研究架構

一般而言貨櫃場站包含了船席指派問題、船期以及裝船規劃問題、橋式起重 機指派問題、儲區區位指派問題、貨櫃儲位指派問題、門型機指派問題、跨載機 處櫃路線規劃問題以及區間卡車指派問題等多項規劃子問題（如下圖 1-1 所示）， 且每一項子問題彼此會相互影響，其中船席指派問題主要規劃合適的船席給予將 到港的貨櫃船停靠。船期及裝船規劃問題主要是探討船期的排定及如何將貨櫃裝 載至貨櫃船上能最有效率與安全，而船期的排定主要是讓貨櫃船到達港口之後能 有空餘的船席予以靠港作業，裝船規劃是讓欲裝載至該貨櫃船的出口貨櫃能在安 全的前提下以最短的時間或最少的作業成本完成裝船作業。橋式機指派問題探討 如何配合貨櫃船停靠的船席位置，橋式機進行貨櫃吊卸作業時能發揮其最大效 能。除了部分貨櫃直接裝載至貨櫃船上，大部分的貨櫃必須先放置於貨櫃場內，

等候貨櫃船到港再進行裝船作業，因此貨主會預先將貨櫃運至貨櫃場儲放，此時 就必須決定哪些貨櫃應放置於貨櫃儲區的哪一區位，如何決定貨櫃放置的區位即 是儲區區位指派問題必須探討的問題。當貨櫃儲放的區位決定之後，進而必須決 定該貨櫃應放置於該儲區的哪一儲位，因為貨櫃放置的儲位如果不適當，會造成 翻櫃及作業機具不必要的移動，進而使貨櫃裝卸作業效率低落。當進行貨櫃裝卸 時，岸邊由橋式機來處理貨櫃裝卸作業，而門型機則處理儲區邊的作業，如門型 機規劃不當，將會使門型機作無生產力的移動，使作業效率降低，此外，對於使 用跨載機為作業機具的儲區，雖然比門型機較不易發生作業瓶頸，但跨載機有時 必須進行貨櫃的搬運作業，因此必須規劃該機具的移動路線。區間卡車主要搭配 處櫃機具來進行貨櫃的搬運，但無區間卡車，貨櫃將無法運送至岸邊進行裝船，

因此區間卡車的指派作業也是貨櫃場內必須考量的一項議題。

岸邊船席指派問題 船期及裝船規劃問題

橋式起重機指派問題

儲區區位指派問題

貨櫃儲位指派問題

門型起重機指派問題 跨載機處櫃路線規劃問題

區間卡車指派問題

圖 1-1 貨櫃場站作業問題架構圖 1.4 研究範圍

貨櫃場站之每一項規劃子問題所涉及的考慮因素都頗多，雖然每一項子問題 彼此有關聯性，但要同時將全部的問題一起納入考量的話，會造成模式過於龐 大，不易求解。對此，本研究之研究範圍則針對儲區區位指派問題作探討。

貨櫃場站在整體貨櫃場站的營運上，扮演著相當重要的暫存區角色，為了能 加快貨櫃的處櫃效率以及滿足不同的需求下，貨櫃場站營運者會將貨櫃儲區分類 成進口櫃區、出口櫃區、冷凍櫃區、轉口櫃區，其中因冷凍櫃必須隨時供給電力 以維持櫃內的溫度，因此櫃場會劃分出一特別的地區以供冷凍櫃儲放之用，而且 冷凍櫃運量較小，對於整體櫃場運作上較不構成問題。而轉口櫃起初的特性為進 口櫃，經由船舶上卸下之後隨即轉變成出口櫃，因此可將轉口櫃其視為出口櫃，

所以可將轉口櫃區視為出口櫃區。

進口櫃區及出口櫃區皆包含貨櫃的進儲作業，對於整體櫃場而言，為營運上 影響整體作業效率重要的一環，其中又因出口作業深深影響到船舶靠港之時間，

使得出口櫃處理程序上必須更有效率。基於上述，本篇論文將針對出口儲區作探 討。

在土地資源有限的地區，貨櫃場站面積不大，為了配合場站大量的處櫃作 業，貨櫃堆疊成更高更緊密，處櫃機具轉以門型起重機為主，此種堆儲方式，貨 櫃儲區容量最大但存取可及性最低。因為儲區內貨櫃堆疊的越緊密越高層，伴隨 而來的期望翻櫃次數也越多，更需要執行貨櫃堆儲的事前規劃，因此本研究之對 象設定在以門型機堆儲方式的貨櫃場站。

其中門型起重機可分為輪胎型門型起重機（Rubber Tire Gantry Crane ,RTGC）

及軌道型門型起重機（Rail Mounted Gantry Crane ,RMGC），輪胎型門型起重機 具有較高之機動性，可相互支援往返於每個貨櫃儲區進行處櫃作業（如下圖 1-2），軌道型門型起重機主要是依靠舖設於地面上之鋼軌進行移動，所以只能在 同一儲區或有軌道銜接的相鄰儲區進行處櫃作業（如下圖 1-3），但是因為軌道 型門型起重機有地面鋼軌作為支撐，相較於輪胎型門型起重機而言，整體結構可 以更高，跨距可以更寬，使用軌道型門型起重機的儲區內，貨櫃可以堆的更高，

儲區容量較大，但可及性較低，往往某一儲區作業量過大，其他架軌道式門型起 重機無法作支援動作，造成處櫃作業延誤。為了減少處櫃作業的延誤，使用軌道 型門型起重機為處櫃機具之貨櫃儲區更需要進行規劃作業，因此本研究將研究對 象設定在軌道型門型起重機這部分。

本研究將研究對象設定在以軌道式門型起重機為處櫃機具的出口貨櫃儲區。

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圖 1-2 輪胎型門型起重機之貨櫃儲區

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圖 1-3 軌道型門型起重機之貨櫃儲區 1.5 研究方法

為了達成貨櫃裝船作業有效率的進行，亦即必須使出口儲區內門型機相互間 的處櫃不均最小，降低貨櫃船舶因為貨櫃工作量不均而造成之延誤，每一貨櫃儲 區在貨櫃船靠港進行裝船作業時，必須讓要裝載至該船舶之貨櫃平均放置於每一 貨櫃儲區，但受到每一貨櫃儲區容量之限制、船席與儲區距離、卡車數量等，無 法完全平均分配至每一貨櫃儲區，造成有些貨櫃儲區工作量較大，產生裝船作業 之延誤。

本研究採用作業研究中的整數線性規劃（ILP），目標式為使完成裝船作業所 需最多時間之出口儲區與最少時間之出口儲區之差異最小，構建數學規劃模式，

其中受限於貨櫃流量均衡、儲區容量限制、卡車派遣上限以及非負整數等限制，

並運用 Mathematica 5.0 數學套裝軟體，撰寫求解程式，求算出每一貨櫃需被堆 儲於櫃場中的哪一儲區以及該儲區需指派多少卡車數量，以達成船舶靠港進行裝 船作業時，儲區工作量不均所造成的瓶頸最小。

1.6 研究流程

第一章敘述整體論文之研究動機及目的，界定研究範圍，並簡述研究方法，

第二章依據所要研究之內容，找尋國內外有關貨櫃場站相關議題之期刊論文，分 析相關文獻，訂定研究方法依照處櫃機具的類型、貨櫃流向及貨櫃場站等，介紹 現今貨櫃場站之處櫃原則，第三章描述所要研究之問題及模式構建之構想，並建 構出模式之數學規劃式以及敘述求解之方法，第四章依據第三章所構建之數學規 劃模式進行之案例分析，驗證模式及求解程式之求解效率，並進行敏感度分析及 實例分析，以驗證模式是否能縮短貨櫃船舶之靠港時間，第五章將前面章節之內 容整理並提出結論及後續研究之建議。

文獻瀏覽

研究動機與目的

相關文獻回顧 貨櫃碼頭參訪

研究問題界定

研究方法

案例分析

程式撰寫

結論與建議

圖 1-4 研究流程圖

第二章 文獻回顧

以下參考王丘明[1]及林光[2]並實地至萬海台中貨櫃場參訪，探討貨櫃運輸 之特性、貨櫃場站基本設施、貨櫃裝卸流向等作業特性。之後回顧貨櫃場作業相 關文獻，了解現階段貨櫃場站主要研究議題及研究方法。

2.1 貨櫃運輸之特性

2.1.1 貨櫃化運輸之起源

早在二次大戰時期，美軍為了壓制德軍與日軍，在歐洲及亞洲地區開闢許多 戰場，但這些戰場距離美國本土相當遠，而美軍作戰必須消耗許多物資，為了穩 固戰略優勢，維持戰線，美軍使用一種小型貨櫃將物資單位化封裝，提升補給效 率，至 1957 年，美國泛大西洋輪船公司（Pan Atlantic Steamship Co.），海陸公司

（Sea-Land Service Inc.）之前身，首先將此構想運用於商業用途上，而 1958 年 另一家公司 Matson Navigation Company 也開始進行此種貨櫃運輸，貨櫃運輸經 由一連串的演進，貨櫃船由原先的 500TEU 左右的半貨櫃船轉變成 1000TEU 的 全貨櫃船，進而再演變成巴拿馬極限型（2000TEU）、超巴拿馬極限型（5500~8000 TEU），直至今日，大部分的海洋運輸都依靠貨櫃來運送貨物。

2.1.2 貨櫃裝卸作業之特性

貨櫃為一標準化大小的運輸容器，將欲運送的貨物依照其形狀與體積，分裝 進貨櫃內，形成統一規格，在運送貨物時就更加簡易，增進貨物運送效率，且貨 物也較不易受損或受潮，大大提升貨物運送的完整性，以下就貨櫃運輸之特性做 進一步的敘述：

1、作業簡化，裝卸迅速

貨物封裝入貨櫃內，使大小不一的貨物轉變成單一大小規格的貨櫃，因 為規格大小一致，處櫃機具作業單純化，貨櫃船到港進行裝卸只需將進口貨 櫃依序卸船，並將出口櫃依照所安排的艙位裝船，即完成貨物的裝卸作業，

使貨櫃船在港的時間大為縮短，相較於傳統雜貨船期作業較為經濟且有效 率。

2、貨物受損及失竊減少

因為將貨物封裝入貨櫃內，減少搬運次數，且貨櫃可提供一個安全的保

護，使的貨櫃因碰撞所造成受損的機會減少，此外因貨物不直接外露，減少 失竊的機會。

3、易於電腦化

因為貨櫃規格大小有一定的規定，且貨櫃堅固可重複使用，只需將各個 貨櫃依序編號，即可運用電腦構建資料庫，不僅易於找尋貨櫃放置位置，也

因為貨櫃規格大小有一定的規定，且貨櫃堅固可重複使用，只需將各個 貨櫃依序編號，即可運用電腦構建資料庫，不僅易於找尋貨櫃放置位置，也