حرکت کانتینر خالی در دریا و خشکی هزینه زا است. برآورد شده است که این صنعت در هر سال حدود ۴ میلیارد دلار برای حرکت کانتینرهای خالی می پردازد. در مجموع، قیمت کانتینر جدید در مقایسه با هزینه بازگشت کانتینر و یا ذخیره سازی و بازرسی کانتینرهای قدیمی بسیار ارزانتر است بنابراین گزینه ی خرید کانتینر جدید برای حاملان اقیانوس پیما نسبت به حرکت کانتینر خالی به مناطقی که تقاضای زیاد برای کانتینر خالی دارند، جذاب تر است. که در این حالت بیش تر به تجمیع کانتینر خالی در این مناطق که ترافیک ورودی زیاد و خروجی کم است، منجر می شود. افزایش قیمت فولاد و افزایش شدید در تقاضای حمل و نقل دریایی با بهره گرفتن از کانتینر، این روند را بطور چشم گیری تغییر داده استبه گونه ای که این افزایش شدید در قیمت کانتینر منجر به افزایش قابل توجهی در نرخ اجاره کانتینرها شده است. این واقعیت و بازاریابی های پویا منجر به کاهش موقت مشکل انباشت کانتینر خالی در مناطقی که قبلا دارای مازاد بوده اند شده است. اگر چه چین به صنعت ساخت کانتینر تسلط دارد(حدود ۸۲% کل تولید جهان)، حاملان اقیانوس پیما و شرکت های اجاره دهنده کانتینر در حال حاضر به پرداخت هزینه های بازگشت کانتینر خالی از آمریکا به چین برای پوشش بی سابقه تقاضای تجهیزات کانتینر مایل هستند. این وضعیت پویا و ناپایدار اجتناب ناپذیر است. در صورت کاهش تقاضا در آینده، این وضعیت ممکن است معکوس گردد، در نتیجه مشکل تجمیع کانتینر خالی با توجه به افزایش جمعیت جهانی کانتینر تشدید می گردد.

شکل۲-۵- تعداد کانتینرهای جدید ساخته شده(منبع:سایت مشاوران کانتینر)
شکل ۲-۶-متوسط قیمت کانتینر جدید(منبع:سایت مشاوران کانتینر)
هزینه های دیگری که می تواند در تجزیه و تحلیل قیمت کانتینر بررسی گردند شامل: هزینه ی جابجایی کانتینر خالی و هزینه ی حمل نقل داخلی و هزینه ی اجاره کانتینر در مقابل هزینه ساخت کانتینر جدید با تحلیل قرارداد اجاره، هزینه ی بازرسی و نگهداری کانتینرهای کارکرده و سن بالا و حاشیه ی سود صنعت اجاره می باشد.
۲-۶-۱-۴- هزینه انبارداری بالا در نواحی با تقاضای زیاد
هیچ انباردار و اجاره دهنده ای قادر به چشم پوشی از مبالغ دریافتی بابت انباشت زیاد کانتینر بیکار و دریافت هزینه ی هندلینگ ناشی از آن نیست. نکته ی جالب در این است که، هزینه های بالای ذخیره سازی به طور فزاینده ای در نواحی با تقاضای بالا اتفاق می افتد مانند هنگ کنگ، کره ی جنوبی و چین به عبارتی در هرکجا تقاضای کانتینرخالی بالا باشد هزینه ی انبارداری را به منظور کسب درآمد بالا می برند.
بطور کلی هزینه های مشابه در آمریکای شمالی و بخش های اروپا که در آن ها بازارهای ثانویه برای کانتینرها نیز بهتر توسعه یافته اند، پایین تر است. اجاره دهندگان یک انتخاب دارند: اقدام به بازگشت کانتینرهای بیکار خود گران است، اما مناطق دارای تقاضای بالا در آسیا و یا ترک آنها در مناطق گریویارد^[۲۲] ارزان تر تمام می شود، جایی که بهترین گزینه ی ممکن برای فروش واحدهایی که از رده خارج شده اند می باشد.
در ادامه به مرور پژوهش های صورت گرفته در مورد کانتینرهای خالی پرداخته شده است.
۲-۷- پیشینه تحقیق
تخمین زده شده است که از ۱۶۰ میلیون تی ای یو جمعیت کل کانتینرهای جهان در سال ۲۰۱۳، ۵/۲ میلیون تی ای یو یا بیشتر از این، کانتینر خالی در محوطه ها و دپوهای سراسر جهان بیکار بوده اند(ردریگو^[۲۳]و دیگران، ۲۰۱۳). به عنوان مثال بر اساس اظهارات مقامات بندری در بندر نیویورک و نیوجرسی، نرخ صادرات و واردات در یک چهارم سال ۲۰۰۱ حدود ۸/۱ بوده که تقریبا به ازای ۲ کانتینر ورودی به بندر، یک کانتینر خارج شده است. عدم توازن تجاری، تنها دلیل برای تجمیع کانتینرهای خالی نیست و عوامل دیگری چون:هزینه های حمل و نقل داخلی، شرکت های اجاره دهنده ی کانتینر^[۲۴]و هزینه های پایین تولید کانتینر جدید و نیز هزینه های بازرسی به ایجاد این مشکل کمک می کنند(بویله^[۲۵]، ۲۰۰۸).
مکان یابی کانتینرهای خالی منجر به هزینه و تاثیرات منفی محیطی و اجتماعی-اقتصادی می گردد و منجر به گره خوردن حمل و نقل و کمبود ظرفیت صادرات می گردد. در سال ۲۰۱۰ هزینه های جهانی کانتینر های خالی ۳۴٫ ۸ بیلیون دلار آمریکا برآورد شده است. علت وقوع این مساله تداخل سود بازیگران زنجیره ی تأمین حمل و نقل کانتینر مانند شرکت های کشتیرانی، فرستنده کالا ، بارفرابران^[۲۶] و یا عدم آگاهی ها در مورد سود بازیگران است(ولف^[۲۷] و دیگران، ۲۰۱۲).
مقالات و پژوهش های خارجی متعددی درزمینه ی کانتیرهای خالی صورت گرفته است.کرون^[۲۸]و همکاران در مقاله ای در سال ۱۹۹۴ با عنوان"کانتینرهای قابل بازگشت:مثالی از لجستیک معکوس"به تحلیل در رابطه با بسته بندی های قابل برگشت و قابل استفاده مجدد مانند کانتینر پرداخته اند وبحث لجستیک معکوس را پوشش داده اند. در این مقاله بیان شده است که در سال ۱۹۹۳ موسسه ی «فرائونهوفر^[۲۹]» که متخصص امور مدیریت مواد و توزیع می باشد تحقیقی را در رابطه با موادی که تک بسته بندی هستند و موادی که در بسته بندی دیگری نیز قرار می گیرند( مثلا درون کانتینر) انجام داده اند و به این نتیجه رسیده اند که مواد دو بسته بندی مصرف انرژی و آب وآلودگی و همچنین صدور و انتشار گازهای کمتری برای اتمسفر دارند ولی استفاده از آنها مسایل قانونی مرتبط با بازگشت کانتینر را به همراه دارد. آنها سه نوع سیستم لجستیکی برای کانتینر مطرح می کنند:

1. 1. سویچ پول^[۳۰]: سیستمی است که هر شریک کانتینر خود را دارد و مسوول نگهداری و کنترل آن است.

1. 1. سیستم های لجستیک معکوس^[۳۱]: در این سیستم نمایندگی ها مالک کانتینر هستند و مسوولند پس از خالی شدن کانتینر آن را برگردانند اما دریافت کننده کانتینر مسوول است آنها را تا رسیدن به تعداد مشخص نزدخود نگهداری و ذخیره کند،

1. 1. . سیستم های بدون لجستیک معکوس^[۳۲]: در این حالت نیز نمایندگی ها مالک کانتینر هستند اما کانتینر ها را به فرستندگان اجاره می دهند وفرستنده مسئولیت محافظت و برگرداندن کانتینر را بر عهده دارد. درنهایت گام های اجرای یک سیستم لجستیکی برای بازگرداندن کانتینر در هلند ارائه شده است.

شن^[۳۳]و دیگران سال ۱۹۹۵ در مقاله ای با عنوان “یکDSS برای برنامه ریزی توزیع کانتینرهای خالی” ، از سیستم پشتیبان تصمیم برای برنامه ریزی توزیع کانتینرهای خالی استفاده کرده اند و مدلی برای بهینه سازی آن ارائه داده اند. مدل پایه ای، جریان کانتینرهای خالی را در افق برنامه ریزی گوناگون و بر اساس هزینه های نگهداری و مکان یابی و کانتینرهای اجاره ای بهینه سازی می کند. دراین مدل فرض شده است که کل تقاضای مشتریان باید تأمین گردد. در این مدل چهار بندر به عنوان گره در نظر گرفته شده و افق برنامه ریزی نیز سه روز می باشد. هفت گره ی دیگر هم برای کانتینرهای اجاره ای به شبکه اضافه شده است وبر اساس برنامه ی ای.ام.پی.ال^[۳۴] بهینه سازی شبکه صورت می گیرد.
فلیسچمن^[۳۵]سال ۲۰۰۰در تز دکتری خود با عنوان “مدل های کمی برای لجستیک معکوس"، بحث لجستیک معکوس را به صورت گسترده تحت پوشش قرار می دهد و آن را دسته بندی می کند و اشاراتی به بازگشت کانتینرهای خالی به عنوان بخشی از لجستیک معکوس دارد.
راب کوئینگ^[۳۶] و دیگران سال ۲۰۰۱ در مقاله ای با عنوان “کانتینرهای تاشو:چشم اندازی جدید در کاهش هزینه های بازآوری کانتینرهای خالی” ضمن بیان این مطلب که، هماهنگ ساختن جریان کالاها با جریان کانتینرهای خالی در راستای کاهش حرکات خالی آنها همواره برقرار نمی باشد و بنابراین همواره کانتینرهای خالی در جریان تجارت وجود خواهند داشت به توضیح مفصل در رابطه با کانتیرهای تاشو پرداخته انواعی از آن ها را معرفی کرده و دلایل عدم موفقیت کانتینرهای تاشو قبلی را بررسی کرده و درپایان ملزومات و شرایط موفقیت این شیوه را ارائه می دهند.

شکل ۲-۷- کانتینر تاشو

شکل۲-۸- کانتینر شش در یک
کانتینر شش در یک(^[۳۷]SIO)، ظرفی کاملاً تا شو با ابعادی کاملاً شبیه کانتینر ۲۰فوتی مخصوص حمل کالای خشک(کانتینر معمولی)است، که می تواند در هم قفل شود و به ابعاد دقیق کانتینر ۲۰فوتی تبدیل شود که در(شکل ۲-۱۰) مشخص شده است.
کانتینرهای فالپک^[۳۸]: تکنیک تا شدن این نوع کانتینر کاملاً با کانتینر های شش در یک متفاوت است. کانتینرفالپک، کانتینری ۲۰ فوتی است که ترکیبی ازویژگی های پایین آوردن و جمع شدن را دارد. وزن ناخالص آن مطابق با استانداردهای ایزو^[۳۹] (۲۴تن) است، اما وزن خالص آن ۴۰۰۰کیلوگرم است که حدود ۱۷۰۰کیلوگرم سنگین تر از کانتینرهای استاندارد ۲۰ فوتی است.
از نظر نویسندگان مقاله، هزینه ی بالای تهیه ی یک کانتینر تاشو نسبت به کانتینر استاندارد، وابستگی به نیروی انسانی برای باز و جمع شدن کانتینر، هزینه ی بالای تعمیر و نگهداری، پایین بودن ایمنی کانتینرهای تاشوی قبلی به دلیل کم بودن قفل و لولاها از جمله علل شکست کانتینرهای تاشوی قبلی بوده است.
در قسمت پایانی این مقاله ، نویسندگان موارد زیر را به عنوان شرایط موفقیت کانتینرهای تاشو معرفی کرده اند:

1. 1. هزینه پایین برای باز و جمع کردن کانتینر ۲٫ هزینه ی پایین تولید ۳٫ سازگاری با تجهیزات حمل و نقل بین وجهی ^[۴۰]موجود ۴٫ ابعاد خارجی و وزن ناخالص در حالت تا نشده(زمانی که کانتینر جمع نشده) ۵٫ استحکام و قدرت و سختی ۶٫ ضد آب بودن ۷٫ قابلیت جمع شدن کانتینر(تا شدن) باید منحصر به فرد و ویژه باشد به گونه ای که ایمنی عملیات هندلینگ و مزیت های رقابتی در زمان حمل و نقل و ترانشیپ به ارمغان بیاورد ۸٫ برخورداری از تمهیدات مربوط به عملیات لشینگ^[۴۱]و محکم کاری کانتینر ها در انبار و هنگام چیدمان ۹٫ استحکام در مقابل آسیب و ضربه ۱۰٫ استفاده از لولاهای با کیفیت در محل اتصال قسمت های مختلف ۱۱٫ ایمن بودن عملیات تا کردن کانتینر و ۱۲٫ ساده و آسان بودن عملیات باز و جمع کردن کانتینرهای تاشو.

چونگ^[۴۲]و همکاران سال ۲۰۰۲ در مقاله ای تحت عنوان “مدیریت کانتینرهای خالی برای شبکه های حمل و نقلی بین وجهی^[۴۳]” به بررسی تأثیرمدت افق برنامه ریزی بر مدیریت کانتینرهای خالی در شبکه های بین وجهی می پردازند . با بهره گرفتن از مدل سازی ریاضی، مدلی توسط نویسندگان ارائه شده است که ضمن حداقل سازی هزینه ها ، کانتینر خالی نیز به موقع در اختیار مشتری قرار گیرد.
برای تجزیه و تحلیل چگونگی تأثیرات افق برنامه ریزی بر جریان کانتینرهای خالی در چنین شبکه ی چندوجهی^[۴۴] نویسندگان یک مدل برنامه ریزی اعداد صحیح را توسعه داده بودند. آنها حساسیت های موجودی اولیه در هر مجموعه(انبار)از کانتینرها، شماره هر انبار از کانتینرها در سیستم و روش حمل استفاده شده در طول برنامه ریزی افقی را مورد بحث قرار دادند. رویه آنها انجام آزمایشات کنترل شده در رودخانه می سی سی پی^[۴۵]می باشد. نتایج این پژوهش نشان دهنده ی آن است که با وجود آن که طول افق برنامه ریزی به نوع شبکه های بین وجهی و شرایط آنها بستگی دارد هرچه مدت افق برنامه ریزی بلندمدت تر باشد امکان استفاده از گزینه های ارزان تر (مانند بارج ها) و کم سرعت تر در برنامه ها و دوره های زمانی نزدیکتر بیشتر می شود.
هان^[۴۶]عضودانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه کالیفرنیای جنوبی در سال ۲۰۰۳ در پروژه ای تحت عنوان “لجستیک کانتینر خالی در منطقه ی کالیفرنیای جنوبی” شیوه های لجستیکی موجود کانتینرهای خالی با در نظر گرفتن شرایط اقتصادی و سازمانی حرکت کانتینرهای خالی در ناحیه ی جنوبی کالیفرنیا را توصیف می کند. بر اساس یافته ها و توصیه های ارائه شده توسط نویسنده، به این نتیجه رسیده اند که بررسی مشکلات منطقه ای کانتینر های خالی را از طریق بحث و مذاکره با عاملان حمل و نقل دریایی بین الملل مطرح کنند.
هدف اصلی این پروژه یافتن جریان لجستیکی کانتینرهای خالی مرتبط با حرکت کالا از طریق بندر لس آنجلس^[۴۷] و لانگ بیچ^[۴۸] است. این پروژه به بررسی دو جنبه موجود سیستم لجستیک هندلینگ کانتینرهای خالی :۱- حرکت فیزیکی کانتینرهای خالی ۲- ترتیبات نهادی و شیوه ها، می پردازد. به منظور تأکید بر مسأله، جنبه دوم این تحقیق، تمرکز اصلی بحث ایشان خواهد شد. بنابراین این تحقیق ارزیابی خواهد کرد تا چه حد شیوه های فعلی لجستیک جهانی می تواند موانع حرکت کانتینرهای خالی را در این مطالعه ی ناحیه ای توجیه کنند.
روش بررسی این مطالعه شامل بررسی های میدانی و مصاحبه با حمل کنندگان محلی و بین المللی، شرکت های اجاره دهنده ی کانتینر^[۴۹]، شرکت های حمل و نقل، اپراتورهای حمل و نقل چندوجهی^[۵۰] و کارشناسان و متخصصین لجستیک کانتینرهای دریایی بوده است. یافته های این تحقیق نشان می دهد که، هزینه های فرصت کسب و کار در ارتباط با عرضه ناکافی کانتینرهای خالی برای مشتریان در آسیا بسیار بیشتر از سودهای حرکت معقول کانتینرهای خالی در ناحیه جنوبی کالیفرنیا است.
در اصل یافته های این مطالعه نشان می دهد که حمل کنندگان حاضر به تحمل حرکت منطقه ای ناکارآمد کانتینرهای خالی و تحمل هزینه های بازآوری بعنوان شرایط لازم برای بهینه سازی عملکردکلی موجودی جهانی کانتینر و عملیات کنترل می باشند.
لوپز^[۵۱]در سال ۲۰۰۳ مقاله ای با عنوان “حاملان اقیانوس پیما چگونه فعالیت بازاوری کانتینرهای خالی در آمریکا راسازمان دهی می کنند؟"با هدف تحلیل و بررسی انتخاب های سازمانی حمل کنندگان اقیانوس پیماها در راستای مدیریت کردن معضل کانتینرهای خالی در آمریکا را ارائه کرده است. در این مقاله حمل کنندگان اقیانوس پیما به منظور نقل مکان کانتینرهای خالی خود با چهار گزینه مواجه اند: همکاری خرد با شرکت های جاده ای، قرداد یک ساله با شرکت های ریلی، قرداد های تجدید شدنی با شرکت های ریلی و قراردادهای تجدید شدنی با ارائه دهندگان خدمات حمل و نقل بین وجهی^[۵۲]. تجزیه و تحلیل نویسنده این است که حمل کنندگان اقیانوس پیما شکل سازمانی برون سپاری فعالیت های جابجایی کانتینرهای خالی خود را با توجه به هزینه های تولید و ویژگی خدماتی که ارائه می شوندانتخاب می کنند. به دنبال تجزیه و تحلیل واقعی، نویسنده این چنین نتیجه می گیرد که قرارداد و رابطه مستحکم بین شرکت های ریلی که هیچ مکانیسمی برای کنترل و تنظیم معاملات جابجایی فراهم نکرده اند با عدم اطمینان همراه است و برخلاف آن، انعقاد قراد با شرکت های جاده ای و ارائه دهندگان حمل و نقل بین وجهی به حمل کنندگان اقیانوس پیما این اطمینان را می دهند که تحت هر شرایطی به تعهداتشان عمل خواهند کرد.
لی^[۵۳] و دیگران سال ۲۰۰۴ در مقاله ای با عنوان:"مدیریت کانتینرهای خالی در یک بندر با معیارهای متوسط و مدیریت بلند مدت” به مسأله ی مدیریت کانتینر های خالی وارداتی به بندر در صورت کمبود تعداد کانتینرهای پیش بینی شده وصادرات کانتینرهای اضافی در زمانی که با مازاد کانتینر خالی رو به رو می شوند پرداخته اند. آن ها مشکل را به عنوان یک موجودی غیر استاندارد که با تقاضای مثبت و منفی رو به رو می شود در نظر می گیرند. آن ها این بحران را به صورت جفت (U ,D) تعریف می کنند که باید بهینه گردد. تعداد کانتینر های خالی وارداتی باید به مقدارU برسد وقتی تعداد آنها کمتر از U می باشد و تعداد کانتینر های خالی صادراتی باید کمتر ازD باشد وقتی تعدادشان بیشتر از D می باشد. این مقاله تخصیص کانتینر های خالی یک بندر را به عنوان یک مسأله ی کنترل موجودی فرموله می کند و بیان می دارند که برای فرموله سازی مسأله ی کانتینر خالی بین چندین بندر باید تلاش های بیشتری شود.
جولا^[۵۴] و دیگران در مقاله ای در سال ۲۰۰۴ با عنوان “استفاده مجددِ پویایِ کانتینرهای خالی بندر” به استفاده ی مجدد از کانتینرهای خالی به منظور کاهش تراکم و ازدحام بنادر لس آنجلس و لانگ بیچ می پردازند. نویسندگان بیان کرده اندکه دو روش برای استفاده از کانتینرهای خالی وجود دارد: روش دپوی مستقیم ^[۵۵]و استریت ترن^[۵۶].
وقتی که عامل زمان فاکتور بحرانی باشد از روش دپوی مستقیم استفاده می شود و وقتی که هزینه ها و ترافیک و ازدحام بندر عوامل مد نظرباشند از روش دوم استفاده می شود. استفاده ی مجدد از کانتینر های خالی هم روی اقتصادی و هم بر روی آلودگی هوا و کاهش میزان گازهای خارج شده از وسایل نقلیه از طریق کاهش تعداد سفر کامیون ها و کاهش سرو صدا و کاهش تراکم و ازدحام اطراف بندر اثرات مثبت دارد. روش دپو -مستقیم به روش دپوی درون مرزی یا بنادر خشک شباهت دارد ولی روش استریت ترن تبادل کانتینر از وارد کننده به صادر کننده بدون ورود به محوطه های بندری است. برای هر استریت ترن از دو حرکتِ از و به ترمینال واقع شده در منطقه ی بندری اغلب شلوغ، اجتناب می شود، کاهش هزینه های خارجی این روش، حتی بیش تر از حد مورد انتظار خواهد بود. در نتیجه ی استفاده از این روش تبادل کانتینر کمتر می شود ضمن آن که صرفه جویی در کاغذ بازی حاملان اقیانوس پیما نیز به وجود می آید. شکل زیر این استراتژی را به تصویر کشیده است.
شکل۲-۹-رویکرد دپوی درون مرزی و استریت ترن(جولا و همکاران، ۲۰۰۴)
البته اجرای این روش در مقیاس بزرگ محدودیت هایی به همراه خواهد داشت که از جمله ی محدودیت های عملیاتی اجرای رویکرد استریت ترن، عدم تطابق زمان، مکان، مالکیت کانتینر و یا نوع کانتینر می باشد. موانع سازمانی شامل محدودیت زمان آزاد، مدیریت هزینه ی تعمیر، بازرسی و مسائل کاغذ بازی و فقدان یک روش مشترک یا سازگار برای تبادل است. در نهایت مسائل تجاری، بیمه، مسئولیت و تعهدات، به ویژه مسئولیت خسارت، نقش مهمی در پیشگیری از اجرایی کردن استریت ترن در مقیاس بزرگ، بازی می کنند.
شینتانی^[۵۷]و دیگران سال ۲۰۰۵ در مقاله ای تحت عنوان “مسأله ی طراحی شبکه کشتیرانی کانتینری با در نظر گرفتن بازآوری^[۵۸] کانتینرهای خالی” به طراحی شبکه مسیر های کشتیرانی لاینری کانتینری با در نظر گرفتن موجودیت کانتینر های خالی پرداخته اند. آنها بیان می کنند که در تمام شیوه های حمل و نقلی حرکت خالی وسیله نقلیه به دلیل عدم توازن بین نقطه ی مبدا و مقصد وجود دارد و از آنجایی که این حرکت خالی بر مدیریت ناوگان و سراسر لجستیک اثر گذار است اخیرا توجه زیادی به این مسأله شده است. در صنعت حمل و نقل دریایی کمبود کانتینرهای خالی منجر به جلو گیری از بارگیری می شود پس در سطح عملیاتی باید در مورد انتقال به موقع کانتینر برنامه ریزی گردد. این مقاله مسأله ی طراحی مسیر کانتینرها را با در نظر گرفتن دو زیر مسأله دنبال می کند. مبحث اول مربوط به کانتینرهای پر و بارگیری شده است و در قسمت دوم به وجود کانتینرهای خالی در کشتی پرداخته می شود به عبارتی برای طراحی شبکه و مسیریابی کشتی های کانتینری به جای جدا کردن کانتینرهای پر و خالی به در نظر گرفتن همزمان وجود کانتینر پر و خالی در کشتی پرداخته شده است و با بهره گرفتن از الگوریتم ژنتیک تعدادی بنادر را به عنوان بندر مقصد^[۵۹] معرفی کرده و در عمل به کارگرفتن این روش منجر به کاهش هزینه ها و افزایش درآمد شرکت های کشتیرانی شده است.
لیو دیگران سال ۲۰۰۶ مقاله ای با عنوان زیر را منتشر کرده اند: