱小 ：) 6 0 8 卸5 9 4 自然纣 东 1 8f 1 赫轮 时 大连集2 0 0 7 年5 月7中海新黄埔7 6 8 自然箱小 4 4 1 6 6卸3 2 0f 然辅 箱r轮时 宁波北2 0 0 7 年4 月以星巴拿马7 2 5 9 自然箱 3 5 0 8 3 卸3 6 9 自然箱 仑 2 4r 轮小时 青岛自，j 2 0 0 5 年8 月北欧亚瓦尔 卸2 3 7 自然 6 7 7 3 自然箱 25 3 3 箱，装1 2lf j 湾1 6 同帕莱索轮小时 然箱 盐r 日国2 0 0 5 年2 月6 5 0 9 自然箱 15 3 卸3 4 5 自然箱 际2 8 同小时 资謇斗来i ! 泉：b ! ! 卫；! ! 塑：巳鱼! ! ! q 旦! 垒i 望! ：! ! ! q 翌g b ! ! 垒! 凸g 么1 2 q q 璺q ! ! ! ! z 1 2 q ： ! ! 婴 4 2 集装箱码头简介 表2 ：集装箱码头单船船时效率创记录登记表 单位 排序 创纪录同期船名作业小时装卸箱数船时效率 名称 上海2 0 0 8 年1 月伊迪丝马装卸4 0 4 0 自然8 5 0 5 3 自然箱 5 盛东3 日士基轮 4 4 5箱d , 时 上海2 0 0 7 年5 月中海泽布卸4 4 6 6 自然箱：6 9 0 9 3 自然箱 4 盛东1 8 同勒赫轮 7 5装7 1 6 自然箱 d , 时 盐田2 0 0 6 年l o艾玛一马士5 4 5 4 1 自然箱 3 国际月5 同基轮 7 9 5 卸4 3 3 6 自然箱 d , 时 上海2 0 0 6 年2 月4 5 4 3 6 自然箱 2 外二 1 0f 1 新海口轮 6 4 1 卸2 9 17 自然箱4 , 时 北仑2 0 0 5 年7 月 马士基卡 3 4 8 8 5 自然箱 1第二 1 6f 1 拉玛达轮 5 9 1 6 6 6 卸2 0 6 4 自然箱d , 时 集装箱码头有一定长度和水深的泊位供大型集装箱船舶挂靠，有广阔的堆 场供集装箱堆存，还有众多的闸口通道供集装箱车辆进出。f i c t 的码头参数如 表3 所示。 表3 - f i c t 码头参数 单位l 号泊位2 号泊位 3 号泊位4 、5 号泊位 总计 陆域面积( 公顷) 3 53 33 36 71 6 8 岸线长度( 米) 3 2 03 3 13 3 26 6 7 1 ，6 5 0 码头水深 ( 米)一1 41 6一1 6 1 7 5 航道水深 ( 米)一1 5 5一l5 5一1 5 5一1 5 5 航道宽度( 米) 3 6 03 6 03 6 03 6 0 堆场而积( 公顷) 2 52 52 55 01 2 5 堆场堆存能力( 标箱) 2 0 ，0 0 0 2 0 ，0 0 02 0 ，0 0 0 4 0 ，0 0 01 0 0 ，0 0 0 闸门进出车道 ( 道) 8 81 6 仓库面积( 平方米)5 ，5 8 0 6 ，2 11 11 7 9 l 设计吞吐量( 标箱)4 0 0 ，0 0 04 0 0 ，0 0 04 0 0 ，0 0 08 0 0 ，0 0 02 ，0 0 0 ，0 0 0 超巴拿马型岸 桥( 台) 333615 轮胎式场桥 ( 台) 7881 63 9 正面吊堆高 机( 台) 312 41 0 冷藏箱插座( 个) 5 2 82 1 67 4 4 5 集装箱码头堆场运作箭理 2 3 集装箱码头生产管理的信息化 2 3 1 码头操作系统 码头操作系统( t e r m i n a lo p e r a t i n gs y s t e m ，简称t o s ) 是用于管理和控制 码头作业各个坏节的计算机管理系统，主要包括船舶计划、堆场计划、作业控 制、闸口、计费、货运站、报表等模块，是码头生产管理的核心。多数集装箱 码头采用了先进的动态实时t o s 系统，实时反映系统中的集装箱动态和信息， 为码头计划和挖制作、i k 、收发篇提供最优方案，为客户提供便捷的服务。目商簪 多数码头公司直接采购困内外先进的t o s 系统，主流的有美国n a v i s 公司的 s p a r c se x p r e s s ，比利时的c o s m o s ，韩国的t b s 系统，国内有上海海勃公司 t o p s 系统，华东电子的c t m i s 。另外，和黄、新加坡港务在国内合资码头中 使用的系统也非常出色。t o s 系统是码头作业的灵魂，没有一个年吞吐量超过 1 0 0 万标准箱的集装箱码头能够容忍t o s 系统停止运行超过8 小时。这是因为 大型码头利用t o s 的自动处理能力极大提高了生产效率，最大程度减少了人力 成本。当系统停顿时，这些员工的手工处理能力根本不能替代系统处理能力， 从而无法满足码头正常运作的数据处理需求。f i c t 使用的是广州怡讯的c t m s 系统。 2 3 2 无线终端 装载式无线终端主要应用于场桥、正面吊、堆高机等堆场操作机械上，使 这些操作机械的人员能够实时的接收、反馈系统发出的作业指令，改变了通过 对讲机指挥生产的化统溯度模式，从而达到实时确认集装箱场位变化和装卸状 态的目的。为了实现内部集卡实现全局调度，目f i 部分码头已将装载式无线终 端应用于内部集卡。手持式无线终端主要应用于岸边实时装卸确认，以及冷藏 箱现场监管、集装箱信息现场维护等，改变了通过纸张来记录数据的操作模式。 整个无线终端示意图如图1 所示。 6 2 焦装箱头简介 一 丁 f 妃 吕昌_ 7 j _ _ 。i q r 1j 资料来源：f i c t 山部培训资抖 2 3 3 电子数据交换系统 电子数据交换系统( e l e c t r i cd a t ai n t e r c h a n g e 简称e d i ) 主要应用于集装 箱码头与外界的数据交换。e d i 基奉功能有数抛转换、数据格式化和报文通讯。 在巢装箱码头信息技术发展中，e d i 起着非常关键的作用。在整个集装箱物流 链中码头、海关、目检、船公司、拖车、场站、理货、船代、货代都拥有自身 的操作系统， 1 互之问的信息交换很多还通过纸质单证，不但效率低下、成本 高，而f l 错误率高，e d i 就是在口岸建立一个公兆平台，把口岸进出口货物流 通过程中数据采用标准格式流转，使同一信息实现一次性输入反复使用，最大 化实现信息资源的共享、整合和标准化，同时保证了信鼠的准确性。通过这些 标准化报文，收发信息的备方可i = 王利用自己的软件自动接收或生成文什，保证 了船公司、码头、场站、海关等的数据的一致性，保障了基础数掘的准确和有 效化递。目前备码头广泛使用的e d i 信息有船舶积载图( b a y p l a n ) 、舱甲 ( m a n i f e s t ) 、装箱单( c o s t c o ) 、集装箱动态( c o a r r i ，c o d e c 0 ) 、船 舶预配吲( m o v i n s ) 等国际标准报文，还有各类小范围内自定义的报文。 2 3 4 闸口集装箱号和车牌号识别技术 集裴箱码头闸r 】通过速度直接影呐收发箱效率及码头的总体操作效率，她 鲤 岁。矗臣葺臣 醪 集装箱码头堆场运作管理 是与外界如海关、场站、拖车等交接设备与信息的汇集点。码头致力于采用符 种先进技术提高m 口通过能力，i 划此| l i l 】口是高科技差革的地方，是了解码头信 息化水、f 的一个窗口。获得箱号和车牌号的速艘很大程度上决定了| l i l i 几通过能 力。懿装车 信息如辅弓、苻型、尺寸、重量、日的港、卸货港等迎常在进入闸 r l 之前已从不同渠道到达码殳t o s 系统。入闸时，h 要得到箱号，其他信息会 自动调出并分配给集壤箝以合适的场地位茕。h 前获取箱号和车牌号技术卉光 学字符站 * ( o p t i c a lc h a r a c t e rr e c o g n i t i o n ，简称o c r ) 、i c 卡、和无线射频技术 f r a d i of r e q u e n c y i d e n t i f i c a t i o n ，简称r f i d ) 。o c r 主要用于符号年v - 牌号识别， 只需要在闸门投入o c ri 殳缶即可，不需要协调拖车等外抖因素但山于受识 别技术和集装箱新旧程度限制，识别率目自d 只能达到9 6 左右4 ，离不丌人工 t 预，如图2 所示。接触式i c 乍读卡成功率接近1 0 0 ，但除了码头需要投入 i c 卡读取设备外，还需要当地车辆管理部门牵头确保每辆入闸拖车办理i ci - 井到指定地点读取信息。非接触式的无线射频技术r f i d 是 c 昔的换代产品， 司机不需要停车刷卡。伴随着这些高科技的使用和准确陆提高，备码头j ：f 朝着 无人闸口方向迈进。 图2 ：o c r 操作界面 懑 苎! 基。一 ：_ _ 鼍 。? 翌曩 、 “i r i i - ：r ： 资抖米源：f i c t 内部培训资抖 。米静霞 中田港u 颦装箱码头f * 息拙术h 用现状艟艟4 【n 中目洋航务，2 0 0 6 ，( 8 ) ：5 8 一印 8 2 集装箱码头简介 2 3 5e - o p s 集装箱码头不但是物流的中心，而且是信息的中心。信息传递、共享的效 率直接影响着物流的效率。除了电子邮件、e d i 等基本的信息传递方式，网上 查询及录入、短信通知、及时沟通群组等新的方式也逐渐被采用。 通过网上查询，客户可以实时了解到码头内的作业动念、集装箱动态、船 舶作业计划以及计费清单等信息。通过网上录入，客户可以在远程录入出口信 息以及提箱信息。通过及时沟通群组，客户提出的问题可以得到及时的解答。 通过码头的e o p s ，集装箱物流的各个环节紧密的联系在一起，整体物流 成本不断降低。 2 4 集装箱码头的装卸工艺 集装箱码头的装卸工艺一般由装卸船作业、堆场作业和水平运输三部分组 成，主要有轮胎吊系统、轨道吊系统、轮胎吊和轨道吊混合系统、跨运车系统、 自动导向车系统。目前国内集装箱码头主要采用轮胎吊系统，如图3 。轮胎吊 系统具有装卸效率高、操作简单、作业面大、故障率低、堆场利用率高的优点。 轮胎吊的跨距为6 列集装箱和1 条集卡通道，约为2 3 5 米：起升高度为堆4 过 5 ，约为1 5 米。轮胎吊可沿着专用通道横向行走，并可在转胎位转胎，进行纵 向行走。 图3 ：轮胎吊系统示意图 圆夕圃一一 匿口= 匦圃= 匿圈 9 集装箱码头堆场运作管理 3 集装箱码头堆场运作系统分析 3 1 倍位及街区 倍位和街区是集装箱码头操作过程中最常用的术语，能够将堆场以及集装 箱场位进行准确的划分和标识。比如一个集装箱的场位是a 1 0 2 3 4 ，它表示这个 集装箱在a 1 街区，0 2 倍位，第3 排，第4 层，如图4 所示。 a 1 图4 ：集装箱场位表示方法 0 2 liii k o 一一一o j 一j j iliilii 一一一- 广一一- 一十- i 一一 一一一 iiii iiiii i - 一一一- 卜一一4 - 一一一一i - - - - 一一一 iili 一l ，一一_ 一l i ，一- j - - 一一l 12345 6 表示为a 1 0 2 3 4 3 1 1 倍位构造 箱位( s l o t ) 足根据2 0 英尺标准集装箱( t e u ) 的尺寸在场地上划定的 一块区域，一个箱位中堆叠的箱数称作层( t i e r ) 。倍位( b a y ) 是由多个横 向和纵向连续的箱位构成，一个倍位中纵向连续的箱位称作排或列( r o w ) 。 堆放2 0 英尺集装箱的倍位称作小倍，并用奇数标识，如0 1 、0 3 ；两个横向连 续的小倍用来堆放4 0 英尺集装箱，这样的倍位称作大倍，并用偶数标识，如 0 2 、0 4 。 3 1 - 2 街区构造 多个连续的倍位构成了街区( b l o c k ) 。码头堆场作业机械主要包括轮胎 式吊、轨道吊、难面吊、堆高机。由于使用的机械不同，街区的构造也存在不 同。轮眙吊可以进行转胎作业，因而街区两端的通道上设置有转眙位；街区的 头尾般不做小倍使用，因为轮胎吊作业时，部分机械会占据车道位置，影响 作业安全；街区之问采j f 】“背靠背”方式，如图5 所示，这样没计的好处是使 每个街区都有双车道，从而避免了单车道所造成集卡拥堵的情况发生。金健 1 0 3 集装箱码头堆场运作系统分析 ( 2 0 0 1 ) 在其文章中也论述了“背靠背”模式的优点。而宋天威( 1 9 9 4 ) 、计三 有、高悦文( 2 0 0 6 ) 从减少小车运行距离以及减少翻箱的角度认为车道应位于 街区中间。本文认为“背靠背”模式更为合理，因为车道拥堵将导致整个作业 线瘫痪，相比较而言，小车运行距离和倍位内翻箱仅是次要问题。 图5 ：“背靠背 模式的街区 护坎 卓遵 酲垂亘垂壅一辎 3 1 3 倍位规则 护坎 车遵 提卸箱优先顺序是指集卡在港区堆场提卸分布在不同倍位但属性相同的集 装箱时，码头管理系统中选择倍位的顺序。例如，集卡要疏运港区内箱主为 m s c 箱型为2 0 g p 的空箱，而这些空箱分布在堆场的0 5 、0 7 倍位。通过设定 提箱优先顺序，码头管理系统可以优先分配给集卡0 5 倍位的集装箱，待0 5 倍 位的集装箱分配完后再分配0 7 倍位的集装箱，而不是交叉分配。这样的好处是 港区机械可以在一个倍位旱连续作业，而无需在不同倍位之间移动，以便节省 机械操作成本。 提卸箱方式是指集卡在港区提卸集装箱时，码头管理系统中在一个倍位中 选择集装箱或位置的顺序。提卸箱方式分为三种，即从左至右、从右至左和从 上至下。这样划分是由作业机械的不同性质决定的，堆高机或正面吊作业时使 用前两种方式，而轮胎吊作业时使用最后一种方式。 n ” r ”n n ” ”n n 集装箱码头堆场造作管理 堆放密度是指一个倍位中可堆放的集装箱数量。对于同一个6 排4 层的倍 位，在堆放出口重箱时，为了减少装船翻箱，一般i 殳定堆放密度为1 8 箱；在堆 放危险品箱时，一般设定堆放密度为1 2 箱；在堆放空箱时，一般设定堆放密度 为2 2 箱。堆放密度的设定可根据倍位的用途，既考虑了堆场利用最大化又可兼 顾机械作业效率。 显示模式是指在码头管理系统中图形化的倍位中按需显示的集装箱和集装 箱信息。由于集装箱的信息很多，如箱号、箱丰、箱型、空重、进出口、是否 放行、箱况、堆放天数、进出口船名航次、卸货港、目的港、堆场位置、配钱 位置等，在一个图形化的倍位中不可能同时显示这么多的集装箱信息。显示模 式的灵活设定可以方便的得到所需的信息，从而可以快速进行计划的编排和调 整。例如在出口集装箱配载后，显示堆场倍位内集装箱的船上配载位置，便可 直观的显示装船过程中可能存在的倍位内翻箱或作业机械冲突情况，从而调整 配载或指导装船顺序。 3 2 箱区 箱区是由部分或多个街区构成，按照集装箱属性或作业功能进行划分的区 域。按照集装箱属性可分为空箱区、进口箱区、出口箱区、中转箱区等；按照 作业功能可分为货运站( c f s ) 箱区、危险品箱区、冷藏箱区、特种箱区、修 箱箱区、内贸箱区、验关箱区、熏蒸箱区等。箱区的划分及调整属于堆场宏观 计划的一部分，也是进行堆场微观计划的d 玎提和依据。 3 2 1 空箱区 空箱区一般安排在码头后方，其箱位横向f n j 隔可宽于重箱区，以便打丌箱 门及箱体查验；而其箱位纵向一般不留问隔，排数较其他筘区多，以便密集性 堆放，这样不但能够提高堆场利用率，满足防风要求，而且适合堆高机和萨面 吊连续性作业。空衔区两边一般都设有车道，以满足双面提卸箱的要求。为了 使场地利用最大化，有一部分空箱区为单边车道，这样的空箱区只能用来堆放 大批鲑待疏运的空箱。 空箱区堆放集装箱的基本要求是分箱主、箱型。箱主、箱型混放会导致提 箱时大量翻箱。其次是堆放时间的控制。箱公司对码头发放空箱有“先进先出 1 2 3 集装箱码头堆场返作系统分析 的要求，堆放时间较短的箱子压着堆放时问较长的箱子也会导致提箱时大量翻 箱。另外，卸船时尽量避免连续3 个或以上的倍位堆放2 0 英尺空箱。连续堆放 会导致空箱箱门不易打丌，造成海关、国检和验箱人员无法验箱。为了满足上 述三点，计划人员对空箱区进行适时的箱区整理是很有必要的，尤其是对于兼 有场站放箱功能的码头。 3 2 2 进口箱区 进口箱区一般安排在堆场中部，主要堆放进口重箱。其箱位横向问隔窄于 空箱区，纵向留有间隔，以便于轮胎吊作业。进口箱区堆存模式主要有两种： “全混堆”和“半混堆”。前者不分船名航次，而是根据作业时就近原则，将进 口箱连续堆放在街区中未放满而且未经整理的倍位中。这种模式下箱区利用率 较高，但轮胎吊移动较频繁，影响进口卸船时的作业效率，而且后续提箱时翻 箱率较高。后者是对进口箱区进行不问断的箱区整理，尽量将零星堆放的集装 箱集中归并至某些倍位，使进口箱区有较多的全空倍位，以便卸船时可将同一 船名航次的进口箱集中堆放。但“半混堆”模式的缺点也显而易见，首先堆场 利用率较低，这对于一个堆场紧张的码头来说是不能接受的；其次计划员素质 要求比较高，需要每天有针对性的做箱区整理计划；最后码头需要有充足的机 械在卸船前完成箱区整理计划，而且箱区整理的操作量是否少于后续提箱的翻 箱量也是很难考量的。 本文认为单纯的对“全混堆 和“半混堆 两种模式进行比较和选择是没 有意义的。“半混堆”虽是一种比较先进的模式，对计划和管理提出了较高的要 求，但需有后续的方式、方法与之相配套，否则只能达到事倍功半的效果。 3 2 3 出口箱区 出口箱区一般安排在堆场前部，主要堆放出口重箱。由于轮胎吊从出口箱 区取箱进行定位装船的过程中经常会在堆场上出现翻箱、作业线冲突等问题， 使这个过程成为整个装船作业的瓶颈。将出口箱区安排在堆场前部，靠近泊位 的区域，以减少集卡水平运输的距离，从而尽量避免了由于集卡不足而加剧送 箱慢的问题。但堆场上的翻箱、作业线的冲突问题并不能由于出口箱区安排在 1 3 集麸衍码头堆场运作管理 堆场前部而减少。 3 2 4 箱区划分 需要说明的是，空箱区、进口箱区、出口箱区的划分并不是严格限定的。 为了保证装卸船的效率，经常将空箱卸在进口箱区，或将进口箱卸在出口箱区， 甚至对于内贸箱来说，进口箱区和出口箱【x 同在一个街区之中。当码头的中转 箱箱量较大时，进口箱区和出r 1 箱区是一样的，因为中转箱既是进口箱又是出 口箱。箱区的划分和调整属于宏观堆场计划，其计划的依据将在堆场通过能力 测算中介绍。 3 3 堆场运作流程及组织 3 3 1 堆场运作流程 堆场运作包括船舶装卸作业和计划提送作业两部分，如图6 所示。如何提 高集装箱从船上卸到堆场或从堆场装上船的放牢是船舶装卸作业的重点。如何 提高闸口通过能力、降低单箱成本是计划提送作q k 的重点。但这两部分又是紧 密联系的，卸船的时候要考虑到提箱时的成本：送箱的时候要考虑剑装船的效 率。 图6 ：堆场运作流程图 雍场运作 、 闸口 上 圆圈 土 7 l 布验l l 杏验 ill 1 。 、 3 3 2 堆场运作的组织 装卸船作业涉及到的主要计划与控制岗位有堆场计划、泊位计划、船舶计 1 4 3 集装箱码头堆场运作系统分析 划、中控和值班主管。简单的说，堆场计划是对进港和卸船的箱子安排堆存位 置。泊位计划是从船公司或代理获得船舶抵离锚地时间、靠离泊时间要求、装 卸船箱量等信息，确定船舶具体靠泊位置，分配作业桥吊和作业班组数量。船 舶计划是按船公司预配船图及要求，结合当前出口箱分布进行船舶配载。中控 是根据泊位计划和船舶计划，对各个作业路进行协调和控制。值班主管是负责 对整个装卸船作业的效率进行控制。针对装卸船作业，堆场计划主要分为进口 堆场计划和出口堆场计划。 进口堆场计划是计划员通过码头管理系统将船方提供的船上集装箱积载信 息按照一定的规则进行分类和合并，结合港区机械安排情况，设定进口集装箱 的堆场位置，以保证卸船以及后续提箱作业效率。 早期简单的出口堆场计划只是根据卸货港、箱型、重量等级等类别将一艘 船的出口箱连续安排在某个出口街区中，其工作目的仅仅是为港外集卡送箱提 供一个场位。而现代意义上的出口堆场计划是指包含泊位计划分析、出口历史 数掘分析、出口预配分析、出口配载分析、船舶作业监控以及船舶作业完后的 数据分析等的一系列计划过程，通过与船舶配载、中控监管紧密结合，减少作 业路冲突，以提高装船效率。 从宏观角度来看，堆场计划包括箱区的规划、出口航线的分配和堆场通过 能力测算。 3 4 堆场通过能力测算 堆场是码头运作的核心。对堆场通过能力进行测算可以了解到堆场的特性， 以及从宏观、本质上认识堆场。 3 4 1 参数计算 ( 一) 堆场容量 码头的堆存区域主要分为空箱区、出口区和进口区。每个区域的大小可以 通过倍位、箱位和容量来表示，如表4 所示。 1 5 集装箱码头堆场运作管理 表4 ：f i c t 堆场容量表 区域倍f 移( 个)箱位( 个)容量( t e u ) 空符区 2 5 3 2 4 2 08 5 4 2 j ji _ 】区 3 0 81 8 4 8 5 6 1 0 进厂】区1 7 l1 0 2 63 3 1 2 合计7 3 25 2 9 41 7 4 6 4 资料来源：f i c t 内部统计资料 ( 二) 进出口箱量构成 码头吞吐量包括进出口籍量以及船上倒箱箱量。由于船上倒箱箱量较少， 而且一般卸在堆场上后又马上装到船上，对堆场使用影响很少，所以在进行堆 场测算时一般使用的数据是进出口箱量。进出口箱量分类同箱区分类是一样的， 主要由三种构成，即进口重箱箱量、出口重箱箱蹙以及进出口空箱箱量。除非 中转箱量比较大，一般中转箱量是直接纳入到进口重箱箱量和出口重箱箱量的 统计。各种箱类的总量及比重直接影响了箱区的大小及划分。f i c t 的进出口箱 量构成如表5 所示。 表5 ：f i c t 进出口箱量构成表 吞吐量( t e u )百分比 空篇9 4 0 02 8 4 1 进口重箱7 2 8 92 2 0 3 出口重箱1 6 3 9 84 9 5 6 合计3 3 0 8 71 0 0 o ( ) 资料米源：f i c t 内部统计资料 ( 三) 堆存量的不均衡性 码头每天都有胀【j l 装卸作业和集卡提卸作业，因而堆场每天的堆存箱量是 不同的。通过数理统汁的方法，可以得到各种箱类在港堆存量的不均衡系数。 选取一个月的堆存数据作为样本，设x ：为每同堆存箱量，趸为样本均值，s 为样本标准差，b 为不均衡系数，通过以下公式： 叉。汪： ( 3 1 ) s 。 1 6 ( 3 2 ) 3 集装箱码头堆场运作系统分析 趸+ 1 9 6 牟 b = 韭： ( 3 3 ) 叉 可得各箱类在港堆存量的不均衡系数如表6 ( 假设样本服从正态分布，且 9 5 的置信度) ： 表6 ：堆存量的不均衡系数表 9 5 置信度下的 样本均值样本标准差9 5 置信度上限 同不均衡系数 空箱4 6 5 26 7 34 8 8 8 9 1 4 1 0 5 1 进口重箱1 6 9 9 54 5 9 11 8 6 1 1 1 51 0 9 5 出口重箱2 4 9 5 75 1 7 82 6 7 7 9 7 91 0 7 3 ( 四) 堆存天数 计算平均堆存天数一般是按月统计，统计的对象是在这个月内所有出港箱 子的堆存天数，并不包含月术时在港箱子的堆存天数。平均堆存天数反映了各 类箱子在堆场的周转情况，堆存天数少说明箱子的周转率高，场地的利用率高。 堆存天数多不但使场地利用率降低，而且会增加码头的操作成本。因而各个码 头都很关注堆存天数这个指标，并通过采用各种收费或鼓励措施，加快箱子的 在港周转。 2 0 0 8 年1 月份至8 月份，f i c t 各种箱类平均堆存时间如下：进口重箱的平 均堆存天数为1 0 0 1 天，出口重箱的平均堆存天数为5 4 5 天，空箱( 含出口空 箱) 的平均堆存天数为1 0 8 9 天，总平均堆存天数为7 8 7 天。 3 4 2 计算方法 计算公式为： 最大月吞吐量箱属