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摘要为增强集装箱码头生产运行的稳定性,从现阶段集装箱码头生产调度应急管理存在的问题出发,分析优化应急管理的目标和方法,对应急管理对策作系统归纳,为集装箱码头生产调度应急管理研究提供一定的依据。
关键词集装箱码头;生产调度;应急管理
0引言
在集装箱码头生产调度中,经常出现因干扰因素影响而临时改变生产计划的情况。一些罕见的突发事件,如超强台风等,可能迫使码头暂时关闭;船舶推迟到港、交通管制、安全检查、设备故障和生产事故等因素也会干扰码头生产的正常运行。实践中,码头生产调度应急管理已成为常态化工作,应对其进行系统分析。
目前,有关集装箱码头应急管理的研究主要集中在针对特定目标的应急管理方面,如危险品场地的应急管理、针对某次台风的应急调度方案等,对常态和整体状态下的应急管理涉及较少。本文从现有集装箱码头生产调度应急管理存在的问题出发,探讨应急管理的优化目标和优化方法,给出相应对策。
1码头生产调度应急管理的现状
1.1应急管理的内容
集装箱码头生产调度应急管理是针对频发、突发事件的管理方法,它以码头综合效益最大化为目标,涵盖制定生产计划到执行计划的整个过程。
从内容上来说,码头生产计划主要分为船舶计划和堆场计划,其中:船舶计划是指根据船期表及相关信息确定船舶靠泊位置、靠泊时间,配备岸桥数量等;堆场计划包括集装箱的堆放和场桥的配备,对特定船舶装卸作业过程而言,堆场计划则是指该船舶出口箱的堆存计划。船舶计划是整个码头生产计划的核心部分,船舶计划的制定和实施影响着堆场计划。由于船舶计划受不确定因素的影响较大,本文的生产计划特指船舶计划。
按时间顺序,码头生产计划可分为制定和执行2个阶段,与此相对应,码头应急管理工作包括应急策略筹划阶段和现场应急调度阶段。应急策略筹划阶段的主要工作是通过对突发事件不确定性的研究分析,筹划应对策略,在制定生产计划时为应对突发事件预留空间和备份资源;现场应急调度阶段则是在执行计划时,根据码头生产应急调度的目标,综合运用各种资源,及时采取措施,以最小的代价尽快返回原计划。
1.2应急管理存在的问题
目前集装箱码头生产调度应急管理尚处于现场应急调度阶段,主要与生产计划执行相对应。应急管理的工作范围限定于码头现场调度人员,采取的措施以较为被动的事后管理为主,包括编制应急预案、制定应急程序、明确保障工作原则和优先顺序等,总体来说大多为原则性的定性措施,缺乏对应急方案的定量分析和评价。因此,目前应急管理的实际效果在很大程度上取决于现场调度人员的个人经验和责任心,缺乏对生产恢复策略的系统性、科学性分析。
2码头生产调度应急管理的目标和方法
2.1应急管理目标
码头生产调度应急管理工作,指针对随机突发事件而采取的事前筹划、事中调度和事后恢复处置等一系列活动。应急管理的目标主要包含以下3个方面。
2.1.1减少船舶在港时间,提高客户满意度
集装箱船通常采用班轮运输方式,即船舶到港时间需按照预定的船期表。在出现压港问题时,在港船舶希望尽早完成作业,以便加速赶往下一挂靠港,抢回失去的时间。因此,码头应尽量减少船舶在港时间,以满足船公司的要求,提高客户满意度。
2.1.2降低生产成本
在应急管理的过程中,会不可避免地调整装卸计划,这种调整通常会产生额外的装卸成本(例如集卡运距增加或加快装卸而产生的额外成本),减少企业利润。因此,码头在制定应急装卸计划时应尽量降低此类生产成本,提高企业效益。
2.1.3恢复正常生产计划
对码头的生产作业秩序而言,突发事件必然打乱原有的生产节奏,导致诸多意外事件发生,如摔箱、错箱、交通事故等。因此,码头调度会临时加快生产速度,尽快恢复执行原定的靠泊装卸作业计划。
以上3个目标从不同方面反映码头生产应急调度的决策需求,3者相互影响、相互制约。要在满足泊位、岸桥资源及船舶离港要求等复杂限制条件的情况下,以尽可能小的代价尽快恢复到原来的生产计划,这是涉及多个决策目标、 多重决策变量、多种选择方案的极具挑战性的工作。
2.2应急管理方法
目前,码头生产调度应急管理方法主要有以下4种。
2.2.1预案管理
预案管理是以可能发生的情况为前提,依据可用资源,有针对性地制定解决方案的管理方式。几乎所有码头都针对船舶大面积延误制定了应急预案,由于一般的应急预案只针对可明确预知的、常见的突发事件,对实际生产中大量出现的种类繁多、特征不同的罕见突发事件,无法逐一制定应急预案,因此预案管理的作用非常有限。
2.2.2随机模型
随机模型是指运用数学模型,模拟分析随机发生的突发事件的变化规律,有针对性地制定应对策略的管理方法。在理想状态下,如果能准确模拟各种突发事件的发生规律,就能制定出各种优化应对方案,但实际做到这点却非常困难,因为必须准确预知各种随机事件的概率分布,这不仅几乎不可能,还将使模型变得非常复杂,而为了方便运算简化模型,反过来又会影响分析效果。事实上,任何以统计数据为基础对未来做出的推测,必须根据实际情况进行调整;基于过去突发事件统计规律的随机模型,对于应对当前突发事件的作用也相当有限。
2.2.3鲁棒优化
鲁棒优化是在计划制定阶段就考虑突发事件应对策略的方法。鲁棒优化的总体思路是,在计划中留有足够的余地,甚至准备备份资源,以不变应万变的方式应对突发事件的发生,即使发生最糟糕的情况,因为留有充分的余地,系统也有一定的容错能力,能吸收损害和干扰。鲁棒优化的特点是不需要准确预知各种突发事件的概率,但为了确定应对方案的标准或底线,预防最不利情况的出现,也要逐一列出可能出现的各种突发事件。鲁棒优化的缺陷是较为保守,预留的备份资源可能过多,造成不必要的浪费;同时,由于具体突发事件各不相同,计划在执行过程中经常随实际情况的变化而有所调整。
2.2.4实时应急管理
理论上,用随机模型或鲁棒优化方法都能制定出很好的计划,但从计划的实际制定过程来看,不存在完美无缺的计划。在制定计划的过程中,各相关部门之间缺乏相互协调是普遍存在的现象,难以做到对随机突发事件规律的深入分析,因此,任何事前制定好的计划,在执行阶段都要作动态调整。实时应急管理就是当突发事件发生时,根据当时的情况动态地调整运行计划,这种调整既是对原计划的优化,也是对现实情况的及时反应。
3码头生产调度应急管理的对策
从集装箱码头生产调度应急管理的现实问题出发,综合运用以上几种方法,提高应急决策的科学化水平,是加强码头生产调度应急管理的有效对策。
3.1加强预案管理,夯实决策基础
预案管理是码头生产调度应急管理的主要方法。集装箱码头的预案体系主要包括防汛防台应急预案、消防应急预案、码头生产安全应急预案等。通过预案管理,码头能建立反应及时的组织指挥体系,制定针对典型突发事件的应急处置措施和运行程序,构建人员、资金、设备、信息等核心要素的保障机制,为码头生产调度应急管理体系不断完善打下良好基础。
良好的预案管理要以信息系统为基础,以科学适用的应急措施为手段。从已有的应急预案来看,码头预案措施针对性不强,应急措施缺乏信息系统支持。因此,建设具有数据收集、决策支持和用户使用等功能模块的计算机信息平台是码头公司的当务之急。这不仅是增强预案管理有效性、完善预案体系的需要,也为提高应急调度管理决策的科学化水平创造了条件。
3.2引入科学方法,构建决策核心
有效应对突发事件对码头生产正常运行影响的关键是,对随机影响因素规律性的准确分析和把握,对应急调度管理策略的科学评价和选择,对生产运行状态的动态监测和调整。为此,需要以数理统计、系统仿真、运筹学和决策学等理论方法为支撑,加强对干扰生产正常运行的不确定因素规律性的研究和分析,在码头生产调度应急管理中适时引入随机模型、鲁棒优化、动态优化等决策方法和手段。通过随机模型,加强对码头生产运行稳定性的模拟和分析;运用鲁棒优化,增强生产计划的抗干扰能力和自适应能力;借助动态优化,形成现有资源利用的最佳组合。应该以科学的理论和方法为手段,统筹、优化应急筹划及应急恢复全过程的应对措施,减少应急调度决策的主观性和随意性,促进生产调度的可靠性和稳定性,不断提高赢利能力。
3.3建立信息系统,提供决策保障
为保证安全运营,码头生产调度的应急管理应朝多目标的方向发展,包括高诚信度、低成本、快速反应、稳定系统等,而在这众多的目标之间实现有
效权衡和集成优化则成为码头在市场竞争中处于优势的关键。为寻找优化决策方案,要对反映决策者意愿的各项目标、各项决策约束条件、各项突发事件发生的可能性及其带来的成本支出等予以量化;应建立码头生产调度的数学规划模型,明确决策目标与约束变量之间的关系以及各个决策阶段之间的关系,并通过简化模型算法,在最短的时间内提出使系统恢复常态的最优应急措施。
要实现码头生产调度应急管理的目标,必须建立信息决策支持系统,将政府规章要求、船公司要求、海事管理、航线和码头生产资源等相关信息有机融为一体,运用预置的生产规划和调度量化模型,在短时间内完成大量可能方案的计算、评价和选择,及时为现场调度人员提供备选优化方案,从而保障现场调度决策的科学化和快速反应。
3.4实施动态管理,优化决策效果
机械故障、恶劣气候条件、交通事故等常见干扰因素以及超强台风等超出预期的突发事件以难以预料的方式干扰着生产,无论是预案管理,还是事前的生产运行稳健性资源备份或鲁棒性生产计划,都难以提前做出应对现实中大量内外部因素干扰码头生产的解决预案,因此,根据突发事件发生时的具体情况和可调配的应急资源,借助预置数学模型和优化算法的计算机系统的支持,提出可供现场调度人员选择应用的优化调度方案,才是使现场应急决策既科学有效、又现实可行的唯一途径。譬如,2008年8月,台风“鹦鹉”登陆盐田,盐田国际集装箱码头采取一系列措施,如联合区应急指挥中心制定专门预案、提前进入戒备状态、保持通信畅通、增派保安员协助交警疏导交通等,由于提前采取措施,预防得力,盐田国际集装箱码头除几个空箱被台风吹倒外,其他一切正常,未出现人员伤亡或货物损害等情况。
4结束语
码头企业应转变观念,将生产调度应急管理视为包含生产计划制定、实施、调整的全过程管理系统,制定鲁棒性生产计划,动态实时监测码头生产的执行,实时备份生产动态优化调整方案,随时准备应对突发事件。
(编辑:张婕收稿日期:2009-06-09)
关键词集装箱码头;生产调度;应急管理
0引言
在集装箱码头生产调度中,经常出现因干扰因素影响而临时改变生产计划的情况。一些罕见的突发事件,如超强台风等,可能迫使码头暂时关闭;船舶推迟到港、交通管制、安全检查、设备故障和生产事故等因素也会干扰码头生产的正常运行。实践中,码头生产调度应急管理已成为常态化工作,应对其进行系统分析。
目前,有关集装箱码头应急管理的研究主要集中在针对特定目标的应急管理方面,如危险品场地的应急管理、针对某次台风的应急调度方案等,对常态和整体状态下的应急管理涉及较少。本文从现有集装箱码头生产调度应急管理存在的问题出发,探讨应急管理的优化目标和优化方法,给出相应对策。
1码头生产调度应急管理的现状
1.1应急管理的内容
集装箱码头生产调度应急管理是针对频发、突发事件的管理方法,它以码头综合效益最大化为目标,涵盖制定生产计划到执行计划的整个过程。
从内容上来说,码头生产计划主要分为船舶计划和堆场计划,其中:船舶计划是指根据船期表及相关信息确定船舶靠泊位置、靠泊时间,配备岸桥数量等;堆场计划包括集装箱的堆放和场桥的配备,对特定船舶装卸作业过程而言,堆场计划则是指该船舶出口箱的堆存计划。船舶计划是整个码头生产计划的核心部分,船舶计划的制定和实施影响着堆场计划。由于船舶计划受不确定因素的影响较大,本文的生产计划特指船舶计划。
按时间顺序,码头生产计划可分为制定和执行2个阶段,与此相对应,码头应急管理工作包括应急策略筹划阶段和现场应急调度阶段。应急策略筹划阶段的主要工作是通过对突发事件不确定性的研究分析,筹划应对策略,在制定生产计划时为应对突发事件预留空间和备份资源;现场应急调度阶段则是在执行计划时,根据码头生产应急调度的目标,综合运用各种资源,及时采取措施,以最小的代价尽快返回原计划。
1.2应急管理存在的问题
目前集装箱码头生产调度应急管理尚处于现场应急调度阶段,主要与生产计划执行相对应。应急管理的工作范围限定于码头现场调度人员,采取的措施以较为被动的事后管理为主,包括编制应急预案、制定应急程序、明确保障工作原则和优先顺序等,总体来说大多为原则性的定性措施,缺乏对应急方案的定量分析和评价。因此,目前应急管理的实际效果在很大程度上取决于现场调度人员的个人经验和责任心,缺乏对生产恢复策略的系统性、科学性分析。
2码头生产调度应急管理的目标和方法
2.1应急管理目标
码头生产调度应急管理工作,指针对随机突发事件而采取的事前筹划、事中调度和事后恢复处置等一系列活动。应急管理的目标主要包含以下3个方面。
2.1.1减少船舶在港时间,提高客户满意度
集装箱船通常采用班轮运输方式,即船舶到港时间需按照预定的船期表。在出现压港问题时,在港船舶希望尽早完成作业,以便加速赶往下一挂靠港,抢回失去的时间。因此,码头应尽量减少船舶在港时间,以满足船公司的要求,提高客户满意度。
2.1.2降低生产成本
在应急管理的过程中,会不可避免地调整装卸计划,这种调整通常会产生额外的装卸成本(例如集卡运距增加或加快装卸而产生的额外成本),减少企业利润。因此,码头在制定应急装卸计划时应尽量降低此类生产成本,提高企业效益。
2.1.3恢复正常生产计划
对码头的生产作业秩序而言,突发事件必然打乱原有的生产节奏,导致诸多意外事件发生,如摔箱、错箱、交通事故等。因此,码头调度会临时加快生产速度,尽快恢复执行原定的靠泊装卸作业计划。
以上3个目标从不同方面反映码头生产应急调度的决策需求,3者相互影响、相互制约。要在满足泊位、岸桥资源及船舶离港要求等复杂限制条件的情况下,以尽可能小的代价尽快恢复到原来的生产计划,这是涉及多个决策目标、 多重决策变量、多种选择方案的极具挑战性的工作。
2.2应急管理方法
目前,码头生产调度应急管理方法主要有以下4种。
2.2.1预案管理
预案管理是以可能发生的情况为前提,依据可用资源,有针对性地制定解决方案的管理方式。几乎所有码头都针对船舶大面积延误制定了应急预案,由于一般的应急预案只针对可明确预知的、常见的突发事件,对实际生产中大量出现的种类繁多、特征不同的罕见突发事件,无法逐一制定应急预案,因此预案管理的作用非常有限。
2.2.2随机模型
随机模型是指运用数学模型,模拟分析随机发生的突发事件的变化规律,有针对性地制定应对策略的管理方法。在理想状态下,如果能准确模拟各种突发事件的发生规律,就能制定出各种优化应对方案,但实际做到这点却非常困难,因为必须准确预知各种随机事件的概率分布,这不仅几乎不可能,还将使模型变得非常复杂,而为了方便运算简化模型,反过来又会影响分析效果。事实上,任何以统计数据为基础对未来做出的推测,必须根据实际情况进行调整;基于过去突发事件统计规律的随机模型,对于应对当前突发事件的作用也相当有限。
2.2.3鲁棒优化
鲁棒优化是在计划制定阶段就考虑突发事件应对策略的方法。鲁棒优化的总体思路是,在计划中留有足够的余地,甚至准备备份资源,以不变应万变的方式应对突发事件的发生,即使发生最糟糕的情况,因为留有充分的余地,系统也有一定的容错能力,能吸收损害和干扰。鲁棒优化的特点是不需要准确预知各种突发事件的概率,但为了确定应对方案的标准或底线,预防最不利情况的出现,也要逐一列出可能出现的各种突发事件。鲁棒优化的缺陷是较为保守,预留的备份资源可能过多,造成不必要的浪费;同时,由于具体突发事件各不相同,计划在执行过程中经常随实际情况的变化而有所调整。
2.2.4实时应急管理
理论上,用随机模型或鲁棒优化方法都能制定出很好的计划,但从计划的实际制定过程来看,不存在完美无缺的计划。在制定计划的过程中,各相关部门之间缺乏相互协调是普遍存在的现象,难以做到对随机突发事件规律的深入分析,因此,任何事前制定好的计划,在执行阶段都要作动态调整。实时应急管理就是当突发事件发生时,根据当时的情况动态地调整运行计划,这种调整既是对原计划的优化,也是对现实情况的及时反应。
3码头生产调度应急管理的对策
从集装箱码头生产调度应急管理的现实问题出发,综合运用以上几种方法,提高应急决策的科学化水平,是加强码头生产调度应急管理的有效对策。
3.1加强预案管理,夯实决策基础
预案管理是码头生产调度应急管理的主要方法。集装箱码头的预案体系主要包括防汛防台应急预案、消防应急预案、码头生产安全应急预案等。通过预案管理,码头能建立反应及时的组织指挥体系,制定针对典型突发事件的应急处置措施和运行程序,构建人员、资金、设备、信息等核心要素的保障机制,为码头生产调度应急管理体系不断完善打下良好基础。
良好的预案管理要以信息系统为基础,以科学适用的应急措施为手段。从已有的应急预案来看,码头预案措施针对性不强,应急措施缺乏信息系统支持。因此,建设具有数据收集、决策支持和用户使用等功能模块的计算机信息平台是码头公司的当务之急。这不仅是增强预案管理有效性、完善预案体系的需要,也为提高应急调度管理决策的科学化水平创造了条件。
3.2引入科学方法,构建决策核心
有效应对突发事件对码头生产正常运行影响的关键是,对随机影响因素规律性的准确分析和把握,对应急调度管理策略的科学评价和选择,对生产运行状态的动态监测和调整。为此,需要以数理统计、系统仿真、运筹学和决策学等理论方法为支撑,加强对干扰生产正常运行的不确定因素规律性的研究和分析,在码头生产调度应急管理中适时引入随机模型、鲁棒优化、动态优化等决策方法和手段。通过随机模型,加强对码头生产运行稳定性的模拟和分析;运用鲁棒优化,增强生产计划的抗干扰能力和自适应能力;借助动态优化,形成现有资源利用的最佳组合。应该以科学的理论和方法为手段,统筹、优化应急筹划及应急恢复全过程的应对措施,减少应急调度决策的主观性和随意性,促进生产调度的可靠性和稳定性,不断提高赢利能力。
3.3建立信息系统,提供决策保障
为保证安全运营,码头生产调度的应急管理应朝多目标的方向发展,包括高诚信度、低成本、快速反应、稳定系统等,而在这众多的目标之间实现有
效权衡和集成优化则成为码头在市场竞争中处于优势的关键。为寻找优化决策方案,要对反映决策者意愿的各项目标、各项决策约束条件、各项突发事件发生的可能性及其带来的成本支出等予以量化;应建立码头生产调度的数学规划模型,明确决策目标与约束变量之间的关系以及各个决策阶段之间的关系,并通过简化模型算法,在最短的时间内提出使系统恢复常态的最优应急措施。
要实现码头生产调度应急管理的目标,必须建立信息决策支持系统,将政府规章要求、船公司要求、海事管理、航线和码头生产资源等相关信息有机融为一体,运用预置的生产规划和调度量化模型,在短时间内完成大量可能方案的计算、评价和选择,及时为现场调度人员提供备选优化方案,从而保障现场调度决策的科学化和快速反应。
3.4实施动态管理,优化决策效果
机械故障、恶劣气候条件、交通事故等常见干扰因素以及超强台风等超出预期的突发事件以难以预料的方式干扰着生产,无论是预案管理,还是事前的生产运行稳健性资源备份或鲁棒性生产计划,都难以提前做出应对现实中大量内外部因素干扰码头生产的解决预案,因此,根据突发事件发生时的具体情况和可调配的应急资源,借助预置数学模型和优化算法的计算机系统的支持,提出可供现场调度人员选择应用的优化调度方案,才是使现场应急决策既科学有效、又现实可行的唯一途径。譬如,2008年8月,台风“鹦鹉”登陆盐田,盐田国际集装箱码头采取一系列措施,如联合区应急指挥中心制定专门预案、提前进入戒备状态、保持通信畅通、增派保安员协助交警疏导交通等,由于提前采取措施,预防得力,盐田国际集装箱码头除几个空箱被台风吹倒外,其他一切正常,未出现人员伤亡或货物损害等情况。
4结束语
码头企业应转变观念,将生产调度应急管理视为包含生产计划制定、实施、调整的全过程管理系统,制定鲁棒性生产计划,动态实时监测码头生产的执行,实时备份生产动态优化调整方案,随时准备应对突发事件。
(编辑:张婕收稿日期:2009-06-09)