1.1 研究動機
在全球國際貿易發達的現代，大多國家發展國際貿易以促進經濟成長。目前全球大 部份的貨物必須透過海運運輸，而國際貿易運輸這種先進的現代化運輸方式立即在全球 運輸業中得到了廣泛應用，進而貨櫃化運輸成為當前海運運輸業市場的主流。
在國際港埠貨櫃裝卸搬運的過程中，基於效率及安全上的考量，除了需要足夠的機 具以及港埠硬體設施外，完善的排班規劃以及足夠的作業人數也是不可或缺的一環。我 國國際港埠在裝卸作業民營化後，機具及硬體設施受制於港務局及法令問題，不易於短 期之內變動，而排班及人員數部分則可由承攬公司自行規劃。
目前國內裝卸承攬公司對於橋式機作業人員之排班部分多採用人工排班，此種以經 驗法則來處理班表指派的方式，不僅浪費時間與精力，且排出的班表仍有許多缺點及可 改進之處。人工排班常見的問題之一係由於船舶裝卸量不同、船舶進港靠泊時間不固定 及工作負荷量之因素，造成同一天中值勤的班次需間隔八、九個小時以上，使得作業人 員自我時間安排上非常的麻煩。此外，如果人員數不足，每週之工作時數常會超過勞基 法規定四十八小時，且時常一天內連續值勤多個班次，工作之安全度因高度專注且連續 執勤而大幅減低。
為了提高人員作業效率並且盡量避免人員連續值勤過多之班次，必須有一套合理的 排班系統。因此引發本研究針對橋式機作業人員之排班問題進行深入探討之動機，期能 有助於改善目前之排班作業。
1.2 研究目的
本文主要針對高雄港之橋式機作業人員排班問題進行探討，其主要目的如下：
1. 了解作業現況及檢討目前排班之缺失或問題。
2. 利用數學規劃方法建構模式，並且求解出最適的排班結果。
3. 針對目前排班方式的缺失提出改善的方法及建議。
1.3 研究範圍與限制
高雄港港灣自然條件優良，港域廣闊、腹地廣大，全年氣候條件溫和，臨海附近有 狹長沙洲之天然屏障。由於地理條件優越，港灣形勢天成，自建港以來，即在海運運輸 上，扮演重要之角色，目前為我國最大之國際港埠，並位居世界貨櫃進出之第五大貨櫃 港。高雄港港區面積為 17,678 公頃，其中陸域面積 1,442 公頃，佔全港面積之 8.2％，
水域面 16,236 公頃，佔全港面積之 91.8％，港區配置以碼頭作業區為主，其次為工業區，
其餘則為港務行政、漁港、造船廠、台電、中油等用地。現有碼頭 118 座，全長 26,595 公尺，繫船浮筒 22 組，同時可供 155 艘船靠泊。貨櫃碼頭總共有 23 座，每年裝卸總作 業能量達 1265 萬 TEU。
高雄港貨櫃碼頭之營運方式除了少數公營之外，主要係以長期出租方式，分別由多 家航商租用。由於不同的航運公司及各裝卸承攬公司司機作業人員排班方式不盡相同，
因此在排班方面所面臨的問題也有所差異。考慮此因素，本研究選擇以國內較大的海運 公司-E海運 (以下簡稱E公司) 所租用的79號碼頭、80號碼頭、81號碼頭三座連續碼頭為 研究範圍。(因公司要求保密，故公司名稱不便透露)
在人員排班方面，由於該公司已事先將人員休假規劃成一循環性，所有休假人員均 已排定，因此，本研究並不對此問題加以探討，只針對人員值勤排班問題做規劃。在作 業人員方面，貨櫃碼頭之工作人員包含理貨人員、拖車司機、橋式機司機員及地勤人員 等。理貨人員負責船舶裝貨或卸貨時，對貨物的件數進行清點，並對貨物的交接作出證 明。拖車司機負責駕駛拖車，協助貨櫃之裝卸與提領。橋式機司機員與地勤人員為橋式 機之主要作業人員。司機員為橋式機駕駛，處理船舶與岸上貨櫃之抓吊作業。地勤人員
為貨櫃裝卸作業中，在船上及岸上協助指揮橋式機司機員及拖車司機，以使每個裝卸動 作能夠有效及安全的完成。本研究之研究對象只針對橋式機操作司機員，而不包含其他 的作業人員。
此外，人員指派作業需考量船舶進/出港時間、裝卸量、橋式機數目、碼頭數及人員 熟練度等，由於橋式機數目及碼頭數短期間不易改變，且船舶進/離港時間、裝卸量、人 員熟練度為不易掌握之因素，因此本研究假設橋式機數目、碼頭數及人員熟練度為固 定，船舶進/出港時間及裝卸量為已知條件下，針對高雄港長榮海運三座碼頭之橋式機作 業人員排班問題作一探討。
1.4 研究內容與方法
本論文之研究方法主要先以現場訪查及資料收集方式，充分了解該公司作業現況、
人員排班特性及排班規則。在了解實際作業及現況後，收集原始之班表做為投入模式求 解的基本資料集。其次，為了有效率提高班表指派之完整性且使人員盡量避免連續值勤 過多之班次，並在考慮所有法規限制條件下，本研究以數學規劃方法構建人員排班模 式，並以C 語言程式撰寫輸限制式入檔產生器，ILOG CPLEX 10.0 數學規劃軟體求解。
1. 問題界定
國內對於港埠作業之橋式機作業人員工作特性及排班問題並沒有過完整探討，也由 於沒有一套有效的分析工具，因此在實務上對於員工指派作業產生之缺點，也無法解 決，因此本論文著眼於此一問題之研究，希望希望能夠有所貢獻。
2. 文獻回顧
蒐集有關人員排班問題之相關文獻，並加以分類整理歸納，包括不同的人員排班問
題的定義與相關應用等，以便瞭解橋式機作業人員排班問題之特性。
3. 現況分析與檢討
藉由訪談及相關資料蒐集瞭解 E公司在高雄港所租用三座貨櫃碼頭目前的硬體設 施、橋式機數量及目前人員排班之作業現況方法與其所面臨的問題。
4. 數學模式構建
本研究將人員排班問題定式為一最佳化整數規劃問題，在司機員排班模式上，其目 標函數為求得總值勤班次數平均化，並依據該公司班表編排之規定進行限制式之建構。
排班指派模式裡，其目標函數為實際作業人員數最小化與總值勤班次數平均化，並依據 該公司之排班規定及班表有待改善之處等進行限制式之構建。
5. 模式求解與測試
此階段依據蒐集之資料測試司機員及地勤人員排班模式之可行性，並觀
察是否與實務單位模式所產生之班表相同。在司機員方面，並測試司機員之經濟人數，
以瞭解組數改變對總值勤班次數之影響。
6. 實證分析
利用求解出來之值勤班表，進行求解品質與求解效率之分析，並與實際上人工排班 的情形做比較，進而探討本研究模式之可行性與優缺點，作為模式調整之依據。
7. 結論與建議
綜合本論文之研究測試之結果提出主要結論與未來研究方向之建議。
1.5 研究流程
圖1-1 研究流程圖