班轮航线调度中的航速管理决策问题.doc

班轮航线调度中的航速管理决策问题引言第一章 班轮公司航线调度中对航速进行有效管理的意义第二章 航速管理在班轮航线调度中的应用现状第三章 班轮航线设计中的航速管理第四章 班轮日常营运中的航速管理第五章 建立班轮航速管理决策支持系统的构想引言一、航速问题的提出缘于市场的竞争，各类船舶的航速有增无减。但在世界性能源日趋紧张的今日，降低船舶航速已经被业界所重视。在经营过程中如何选定船舶的航速，达到既能为客户提供优质服务，又能降低经营成本的目的，已是班轮航线经营者重要的决策之一。在船队组建方面，英国劳氏船级社和大洋海运咨询公司在伦敦举办了一次集装箱运输船研讨会，与会代表发表最引人注目的观点是：超大型集装箱运输船如果具有合适的航速，就能具有较强的竞争力。因为在通常情况下，船建造得越大，其航速的提高就越困难。大部分专家认为，超大型集装箱运输船如果要达到25节的航速，船上就需要安装两台螺旋桨推进器，这样集装箱船本身的造价以及与航行相关的费用将提高。这就是说，为提高集装箱船航速，所付出的代价是昂贵的。正因为如此，不少专家对建造1万TEU级集装箱船持否定意见。英国和德国等国家船级社建议降低集装箱船航速，把集装箱船速控制在15-20节，超过20节船速已不足取，以便在不影响全球集装箱运输服务质量的前提下，减少集装箱运输成本，同时又能吸收人们一直在担心增长太快的全球集装箱运力。除了经济效益外，目前越来越严格限制船舶废气排放的法律法规也要求船舶降低航速。二、航速管理决策在国内外研究现状1、多数班轮公司的策略我国的大型航运公司大都采用的是人为经验管理方法，如中远集团、中海集团。中海集运在上半年航线利润已提前完成年度指标之时，针对日益上涨的油价，2007年8月份开始，对所拥有的4000TEU以上的船舶提出了具体的航速管理措施，包括：航线调度每天汇报所管理船舶的营运转速；统计、控制、汇报船舶实际在港时间；当船舶转速达到95转之上时，需要报备调度中心，当船舶为赶班期，需要以超过98转的主机转速时，必须得到调度中心的批示；外港代理指挥船长为实现靠泊计划而要求的航速，必须得到航线调度的确认等。在目前的大多数班轮公司的日常管理策略中，除对航行中船舶按照班期富余时间多少，凭经验安排船舶开经济航速以达到节油目的之外，在整个经营策略中并没有利用量化的指标来调整航速达到控制成本的目的。2、从单航次船舶技术角度对航速的优化分析张署1，从分析航速、主机功率、油耗量三者相应关系、主机功率与转速关系出发，阐述减速航行节能原理，对船舶减速航行时船舶经济性做出分析，分析营运船舶应如何选择最佳航速。从主机设备及系统对航速的影响、船舶阻力对航速的影响、运行与管理方面对航速的影响出发，对船舶营运航速进行优化分析。虽然文章运用实例对单船的营运航速应如何选择进行了分析比较，但由于班轮运输具有很明显的周期性，无论是从航线整体布局，还是从特定时段班期稳定性方面来说，单航次的航速控制必须服从于该航线长期运营的需要，必须确保班轮公司长期的、周期性的营运的准时性及效益最大化，因此，该论文中所表述的单航次的航速选择，只是为船舶航速控制提供了一种调控的手段，以及实现班轮公司效益最大化的一种可能性，至于单航次的营运的船舶应该设定怎样的航速，应该在航线设定时就必需考虑的重要因素之一，另外对于航线已经确定、在实际中营运的船舶，其航速控制与调节也要考虑港口、船舶固定成本、加速与油耗、替代成本等所有其他因素，从而在众多的可行方案之中，选择出一个最优的决策。3、从理论方面分析影响航速确定的因素讲师章春华2，在理论上从不同角度分析了影响船舶航速确定的因素，并提出了船舶定速时应注意的事项及方法，除在船舶经济航速与节油上从技术角度进行分析之外，并没有提供更多的定量分析，也没有考虑航线管理中常用维持正常班期所用到的一些其他重要的影响因素。4、利用航海技术确定最佳航线Philip McCann Transportation Research Part A 35(2001)提出3，气象导航的核心是研究船舶最佳航线的设计方法，就是充分利用船舶航行过程中的海洋水文气象条件，结合船舶的性能特征及船主的要求，在船舶安全航行的前提下，达到最短航行时间、最小燃油消耗、最小船损和货损等最佳性能，从而降低营运成本，提高运输效率。所述航线优化设计是一个复杂的决策过程，通常采用数学模型进行模拟。目前气象导航技术中应用的航线优化算法有：动态规划法、等时性法、数学探索法和差分法等。三、论文的主要研究工作及结构本文在前人研究的基础之上，结合他们所研究的船舶性能和船舶技术方面设定最佳航速的成果，同时突破过去偏重于纯技术基础上建立起来的单航次航速与耗油之间的数学模型框架的限制，侧重于航线管理的实际工作流程，从综合管理的角度，考虑到变化多样的现实与港口、船舶、成本、效益等动态因素，一方面论述班轮船舶航速管理决策在船舶运营过程中作为调节手段的重要性，以期得到重视并应用在航海实践中，为竞争日益激烈的航运市场开拓一条提高效益的渠道；另一方面结合中海集运正在推进的信息化建设，实时提出了航速决策系统的构想，不仅完善了信息化建设中的模块构成，同时也为该模块的建立提供的较为全面、系统化的基础数据采集及基本理论框架。文章首先论证了班轮公司航线管理中航速管理决策的意义；接着介绍了航速管理决策在班轮航线管理中的应用现状；在论文的第三章和第四章分别从“航线设计”与“日常的营运管理”等最为基础的两个方面来说明怎样实现船舶航速决策管理；最后结合中海集运进行之中的信息化建设，提出了航速管理决策支持系统的构想。第一章 班轮公司航线调度中对航速进行有效管理的意义1.1航运企业的主要形式航运需求具有多样性，如定期定时的运输、临时运输、大批量物资的运输、零担物资的运输等等。作为供给方的航运企业要尽可能满足各种各样的需求，组织船舶运输。根据运输组织过程中船舶运行组织的特征不同，可将航运企业分为三种主要形式。1、班轮运输(Liner Shipping)是指固定船舶在固定航线上按照预先公布的船期表运行的一种船舶运输组织形式。对于这种运输形式，资源配置优化的主要任务是根据货源分布情况设定船舶运行航线，确定航次挂靠港口及其顺序，添置新船前的船型论证和船舶运行时刻表的编制。本文所研究的航速优化与控制的课题主要是以从事班轮运输的航运企业作为研究对象。2、不定期船运输(TrampS hipping)是指在航运市场上寻找货源，完全根据货主的要求确定航线路线、挂靠港口和在港作业的一种船舶运输组织形式。其特点恰与班轮运输不同，船舶并不长期固定在某一航线上或若干港口之间运行，挂靠哪个港口具有很大的随机性。有个很形象地比喻，如果把班轮运输比作公交汽车的话，那不定期船运输就是出租车。3、大宗工业物资的运输(IndustrialS hipping)是指对工业生产中大量消耗的能源和原材料的长期承包运输方式。其特点是航线和港口基本固定，货流量较大，流向稳定，承担运输任务的船舶也相对稳定。虽然有预先计划的短期运行时刻表，但要求不十分严格，且不对外公布，仅是一种生产计划。当有多个装货港或卸货港时，某一船舶不一定固定在某一航线上运行，即可能存在某一船舶在不同航线上的临时调动现象。也就是说，这种运输组织方式既有班轮的一些特征，也有不定期船的一些特征。在很多资料中往往也把它归为不定期船运输。1.2航线调度概述 班轮公司日常航线调度工作由航线调度负责执行，主要工作包括：船舶调度管理、码头靠离泊业务联系、舱位管理和航线经营等工作。1.2.1船舶调度管理1） 根据公司经营的需要编制、发布、维护航线班期，并以E-MAIL和网上发布形式来向各口岸代理公布班期。2） .以电传/FAX/E-MAIL方式根据航线班期向相关船舶船长发布航次指令。航次指令包括（但不限于）以下内容：航次号/挂靠港口和码头/抵离港口的日期和时间/在航次中应使用的相关航速（主机转速）包括全速、正常营运航速、经济航速/其他相关事宜。3） .根据代理报告的码头计划和船舶各类电文，编制每日船舶动态表。动态表包括（但不限于）以下内容：航线/船名/航次/上一港口/离上一港时间/下一港口/抵达下一港口时间/中午船位/靠离泊计划/燃油消耗/过去24小时平均船速/主机转速/所处海域风向/风速/船载重空箱量和重量/班期情况/本航次港序。1.2.2码头靠离泊业务1） 根据班期要求，通过当地代理确认航线在相关码头的BERTH WINDOW（即在该时间段内，船舶有直接靠泊权）。2） 通过当地代理，联系确认船舶靠离泊计划。一般为船舶实际抵达该港口24小时前排定靠离泊计划，该计划包括船舶上下引水时间，靠离码头时间。码头根据船舶配载方案，排定装卸作业头路和工班。1.2.3舱位管理1） 根据运力情况，在保证每条船舶舱位被充分利用的情况下，对相关港口进行舱位分配（包括本地货和中转货舱位）。2） 每天对相关航线船舶订舱和实装情况进行跟踪，编制每日订舱和实装表。对舱位精心管理。 1.2.4航线经营1） 与公司相关部门间的协调沟通，包括（但不限于）以下事宜：船舶航线的变换/船舶配载/中转安排/空箱调运/船舶成本核算及航次盈亏/船舶扣租/船舶借支/货物动态跟踪/客户服务等。2） 与合作方之间的沟通联系，包括（但不限于）以下事宜：交换船舶动态/交换CASP实装船图/协商舱位的使用情况/协商班期港序情况。3） 根据实际靠泊计划对相关航线船舶，发布“24小时舱单提前申报TS输入截止时间”。4） 通过当地代理做好预订安排船舶过海峡/马运河/内海的相关工作。5） 危险品、特种箱审批和记录工作。6） 改港/改单及相关代理额外费用的审批和确认。 1.3航速分类1.3.1 设计航速船舶主机正常运转，在静水中以最大额定转速所能获得的推进速度。该速度是船舶设计要求达到的速度，也称设计航速。当主机持续以最大额定转速运转时，能输出最大的有效功率，以最高的速度推进船舶，这一速度为船舶的技术速度。但主机超负荷运转或以较低的转速运转时，船舶获得的速度不等于技术速度。1.3.2平均航行速度船舶实际航行中，由于航行过程中存在必要的减速和难于避免的速度损失，如进出港、过运河或特殊水域，以及雾航减速，受风、浪和流的影响，增大阻力或偏离航向造成的速度损失等，造成船舶实际航速小于技术速度。将整个过程中的速度变化加于平均，以实际航行距离与航行时间加于计算，所得的速度为平均航行速度。1.3.3经济航速对经济航速有不同的理解。通常，将单位运输成本最低时的航速称为经济航速。应该说，船舶设计时选定的速度也是充分考虑船舶营运的经济性的，但在船舶使用过程中会碰到燃油价格上涨等因素，所以始终按设计速度运行往往是不经济的。为此，在实际营运中需要改变原有的航速，以保证营运的经济性，改变后而选定的航速，就是经济航速。由于船舶主机性能不同，燃油价格变化幅度不同，以及维持船舶航行的其它费用支出水平不同，所以，根据不同的情况有不同的经济航速。1.3.4盈利航速盈利航速是指能使船舶获得最佳盈利效果的营运速度。在实际营运中，船舶不仅要降低每日营运成本，而且需要提高每日的盈利水平。如果只考虑减速节省燃油费用的支出，结果会使船舶延长航次时间，错过市场获利机会，使相同时间内减少航次数，影响盈利水平。但是，如果置燃油费用上涨而不顾，始终以尽可能高的航速去运载货物，结果盈利水平不一定理想。所以，根据燃油价格和货运市场状况。存在着使用不同航速以获得盈利的情况。其中，能使船舶获得最大盈利的航速就是盈利航速，也是船舶最佳航速。提高平均航速，有助于提高船舶运输生产效率，处理好经济航速和盈利航速的关系，将有助于提高船舶运输生产的经济效益。船舶航速的选择是有界限的，上限不能超过主机额定功率所达到的最高航速，下限不能低于主机最低稳定转速下的航速。通常，主机最低额定转速约为最大额定转速的30%，低于该转速会引起船体强烈振动，还会出现油耗率陡然上升和有损主机等不良情况，所以减速不能过低，应避免使用临界转速。1.4 航线调度中的航速因素1.4.1航线设计中的航速因素下表为航线设计的一般原则与工作流程，航线设计中，可以通过设定不同的航速来决定投入船舶或挂靠的港口的多少，达到满足客户需求或者实现航线效益最大化的目的。航线设计的一般原则航线设计的工作流程1、力求船期频繁，使货主感到便利1、市场预测2、应尽量配合货方需要适当调配船舶2、确定航线形式3、严格控制船期，务求班期准确3、确定基本港4、如能揽到适量货载，尽量减少停靠港口4、.航线配船5、注意配合燃料补充港5、选择挂靠港口6、合理分配修船期，不要同时修船6、装载量调整7、修船或货运繁忙期间，应期租入船舶以补充船吨位的不足7、班轮中途加载的调整8、根据盈亏分析情况和货运量调配船舶8、船舶航速控制9、拟制船期表1.4.2日常营运中的航速因素受天气、海况、码头、船舶本身故障等影响，船舶班期延误，或者港口出货量大减时，对于航速的选择有三种：1、改变船舶航速来赶回班期；2、维持航速，通过取消挂港来赶回班期；3、进一步降低航速，减少燃油消耗，同时新增船舶等以维持航线班期及舱位稳定。1.5对航速进行有效管理的意义1.5.1决定船舶航速时应考虑的因素船舶的速度性能是运输船舶的重要技术性能之一，船舶的速度对船舶的营运效益和航行安全有重大的影响2。决定船舶航速时应考虑的因素有：1、从安全角度考虑应采取安全航速，包括：能见度、通航密度、船舶的操作性能、以及配有雷达的船舶确定安全航速时需要进一步考虑的情况等；2、从经济利益角度考虑应采取的经济航速；3、从遵守地方规则考虑应采用的限制航速，例如：上海港规定，在黄浦江，顺流速度不得超过8kn，顶流速度不得超过6kn。当船长、驾驶员在确定航速时，不能违反限制速度的规定。4、其他应考虑的因素，包括：从主机的性能考虑，在船舶整个使用寿命期中各个不同时期对应的不同的技术速度；定期租船合同下，规定的船舶航速及燃油消耗条款等。本文重点从“经济利益角度”来分析班轮航线管理中船舶航速管理决策问题。1.5.2 集装箱运输市场现状自2005年下半年以来，随着运力增长快于运输需求的增长，市场供大于求的矛盾逐渐加剧，船公司竞争激烈，市场运价水平出现较大幅度滑坡。2005-2007年船舶集中交付的高峰期运力增幅较2001-2002年的高峰期增幅高出至少2个百分点，且持续的时间较长，运力的持续快速增长将影响集装箱航运市场的回升进程，2007年将是集装箱运输市场的低谷年，2008年后将有望出现缓慢复苏的迹象。但船公司对未来两年集装箱运输市场仍比较乐观，他们认为，尽管未来2年将迎来新船运力交用高峰期但全球18%的需求增幅和由于港口作业效率下降所导致的船舶使用率下降，将使得大部分新增运力被旺盛的需求所消化，特别是我国巨大的外贸需求潜能和中西部地区适箱率的不断提高，使得船公司对未来班轮市场的发展前景仍充满信心4。2007年受经贸强势发展的依托、中国市场的继续繁荣，以及主要国家消费的强劲增长，航运市场需求将继续旺盛，为承运人提供更多的货源和机遇。07年上半年市场货量的旺盛表现更是坚定了市场恢复良好发展的信心。克拉克森预计2007年全球集装箱贸易量将继续保持高速增长，达到1.31亿TEU，增幅超过11%，保持在近年的较高水平。随着超巴拿马型船舶的陆续下水，今明两年是新船交付的新高年。据克拉克森统计和预测，今年前四个月市场累计交付集装箱船35.4万TEU，下半年还有更多新船交付，预计2007年市场交付的新船总运力为143万TEU，继续给航运市场带来不小的压力。随着新船的快速交付，市场运力也快速增长。至2007年5月初，全球全集装箱船运力达981万TEU，比年初增长3.6%。下半年市场运力将进一步增长，增幅创新高。据克拉克森预测，2007年年末全球集装箱船队总运力将达1 304万TEU，增幅为12.8%，其中全集装箱船运力将达1 088万TEU，增幅达14.9%。市场竞争进一步加剧，给承运人带来较为严峻的考验5。1.5.3 从企业现状分析航速管理的意义对航运企业而言，效益与利润是航运企业生存及发展的根本条件，是企业追求的永恒主题6。航运企业经济效益的好坏，最直接的体现是船舶航次利润(即船舶航次收入减去航次成本，再减去税金，经营船舶的最终目的是获得尽可能大的盈利，而扩大利润的基本方法一是增加营运收入，二是减少成本。客户服务是运输管理的重要目标，运输管理的每一个活动对客户服务水平都有影响。服务水平所包括的服务特性有：可靠性、运送时间、市场覆盖程度-提供到户服务的能力、柔性-处理多种产品既满足托运人的特殊需求、运输货物的损耗等。各种服务特性的重要程度有所不同，其中，成本、速度和可靠性是最重要的因素。因此，服务成本、平均运送时间（速度）、运送时间的变化幅度（可靠性）是运输服务水平决策的基础，决策时必须在服务质量和服务成本之间进行权衡7。如何提高船舶的运输效率，降低营运成本，以适应当前贸易发展的要求，已成为各船务公司和船长们非常关注的问题。以中海集运为例，05年与06年经营情况相比，在箱量增加的情况之下，总成本的增加量远大于总收入的增加。当前各大班轮公司考虑的重点是如何在竞争中立于不败之地，其思路是：竞争中如何取胜或不败降低成本规模效应兼并与使用大箱位船节约燃油/运力/人力降低运价争取货源强强联合发展支线船与内陆运输或物流业。运输企业提高经济效益的途径是多方面的8，包括船型选择、船队规模、航线结构、挂港、选货等运输组织与管理方面的渠道，也包括设备更新、技术开发、优质服务、增收节支或多种经营等其他渠道。而每一艘船舶都是航运企业的基本组成单位，它们一般都是独立经济核算的实体。船舶为了取得良好的经济效益，就必须、在 “快”字上多下功夫。而这种“快”的含义是多方面的，可以是更新设备的“快”组织货源的“快”，靠离码头的“快”，但最根本的是航速的“快”。船舶航速对船气舶的经济效益有着非常敏感的影响，主要反映在两方面：船舶航速提高，一方面使船舶周转加快，在同一时期内能完成的货运量增加，运费收入增多，另一方面会使主机功率消耗增加，造成燃油费用支出增多。由于国际燃油价格居高不下，燃油费已经成为船舶运输成本中最大的支出项目。（下图为998年-2007年6月 NYMEX WTI原油近月期约价格曲线。注：NYMEX -纽约商品交易所简称WTI - West Texas Intermediate 西德克萨斯州轻质原油 HIGHEST= $ 77.03 on 14-July-2006LOWEST= $ 10.72 on 10-Dec-1998） 20世纪的6070年代，船用燃油价格低廉，市场景况好，航运业利润大，多耗几吨油算不了什么。此后，燃油价格一涨再涨。通过燃油成本变动趋势分析结果表明，燃油成本占运输成本的比例由13%增长到45%，甚至超过60%。下表为中海集运影响成本的费用排序：燃油费用包括油价和附加费两部分，油价是指燃油的本身价格，造成油价变动的主要因素有政治(战争)、经济、自然灾害和石油输出国组织的行动等。附加费包括运费、加班费、待时费、港线外费用等。对于给定的运费率和航次状态来说，唯一的变量是航速。船舶采用不同的航速，经济效益是不同的。航速过慢，延长航次时间，负累船期成本使航次失去效益；航速过快，会使燃油成本急剧上升而造成亏损。虽然船舶在建造时，己经充分考虑其营运的经济性而选定了航速，但通常只能适用于某个特定的营运环境及经济条件。由于航运市场的不稳定性，船舶在实际使用过程中所处的营运环境和经济条件会经常变化，如航线的更改、货源充足程度的变化、燃油价格的变化等，这些都会影响船舶的航速经济性。因此船舶的航速是经济和技术的综合反映，选择正确合适的经济航速是一项非常重要的工作，对提高运输企业的经济效益非常有益。11班轮公司面临不停上涨的运营成本。据业内专家说，一艘2003年以8千万美元定造的8500TEU集装箱船舶(远低于2005年第二季度1亿3千万的造价),现在跑于8周一趟的远东-欧洲航线，成本上升到每天固定支出约为3万美元(包括资本+贷款利息+船员费用和维修费用)以及不固定成本大约9万5千美元一天(包括燃油费+运河费用+港口费+保险+杂费)。因此，整个航程因为不同挂港的拥堵/等候时间增加的时间，比如3天，其运营成本会增加几万美元。为了弥补在港的时间损失保证班期的完整性,班轮公司可以采取一系列的措施。首先，他们可以采取让船舶从一个港口到下一港口航行时使用全速,不过,这种措施可能特别昂贵。下图描述了四种类型的集装箱船舶和八种不同航速其航速和燃油耗量之间的关系：Fuel costs at sea for three types of container vessels and differentservice speeds (USD per day) at end-July 2006 bunker pricesSpeed (kt)5000 teu8000 teu12,000 teu1412,20016,00020,7001616,80021,60027,5001823,10029,00036,5002031,80039,40048,7002243,70052,20064,4002459,30069,40083,6002682,80096,100114,700Source: Germanischer Lloyd该图显示航速仅仅增加几节燃油耗量就急剧上升。例如，一艘8000TEU的集装箱船舶航速从22增加到24节，其燃油耗量就增加了每天45吨之多。根据目前油价大约270美元一吨，每艘投入运营的船舶每天增加支出为12150美元.对于10000TEU的船舶，这种类型的船舶到2010年极有可能成为远东-欧洲航线的主力军，每艘船每天的支出增加甚至达到16200美元。事实上，现今的燃油价格达到这样高的水平，在一些贸易航线上，在投放的船舶中加入另外一艘船以降低在此航线运营的各船的航速，而保持营运频率(通常为周班)得到了考虑。确实，如果在既定航线上增加投入一艘8000TEU的船舶降低该航线所有营运船舶的航速从22到20节，那么每艘船舶每天会节约燃油45吨.以280美元每吨的燃油价格，每艘船舶每天可节约费用约12800美元。12在燃料开支高企及运费低迷的情况下，部分欧洲班轮公司减航速以节省成本，采取消极措施面对困局。正因如此，伟大联盟(Grand Alliance) 和达飞( CMA CGM)公司都决定在2006年夏天在他们的远东-欧洲航线增加第九条船.由现在的八艘船节省下来的燃油费用足可以补偿租入经营第九条船舶所需的费用。法国达飞轮船宣布行驶中国华北快线(NCX)的集装箱船将减低航速以节省开支，而德国汉堡南方则表示计划全线削减运力以降低将来运费持续下跌的影响，达飞轮船近期向川崎汽船租用一艘配载5500箱的集装箱船“热那亚桥”号，投入NCX航线，成为这条欧亚航线的第九艘船只，达飞指出，尽管NCX航线东向方面将增加勒哈佛及贝鲁特两个港口，但运力的增加将令集装箱船挂靠港口的时间表维持不变，副总裁沙天尼表示，虽然NCX航线增加了一艘船只，达飞计划把这条航线的整体燃料开支调低10%，而西向航速将减低一至两节以应付今次调整；另外，德国汉堡南方预期今年盈利将出现倒退，因此决定透过减低运力以面对运费下跌的情况，副主席格斯强调：“近期的市场情况令我们相信运力需要削减，以应付运费进一步下跌。”他表示汉堡南方有可能推出更多控制成本的措施，例如透过重组班次及航线以将燃料开支减至最低；与此同时，大联盟宣布由明年初开始调整欧亚航线2(EU2)的服务，联盟成员东方海外称，计划将一艘配载6000箱的集装箱船投入EU2航线，令行驶该航线的船只数目由现时的8艘增加至9艘，航运周期由56天增加至63天，大联盟表示，将来会以类似的模式重组航线服务。从以上论述可以看出，船舶的航速是经济和技术的综合反映，对航速进行有效管理，选择正确合适的经济航速是一项非常重要的工作，对提高运输企业的经济效益非常有益。第二章 航速管理在班轮航线调度中的应用现状我国的大型航运公司大都采用的是人为经验管理方法，他们在日常经营策略中，大多凭经验对航行中船舶按照班期富余时间多少，安排船舶开经济航速以达到节油目的。由于局部最优不等于全局最优，多数航运公司所采取的直觉决策同样存在一定的局限：没有考虑到问题的全局、受制于人类经验和直觉的局限、还有解决复杂问题上的局限性等。以下就中海集运澳洲航线为例，对航速控制与优化在班轮航线管理的应用现状做一个介绍。2.1 中海集运及其澳洲航线中海集装箱运输股份有限公司(中海集运)是以中国为基地的全球增长最快的主要集装箱运输公司。主要从事国际及国内集装箱航海运输的营运及管理。是中国海运集团所属主要从事集装箱运输及相关业务的多元化经营企业。经营范围涉及集装箱运输、船舶租赁、揽货订舱、运输报关、仓储、集装箱堆场、集装箱制造、修理、销售、买卖等领域。中海集运在1997年于上海成立,短短八年,以运载能力计,已位列全球第六，中国第一,是中国最主要的航运商之一,亦于中国港口的集装箱航运业占据主导地位。中海集装箱运输股份有限公司作为中海集团所属的重点发展企业，截至2006年11月为止,中海集运拥有现代化、大型化、快速化、年轻化，具有核心竞争力的船队，共计151艘船舶，整体运载能力约达408,546标箱。其中每艘运载能力逾4000标箱的大型船舶逾58艘，平均船龄只有2.66年，占总运力的76.4%。年轻的船队使中海集运具有交货快、效率高、成本低的竞争优势，令中海集运在国际主干线上更具有竞争力。中海集运已先后开辟中国各港至日本、韩国、东南亚、澳大利亚、欧洲(地中海)、美洲、西非、波斯湾等数十条国际集装箱班轮航线和国内沿海内贸线及外贸内支线。其中，美国航线共投入近30艘全集装箱船进行远东北美的班轮服务，所涉及的内陆点多达40个；中国至日本、韩国、东南亚各主要港口间航班密度大、布局广，已形成网络运输的格局；欧洲、地中海航线在国内直挂港口最多，投入运力最大；沿海内贸干支线，贯通中国南北，途径沿海30余个大小港口，在国内内贸集装箱运输市场上整体实力最强。以集装箱吞吐量计算,中海集运部分内贸航线于国内多个主要港口的市场占有率逾50%,部分港口的占有率更高达80%至90%。通过公司近8年的船队调整，尤其是随着一批新造船舶的交付使用，中海集运逐步形成了以4000TEU以上箱位船舶为主，船队配置结构更加完善，运营力度更加强大的现代化主力船队，总体实力已位列全球班轮公司前六位。中海共有三条去澳洲的航线，分别是澳洲1线、澳洲2线这两条都是往返于远东和澳洲之间的航线，以及澳洲3线这是一条东南亚直接起步去到澳洲的航线。AUS1航线是中海与东方海外（OOCL）共同投船独立经营的合作航线，2006年12月起投入54000TEU型船舶，船龄都是小于5年的新船，是东亚澳洲市场上最大型的船舶。挂港顺序为高雄香港上海赤湾香港悉尼墨尔本布里斯班高雄，全程时间需35天。该航线与ANL有互换舱位的协议。AUS2航线是由CSCL、OOCL和ANL三家公司合作开设的，共投入6条2500TEU型全集装箱船，设计航速17节。先后挂靠日本的横滨、大阪，韩国的釜山，中国的青岛、上海、宁波、厦门、香港、高雄，以及澳大利亚的墨尔本、悉尼和布里斯班等12个港口，总航程12830海里，全程所需时间42天。AUS3航线的挂港顺序为新加坡巴生弗里曼特尔（布里斯班）悉尼墨尔本阿得莱德弗里曼特尔新加坡。目前中海在这条航线上没有投船，全部舱位通过向ANL买舱获得。澳洲航线是中海集运最早的大洋航线，航线相对稳定，是中海最有代表的成熟航线，从2006年经营情况可以看出，该航线有很大的成本优势，在收入占公司总收入4.3%的情况之下，其成本只占到3.5%，但其效益贡献值达到13.1%。2006年重箱量(TEU)收入（USD)成本（USD)盈亏（USD)澳洲航线180,894155,132,654132,464,72222,667,932公司合计5,156,9473,610,529,5633,437,474,057173,055,506所占比例 3.5%4.3%3.9%13.1%2.2 澳洲航线的日常航速管理2.2.1航线升级时，维持原有航速2006年12月，澳洲1线由原来的2500TEU船，升级为4000TEU船。升级前后船舶规范比较如下：（表2.2.1）由于挂靠港口没有变化，挂港顺序为高雄香港上海赤湾香港悉尼墨尔本布里斯班高雄，全程时间需35天，船舶航速基本维持原有航速运行-平均航速19节。升级之后，船舶舱位增加的同时，所在船舶最大航速也有所提高，从船舶规范可以看出，升级后船舶最大航速可以达到24.5节，如果按照船舶最大航速行驶，投入船舶可以由原先的5条减少为4条，具体测算将在后面详细表述。如果减少投入船舶，可以节约船舶投入成本，但同时单船油耗将会增加，另外由于班期不再象船舶升级之前那样有一天的富余时间，因此当船舶脱班时，通过航线船舶自身调整来赶回班期就非常的困难。2.2.2 航行中船舶，尽量维持经济航速 以下为中海集运澳洲一线“中海汉堡”轮在实际运营中船舶航行速度，从表2.2.1中所提供的船舶规范可以看出，船舶所设定的最大航速为24.5节，而该船在07年营运过程中实际航速为19.5节；根据中海统计的报表数据，这一航速下船舶单航次耗油与设定的最大航行速度相比节约的燃油成本约为：USD102，200；即=（航次里程/实际航速/24实际航速下每天耗油-航次里程/最大航速/24最大航速下每天耗油）油价做一个简单比较，如果船舶按照最大航速航行时所节约的船舶固定成本为：USD103，300；即=（航次里程/实际航速-航次里程/最大航速）/24船舶固定成本从上面的比较可以看出，减少的耗油与增加的固定成本基本相当，如果船公司运力比较紧张，而且在其他航线有较大的盈利点，则可以考虑提高航速，减少投入的船舶；如果运力过剩，则可以考虑维持较低航速，确保班期稳定，同时节约营运成本。第三章 班轮航线设计中的航速管理3.1 选定合适航速达到控制成本与满足客户需求的统一美国南加州大学教授理查德B蔡斯指出，制定服务策略首先要确定运作核心-其绩效的优先考评对象-即确定哪些使得服务公司之间展开竞争的优势，它们包括：友好及善意地对待顾客、服务的快速及便利、服务的价格、服务的可变性、作为服务中心或伴随服务提供的有形商品的质量、构成服务的特殊技能等9。对于隶属于服务业的航运业企业来说，“及时性与服务的快速便利”只是客户考量的众多要求之一。我们在经营过程中如何选定船舶的航速，既能为客户提供优质服务又能达到节省燃油乃至降低经营成本的目的，已是班轮航线经营者重要的决策之一。以我国近洋集装箱班轮航线当中典型的上海港至日本东京港、横槟港之间的航线为例，设计使用具有合理航速的集装箱船舶经营，并达到节省燃油的目的10。首先需要考虑的是如何安排运输班期，为货主提供满意的服务，一般来说客户比较满意的是班轮公司能够提供次数紧密的航班，以便能及时出运他们的货物。当然班轮公司也将按照所掌握的该航线货源数量并能够均匀地运输这些货物，所以尽可能地安排紧密的航班，选择所投入船舶的大小（即载箱量的多少）。在进行航线经营成本核算的过程中将选择船舶的合理航速及船舶的数量，其中围绕的主线就是节省燃油、降低经营成本。如果某班轮公司在该航线上拥有年15万-16万TEU的集装箱货源，货源的流量比较均匀，进出口集装箱重箱的比例为46，出口重箱约9.6万TEU。为了满足货主的需求班轮公司安排每2天一个航班，即每2天有一个航班经过这条航线上的三个港口，一年共安排182个航班，每航次往返运输1 055TEU进出口集装箱加部分空箱。当然在旺季会多运输一些集装箱，每年能够运输19.2万TEU的集装箱（含空箱）。在这种情况下，例如投入载箱量为750TEU的小型（11吨/箱平均箱量560TEU）集装箱船舶，航班班次的时间安排非常简单，就是逢双日或者逢单日的设定时间开航即可。当然切实可行地做到准时准点在某一时刻开航，实现严格的客运式的集装箱运输服务，还需要班轮公司、码头经营人、引航、船舶代理以及海关等部门的密切协作。对顾客而言，班轮公司能够安排每2日一次航班，是为顾客提供优质服务的具体行为，当顾客收到这样的航班时刻表就能够一目了然，这无疑是货主所需要的。“某某公司上海港至东京港2天一次航班”，这不仅是一种航班的信息更是班轮公司的服务品牌，极容易为发货人所铭记。发货人将按照这个时间表安排生产，并能准时按2天一次装箱发货，甚至可以每天发货到码头待运。企业的生产尤其是大型生产厂家都是以节拍的方法进行生产，藉此提高企业的生产效率。作为生产流通环节中的物流企业能直接将生产企业流水线终端输送出的产品直接运出，就能减少企业的生产环节，也节省了产品的生产成本。这种经营模式投入3艘船舶或者4艘船舶，都可以开辟每2日一个航班。如果投入3艘船舶，每艘船舶必须在6天内完成一个往返运输航次，根据三港间的航线距离推算此时船舶的平均服务航速应该达到20.3海里，显然船舶的耗油量很大。当投入4艘平均服务航速14海里的船舶于该航线时，完成2天一个航班，每艘船舶在这三港间（上海，东京，横滨三港）安排8天一个往返运输航次，上海与东京（或者横滨）两港间的单向航行时间约72小时（引航站之间，下同），一个航次的往返航行时间共6天，三个港口作业时间共2天。两种船舶在一年内都能够完成182个航班。由于二者的航速差距较大，后者显然能够节省较多的燃油。如果这两种船舶的大小（即载箱量）也相同的话，那么年完成的集装箱运输数量也相同。当然两种不同航速船舶的耗油量是不同的，我们假定它们的机型相同（如果机型不同，需计算每单位功率燃油消耗量）来计算其不同航速下的耗油。航速在20.3海里航行时日耗燃油量约36吨，3艘船舶的年消耗燃油总量为2.62万吨。而每小时以14海里的速度航行时船舶的日消耗燃油量为16.52吨，4艘船舶的年消耗燃油总量是1.79万吨，比前者节省燃油8300吨。按照现今的千秒油价USD350/ 吨计算，共折合USD290.5万元。从经营成本来看，在国外建造具有上述20.3海里航速的750TEU级集装箱船舶的目前价格约为USD2000万。而在国内建造14海里航速的同类大小的船舶价格为USD1200万左右。假定造船贷款期同为10年，贷款年利息同为10%，那么前者每艘船舶年成本USD220万，3艘船舶年成本USD660万。后者每艘船舶年成本USD132万，4艘船舶年成本为USD528万，后者能够节省船舶成本USD132万。由于后者多一艘船，应减去第四艘船舶所需要的年度船员和管理以及船舶维护费用约USD80万，实际年节省船舶成本约为USD52万。使用4艘国产的平均服务航速14海里的集装箱船舶，投入该航线既能完成相同的航班又能够运输相同的集装箱箱量，所以船舶的港口使费和集装箱的装卸费都相同。由于节省燃油费用和减少船舶成本，以至于使年经营成本降低USD342.5万。不同航速的船舶在经营中运送货物的时间差异究竟有多少，客户能否接受？船舶以航速20.3海里单向航行于两港间的时间约为50小时，而以14海里航行时则需要72小时，比前者要多22个小时。对此，国外有人广泛地征求过货主对于货物运输时间的意见，事实上货主们首先看重并关心的是货物运输的质量和安全，而不在于集装箱早到达或者晚到达半天或者一天。从目前经营上述航线的班轮公司公开发布的航班船期表上也可以发现，同样是快航班期，有的公司船舶需航行3天，有的公司船舶仅用2.5天，两者的时间差是半天，但他们同样获得了货主的信任并放心地将货物交给他们来运输。货主在托运货物时更关心货物运输是否安全以及是否发生货损货差，更关心货物的保险费等事宜。有的大宗货物的货主甚至要求船舶的船龄不能超过20年，否则货物的保险费将大幅度增加，有的货主干脆就不使用船龄超过20年的船舶。3.2 航线设计中的航速管理由于起因及前提条件不同，设计航线时所考虑问题的思路与方法也不尽相同，如规划设计一条中国至澳洲的航线，其原因可能是新开航线，扩大投资；提升运力，增加效益；解决富余船舶、配置资源；也有可能是优化航线、改善经营等。13当航线市场形势发展良好，原有航线班轮连续保持很高舱位利用率，销售服务有一定的增长空间时，班轮公司有两种可供选择的途径来提升航线运力，以追求更大效益。一是以更大型的船舶替换原航线上的船舶；二是增开一条新航线。后者的工作程序与新开航线基础相同，所不同的地方是，增设航线在船型和挂港选择上需考虑与航线配合，形成补充和互动。更换大船进行航线运力升级，需要在比较新旧船型特性的基础上，对原班轮航线将要发生的变化做出评估，因舱位增加、船速加快而导致原航线运力和班期富余是可能的结果。同时，还应对原航线港口能否适应大船挂靠进行评估；富余班期的解决方案应包括减少船舶艘数缩短周期和加挂新的港口两方面；实施计划中应包括对下线船舶做出安排，出租或投入其他航线。2006年12月中海集运对中国-澳洲航线进行了升级。3.2.1 航线设计中的时间计算和速度控制班期设计中的时间计算通常需要经过三个阶段，即初步匡算、可行预算和准确精算。初步匡算班期时间是为了帮助为下一步设计找准正确的方向，使复杂的问题简单化。初步匡算可通过两种方法进行，一是比较法，即用同航线上其它船公司的班轮班期、船速、挂港作为参考，很容易得出自己的设计方向。二是计算法，公式如下：7Sn = D/V + Pn (3-1)式中：Sn-船舶艘数;D- 航线往返总里程(海里);V-船舶营运航速( 海里/天);Pn-挂靠港口天数。匡算时班期时间只需精确到天。可行预算是用于班期设计方案的可行性分析，此时，船舶艘数(航线周期)、航速、航线挂港及平均作业量等要素已经列入方案，计算也需分段进行，以充分考虑各航段海况气象对船舶实际航速的影响，潮汐对船舶进出港的影响，港口作业效率对停港时间的影响，以及班期应有的缓冲时间。计算公式如下(时间单位为小时)：T= Di / Vi + Qj / Fj +Plti +Bi (3-2)式中：T-班轮周期；Di-航段里程;Vi-航段实际平均航速(考虑气象因素);Qj-港口平均作业量 (含装卸空箱);Fj-港口平均作业效率;Plti-港口进出靠离时间(引水时间)(过运河也算次进出港);Bi- 班期缓冲量。实际计算时可采用列表方式，并借助电子表格的内含功能，使计算过程简单明了。案例：中海中国至澳洲航线，投入5艘2500TEU船，周班服务，周期35天，往返港为：高雄香港上海赤湾香港悉尼墨尔本布里斯班高雄，班期可行预测如下表：KHH/HKG/SHA/CWN/HKG/SYD/MEL/BNE/KHHPortDistSpeedSea TimePort TimeIN/OUTfromton mlieKnotsHourshourshoursBNEKHH375418.3205.1 102KHHHKG34118.318.6 102HKGSHA82318.345.0 208SHA CWN88718.348.5 153CWNHKG21.318.31.2 102HKGSYD448218.3244.9 384SYDMEL52918.328.9 347MELBNE102118.355.8 242TTL 11858.3nm648.0 1613035.0 Days839.0 从上表可以看出：理论上船舶维持18.3节的航行速度就能满足正常的班期需求；各港的在港时间和进出时间有很大的差异，是因为各港的航道长短和条件、装卸效率、作业量不同；潮汐、运河编队等也影响在港时间。升级之后的航线，总装载TEU数量由原来的2500TEU增加到4000TEU，最大航速也增加到24.5节，如果按照最大航速行使，在理论上依然可以维持原有的挂港和船期，同时可以减少一条船的投入，同时将航线周期缩短为28天，具体测算如下：PortDistSpeedSea TimePort TimeIN/OUTfromton mlieknotshourshourshoursBNEKHH375424.5153.2 102KHHHKG34124.513.9 102HKGSHA82324.533.6 208SHACWN88724.536.2 123CWNHKG21.324.50.9 102HKGSYD448224.5182.9 384SYDMEL