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研究生:黃俊凱
研究生(外文):Jyun-Kai Huang
論文名稱:出口貨櫃場儲位配置與出儲排序問題研究
論文名稱(外文):Study of Storage Allocation and Retrieval Sequencing Problems in Export Container Yards
指導教授:宮大川宮大川引用關係
指導教授(外文):Dah-Chuan Gong
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:工業工程研究所
學門:工程學門
學類:工業工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:122
中文關鍵詞:貨櫃儲位規劃出口貨櫃門式起重機取櫃方式規劃
外文關鍵詞:RMGCexport containercontainer picking sequencescontainer slot allocation
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貨櫃的普及化是為了提高貨物運送的便捷,使貨物運送更能得到安全性、時效性與經濟性。在經濟全球化呈現加速趨勢的今天,其貿易商品的往來依賴運量大且經濟效益高的海洋運輸,更使得貨物運送貨櫃化的需求大增。基於此,為了因應貨櫃需求的日益增加,貨櫃儲放場與船舶也隨之擴大其儲存能量,使得單航次船舶之貨櫃量於港口的裝卸時間大幅增加,亦代表延長了船舶滯港裝卸的時間,因此如何提升貨櫃場的裝船作業效率,將是本文的研究重點。
而貨櫃場為了在現有土地上提高其儲存能量,大多採用高度堆疊的方式,因此具有高度堆疊功能的RMGC(Rail Mounted Gantry Crane)進行貨櫃裝卸的作業型態因而日漸被儲存場所採用。對於漸成主流的RMGC具有提高儲存容量的優點,但其大車缺乏機動性以及因儲區貨櫃高度堆疊而大幅降低RMGC於儲區貨櫃的可及性,因此不論貨櫃進儲作業亦或取櫃出儲作業均須藉由妥善的事前規劃,始能降低未來RMGC取櫃出儲時產生之不具生產力的貨櫃搬移動作。
本研究將分別針對兩作業進行探討,其一為在貨櫃進儲作業規劃階段探討單一航次每只貨櫃於儲位的規劃,在裝船順序未知的情形下,將貨櫃之重量與目的港作為評估準則,同時考量RMGC未來取櫃出儲的時效性,進行貨櫃儲位的規劃,有效減少未來RMGC取櫃出儲不具生產力的往復移動作業。另一為在取櫃出儲作業規劃階段進行RMGC取櫃作業的規劃,當船舶到港及獲知裝船順序的情況下,以裝船順序作為考量,針對儲區每只貨櫃堆疊狀況以及RMGC實際作業特性進行RMGC取櫃順序與方式的規劃,期使RMGC進行取櫃出儲作業時,能夠有效降低出儲作業時間。
Popularization of containers is to improve the convenience of transporting goods. It also guarantees that the goods can be transferred in safe, efficient and economical ways. Nowadays, the globalization of economic speeds up day by day; the exchanges of trading goods depend much on the marine transportation which makes a high demand for efficient container transportation. Because of the container yards and vessels’ expansion in their capacities, it results in a longer time for every single voyage vessel to stay at the port and to load and unload goods. Hence, the objective of this research is to improve the operation efficiency of the container yard.
In order to raise the capacity of limited container yard space, it is common to stack up containers. The RMGC (Rail Mounted Gantry Crane) which can offer higher capacity have been gradually adopted at existing yard spaces. Although the mainstream RMGC is superior in raising storage capacity, yet the RMGC’s lack of mobility makes itself unable to pick containers at every corner of the site. As a result, all the operations of stacking container in the yard and of picking container to load onto vessels must be appropriately scheduled to reduce unnecessary shifting movements.
This research discusses two issues. The first issue is the plan of the allocation of container slots in the stage of stacking container. Under the circumstances that the loading sequence to vessel is unknown, it takes the weight of the container and destination port into account. At the same time, to plan the allocation of slots is also to increase the efficiency of picking containers, which reduces unnecessary shifting movement in the future. The second issue is the discussion of the design of the routing sequence of RMGC at the stage from picking container to load onto vessels. Under the situation that the loading sequence is based on the situation of each container and real operating characteristic, and the RMGC picking sequence is also programmed accordingly to the stacking situation, this will reduce the total vessel operation time.
摘要 i
Abstract ii
致謝 iv
目錄 v
圖目錄 viii
表目錄 xi
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 3
1.3 研究範疇與步驟 4
1.3.1 貨櫃進儲作業 5
1.3.2 取櫃出儲作業 6
1.4研究架構 8
第二章 文獻探討 11
2.1貨櫃儲放場出口貨櫃作業模式 11
2.1.1貨櫃場出口貨櫃之作業流程 11
2.1.2 港埠設備及機具簡介 14
2.2貨櫃場貨櫃進儲與出儲相關作業方式與要素 17
2.2.1 貨櫃堆放作業方式 17
2.2.2 貨櫃出儲作業方式 21
2.3 出口貨櫃進儲與出儲作業之文獻探討 24
2.4 小結 34
第三章 系統假設與問題描述 37
3.1 進儲與出儲作業問題說明 37
3.2 RMGC大車之實際作業特性 39
3.3 Kim之RMGC取櫃規劃數學模式概述 42
3.4 研究方法 45
3.5 模式輔助說明 47
3.5.1 儲區儲位編碼模式 47
3.5.2 儲區儲位座標轉換模式 48
第四章 模式建立與說明 52
4.1 貨櫃進儲作業部分 52
4.1.1 基本假設 54
4.1.2 堆疊策略一 55
4.1.3 堆疊策略二 57
4.1.4 堆疊策略三 60
4.1.5 小結 65
4.2 RMGC大車移動問題與規劃 67
4.2.1 貨櫃分類 68
4.2.2 基本假設 69
4.2.3 大車取櫃順序規劃數學模式之構建 70
4.3 台車取櫃出儲模式 77
4.3.1 假設條件 80
4.3.2 台車取櫃模式建構 81
4.4 小結 85
第五章 範例測試與分析 87
5.1 case範例描述及貨櫃進儲策略探討 87
5.1.1 結果執行 90
5.1.2 結果分析 91
5.2 RMGC大車取櫃順序與台車取櫃模式規劃 92
5.2.1 結果執行 92
5.2.2 結果分析 98
第六章 結論與未來研究方向 102
6.1 結論 102
6.2 未來研究方向 103
參考文獻 105


圖目錄
圖1.1 影響船舶裝船作業時間的兩關鍵因素 5
圖1.2 取櫃出儲作業概念圖 6
圖1.3 本研究架構圖 7
圖1.4 研究架構圖 10
圖2.1 出口作業示意圖 11
圖2.2 船艙儲放排之側視圖 13
圖2.3 港埠機具示意圖 14
圖2.4 輪胎型門式起重機(RTGC) 14
圖2.5 軌道型門式起重機(RMGC) 15
圖2.6 橋式起重機 15
圖2.7 貨櫃場內專用拖車 16
圖2.8 跨載機 16
圖2.9 車架作業法 18
圖2.10 門式機作業法 18
圖2.11 貨櫃堆放作業與「儲存容量」及「取櫃可及性」之關係 19
圖2.12 貨櫃場對於出口貨櫃之處理階段於貨櫃進儲部份示意圖 20
圖2.13 貨櫃進儲部份之相關因素關係圖 21
圖2.14 貨櫃場對於出口貨櫃之處理階段於取櫃出儲部份示意圖 23
圖2.15 出口貨櫃作業流程之相關因素關係圖 23
圖3.1 RMGC三度空間取櫃示意圖 39
圖3.2 貨櫃儲放配置圖 42
圖3.3 本研究求解模式示意圖 46
圖3.4 儲放場空間座標名稱 47
圖3.5 貨櫃儲位編碼示意圖 48
圖4.1 貨櫃進儲作業示意圖 54
圖4.2 屬性層級化示意圖 55
圖4.3 策略一堆疊方式示意圖 56
圖4.4 Slot相對位置圖 58
圖4.5 策略二最佳堆疊結果示意圖 58
圖4.6 策略二堆疊方式示意圖 60
圖4.7 Slot相對位置圖 61
圖4.8 策略三最佳堆疊結果示意圖 62
圖4.9 大車依序移動與貨櫃依「層 列 行」堆疊示意圖 63
圖4.10 策略三堆疊方式示意圖 65
圖4.11 進儲作業策略發展流程說明圖 66
圖4.12 取櫃順序規劃決策示意圖 67
圖4.13 RMGC大車移動取櫃示意圖 68
圖4.14 RMGC大車於分類貨櫃取櫃決策示意圖 71
圖4.15 依裝船順序路徑取櫃示意圖 75
圖4.16 RMGC大車依分類貨櫃取櫃之選擇路徑網路圖 76
圖4.17 RMGC大車適宜取櫃順序規劃路徑示意圖 76
圖4.18 台車取櫃狀況示意圖 80
圖4.19 RMGC台車取櫃與翻櫃模式 81
圖4.20 完整模式流程圖 86
圖5.1 裝船順序下各策略之取櫃狀況比較圖 91
圖5.2 各堆疊策略之依裝船順序作業時間 92
圖5.3 堆疊策略一兩種不同取櫃方式之取櫃狀況比較圖 99
圖5.4 堆疊策略二兩種不同取櫃方式之取櫃狀況比較圖 99
圖5.5 堆疊策略三兩種不同取櫃方式之取櫃狀況比較圖 100
圖5.6 策略一之裝船順序取櫃與策略三之取櫃規劃取櫃狀況比較圖 100
圖5.7 兩者出儲方式機具作業時間比較圖 101


表目錄
表1.1 台灣地區各港貨物吞吐量 1
表1.2 全球貨櫃船舶數目與船艙儲存容量 1
表1.3 本研究的探討內容、作法與目的 6
表2.1 相關文獻統整表 30
表2.1 相關文獻統整表(續) 31
表2.1 相關文獻統整表(續) 32
表2.1 相關文獻統整表(續) 33
表2.1 相關文獻統整表(續) 34
表3.1 出口貨櫃進儲與出儲兩作業之規劃階段問題說明 37
表3.2 RMGC進行編號05與編號17取櫃之動作順序 41
表3.3 RMGC翻櫃動作順序 41
表3.4 裝船順序表 42
表4.1 貨櫃儲放位置表 74
表4.2 貨櫃裝船順序表 74
表4.3 分類貨櫃儲放位置表 75
表5.1 該航次貨櫃之重量與目的港資料 87
表5.2 裝船順序表 89
表5.3 RMGC作業時間資料 90
表5.4 裝船順序取櫃狀況探討 91
表5.5 策略一適宜取櫃順序 93
表5.6 策略二適宜取櫃順序 94
表5.7 策略三適宜取櫃順序 96
表5.8 適宜取櫃順序取櫃狀況 98
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