隨著經濟全球化以及班輪公司對國際貿易及集裝箱運輸發展的樂觀預期，加上船舶大型化所帶來的規模經濟效應，在造船技術、港口泊位接納條件的迭代升級背景下，推動了集裝箱船舶大型化的快速發展。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普遍采取的成本導向策略，船舶大型化所帶來的規模經濟引發平均船舶規模迅速上漲，到2019年單船的載貨量規模已增長超過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第七0 八研究所（MARIC）為達飛海運集團研發設計。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帶來的挑戰

集裝箱船舶裝載量的巨幅增長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需要占用大量時間，所以班輪公司會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的要求越來越高，許多班輪公司在選擇停靠港口時（尤其是地理位置相近時）就不再僅僅是考慮航道水深和服務條件等因素，而更多地考慮碼頭的裝卸效率，也就是船舶停靠時間。

集裝箱船舶大型化的發展客觀上要求有更高的碼頭裝卸能力和完備的碼頭基礎設施來與之相適應。由于單航次的裝載量增加，如果港口裝卸效率不能保證，船舶在港時間延長，船舶周轉速度必然下降，由此引起航線運輸能力下降，船舶航運成本上漲，就會帶來規模不經濟。此外，大型化船舶會帶來更多的貨物在碼頭進行中轉，或通過鐵路、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計劃帶來了更大的壓力。

二、影響大型集裝箱港口作業效率要素分析

受運河、港口、水深、效益等因素影響， 集裝箱船長不宜超過400m，設計師們為了更大的載貨量，在船體設計方面只能不斷增加船的型寬和型深，船體水線面型線日漸圓潤，吃水逐步加深，同時，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的作業設備，以滿足航運公司的作業要求。扣除船舶特種艙作業以及特殊天氣的影響因素，影響大型集裝箱船作業效率的要素主要分為三類：

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、橋吊數量和其參數等碼頭基礎設施設備情況會影響大型集裝箱船的作業效率。

大型集裝箱船舶往往需要多臺橋吊同時作業，碼頭和堆場內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出。比如某港停靠的“遠東—美西”航線的14 000TEU 的船舶，單船接卸量高峰時超過3 000個40英尺集裝箱，通常會安排6~8臺集裝箱岸橋同時進行作業。碼頭堆場需要預留至少相應的堆場位置來接卸這些箱量，后方需要配備相應的場橋和流機配合收發箱。如果碼頭前沿的操作空間狹窄，所有參與裝卸作業的集卡可能擁堵，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，碼頭基礎設施設備的布局和可靠性是提升大型集裝箱船舶作業效率的前提條件。

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，近年來各集裝箱碼頭應對集裝箱船舶大型化主要是通過增加碼頭的設備來提高作業能力，但隨之帶來了成本的大幅增加。因此，在作業設備一定的情況下，如何提升碼頭的管理能力，對碼頭內的作業機械進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，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橋。在制定計劃時，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線均衡地分攤船舶作業任務，在計劃階段科學合理地安排各類設備和作業順序，減少擁堵和翻搗，保證作業效率。

碼頭制定計劃的難點是相鄰貝位作業量大引起的無法均勻分配作業任務給岸橋的情況，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、集卡調度的不合理會造成擁堵或者岸橋等待集卡的情況發生，同樣關系著大型集裝箱船舶的裝卸效率。

3. 相關方配合程度

大型集裝箱船舶在港口作業的流程涉及方方面面，如圖2，除了碼頭方面因素外，更需要相關方的緊密配合，才能有效提升作業效率。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重要的影響。二是口岸服務水平。口岸服務指引航、拖船、海關、邊檢等船舶服務，具體包括船舶到港后引航拖船能否及時到位、邊檢的口岸服務、海關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效率。三是勞務外包公司管理水平。多數碼頭會將參與裝卸作業的機械司機和現場工人外包給勞務公司，勞務外包的管理水平直接決定了參與作業人員的技能水平、工作狀態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外包公司的管理。

圖2 集裝箱船舶在碼頭的作業流程演示

三、港口服務大型集裝箱船舶的現狀

港口生產的過程實際上就是計劃的制定和組織實現的過程，具體包括港口生產作業計劃以及港口生產調度和控制兩部分。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。

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，其作業效率直接影響著整條大船的生產效率，而它也是整個裝卸過程中的瓶頸，所以需要圍繞它將碼頭堆場計劃、船舶計劃、設備調度等環節精心安排在一起，不斷地優化碼頭的裝卸作業工藝以及碼頭前沿的交通組織問題。

大型船舶的作業過程具有高度連續性和不平衡性，除了根據各生產要素情況對可能的問題有所預見并合理編制好作業計劃外，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，合理調配各生產要素，靈活機動地做好調度工作，及時發現問題解決問題，保證計劃的完成。概括來說就是整體的生產組織是按照P（計劃）、D（實施）、C（檢查）、A（處理） 運轉的，即“計劃—實施—檢查—處理”管理循環。

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效率，港口普遍建立作業評價指標，以反映港口生產經營活動狀態和生產經營目標的數值。具體包括反映作業效率服務指標的船時效率、單橋作業效率等，以及反映操作服務指標的船舶準班率、等泊時間、船舶輔助作業時間、裝卸準確率、外集卡周轉時間等。

在建立碼頭考核體系的同時，通過計算機系統實現動態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行事前分析，及時調整作業資源，以保證達成率。圖3為Navis N4系統提供的裝卸作業實時監控界面。通過該界面，中控員可以提前設定單橋作業效率目標值，系統會每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。如發現作業中指標異常，或效率不達標，中控員可及時查找并消除影響作業效率的因素，或調整作業資源以保證效率。

圖3 作業效率監控示例

3. 主要港口作業效率水平

筆者摘取了海洋聯盟在2019年海南港航交流會上發布的有關2018年海洋聯盟在各主要港口運營商的作業效率情況，見圖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：

泊位效率可以直觀反映班輪在碼頭的時間， 其反饋的是靠泊后整體的港口服務效率，對應的數值為左邊縱軸。另一個指標是單船作業箱量，圖中曲線原點表示單船作業量，對應數值為右邊縱軸。

2018 年中遠海運港口指標

2018 年迪拜環球指標

2018 年和記黃埔港口指標

2018 年PSA指標

圖4 2018 年海洋聯盟各主要港口運營商效率指標

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

四、建議

筆者認為，信息化的融合是進一步提升大型集裝箱船舶作業效率的靈魂。幾點思考和建議如下：

1. 通過設備與信息化的融合提升設備效率

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

隨著廉價傳感器的日益快速發展，越來越多的機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或每種環境。通過為集卡配備傳感器，在建立拖車池的基礎上，根據拖車行駛路線， 可以對拖車進行行駛路徑優化，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勢得到充分利用。根據歷史作業狀況、集裝箱船舶在碼頭停靠作業的規律，可獲得大數據仿真模擬出的碼頭計劃的作業繁忙程度、船舶作業難度系數、船舶箱量作業結構，并提前對橋吊和場橋資源進行優化，實現橋吊和場橋的最佳配置，有效提高設備綜合利用效率。

2. 通過作業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，因作業過程具有高度連續性和不平衡性，港口制定生產計劃時除了需對可能的問題有所預見外，還需敦促和檢查計劃的執行，及時發現問題、解決問題。作業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常使用的導航服務，一條任務經過邏輯測算，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，港口可以通過信息化的融合實現港口作業計劃的可見性。通過提前模擬橋吊安排，盡可能減少長桿，計算出橋吊最合理數量；根據預約信息，提前模擬出每個堆場的指令數量，再細化到每小時各個區的指令數量，以提前安排場橋設備；根據讀取每條裝卸指令與堆場的平均距離，可以提前計算模擬出每條作業線拖車的出勤最佳數量。通過以上各個數據的模擬，系統可提供生產計劃的多個解決方案，如提供時間最短或是設備最少，或是折中方案等，進一步提升大型集裝箱船舶的計劃效果。

3. 通過個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是影響大型集裝箱船舶作業效率的直接因素，但筆者在調研中發現，多數司機和工人對工作效率提升的主觀能動性并不太強，主要原因有幾個：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加計件的方式， 效率的高低在工資方面不會差異太多，造成司機自我要求提升效率的能動性不強。二是激勵不直觀。設備司機或工人每個工班的作業量如果沒有主動查詢，一般只有到每個月發工資時才能知道自己當月的整體作業量，對每個工班效率的高低感受度很低。三是統計誤差問題。橋吊司機的箱量計算是根據理貨提供的作業時間段來計算的，但有時理貨不仔細可能造成司機名字錯誤，或者更換司機時作業區間寫得不精確，導致作業箱量計算經常會有偏差，在一定程度上也打擊了司機的積極性。

通過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入手。首先通過建立作業單價級差，系統化設定各效率的單價，把司機和工人收入同效率關聯起來，簡化人事統計工作；其次是開發為每個司機和工人及時提供當班工作薪資的推送程序，讓每個工班能直觀感受當班作業情況，并結合每個個體的歷史作業成績，生成評價建議，增強司機和工人對效率提高的獲得感和動力；最后是通過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行核對，保證計件信息的公允和準確。