《港口装卸工艺学》课程

1. 港口装卸工艺学 [10481~2] Created by Kairry
第二章 港口装卸工艺系统分析
2.1 方法研究原理
国外企业管理十分重视被称之为“工作研究”（Work Study）的学问。“工作研
究”包括两个主要构成部分：“方法研究”（Method Study）和“工作衡量”（Work
Measurement) 。“方法研究”是生产管理中重要的一环，而“工作衡量”则是编制
计划、比较不同方法效率，以及制定工资及奖励制度的重要依据。
“方法研究”是将研究对象（如一个工艺流程、一个工序或一个操作）分成一些
基本的组成部分，然后对每一部分作严格分析，在可能条件下将其取消、合并或改
进，然后重新组成一个效率更高的过程。
“方法研究”的基本步骤是：
1. 确定研究项目
2. 记录现行方法
3. 严格分析所记录下来的每一组成部分
基本上对每一工序或操作，都可提出下列问题：
(1) 目的：这个工序或操作要达到什么目的？是否必要？为什么？能否不这样做？
(2) 方法：现在怎样做？为什么要这样做？不这样做行不行？有无其他更有效方法？
(3) 地点：在哪儿做？为什么要在那儿做？能否在别处做？在何处做更好？
(4) 步骤：何时做？为什么这时做？能否在另外时间做？何时做更适合？
(5) 人员：谁做？为什么这个人做？能否别人做？谁去做更合适？

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4. 研究新的方法
这是方法研究的中心部分。如：
(1) 设备、设施及工位的设计与布局；
(2) 工艺流程的次序；
(3) 物料、设备、工具、人力的运用；
(4) 工作环境；
(5) 产品设计及规格。
发展新的方法。基本上是针对现行方法的不合理而进行，本身并无特别可供遵循
的守则。但西方工业工程师在进行动作研究（ Motion Study ）时，通常运用“动作
节约原则”（ Motion Economic principal ）。动作节约原则大体如下：
(1) 双手的动作应该是同时的和对称的。
(2) 如能同样完成工作，手的动作应限于最低级。手动作的分级如下：
①手指动作；
②手指和手腕动作；
③手指、手腕和前臂动作；
④手指、手腕、前臂和上臂动作；
⑤手指、手腕、前臂、上臂和肩动作。
(3) 手的流畅而连续的动作要比含有急剧改变方向的曲折的或直线的动作好。
(4) 节奏对于流畅地工作是重要的，只要有可能，工作应尽可能安排得有节奏。

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(5) 工具和材料应该放在近处并直接放在操作者的面前，以便使它处在双手容易
够得到的位置。手移动距离应该越短越好，移动次数也是越少越好。
(6) 所有的工具和材料必须有明确的固定的存放地点。
(7) 为了把材料送到靠近使用地点，应该利用重力送料式盒子和容器。
(8) 尽可能采用“下坠式传送”方式。
(9) 所有的工作，只要是能用脚来做更为有利，就应该避免用手来做，只要经济合算，
就应该采用驱动的工具和设备。只要可能，就应该采用虎钳、夹具来固定工作物，
以便腾出双手来做生产工作。
(10) 工作地和座椅的高度，最好能布置成在工作时可以替换着坐和站。应该具备适
宜的光线，同时应该使工作者尽可能地舒适。
港口装卸作业的条件虽然与工业企业不尽相同，但动作节约的基本原则对港口工
作同样是适用的。例如装卸工人操作时按照小动作代替大动作的原则，利用齐肩的
货台，降低载货工具的高度，货组送达点接近货垛等都可缩减动作幅度，减轻工人
劳动强度。
制定新的方法后，跟着的一个必要程序便是撰写报告。报告的内容至少要包括下
列各方面：
①提要及建议；
②研究对象及目的；
③现行情况；
④分析工具及结果；

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⑤建议及理由；
⑥采用新方法所带来的具体收益，如成本、人力或其他非量化因素；
⑦对管理制度、奖励制度、员工培训等方面的可能影响。
5. 实施及维持新的方法
报告一经采纳后，便需制定执行新方法的具体措施。未全面采用前往往需要进行
试验。一个新的工艺流程或操作方法的建立与维持并非易事。需要确立制度经常检
查执行情况，以确保新方法的采用，更要采取适当措施防止退回到旧的方法。
2.2 装卸工艺流程的再造
在“工作研究”方法的基础上，国外又积极地研究和应用优化作业（工作）流程
的新思维、新方法，这种方法就是业务流程再造（ Business Process Reengineering,
BPR ）。
一、流程再造的本质
美国管理专家迈克尔•哈默（ Michael Hammer ）是倡导再造运动
的先驱。他把再造工程定义为“为了取得经营业绩的戏剧性提高，企
业应该再造经营——运用现代信息技术的力量急剧地重新设计每项
Michael Hammer[1948~2008]
业务的核心流程。”
所谓“企业再造”，简单地说就是以工作流程为中心，重新设计企业的经营、管
理及运作方式，在新的企业运行空间条件下，改造原来的工作流程，以使企业更适
应未来的生存发展空间。它以一种再生的思想重新审视企业，并对传统的管理学赖
以存在的基础——分工理论提出了质疑，是管理学发展史中的一次巨大变革。流程

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再造的思想产生已近几十年，西方顶尖大公司都展开了再造工程。为企业带来
了显著的经济效益，涌现出大批成功的范例。但是，卓越的制造系统并不能稳固确
保较大的市场份额。流程再造的重点已从制造流程转到了多功能、多组织和面向顾
客的流程。正如迈克尔•哈默在 2001 年 10 月推出的新著《企业行动纲领》中宣称的:
如今的新经济是顾客经济，如今的市场是买方市场，从稀有物品到稀有顾客这一转
变是区别过去和未来的本质标志，人本精神可看作是对再造工程人性关怀不足的弥
补。
二、流程再造的基本原则
流程再造就是通过对流程的巨大改善，满足当今不同顾客对质量、速度、新颖、
标准化和服务上的需要。哈默提出，实施流程再造必须符合 7 个原则。
原则 1 ：围绕最终结果而非具体任务来实施再造工作
原则 2 ：让后续流程的有关人员（或设备）参与前端流程
原则 3 ：将信息处理融入产生该信息的实际工作中去
原则 4 ：将空间上分散的资源集中化
原则 5 ：将平行工序连接起来而不是集成其结果
原则 6 ：决策点下移并将控制融入流程中
原则 7 ：在源头获取信息
上面列举的流程再造的基本原则都是建立在信息技术创新应用的基础之上的，但
是单单靠创新信息技术并不能实现流程创新和改善。
三、流程再造的步骤

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流程再造需要创新。一个严谨的方法对流程再造的实现是很重要的。流程再
造需要一系列步骤和方法，下面是流程再造的六个步骤。
(1) 个案陈述；
(2) 识别将要再造的流程；
(3) 评价再造的驱动因素；
(4) 分析现有流程；
(5) 流程创新设计；
(6) 实施再造后的流程。
以下分别介绍这六个步骤的具体实施方法：
1. 个案陈述
改造现有运作流程的必要性应以教育和交流的方式让企业每一个员工知道。必须
清楚地说明两个关键问题：
①变革的必要（企业目前状况怎样为何不能按过去的做法继续下去）；
②未来的展望（我们要把公司变成什么样）。
2. 流程识别
港口企业装卸工艺流程中所有主要的流程都应该重新认识。然而，并非所有的主
要流程都要实施再造。下面的问题是选择需要进行再造的流程的标准。
(1) 当前哪个工艺流程问题最严重？
(2) 哪个流程严重危及企业战略的实现且对公司顾客的影响最大？

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(3) 哪个流程最可能成功重构？
(4) 再造项目的范围包括什么？费用有多少？
(5) 流程再造小组的权限有多大？实施再造的流程负责人的职责是什么？
3. 评价驱动因素
信息技术和人员 / 组织问题都是流程再造的驱动因素。港口企业应具备评价现
有的和新兴的信息技术的能力，并创造性地加以应用来重构现有流程。
4. 分析现有工艺流程
对当前工艺流程进行分析，了解其与其他流程的关系，可以使用流程图、鱼骨图、
功能展开图等流程评价方法。
对当前流程进行研究的目的是为了发现有必要去完成的活动。为帮助分析，我们
需要引人一些术语来描述不同的活动。所有的活动可以分为 3 类：
(1) 增值活动：是委托人愿意为其支付现金的活动；
(2) 非增值活动：不能为顾客创造价值，却是增值活动实施中必须的；
(3) 无效活动，既不增值，也不会驱动增值的活动。
5. 流程创新设计
流程再设计要求一切重来。流程重构的创新性使重构本身表现出非常规性和不规
则性，流程再造要抛弃原有规则、程序和价值观念才能实现，当然也需要应用前面
说明的再造工程的基本原则。

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流程再造的第一个重点是排除无用活动。通过实施再造，无用活动一般都可
排除。接着就是集中排除非增值活动。哈默在研究中发现，增值活动通常仅占全部
活动的不到 10% 。
6. 实施再造后的流程
企业领导的态度不仅对再造后的流程实施很重要，而且对整个再造的成功也是如
此。流程重构小组主要负责实施新的流程，然而，现场调度人员的支持和参与对于
重构成功相当重要。在实施过程中，对于一线人员的培训，使其具备新环境下的新
技能和新的作业方式也是很重要的。
2.3 系统分析原理
系统是工艺设计立意的精髓所在，也是工艺现代化的方向。港口装卸工艺是水运
工艺的重要组成部分，是整个运输系统的一个不可分割的环节，重大的装卸工艺的
技术改造，必须和货物、运输工具等的改革结合起来进行。正是从“系统 ” 这个
现代化观念出发，在评估运输工程价值时，不宜孤立地看待一个工程的质量，而是
应着眼于整个运输系统去进行深入的分析。
从石油运输来说，石油用油船散装运输现在已是习以为常的运输方法。但在 19
世纪，石油曾经有过桶装运输的历史。正因为如此，石油的计量单位“桶”一直沿
用至今。石油运输从桶装改为散装以后，才有可能发展用油船、泵、管道、油罐来
输送、装卸和贮存的新工艺，劳动生产率由此而大大提高。这是水运工艺发生的第
一次革命，这次重大的工艺变化孕育了现代超级油船的诞生。
水运工艺的第二次革命是在第一次世界大战将结束时发生的。这次革命是谷物由
袋装改为散装，谷物改为散装以后，才有可能采用连续性的输送装置和机械化粮食
筒仓来装卸和贮存，并为大型散粮运输船舶的发展提供了条件。件货改为散装运输

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以后．劳动生产率可以大大提高。一般估计，散货的运输和装卸劳动生产率约
为件货的 10-20 倍。此外，在节约包装费用，降低运输费用等方面均有良好的效果。
对于已经散装运输的货物，有时也可通过改变运输状态提高劳动生产率。例如，
铁路经港口转运煤炭，以往品种分得较细，在百种以上。由于港口要为各品种保留
货位造成堆场面积利用下降，装船作业不便，特别在港口装卸作业机械化程度提高
以后，矛盾尤为突出。
目前转运港已根据港口作业机械化的要求对有关的品种进行了归并，从而大大提
高了单位面积堆存量和堆场面积利用率。装船效率由于皮带机能经常处于满载荷和
减少了换品种间歇时间而得到了大幅度的提高。
又如，铁路经港口转运的煤炭和矿石，在严冬季节的运输途中会冻结，造成卸车
困难，转运港除可以采用各种破冻机械和加温设备外，还可以在运输的全流程采取
一定的措施，以保证货物处于良好的运输状态。我国运输部门所采用的在货物和车
辆上洒生石灰，组织木质车体车辆直达列车的运输方法取得了一定的效果，减轻了
货物冻结程度。国外的经验是采用在矿山将货物脱水，在货物和车辆上加防冻剂（主
要使用氯化钙，其作用原理和生石灰不同，生石灰是吸收货物中的水分，氯化钙则
是和水分接触溶解成在低温度才能冻结的溶液），以及在一定条件下，组织夏季多
运、冬季少运或不运的方法。其中矿山脱水是最根本的解决方法。
除了改变运输状态之外，从劳动对象着眼以提高劳动生产率的另一个重要内容是
货物单元的扩大。由于货物单元的扩大，人工堆码货组的作业次数大大减少，作业
过程中装卸搬运机械一次转运的货物重量显著增加，从而促进了劳动生产率的提高
和船舶装卸时间的缩短。

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扩大货物单元促进了劳动生产率的提高和船舶装卸时间的缩短。例如，我国
生铁块用网络成组运输，舱时量为未成组的 140% ，工时效率为 3.5 倍。
扩大货物单元的进一步发展是集装箱运输，由此引起了水运工艺的第三次革命。
集装箱运输经过了 40 多年的发展历程，但真正高速发展则是近 10 多年的事。目前，
集装箱运输几乎要替代传统的件杂货运输，集装箱运输的发展使传统的件杂货运输
进一步萎缩。集装箱运输提高了码头的生产效率，平均装卸效率实际上约为一般件
杂货码头的 10 多倍。寻求货物单元扩大的努力并没有到此为止、人们还在继续寻
求货物单元扩大化的方法。在某种程度讲，载驳船和分节驳也是由不断寻求货物单
元扩大化而产生的。
船舶与港口是水运系统两个紧密联系的环节，而其中船舶又是主导环节，因此港
口装卸工艺的现代化总是和运输工具的特性和结构的变化相联系的。随着运输生产
专业化的发展，水运方面出现了各种各样的专业化船舶。如成组运输船、集装箱船、
铁路渡轮、滚装船、载驳船、浆化运输船、散货自卸船、液态石油气（ LPG ）、液
化天然气（ LNG ）等。铁路方面则出现了大吨位的采用翻车机不摘钩卸车的散货
车辆等各种专业化车型。
专业化运输工具的出现改变了货物装卸的传统观念，促进了港口装卸工艺与运输
更紧密的结合。当我们把整个社会作为一个大系统来看待的时候，运输、水运、港
口就相应是各层次的子系统，装卸各作业环节则又是港口内部的子系统。现代港口
装卸工艺的根本观念就是从系统的角度处理港口内外的关系，以求其合理化。大体
具有如下特征；
Ø —与运输生产的专业化、运输工具和货物单元的大型化相适应，港口装卸机械设
备在专业化基础上向大型、高效发展，为便于装卸机械设备的使用和充分发挥其

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效能，仓库的类型和结构发生了相应的变化，出现了大跨度和各种类型的机
械化储货仓库。
Ø —设计与制造了多种多样的吊货工属具，特别是自动化工属具，以提高装卸机械
的生产率。
Ø —从单个环节的作业机械化发展到整个工艺流程的综合机械化，从主要作业的机
械化发展到辅助作业的机械化、电子化，实现了某些工艺流程的自动化控制，并
发展到管理的电子计算机化。
Ø —从港口内部工艺流程各环节的平衡，发展到强调疏运能力应与港口通过能力相
协调，港口生产过程与运输过程紧密结合。
Ø —港口建设与工业基地建设相结合，港口工艺流程与工业企业的生产流程相衔接，
以减少物流的流转费用。
Ø —重视港口生产对社会的影响，注意消除污染，保护环境。
2.4 影响港口装卸设备选型的主要因素
影响装卸机械设备类型选择的因素大体包括货物、运输工具、自然条件、港口
建筑物和运输组织等几方面。
Ø 货物方面
货物方面要考虑的因素包括：货物特性、吞吐量和货物流向。
1. 货物特性
(1)货物的尺寸、重量、容重、形状和包装形式影响着起重量的选择。

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(2) 货物品种的多样性要求机械具有通用性和灵活性，要求能同时从船舶和车辆
装卸多个品种的货物，要求库场内有众多的货堆。
(3) 货堆的脆弱性和包皮的牢固性影响装卸方法和货堆高度，要求港口在装卸货物时
选用最少“接头”的输送机系统，避免采用刮运或抛掷的原理来运移货物。
(4) 货物的冻结性和凝结性对设备的有效应用具有重大影响，如果设计时考虑不周，
有时甚至使整个设备无法使用。
(5) 货物的磨损性和腐蚀性会加速机件的损坏，因此需要特别的防护与维修。
(6) 货物的易燃、易爆、扬尘性要求在设计装卸机械化系统时从安全、环保的角度采
取有效措施。
此外，在设计机械化系统时，还需要考虑因货物特性引起的某些辅助作业设备的
需要，如干燥、净化、精选、粉碎、分票、选材、秤量、计数等设备。
2. 吞吐量
吞吐量大小关系到是否需要设置专业化泊位和采用专业化机械。港口的专业化生
产是社会化大生产的产物，也是现代化大工业发展的客观规律和基本特征。码头采
用专业化生产方式，至少具有以下的优点：
(1) 港口企业采用专门设备和特殊的工艺，有利于实现机械化、半自动化和自动化；
(2) 港口生产效率提高，从而增加了港口的通过能力；
(3) 有利于提高港口生产技术水平和工人的劳动熟练程度，从而降低劳动强度，减少
体力劳动者的人数；
(4) 缩短船舶在港停留时间，提高了船舶运力的利用；

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(5) 既增加产量，也节省了包装费用，从而降低了运输和装卸成本，提高港口企
业的经济效益；
(6) 减少货损和货差，提高了货物的装卸和搬运的质量。
3. 货物流向
货物流向是影响机械设备选择的又一重要因素，水运货物是经铁路、还是水路转
运；是双向货流，还是单向货流；货物是全部需要经过库场，还是有很大比重直接
换装，这些对机械设备选择都有很大影响。
Ø 二、运载工具方面
运载工具主要包括船舶和车辆两个方面。
1. 船舶类型
(1) 港口设计船型既要考虑现在参加运输的船型，也要考虑远景发展船型。因为现有
船舶还要充分利用，新船要逐步增加，从旧到新要有一个过渡期间。
(2) 在有外贸任务的港口，设计船型既要考虑我国船型，也要考虑外国船型及国外发
展趋势。

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(3) 对于装运散货的船型更要做比较仔细的调查，以便装卸船的机型和机械化系
统布置能适应大多数船型，保证装卸机械充分发挥作用。
(4) 我国除现代化的船队外，同时还存在着大量的吨位很小的木帆船，它们在完成运
输任务方面仍然起着不可忽视的作用。
船型资料主要需要了解以下情况：
(1) 船舶载货吨数，对于运输散货的船舶要了解各舱的载货吨数；
(2) 船舶总长、型宽、型深、空船和满载时的吃水，如考虑采用专用或固定机型时需
了解空船和满载时船舷高度；
(3) 舱口数量、舱口尺寸、各舱口之间的距离；
(4) 甲板层数；
(5) 上层建筑的位置和高度，机舱的位置；
(6) 如考虑用船舶吊杆装卸，需了解船舶吊杆的负荷量；装运重件的船舶要了解重吊
杆的负荷量。
2. 车辆类型
Ø 三、自然条件方面
自然条件对于机械设备的影响主要在于水位和潮汐、地质和地形以及气象条件等。
Ø 四、港口建筑物方面
港口建筑物对机械设备的影响主要在岸壁形式和码头结构，仓库类型及位置，铁
路和公路与码头的相对位置。

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1. 岸壁形式和码头结构
2. 库场类型及位置
3. 铁路和公路与码头的相对位置
Ø 五、运输组织方面
车船运输组织的特点是选择装卸机械类型，决定工艺方案的又一重要因素。
2.5 港口装卸工艺合理化原则
装卸工艺的合理化原则可以分为五个方面。
一、社会和劳动保护方面

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1. 安全质量原则
2. 环境保护原则
二、设备方面
1. 充分利用机械设备原则
2. 减少终端站停留时间原则
3. 专业化原则
4. 适应性原则
5. 标准化原则
6. 充分利用空间的原则
三、工艺布置与流程方面
1. 减少作业数原则
2. 直线原则
3. 作业线各环节相互协调原则
4. 保证运载工具高效作业原则
5. 防止工艺中断原则
6. 灵活性原则
四、作业方面
1. 扩大单元原则

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2. 提高机动性能原则
3. 利用重力原则
4. 利用工属具原则
5. 充分发挥设备效能原则
6. 人、机作业时间充分利用原则
五、成本方面
1. 系统评估原则
2. 规模效益原则
思考题: 1.港口的作用。
2.港口生产活动的特点。
3.换装作业形式有哪些 ？
4.港口装卸工艺合理化原则有哪几个方面？
5.在设备方面的港口装卸工艺合理化原则有哪些？
6.在工艺布置与流程方面的港口装卸工艺合理化原则有哪些？
7.在作业方面的港口装卸工艺合理化原则有哪些？