集装箱码头大型设备添置决策模型

 北京道锐思管理技术有限公司首席管理顾问  周  波

 摘要：

本文内容分为五个部分。第一个部分提出集装箱码头大型设备添置面临的三个关键的决策问题，并对问题的根源、重要性及解决思路给以简单阐述；第二部分介绍了岸桥添置数量决策模型；第三部分介绍了场桥添置数量决策模型；第四部分介绍了集装箱码头大型设备添置数量综合决策模型，包括岸桥、场桥及流动机械的一体化需求测算。第五部分重点介绍对上述三个模型在实际应用中的注意事项。

 关键字：

吞吐量、箱型比例、操作系数、分配系数、毛装卸效率（GMPH）、设备使用率、设备故障率、泊位使用率、船期、晚到箱。

 一、问题的提出

       除了泊位与场地设施，大型设备就是集装箱码头最贵重的资产了，而对这些大型设备的合理配置就成了直接影响码头生产能力与经营效益的大问题。由于这些大型设备的采购都需要较长的周期，因此码头经营者往往需要根据预测需求提前决策，否则就有可能造成生产能力不足而丢失市场份额；然而，如果决策过早，设备到达后生产量并没有达到预期水平，则就会造成巨额的资产闲置成本，不仅占压资金，还徒增维护保养费用。

     集装箱码头经营者的这种决策实际上是一种针对吞吐量增长幅度不确定性的搏弈，这种搏弈关系可以由下图表示：

        集装箱码头的大型设备包括岸桥、场桥与流动机械，这些设备组合需要一个合理的比例才能更好地发挥作用，为了使我们决策更加容易，我们根据这些设备的重要性提出三个实用的决策模型，即岸桥添置数量决策模型、场桥添置数量决策模型及大型设备综合添置数量决策模型。

     另外，设备需求除了受吞吐量影响外，还受其它很多因素影响，比如生产效率的提高、设备使用率的限制、空箱比例的增加、箱型比例的变化、船型与船期的变化等。本文的决策模型以吞吐量为主要变量，以其它相关要素为辅助参数，为集装箱码头经营者提供一个量化的决策工具作为实际决策的参考，而最终决策，经营者还需要考虑码头的具体实际情况、生产经营模式、员工的素质与激励机制以及管理者多年的经营经验。

二、岸桥添置数量决策模型

     为了方便理解，我们用一个假设的集装箱码头来说明这个决策模型的建立。考虑一个岸线长为600米，已经拥有5部岸桥的集装箱码头面临连续3年吞吐量增长，现在需要决定是否需要在2006年添置岸桥的决策问题。下面是过去三年吞吐量以及未来三年的吞吐量预测数据，这里假设箱型比例为1：1，即20尺与40尺箱各占50%。 

        一个岸桥的产量直接取决于它的使用率和它的单桥毛作业效率（GMPH），而岸桥的使用率除了和吞吐量相关，同时还受船期、泊位等条件影响；但针对每一个集装箱码头，都有一个岸桥使用率的平均上限值，在本文中我们假设这个数值是50%。单桥的毛作业效率GMPH值主要受司机的驾驶技术、司机工作动力、作业线的流程合理性、船型、设备本身状况等因素影响，因此，伸缩性较大。我们用下面的公式来表示岸桥的产量：

岸桥吞吐量V = 岸桥使用率 U * 岸桥毛作业效率 GMPH

GMPH = Gross Move Per Hour，作业自然箱数/作业小时

使用率 = 自然箱 / （GMPH * 岸桥数 * 365 * 24）

     根据上面的条件我们可以将不同生产效率情况下的设备使用率测算列出表格如下:

       针对假设的集装箱码头在50%岸桥使用率限制条件下，如果经营者确认当前的岸桥毛作业效率GMPH在20左右，并且未来一年内能够大幅度提升的可能性不大，那么当前这个时刻就应该考虑做出添置一部岸桥的决定，否则明年的生产形势将比较紧张；如果当前的毛作业效率GMPH在25左右，或者通过流程改进与员工激励方式能够在短期达到这个水平，则添置岸桥的问题可以过一年后再考虑。当然，如果目前的岸桥毛作业效率GMPH能够达到30以上，那么经营者要担心的不是岸桥数量问题，而是吞吐量是否有足够增长的事了。

 三、场桥添置数量决策模型

 使用上面岸桥决策模型中同样的假设条件，场桥生产量的计算公式可以同理的出：

场桥吞吐量V = 场桥使用率 U * 场桥毛作业效率 GMPH

        然而场桥的作业形式要比岸桥复杂，具体使用方式取决于码头的生产工艺。在航运作业采取岸桥与场桥1比1配比模式下，场桥使用严格按航运与陆运作业分开，如果码头同时还使用正面吊与空箱堆高机等流动机械，则还要考虑作业量分配比例问题。

       场桥（以轮胎吊为假设前提）活动空间比较大，通常使用率可以假设承受到70%没有问题，一些条件好的码头甚至可以做到80%的使用率。场桥作业效率主要受集港与提箱流量分布均匀性影响，当然也受司机驾驶水平、工作动力及场地条件限制，总体上讲，场桥的平均毛作业效率GMPH要比岸桥低得多，这里我们假设在GMPH = 15的水平。

       我们假设操作系数为 2.3，重箱比例60%，重箱100%由场桥操作，空箱60%由场桥操作，其它由堆高机操作，这样我们可以由岸桥的同样假设条件推算出场桥的生产量需求，并推算出不同时期场桥的需求数量，见下面表格：