ARS公司集装箱航运能力分配(正文)

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案例正文： ARS公司集装箱航运能力分配1
摘要：本案例主要用于解决 ARS 公司集装箱班轮航运能力分配问题。首先，对 ARS 公司以及集装箱运输的行业背景进行了介绍；其次，对 ARS 公司提供的业务类型及特点进行了描述；再次，引出 ARS 公司所经营的 SAT 航线，并给出该航线上的相关业务数据；最后，通过分析集装箱航运公司运营过程中所面临的挑战，提出 ARS 应该考虑借助一套基于科学理论和技术的系统方法来应对外部环境的变化，描述了 ARS 公司经营需要解决的三大问题，在本案例范围内，给出了解决 SAT 航线集装箱航运能力分配问题所需的前提假设。通过讨论和解决以上问题，以达到提高航运公司收益的目的。关键词：集装箱运输，能力分配，空箱调度，路径选择
0 公司简介
作为一家提供集装箱班轮运输服务的航运企业，ARS 公司现拥有大型班轮 50 余艘，能为货主提供至中国大陆、中国香港、中国台湾、日本、韩国、泰国、印度、马来西亚、柬埔寨、越南、新加坡、菲律宾、巴基斯坦、阿联酋、澳大利亚等 15 个国家与地区的 95 个码头的集装箱运输服务。随着世界经济的复苏以及亚洲经济的强劲增长，国际集装箱运输市场发展持续旺盛，ARS 也获得了快速发展。根据 ARS 对外公布数据，在过去三年间，ARS 营业额由 3.58 亿美元上升至 6.34 亿美元，营业利润由 0.58 亿美元增加至 1.76 亿美元，年均增长幅度分别为 21%与 45%。
1 行业背景
随着大批新船的交付，燃油价格的不断攀升，造箱、租箱成本的日益提高，港口作业费用与内陆运输服务价格的不断增加，ARS 面临着巨大的成本压力。激烈的市场竞争、过剩的运力供给、加剧的贸易不平衡与高昂的空箱调度费用，使得 ARS 经营的健康性和收益的增长性受到挑战。 ARS 亟待运用科学有效的管理技术和方法来提升利润空间，增强企业竞争力。
1.本案例由西南交通大学经济管理学院的萧柏春、李军和郭鹏，以及四川大学管理学院的李晓花撰写，版权归西南交通大学经济管理学院所有。未经允许，本案例的所有部分都不能以任何方式与手段擅自复制或传播。 2.本案例授权中国管理案例共享中心使用。 3.由于企业保密的要求，在本案例中对有关名称、数据等做了必要的掩饰性处理。 4.本案例只供课堂讨论之用，并无意暗示或说明某种管理行为是否有效。
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一般说来，影响船运公司营业利润的方式主要有两种：运价调整或运力分配调节。由于市场竞争的日趋激烈、交易信息的日趋透明以及航运公会的形成，单个航运企业试图通过调整运价以达到增加企业营业利润的目的日益困难。而运力分配策略的主动性则完全掌握在船运公司自己手中，不以价格作为唯一的竞争手段，能够通过调节各航线运力、平衡各港口供需，达到降低成本、提高收益的目的，因此成为船运公司改善运营收益的首选策略。然而，如果仅仅凭直觉或经验来制定决策，ARS 将很难超越它的竞争对手。因此，应该考虑借助一套基于科学理论和技术的系统方法来达到这个目标。
2 业务类型及特点
ARS 提供的业务类型主要有两种： SOC (Shipper Owned Container)运输服务和 COC (Carrier Owned Container)运输服务。SOC 运输服务主要为主干航线远洋航运企业提供枢纽港与集货港之间的支线运输服务，而 COC 运输服务使得 ARS 能够作为独立的承运商，利用自己的船只、集装箱为货主直接提供港口对之间的定期班轮服务。2004 年，ARS 共运输货柜 280 万 Teus，其中 SOC 占 59%，COC 占 41%。集装箱类型本身的差异使得 ARS 的业务种类得到进一步细化。如根据规格划分，集装箱的大小可以分为 20ft、 40ft 以及 45ft， 40ft 装载的重量并不是 20ft 的两倍，有时甚至会比 20ft 的轻，因为 40ft 的集装箱主要用于装载轻货，而 40ft 的成本、收入也不是 20ft 的两倍，40ft 的成本大约是 20ft 的 1.5 倍；根据用途划分，集装箱有普通类与特种类，而普通集装箱又包括 GP(General Purpose Container)和 HC(High Cube Container)，特种集装箱包括 RF(Reefer Container) 等；根据装载的类型可将集装箱分为空箱和实箱。业务类型的多元化使得 ARS 能够满足不同客户运输不同货物的要求，从而有效地提高了船只承载率、增加了企业运营收益。航运公司的业务特点如下图所示：
图 1：航运公司业务特点
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2.1 航线：班轮定期经过各个港口的一条连通路径。如图 1 所示：航线 1: I—A—E—I; 航线 2: E—M—F—E; 航线 3: F—C—J—F; 航线 4: D—M—G—D。 2.2 航段：航线上两个相邻港口之间的路径。如图 1 所示： I—A, A—E, E—I 是航线 1 上的 3 个航段。 2.3 路径：港口对间的路径可以定义为由在各条航线上相邻港口之间的路径所组成的一条通路。如图 1 所示：港口对(I, J)之间的路径可以定义为：I—A—E—M—F—C—J (其中航段 I-A-E 在航线 1 上，航段 E-M-F 在航线 2 上，航段 F-C-J 在航线 3 上)。 2.4 支线：使用驳船或卡车运输集装箱所经过的路径。如图 1 所示：支线(I, K 是一条通过驳船或卡车运输集装箱的路径，其中港口 K 不属于任何航线。 2.5 运输路径选择：货物从收货港 I 运到交货港 J，有多条路径可供选择，可以是点对点的直接运输，也可由多条航线共同完成，且每条运输路径的运作成本不一致。港口对(I,J)的运输路径可由图 2 表示：
I
T/S
J
T/S1 B
Direct Service
I
A
C
J
Network Service
图 2：航运公司运输路径
3 相关数据及信息
本案例考虑一条叫做 SAT 的航线，该航线分为朝北和朝南两个航段。朝南的航段从东京港出发，途中经过青岛和香港，最后到达新加坡。朝北航段从新加坡出发，途中经过 Kelang 港返回东京。如图 3 所示：
TYO TAO PKG
TYO——东京 TAO——青岛 HKG——香港
HKG
SIN
SIN——新加坡
图 3：SAT 航线示意图
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其中朝南航段上运输的集装箱 70％是 ARS 公司拥有的(COC)，朝北航段上的集装箱 80％是由货主提供的(SOC)。空箱可以在任意两个港口间进行调度。每艘班轮的总载重量为 7493 吨，净容量为 699 Teus。不同港口的 COC 和 SOC 集装箱的需求量不同，它们可以从历史数据当中得到。任意两个港口对间调度 COC 空箱的费用为 80 美元。其他相关数据如下： 3.1 集装箱需求量这里的集装箱需求是指 SAT 航线上相应港口对之间的集装箱运输需求，具体如下：表 1：预测需求量 (COC,以 Teu 为单位)
港口代号 TYO TAO HKG SIN PKG TAO 15 0 0 5 5 HKG 75 345 0 0 0 SIN 95 355 155 0 0 PKG 0 0 0 445 0 TYO 0 0 0 15 10
注释：上表中，有数字的单元格表示在相对应的港口对之间有 COC 集装箱运输需求，并且航运公司有能力在该港口对上提供 COC 运输服务。比如， (TYO, TAO)港口对相对应的单元格有数字，表示在该港口对上有 15Teu 单位的 COC 集装箱需求，并且 ARS 公司能够为此提供 COC 运输服务。反之，没有数字的空单元格则表示在相对应的港口对上没有 COC 运输需求，船运公司在此港口对上不会发生任何 COC 集装箱的运输行为。表 2：预测需求量 (SOC,以 Teu 为单位)
港口代号 TYO TAO HKG SIN PKG 5 40 TAO 5 115 HKG SIN 45 95 45 495 95 PKG TYO
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注释：上表中单元格的含义与表 1 类似，所不同的为集装箱类型(上表表示的是单位 SOC 集装箱的运输活动)。 3.2 运输收入运输收入是指班轮在任一港口对之间运输单位集装箱的所得收入，具体如下：表 3：单位 COC 集装箱运输收入(美元)
港口代号 TYO TAO HKG SIN PKG 366 336 TAO 316 HKG 516 271 SIN 559 479 335 449 505 458 PKG TYO
注释：同理，上表中，有数字的单元格表示在相对应的港口对之间有 COC 运输需求，并且航运公司有能力在该港口对上提供 COC 运输服务。比如， (TYO, TAO)港口对相对应的单元格有数字，表示在该港口对上有 COC 集装箱需求，并且 ARS 公司能够为此提供 COC 运输服务，运输单位 COC 集装箱 ARS 公司的收入为 316 美元。反之，没有数字的空单元格则表示在相对应的港口对上没有 COC 运输需求，船运公司不会从该港口对上取得任何 COC 运输收入。表 4：单位 SOC 集装箱运输收入(美元)
港口代号 TYO TAO HKG SIN PKG 337 402 TAO 251 267 HKG SIN 458 504 285 380 411 PKG TYO
注释：上表中单元格的含义与表 3 类似，所不同的为集装箱类型(上表表示的是单位 SOC 集装箱的运输收入)。
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3.3 运输成本运输成本是指班轮在任一港口对之间运输单位集装箱所支出的费用，具体如下：表 5：单位 COC 集装箱运输成本(美元)
港口代号 TYO TAO HKG SIN PKG 162 222 TAO 220 HKG 232 218 SIN 297 269 151 234 297 314 PKG TYO
注释：同理，上表中，有数字的单元格表示在相对应的港口对之间有 COC 运输需求，并且航运公司有能力在该港口对上提供 COC 运输服务。比如， (TYO, TAO)港口对相对应的单元格有数字，表示在该港口对上有 COC 集装箱需求，并且 ARS 公司能够为此提供 COC 运输服务，运输单位 COC 集装箱 ARS 公司支出的费用为 220 美元。反之，没有数字的空单元格则表示在相对应的港口对上没有 COC 运输需求，船运公司在相应港口对上也不会有任何运输 COC 的费用支出。表 6：单位 SOC 集装箱运输成本(美元)
港口代号 TYO TAO HKG SIN PKG 145 231 TAO 232 192 HKG SIN 288 301 143 243 326 PKG TYO
注释：上表中单元格的含义与表 5 类似，所不同的为集装箱类型(上表表示的是单位 SOC 集装箱的运输成本)。 3.4 每单位 Teu 的平均重量这里的平均重量是指空集装箱的自身重量，具体如下：
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表 7：每单位 Teu 的 COC 平均重量(吨)
港口代号 TYO TAO HKG SIN PKG 15 13 TAO 13 HKG 13 13 SIN 13 13 13 15 15 15 PKG TYO
注释：同理，上表中，有数字的单元格表示在相对应的港口对之间有 COC 运输需求，并且航运公司有能力在该港口对上提供 COC 运输服务。比如， (TYO, TAO)港口对相对应的单元格有数字，表示在该港口对上有 COC 集装箱需求，并且 ARS 公司能够为此提供 COC 运输服务，该港口对上 COC 集装箱的单位平均重量为 13 吨。反之，没有数字的空单元格则表示在相对应的港口对上没有 COC 运输需求，船运公司在相应港口对上也不会有任何 COC 的运输活动。表 8：每单位 Teu 的 SOC 平均重量(吨)
港口代号 TYO TAO HKG SIN PKG 15 15 TAO 13 13 HKG SIN 13 13 13 15 15 PKG TYO
注释：上表中单元格的含义与表 7 类似，所不同的为集装箱类型(上表表示的是单位 SOC 集装箱的运输活动)。
4 问题的描述
在给定了每个港口的需求和能力限制，以及收入/成本参数后，在制定科学运力分配策略时，ARS 需要面临以下 3 个关键决策问题： 4.1 港口集装箱运力分配一般说来，某一航线或某一货轮所能够装载的总集装箱数和承受的总货物载重是一定的，而各个港口的需求以及收益存在巨大差异且波动性较大，这使得如何为各个港口分配合理的集装箱数以充分利用船只装载能力、满足当地顾客需求、最
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大化公司收益成为运力分配问题首先需要做出的一个重要决策。 4.2 最优运输路径选择与客运服务相比，船运公司服务的一大特点是顾客只要求船运公司在规定的时间将特定的货物从指定的起始港运到指定的到达港，至于船运公司采用什么路径运输顾客并不关心。为了发挥网络的规模和协同效应，船运公司在运输指定港口对(起始港―到达港)间的货物时，通常会采用多条航线共同完成货物运输(通常是 COC)，且一般情况下同时存在多种路径能够实现运输。因此，如何选择最优运输路径并分配合理运力以满足特定港口对间的货物运输需求也是 ARS 需要解决的问题。 4.3 空箱调度贸易发展的不平衡，使得特定港口的进口需求与出口需求存在巨大差异。如一个国家的港口出口量远远大于进口量，而另一国家的进口量远远大于出口量，这使得出口需求强的港口空集装箱数量越来越少，而进口需求强的港口空集装箱数量越来越多，多箱港的空箱必须通过一定方式运到缺箱港才能有效满足托运人的需求。而单独运输空箱的成本是巨大的，因而，如何合理调度空箱以满足缺箱港的货物运输需求同时减少空箱调运成本就显得尤为重要。通过对 ARS 日常业务实践和数据进行分析，考虑到 ARS 面临的 3 个关键决策问题，为了最大化 SAT 航线上的净收益(即总收入与总变动成本的差值)，从短期和长期的利益考虑，ARS 公司需要明确和解决以下四方面的具体问题： a) 在需求给定的情况下，ARS 在提供运输服务过程中，每艘班轮应该为各港口对的需求分配多少容量去分别运输 COC 和 SOC 集装箱？ b) 每艘班轮在各港口对之间应该怎样进行空箱调度，以及调度多少空集装箱，以满足不同港口上对空集装箱的需求？ c) 如果 ARS 管理层决定来年扩展 SAT 航线上的业务，在公司营销支出一定的情况下，ARS 能否准确预知应该优先发展的港口对及其相应的运输服务类型？ d) 原油价格的上涨会对 ARS 公司的利润产生持续的影响，这会使 SAT 航线上的各港口对之间的运输成本增加 3％。因此，是否能够利用现有的信息和数据分析原油价格上涨对最优能力分配策略所带来的影响？而这种影响又是怎样的？
5 前提假设
为了解决以上的问题，根据现有的数据和相关信息，案例基于这样的一些前
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提假设： 5.1 制定能力分配策略时不对集装箱的类型进行细分，将 20ft， 40ft 和 45ft 集装箱都考虑成相同类型的集装箱，并且将 GP 和 HC 集装箱处理成相同类型的集装箱，忽略 RF 等类型的集装箱，即不考虑集装箱的大小和类型对能力分配策略的影响； 5.2 在制定运输策略过程中不考虑 SOC 空箱的调度，只制定 COC 空箱的调度计划； 5.3 空箱的重量在决策过程中可以忽略不计； 5.4 案例只考虑一艘班轮在 SAT 航线上一个周期内的能力分配问题，即制定一艘班轮绕 SAT 航线航行一圈这个时间范围以内的能力分配策略； 5.5 任意港口对间 COC/SOC 实箱的运输量不能超过其需求量； 5.6 从 m 港口出发的班轮总容量和载重量受到班轮在该港口时所剩余的容量和载重量限制； 5.7 每个港口上的 COC 集装箱运输需满足进出平衡，即 ARS 在 SAT 航线各港口上没有租赁集装箱的情况发生，所有的运输服务都是用自己的 COC 集装箱。
6 尾声
由于 ARS 航运网络业务特点的复杂性，目前案例研究只针对它的一条主要航线，即对 SAT 航线进行研究。希望通过本案例的研究得到一个有关能力分配和空箱调度等方面的最优政策，以此来为航运集装箱运输网络决策问题提供参考。
(案例正文字数：4880)
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