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研究生:趙郭晉
研究生(外文):Chao,Kuo-Chin
論文名稱:定期航運艙位分配多目標模式之研究–同時考量貨載邊際貢獻與調櫃成本
論文名稱(外文):A Multi-objective Slot Allocation Model in Liner Shipping by Considering of Freight Marginal Contributions and Re-positioning Costs Simultaneously
指導教授:丁士展丁士展引用關係邵泰源邵泰源引用關係
指導教授(外文):Ting, Shih-ChanShao, Tai-Yuan
口試委員:邱榮和丁士展黃明居
口試委員(外文):Chiu, Rong-HerTing, Shih-ChanHwang, Ming-Jiu
口試日期:2015-07-21
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:運輸科學系
學門:運輸服務學門
學類:運輸管理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:58
中文關鍵詞:定期航運貨櫃運輸空櫃調度邊際貢獻多目標規劃
外文關鍵詞:Liner shippingContainer transportEmpty container re-positioningMarginal contributionMultiple objective programming.
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定期航運是一個大型的運輸產業,必須投資大量的船舶與貨櫃才能運作,但隨著目前市場競爭激烈,運價提升不易,難以賺取合理的利潤。航商為了獲得更多的利潤不斷的擴大船隊、增加航線以及投入大型貨櫃船到歐美等主要航線,造成艙位過剩、運價低迷,大量的消費性產品從亞洲港口輸出到歐美國家然而從歐美國家輸出到亞洲國家的貨量卻相對較少,造成定期航運櫃流的不平衡,航商必須從多櫃區港口調度空櫃至缺櫃區,維持空櫃在一定的存量支援業務的需求,導致航商空櫃調度成本大幅增加。然而航商攬貨常以最大化艙位利用率為目標,依據各港口代理行攬貨能力分配艙位,業績表現多以艙位達成率來衡量,較少考慮貨載之邊際貢獻與櫃流不平衡產生的空櫃滯留儲存費與調櫃成本。

本研究建立同時考量空櫃調度與邊際貢獻的艙位分配多目標模式,利用數學模型規劃艙位分配達到最大的邊際貢獻,把空櫃調度模式與邊際貢獻做結合,利用多目標的方法重新分配船舶艙位,在貨載邊際貢獻與空櫃調度成本間做取捨,因航線實例資料無法取得,本研究以假設簡例資料輸入,並利用Lingo軟體求解。

在多目標規劃求解上,運用權重法做分析,使航商能有更佳的決策:(一)簡單權重法:決策者對邊際貢獻和空櫃調度成本乘上對該項的權重比例做取捨,計算出各別的權重比對於邊際貢獻和空櫃調度成本的變化。(二)MOLP權重法:應用最大最小化模式求算出個別的權重對於整體最佳解的偏離程度,決策者可以依據偏離程度的多寡來決定對於邊際貢獻和空櫃調度的權重比。

關鍵字:定期航運、貨櫃運輸、空櫃調度、邊際貢獻、多目標規劃。

As liner shipping is one sector of the large scale transportation industries, most liner companies need to invest large amounts of capital on vessels and containers to provide route services. However, due to this current competitive market, freight rate increase is very hard to achieve and most liner companies cannot make reasonable profits. Additionally, most liner companies have been increasing their fleet and service routes, and they deploy large-size containerships to Asia/Europe and Asia/America routes. These approaches resulted in over-capacity, low capacity utilization and low freight rate. Moreover, the number of shipments from Asian ports to Europe and America far outnumbered the shipments from Europe and America to Asia. These trade imbalances resulted in container flow imbalances. Consequently, liner companies have to spend substantial costs in re-positioning empty containers between excess container zones and demanding container zones and to maintain safety stock empty containers to support the needs or transport services for those empty zones.

This research formulates a multi-objective slot allocation model in liner shipping by considering of freight marginal contributions and re-positioning costs simultaneously. Multiple objective programming is applied to formulate this model with two objectives, to maximize freight marginal contributions and to minimize re-positioning costs. By using this model, decision-makers can tradeoff between these two objectives and get their compromise slot allocation. Due to lack of practical data, we assume simple case data and input into Lingo to test model feasibility.

As for solving this multi-objective slot allocation model, we utilize two methods to get compromise solutions: (1) Simple weights adding method, we give several combinations of objective weights and add these two objectives into one objective. The different combinations of objective weights can derive different compromise solutions. (2) MOLP weighting method: the MOLP model can be converted into a single objective model using a Minimax formulation which can derive the minimal deviation from the ideal solutions. By using different combinations of objective weights, liner companies can have better decision-making support to allocate slots.

Keywords: Liner shipping, Container transport, Empty container re-positioning, Marginal contribution, Multiple objective programming.

摘 要 I
Abstract II
致 謝 III
目 次 IV
圖 次 VI
表 次 VII
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究範圍 3
1.4 研究流程 3
1.5 研究限制 5
第二章 文獻回顧 6
2.1亞洲─美洲航線概況 6
2.2貨櫃調度問題之特性 7
2.3空櫃調度問題相關文獻探討 9
2.4定期航運收益管理 9
第三章 研究方法與模式架構 11
3.1存量管制模式 12
3.1.1 貨櫃調度前置時間 13
3.1.2 貨櫃安全存量與再調櫃點 13
3.2收益管理模式 14
3.2.1 定期航運收益管理(Liner shipping revenue management, LSRM) 14
3.2.2 定期航運收益管理(LSRM)組成和功能 14
3.3多目標決策 16
3.3.1 多目標規劃(Multi-objective Programming, MOP) 16
3.3.2 多目標之妥協規劃(Compromise Programming) 16
3.3.3 加權之多目標規劃(Weighted Multi-objective Programming) 18
第四章 多目標線性規劃─整合空櫃調度與收益 19
4.1模式架構 19
4.2研究假設 19
4.3概念性模式之建構 20
4.3.1 符號 20
4.3.2 多目標艙位分配與空櫃調度模式 22
第五章 簡例測試 24
5.1資料說明 24
5.1.1 航線相關資料 24
5.1.2 貨櫃相關資料 25
5.2簡例基本模型測試 27
5.3簡單權重比例分析 31
5.4最大最小化加權多目標線性規劃(Multiple Objective Linear Programming )分析 33
第六章 結論與建議 35
6.1 結論 35
6.2 建議 36
參考文獻 38
英文部分: 38
中文部分: 39
附錄 1MOLP權重艙位分配(0.1/0.9) 41
附錄 2 MOLP權重艙位分配(0.1/0.9) 42
附錄 3 MOLP權重艙位分配(0.2/0.8) 43
附錄 4 MOLP權重艙位分配(0.2/0.8) 44
附錄 5 MOLP權重艙位分配(0.3/0.7) 45
附錄 6 MOLP權重艙位分配(0.3/0.7) 46
附錄 7 MOLP權重艙位分配(0.4/0.6) 47
附錄 8MOLP權重艙位分配(0.4/0.6) 48
附錄 9 MOLP權重艙位分配(0.5/0.5) 49
附錄 10 MOLP權重艙位分配(0.5/0.5) 50
附錄 11 MOLP權重艙位分配(0.6/0.4) 51
附錄 12 MOLP權重艙位分配(0.6/0.4) 52
附錄 13 MOLP權重艙位分配(0.7/0.3) 53
附錄 14 MOLP權重艙位分配(0.7/0.3) 54
附錄 15 MOLP權重艙位分配(0.8/0.2) 55
附錄 16 MOLP權重艙位分配(0.8/0.2) 56
附錄 17 MOLP權重艙位分配(0.9/0.1) 57
附錄 18 MOLP權重艙位分配(0.9/0.1) 58


英文部分:

White, W. W., “Dynamic Transportation Network: An Algorithm and its Application to the Distribution of Empty Container,” Network, Vol.2, 1972
Li, J.A., Leung, S.C.H., Wu, Y. and Liu, K., 2007. Allocation of empty containers between multi-ports. European Journal of Operational Research, 400-412.
Qiang, G., 1994. An operational approach for container control in liner shipping. Logistics and Transportation Review, 30(3), 267-282.
Simchi-Levi, D., Kaminsky, P. and Simchi-Levi, E. 2008. Designing and Managing the Supply Chain: Concepts, Strategies, and Case Studies, 3rd edition. McGraw-Hill, New York.
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Martinson, F. K., 1993. Fuzzy vs. minmax weighted-multiobjective linear programming illustrative comparisons. Decision Sciences 24(5), 809-824.
Zeleny, M., 1985, Multiple Criteria Decision Making. McGraw-Hill, New York.
Kadar, M. H., Proost, D. D., 1997a. Supply and demand in liner shipping. Containerisation International 30(6), 61-65.
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中文部分:

丁士展(2003),定期航運航線規劃與收益管理之研究,國立交通大學交通運輸研究所博士論文。
李啟安(2001),貨櫃航商收益管理之研究─以艙位分配為例,國立成功大學交通管理學系碩士論文。
車沛俞(2005),單一定期航線最適艙位分配之研究,國立臺灣海洋大學航運管理所碩士論文。
涂智凱(2009),珠江三角洲空櫃調度問題之研究,國立臺灣海洋大學航運管理所碩士論文。
張嘉芸(2014),多航段運輸之收益管理,國立清華大學工業工程與工程管理所碩士論文。
張嘉惠(2009),近洋貨櫃航商艙位配置及空櫃調度之最適化研究,國立交通大學交通運輸研究所博士論文。
張蕙蘭(2000),空櫃調度模擬模式之研究,國立成功大學交通管理所碩士論文。
許家瑋(2006),定期船運業艙位數量分配及空櫃調度問題之探討,國立東華大學全球運籌管理研究所碩士論文。
許瀞文(2013),貨櫃航商之艙位配置與空櫃調度決策最佳化,淡江大學資訊管理學系碩士在職專班碩士論文。
陳淑芬(2002),定期船運之空櫃調度—以越太平洋航線為例,國立交通大學運輸科技與管理所碩士論文。
陳曉儀(2008),結合艙位分配與貨櫃排程於定期航商之收益管理分析,南台科技大學行銷與流通管理所碩士論文。
游彗絹(2009),大陸華東地區空櫃調度問題之研究,國立臺灣海洋大學航運管理所碩士論文。
鄭如吟(2010),定期航商航線艙位分配決策分析,國立臺灣海洋大學航運管理所碩士論文。
穆文弘(2013),船期變動下艙位重分配最適化模式之研究,國立臺灣海洋大學航運管理所碩士論文。
賴清榮(2005),聯營合約限制下定期航線最適艙位分配之研究,國立臺灣海洋大學航運管理所碩士論文。
謝東緯(2000),遠洋航商空櫃調度問題之研究,國立成功大學交通管理所碩士論文。
左心如(2003),以案例式推理為基礎之艙位規劃決策研究,私立元智大學工業工程與管理所碩士論文。
林文意(2002),定期貨櫃船隻導入船期安排,國立臺灣海洋大學航運管理所碩士論文。
潘育君 (2009),以啟發式演算法求解遠洋定期航線排程與貨櫃調度問題,國立嘉義大學運輸與物流工程研究所碩士論文。
王守正 (1984),航商最適貨櫃供應量之研究,國立交通大學交通運輸工程研究所碩士論文。
王昭賢 (2002),定期航商貨櫃調度系統之模擬研究,國立成功大學交通管理科學研究所碩士論文。
馬開平 (1995)。隨機性動態貨櫃調度問題之研究,國立成功大學交通管理科學研究所碩士論文。
李高彥 (1995)。定期貨櫃海運業應用收益管理之研究,國立交通大學管理科學研究所所碩士論文。
汪進財、蔡言宏(2001),「航空公司超額定位控制策略之研究」,運輸計畫季刊,第30卷第1期,頁135 - 164。

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