日本包装学会誌 Vol.23 No.6 （2014）

一般論文～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～

貨物の密度に基づく海上コンテナサイズの選択に関する研究
張

寧

*、

渡

邉

豊

*

A Choice Model for Size of Container
based on Density of Cargo
Ning ZHANG* and Yutaka Watanabe*

海上コンテナサイズの選択方法は、機械部品などの重たい貨物には 20ft を選択し、日用品雑貨などの軽い貨物には 40ftを選択するのが、一般的である。しかし、貨物密度が 20ft と 40ft の満載限界の間に位置する貨物の場合は、コンテナサ
イズ別の輸送コストの相違も考慮する必要がある。そこで本研究は、海上コンテナの貨物積載重量限界と内容積ならびに積載しようとする総貨物量と貨物密度を用いて、コンテナサイズ別の必要個数を割り出す方法を定式化する。次に、輸送コストがコンテナサイズ別に異なると仮定して、40ft を基準として相対コスト係数を乗じて総コスト化するモデル化を行う。本研究は、これを実証するために、自動車部品出荷時における貨物密度と海上コンテナへの積載状況を調査した。その調査データを当該モデルに適用したところ、選択すべきコンテナのサイズは、同じ出荷状態であっても、貨物密度と輸送コストによって変動することが明らかになった。

A size of marine container has been generally chosen by considering weight of cargo to be loaded. For
example, the 20 feet container is advantageous for heavier cargoes whereas the 40 feet container issuitable for lighter ones. It should, however, be concerned with difference of logistics cost in the size ofcontainer when density of the cargo remains between the load limit of the 20 feet and the 40 feet container.
In this regard, this paper formulizes number of containers by the size of container needed for loading all
cargoes of a shipment. Then a choice model of the size of container can be formed by weighing theformulation on relative difference of the logistics cost between the sizes of container based on the 40 feetcontainer. In order to prove practicability of the model, the author observed a real shipment of containersthat loaded automobile parts at a warehouse, and applied the observed data for the model. As the result,suitable size of containers varies according to the balance between the density and the cost even though
the same shipment.
キーワード : 海上コンテナ、コンテナサイズ、コンテナ選択、貨物密度

Keywords : Marine Container, Size of Container, Choice of Container, Density of Cargo

東京海洋大学大学院 海洋科学技術研究科, 〒135-8533 東京都江東区越中島 2-1-6
TEL:03-5245-7370， FAX:03-5245-7370， Email:ywatana@kaiyodai.ac.jp*
Tokyo University of Marine Science and Technology, Graduate School of Marine Science and Technology, 2-1-6,
Etchujima Koto-ku, 135-8533, Japan*－ 195 －

貨物の密度に基づく海上コンテナサイズの選択に関する研究

1. はじめにて論じている。海上コンテナ内に積載する貨物の出荷時における海上コンテナサイ

貨物のユニット化の観点から論じたものとズの選択は、必要となるコンテナ総数がな

しては、例えば、日本包装技術協会 3）は、

るべく少なくなるよう行うのが一般的であ海上コンテナに適するユニットロードのサる。加えて、機械部品等の重たい貨物にはイズが 1.1m×1.1m であることについて、調20ft コンテナが適し、日用品等の軽い雑貨類

査研究を行っている。日野 4）は、海上コンには 40ft コンテナが有利であるという概念

テナ内のユニットロード化の手段として、も一般的である。しかし、貨物の重さと体

従来の木枠梱包パレットをリターナブルコ

積は、貨物の種類が千差万別であることかンテナ（パレットボックス）に替えること

ら日々の出荷では連続的に変化するが、海で、物流コストを低減できることを実例で上コンテナのサイズは 20ft と 40ft を代表と紹介している。海上コンテナサイズと物流して、限られたサイズが離散的に存在するコストの観点から論じたものとしては、のみである。したがって、その時々の出荷

PAO K.ら 5） は、海上コンテナサイズと国内に際して、貨物の密度が、ある特定のサイ輸送インフラの不整合が生じる物流コスト

ズの海上コンテナに適合できるとは限らなの変動について試算している。渡部ら 6）は、

い。さらに、貨物の密度は、包装材や緩衝

海上コンテナサイズ別の輸送費用のケース材の種類によっても変わるので、海上コンスタディを行い、20ft は 40ft の約 8 割程度

テナサイズと包装貨物は、相互に密接に関であると分析している。

係する。また、海上コンテナのサイズによ以上のように、海上コンテナに関わる既り、その輸送・荷役・保管等に係る物流コ

往研究は少なくないが、貨物の密度と物流ストも相違するので、上述の経験的な一般

コストの双方を組み入れて、海上コンテナ

概念のみによって海上コンテナサイズの選

サイズの選択方法を示した研究は見当たら択を行うことは適切ではない。

ない。

海上コンテナサイズの選択に関連する既往研究としては、まず海運の観点から論じ

本研究は、この問題に取り組むものである。

たものとしては、例えば、手塚 1）は、海上コンテナサイズの歴史的変遷について整理

2. 海上コンテナの積載貨物重量限界と内容積している。高橋 2）は、グローバルな海運に

2.1 海上コンテナの ISO マーク

おける海上コンテナの規格とサイズについ海上コンテナのドアに表示されている

日本包装学会誌 Vol.23 No.6（2014）

ISO マークは、国際標準化機構に登録されている海上コンテナの識別情報である。ISO マ
ークは、海上コンテナを国際間で輸送する
場合には、必ず必要になる。
ISO マークに表示される情報において、重量と容積関係の情報は、貨物の積載時に必要となり、海上コンテナの所有と識別に関する情報も、輸出入関係書類に必要となる。
ISO マークの重量と容積関係の情報には、

Fig.1 The ISO mark of a 45feet marine
container photographed by the author.



海上コンテナの総重量（MGW）



海上コンテナの自重（TARE）

サイズを選ぶ必要がある。例えば、重たい

海上コンテナの積載貨物重量限界

貨物は、海上コンテナの内容積が一杯にな（NET もしくは PAYLOAD）

る前に、積載貨物重量限界に達してしまう

海上コンテナの内容積（CU.CAP）

ことがある。逆に、軽い貨物の場合は、海

がある（Fig.1）。これらにおいて本研究に上コンテナが空間的に満載になっても積載役に立つものは、海上コンテナの積載貨物

貨物重量限界には達しないこともある。
海上コンテナ輸送の効率の観点から、貨重量限界と海上コンテナの内容積である。
海上コンテナに貨物を積載する場合には、貨物の重量と体積に応じた適切なコンテナ

物満載時に積載貨物重量限界と内容積が、同時に満たされることが理想である。本研

Table 1 Relations between weights and the capacity of the marine containers( Formed by Fig.1 and reference 7) )Density of load
Descriptions of ISO mark
Size
limit
MGW
TARE
NET
CU.CAP.
Unit: ft.
（ ）Unit: kg
Unit: kg
Unit: kg
Unit: m 3
Unit: kg/m 3

High cube

20

30,4802,291

28,191

33

854.2740

30,4803,629

26,501

76348.7045

30,4804,740

25,74086299.3048

30,4804,921

25,56097

263.5153

30,4805,039

25,442109233.41－ 197－

貨物の密度に基づく海上コンテナサイズの選択に関する研究

究は、この状態になるべく近づける貨物の海上コンテナ輸送の理想的な状態は、貨出荷を実現できるよう、貨物の重量と体積

物満載時の積載貨物重量限界と内容積が、による密度を用いて、適切なコンテナのサ

同時に満たされることである。したがって、

イズを選択することを目的とする。

海上コンテナ輸送に最適な貨物密度は、海上コンテナの積載貨物重量限界を内容積で2.2 海上コンテナの積載貨物重量限界と内容割ることで、求めることができる。
本研究では、この密度のことを海上コン

積
海上コンテナの ISO マークに表示されたテナの満載限界密度（Density of load limit）

重量関係の情報には、Fig.1 に示すように、と記す。これを定式化すると、以下となる。

次の関係がある。

…

NET = MGW - TARE … (1)

（ 2）

ここで、

海上コンテナは、コンテナ船内や港湾にρ ：海上コンテナの満載限界密度

おいて数段に段積みするため、縦方向の構m ：海上コンテナの積載貨物重量限界

造が強く作られている。そのため、コンテ（NET）

ナのサイズによらず、MGW は等しい場合がv ：海上コンテナの内容積（CU.CAP）

存在する（Table 1）。例えば、20ft コンテである。Table 1 の右端に各サイズのコンテ

ナと 40ft コンテナの内容積（CU.CAP）にはナのρ 値を示す。これよりコンテナサイズと2 倍ほどの差があるが、NET には大差を生ρ は反比例の関係にあることが分かる。

じない。この関係から、体積に対してより

ρ は、海上コンテナのドア部に表示されて軽い（密度の小さい）貨物を 20ft に積み込いる ISO マーク（Fig.1）から容易に計算でむと、NET に達する前に CU.CAP に到達しきる。また、海上コンテナ輸送においては、てしまう。同様に、密度の大きい貨物を 40ft

パレットや容器によりユニット化された貨に積み込むと、CU.CAP に達する前に NET物が多用されているので 3）4）、貨物の密度に到達してしまう。このような積載は、海はユニット単位で求めることもできる。し上コンテナを、前者は積載重量の面で、後たがって、両者を比較することによって適者は積載容量の面で非効率にする。

切な海上コンテナのサイズを選択することができる。

2.3 海上コンテナの満載限界密度

現時点の日本では、20ft と 40ft の海上コ

－ 198 －

日本包装学会誌 Vol.23 No.6（2014）

ンテナのみが自由に国内流通を許されていが大きいため、NET に達する前に CU.CAP.

る。例えば、この条件において、貨物の密に到達してしまうので、必要となる海上コ

度が 20ft コンテナのρ 以上であれば、20ft

ンテナの個数を計算するためには、CU.CAP

コンテナの選択が適切である。同様に、貨を基準として使うべきである。

物の密度が 40ft コンテナのρ 以下であれば、40ft コンテナの選択が適切である。

これに対して当該貨物を 40ft コンテナに積載すると、CU.CAP が大きく NET が小さ

しかし、貨物の密度が、20ft コンテナのρ

いため、CU.CAP に達する前に NET に到達と 40ft コンテナのρ の間にある場合には、してしまうので、必要となる海上コンテナ

海上コンテナの選択を、両者のρ との対比だの個数を計算するためには、NET を基準とけでは単純に判断できなくなる。

して使うべきである。

そこで、本研究は次章において、任意のしたがって、両者の基準を別々に用いる

貨物の密度に対して適切な海上コンテナのと、20ft コンテナを選択した場合の個数とサイズと個数の組み合わせを求める方法を

40ft コンテナを選択した場合の個数は、下記提案する。さらに、その方法に、海上コンの式から求めることができる。

テナサイズによる物流コストの相違の影響

…

（ 3）

も導入する。なお、海上コンテナのサイズ
ここで、には、Table 1 に示すように様々なものがあn

るが、現時点で日本に無条件で流通が許さ： CU.CAP を基準とした満載可能 20ftコンテナの個数（V /v

れているのは 20ft と 40ft であるので、本研の整商）

V ： 貨物の体積

究では、この二つのサイズを基準に考える
ことにする。

v： 20ft コンテナの内容積（CU.CAP）

r：満載処理できない積み残された貨物（V /v の剰余： 0<r <1）

3. 貨物の密度による海上コンテナサイズの選である。同様に、

択方法

…（ 4）

3.1 満載可能なコンテナの個数の導出
密度が 20ft コンテナと 40ft コンテナの満である。ここで、

載限界密度（ρ ）の間にある貨物を 20ft コn： NET を基準として満載可能な 40ft

ンテナに積載すると、コンテナの内容積コンテナの個数（M /m（CU.CAP）が小さく積載重量限界（NET）（V ρ ）/ m－ 199－の整商）

あるいは

貨物の密度に基づく海上コンテナサイズの選択に関する研究

M ：貨物の質量ては、40ft コンテナ 1 個に積載可能であるのmは自明であるが、20ft コンテナ 1 個に積載可： 40ft コ ン テ ナ の 積 載 重 量 限 界

能である場合も存在する。特に、次節に述（NET）ρ ：貨物の密度（M /V ）べる物流コストの相違が影響する場合は、r

積み残しに対して 20ft コンテナを採用した： 満載処理できない積み残された貨物（M /mあるいはV ρ / mの方が経済的となり得る。その判断は、次のようにして求めることができる。

剰余： 0<r <1）

まず、

である。

M ：満載処理できない積み残された貨物

ここで仮に、20ft コンテナを用いたときに生ずる物流コストが 40ft コンテナを用いた
場合と同じであるなら、式（3）と式（4）

の質量
とすると、

からn とn を計算し、個数の少ない方のコ…（ 6）

ンテナサイズを選択すればよいことになる。
である。また、V ： 満載処理できない積み残された貨物

3.2 満載処理できない積み残された貨物にの体積対するコンテナサイズの選択
まず、n が選択された場合は、0<r <1

とすると、
…（ 7）

であるから、満載処理できない積み残され…（ 8）た貨物は 20ft コンテナ 1 個に積載可能であり、必要なコンテナ個数の総数は、1となる。ここで、n ：満載処理できない積み残された貨…（ 5）として完結する。当然のことながら 40ft コ

物に必要な 20ft コンテナ個数と置くと、ンテナ 1 個にも積載可能であるが、次節に…（ 9）述べる物流コストの相違を考えれば、積み残しに対して 40ft コンテナを採用して経済となる。したがって、的になる場合は無いと言える。

1…（ 10）

これに対して、n が選択された場合は、満載処理できない積み残された貨物に対しであれば 20ft コンテナを選択し、そうでな－ 200 －

日本包装学会誌 Vol.23 No.6（2014）

ければ 40ft コンテナを選択すればよい。

イズの選択方法には、物流コストも考慮し

なお、海上コンテナに積載されるユニッて判断しなければならない。

ト貨物が複数種類あり、それぞれのユニッ

前節の方法は、コンテナのサイズの違い

トで貨物密度が異なる場合も有り得る。そにより物流コストの相違が生じ無い前提で、の場合は、満載処理できない積み残された

サイズ別の個数の多少によりコンテナのサ

貨物の密度が満載処理できた貨物のそれとイズと必要個数を定めるものであった。こ同じとは限らない。このような場合は、V をの方法に、コンテナのサイズの違いにより個別に計測して式（9）を計算し、式（10）物流コストも異なるという前提を加えると、に用いればよい。

次のように展開することができる。まず、以上により、必要なコンテナ個数の総数

…

（ 13）

は、
とする。ここで、
1＋1

1…（ 11）
1

R ：40ft コンテナに対する 20ft コンテナ…（ 12）の物流コストの相対比率となる。

c ：20ft コンテナ 1 個の物流コスト

ここで、

c ：40ft コンテナ 1 個の物流コスト

1n ：20ft コンテナ 1 個とする。これより、式（5）、式（11）、式とする。

（12）、式（13）を用いれば
1

3.3 物流コストを考慮した海上コンテナサイズ…（ 14）

1

の選択方法

1
1

…（ 15）n

1 …（ 16）

一般的に、海上コンテナを用いた物流コ
ストは、コンテナのサイズにより相違する。

を得る。ここで、

例えば、海運では、船内の空間占有量が運賃に反映されるので、サイズの大きいコン

C ：20ft コンテナを選択した場合の相対的な総物流コスト

テナの運賃が割高になる。また、海上コン

C ：40ft コンテナを選択し、満載処理でテナをインフラとしてみた場合も、その製きない積み残された貨物に 40ft コン

造コストはコンテナのサイズと共に上昇す

テナを用いた場合の相対的な総物る。このような理由から、海上コンテナサ

流コスト－ 201－

貨物の密度に基づく海上コンテナサイズの選択に関する研究C：40ft コンテナを選択し、満載処理できない積み残された貨物に④

20ft コンテナを用いた場合の相①①

Fig.2 The load condition of a 40 feetcontainer for the shipment shown in Table 2.

対的な総物流コストである。したがって、式（14）、式（15）、式（16）よりC 、C 、C④④①①図２ ①40ftコンテナに貨物パレットの積載する状態
②
①
①
①
①
④
④
④
図２ 40ftコンテナに貨物パレットの積載する状態
④
④
①
①
①
③
①
①
①
①
④
④

を求め、相対的な総物流コストが最も低くなるコンテナ
サイズと個数を選べばよいことになる。

スに重量別に収納して、海上コンテナに積載する。本研究の調査時に用いられていた
海上コンテナは 40ft であり、パレットボッ
クスの収納状況と海上コンテナ内への積載状況は、Table 2 と Fig.2 に示すとおりである。

4. 自動車部品出荷時における海上コンテナサ
イズの選択

パレットボックスには四種類の貨物が収納されており、密度の軽い順に貨物①、貨物

4.1 適用する自動車部品の出荷データ②、貨物③、貨物④と分類する。Fig.2 の出以上により導いた海上コンテナサイズの選択方法の実用性を検証するために、本研
究は、物流企業による自動車部品出荷デー
タを調査した。この調査は、2013 年 2 月に
中国広州市に立地する日系物流企業におい荷状況は、本研究の調査日になされたものであり、実際には、一つの海上コンテナに対する各パレットボックスの配分や貨物の種類は、当該メーカーからの日々の出荷指令ごとに変動する。

て実施した。当該企業は、日系自動車メー
カーの部品のサプライチェインを３ＰＬとして受注している。自動車部品の出荷は、

なお、当該企業と当該メーカーに対する守秘義務から、社名や部品の詳細等の情報については割愛する。

当該メーカー指定サイズのパレットボック
Table 2 An example of a real shipment of automobile parts for a 40 feet container

Size of pallet boxes

Volume (m3)Weight (kg)Density (kg/m3)

1.13281.42

125.60

88.45

1.065

1.13281.42

250.36176.31

1.18

1.065

1.13281.42

320.92226.00

1.18

1.065

0.453120.57

819.281,437.33

Length (m)Breadth (m)Height (m)Cargo ①

1.18

1.065

Cargo ②

1.18

Cargo ③
Cargo ④

－ 202 －

日本包装学会誌 Vol.23 No.6（2014）

Table 3 A practical conditions for choosing
sizes of marine containers by the model

4.2 海上コンテナサイズの選択計算例
ここで、Table 2 示した実際の自動車部品

Number of Number ofCargo ③
Cargo ④

出荷データに基づいて、20ft と 40ft コンテ

Shipment A

ナの選択問題を、前章で導いた方法により

8,175

5,952

Total
volumeRatio

500 kg/m3

29：20

Shipment B

6,866

9,211

19：25

Shipment C

5,558

12,470

13：27

Density

15,000 m3

650 kg/m3
800 kg/m3計算する。まず、出荷する自動車部品の組
み合わせにより、貨物の密度が 20ft と 40ft

費用が異なることから 6）、R （40ft コンテ

コンテナのρ（海上コンテナの満載限界密度）ナに対する 20ft コンテナの物流コストの相の間にある場合について考える。これは、対比率）は、1、0.8 6） 、0.5 の３つのパター

Table 2 における Cargo➂と Cargo④を組み合ンを前提とする。以上の計算前提を Table 3

わせることにより出現する。大手の自動車に示す。

メーカーであれば、一回の出荷で海上コンTable 3 の計算前提を前章で導いた海上コ

テナを数百個用いることも少なくない。そンテナサイズの選択方法に適用すると、そこで本研究では、40ft コンテナ基準で総数約の結果は Fig.3 となった。これを見ると、貨200 個程度となる出荷量（≒パレットボック

物の密度とコンテナサイズ別の相対的な物

ス総体積÷コンテナ内容積）を前提とする。

流コストの相違により、20ft と 40ft の選択

また、20ft コンテナと 40ft コンテナの輸送

領域は明確に異なることが分かる。特に、450

Shipment A

Relative cost of shipments

C40+20

Shipment B

Shipment C

C40+20

C40

Rc=1

400
Advantageous area for choosing 40ｆｔ.

350

Rc=0.8

C40+20300

Advantageous area
for choosing 20ｆｔ.

250

Rc=0. 5

200
150
250

Load limitof 40ft.

450

650

850

Load limitof 20ft.

Density (㎏/m3)
Fig.3 Results of choosing sizes of marine containers by the model－ 203－

貨物の密度に基づく海上コンテナサイズの選択に関する研究

同じ出荷量の同じ出荷状態であっても、コ

今後の課題としては、同じ品目の出荷にンテナサイズ別の相対的な物流コストが変おいても包装材と緩衝材が異なれば、包装化すれば、異なるサイズのコンテナを選ん

貨物の密度も相違するので、包装技術の観だ方が低コストとなる場合が起こり得るこ点から海上コンテナに対する研究の深化とが分かる。

が必要である。

5. おわりに＜参考文献＞

Fig.3 では、R （40ft コ ン テ ナ に 対 す る

1) 手 塚 信 一 、 港 湾 荷 役 、 36 （ 3 ）、

20ft コ ン テ ナ の 物 流 コ ス ト の 相 対 比 率 ）PP.316-323（ 1991）の 値を現実的な 0.8 に設定 6 ） した計算を行

2) 高 橋 宏 直 、 国 土 技 術 政 策 総 合 研 究 所

ったが、この場合のコンテナサイズの選択

資 料 、 482、 PP． 131‐ 147（ 2008）

境界は、貨物密度が、20ft コンテナの40ft コンテナのと、

3) 日 本 包 装 技 術 協 会 、「ユニットロードと の、ほぼ中間付近となの 標 準 化 」に 関 す る 調 査 報 告 書 昭 和55 年 度る出荷状態であることも分かる。このような出荷状態は、本研究の調査で得た自動車

4) 日 野 清 、 月 刊 マ テ リ ア ル フ ロ ー 、 43（ 5）、 PP.77‐ 81（ 2002）

部品の出荷データから判断しても現実的であるので、本研究の結論として、次のこと

PP.A.1-A.2、 1-58（ 1981）

5) RAO K.、 YOUNG R. R.、 International
Journal of Physical Distributionが言える。

and Logistics Management、22（ 7）、物流拠点や生産拠点が移転や新規立地すPP.25-34（ 1992）

る場合は、貨物の種類や出荷量に変化がな
くても、その新たな拠点の地域や国により、

6) 渡 部 富 博 、二 田 義 規 、 柴 崎 隆 一 、 赤海上コンテナサイズ別の相対的な物流コス

倉康寛、国土技術政策総合研究所資トが同じであるとは限らない。したがって、

料 、 478、 PP． 43（ 2008）

特に、国際間の自動車部品の出荷など、一7) Container Technology, Inc.,

度に大量の海上コンテナを必要とする物流

http://www.containertech.comの場合は、単にコンテナ本数の多少のみならず、貨物の密度とコンテナサイズ別の相（原稿受付

2014 年 6 月 30 日 ）対的な物流コストの双方を考慮した判断が（審査受理2014 年 8 月 8 日 ）必要である。

－ 204 －