在1947年，當(dāng)麥特森家族說(shuō)服經(jīng)驗(yàn)豐富的輪船主管約翰·庫(kù)欣暫時(shí)不要退休，再為公司擔(dān)任3年總裁時(shí)，情況開(kāi)始發(fā)生了變化。庫(kù)欣走馬上任之后，該公司第一次開(kāi)始嚴(yán)肅地對(duì)待成本節(jié)約以及低得可怕的生產(chǎn)率。在1948年，麥特森航運(yùn)公司安裝了革命性的機(jī)械化系統(tǒng)，開(kāi)始以散裝而不是每百磅一袋的形式向美國(guó)本土運(yùn)送食糖。散裝食糖要求大量的投資：在夏威夷這邊儲(chǔ)存粗糖需要巨大的筒倉(cāng)；從糖廠(chǎng)把食糖運(yùn)到碼頭需要專(zhuān)用的卡車(chē)車(chē)隊(duì)；把食糖從卡車(chē)輸送到筒倉(cāng)頂部需要傳送帶；為了防止黏性的食糖在筒倉(cāng)內(nèi)固結(jié)需要更多的傳送帶循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。這些投資極大地降低了運(yùn)輸成本。食糖讓麥特森公司對(duì)自動(dòng)化的效果有了感覺(jué)。在庫(kù)欣離任后不久，公司決定探索在西海岸與夏威夷之間運(yùn)送普通貨物的機(jī)械化處理。

　　麥特森公司的行動(dòng)很謹(jǐn)慎。在麥克萊恩控制下的泛大西洋公司是一個(gè)斗志旺盛的暴發(fā)戶(hù)，在建立全新業(yè)務(wù)的過(guò)程中，他們靠迅速行動(dòng)來(lái)降低風(fēng)險(xiǎn)。麥特森公司沒(méi)有這樣的行動(dòng)速度—他們還有龐大的現(xiàn)存業(yè)務(wù)需要保護(hù)，而且公司的董事們都把錢(qián)袋口系得緊緊的。在委托外部機(jī)構(gòu)做了兩年的調(diào)查研究之后，麥特森公司在1956年成立了一個(gè)內(nèi)部的研究部門(mén)。而同樣也是在這兩年的時(shí)間里，馬爾科姆·麥克萊恩已經(jīng)把一個(gè)概念變成了運(yùn)營(yíng)中的業(yè)務(wù)。麥特森公司聘用了福斯特·韋爾登來(lái)負(fù)責(zé)新成立的研究部門(mén)；他是一個(gè)地球物理學(xué)家，不久前參與了“北極星”導(dǎo)彈核潛艇的研制。

　　麥特森公司與泛大西洋公司形成了最為鮮明的對(duì)比。麥克萊恩手下的工程師，比如基思·坦特林格和羅伯特·坎貝爾這樣一些人，他們?cè)趯W(xué)術(shù)上也不差，但他們都是在行業(yè)中而不是學(xué)術(shù)界里工作，都很明智地決定不在公眾面前炫耀自己的學(xué)術(shù)出身。韋爾登是巴爾的摩著名的約翰霍普金斯大學(xué)的教授，在運(yùn)籌學(xué)這一研究復(fù)雜系統(tǒng)的有效管理方法的新領(lǐng)域里頗有名氣。在泛大西洋公司，其初始技術(shù)的設(shè)計(jì)是匆忙的，使用了過(guò)時(shí)的油輪、造船用的起重機(jī)以及長(zhǎng)度受油輪尺寸制約的集裝箱；麥克萊恩他們的想法是，一旦業(yè)務(wù)啟動(dòng)并運(yùn)營(yíng)起來(lái)，這一切都可以改進(jìn)。韋爾登認(rèn)為這種抓到什么算什么的隨意策略會(huì)令人困惑。“對(duì)于構(gòu)建一個(gè)‘最佳的’集裝箱系統(tǒng)有哪些詳細(xì)的設(shè)備要求，所有的運(yùn)輸公司都有自己偏好的理論，但是，我們看不到有定量的數(shù)據(jù)可以把哪怕是集裝箱尺寸這樣的粗略特征與整個(gè)運(yùn)輸作業(yè)的經(jīng)濟(jì)狀況聯(lián)系起來(lái)。”他一針見(jiàn)血地指出。正如他所描述的那樣，他的目標(biāo)是要收集可靠的數(shù)據(jù)并利用它們，為麥特森公司進(jìn)軍集裝箱航運(yùn)找到最佳途徑。

　　韋爾登很快就遇到了一些將會(huì)對(duì)麥特森公司的方法產(chǎn)生影響的問(wèn)題。在公司承運(yùn)的普通貨物中，有大約一半都適合于用集裝箱運(yùn)輸，但來(lái)去兩個(gè)方向上的貨物量卻不平衡—公司從夏威夷運(yùn)到美國(guó)本土的貨物量，僅為從本土運(yùn)回夏威夷的1/3。因此，從本土到夏威夷的西向運(yùn)輸所帶來(lái)的收入，需要用來(lái)補(bǔ)償把大量的空集裝箱運(yùn)回本土的成本。更為糟糕的是，麥特森公司有大量的業(yè)務(wù)是來(lái)自加利福尼亞的食品加工商，他們要把運(yùn)載量很小的貨物發(fā)送給島上的很多小零售店。麥特森公司將需要在加利福尼亞把這些零散的貨物集合起來(lái)裝滿(mǎn)整只集裝箱，等到了火奴魯魯，他們還得打開(kāi)集裝箱并把這些去往不同目的地的貨物分開(kāi)。這將使集裝箱航運(yùn)變得昂貴。不過(guò)，韋爾登也發(fā)現(xiàn)，通過(guò)避免在卡車(chē)與輪船之間搬運(yùn)散件貨物，集裝箱將可以為麥特森公司的現(xiàn)有業(yè)務(wù)消除大約一半的成本。“這些成本在過(guò)去一直穩(wěn)定地增加，而且，只要還采用手工操作，這些成本就會(huì)無(wú)限期地繼續(xù)增加。”他斷定說(shuō)，“碼頭工人的工資一直在螺旋上漲，而勞動(dòng)生產(chǎn)率卻沒(méi)有相應(yīng)地提高，目前看來(lái)，沒(méi)有任何跡象表明這種趨勢(shì)會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變。”考慮到對(duì)自動(dòng)化操作的迫切需要，韋爾登想出了一個(gè)可以讓集裝箱發(fā)揮作用的方案：如果麥特森公司能夠按照在路線(xiàn)的順序把散件貨物裝進(jìn)集裝箱，那么去送貨的卡車(chē)就能夠在火奴魯魯拉上集裝箱，然后徑直上路依次抵達(dá)各個(gè)目的地；只有當(dāng)卡車(chē)到達(dá)了路線(xiàn)上的一家小商店時(shí)，發(fā)送給他們的貨物才會(huì)被卸下。這樣，夏威夷島上的集裝箱運(yùn)輸就具有了經(jīng)濟(jì)上的可行性。

　　既然使用集裝箱是合理的，這些集裝箱的尺寸應(yīng)該有多大呢？韋爾登的分析表明，集裝箱的尺寸越小，無(wú)需重新裝箱就可以直接從發(fā)貨人運(yùn)到收貨人的貨物數(shù)量就會(huì)越多。但是從另一方面來(lái)說(shuō)，裝卸2個(gè)10英尺集裝箱所花費(fèi)的時(shí)間將是裝卸1個(gè)20英尺集裝箱的2倍，這就使公司在起重機(jī)和輪船上的投資得不到充分的利用。在用計(jì)算機(jī)分析了麥特森公司的數(shù)千次航運(yùn)之后（在1956年，這項(xiàng)任務(wù)需要用掉數(shù)千張打孔卡），韋爾登手下的研究者們斷定，在夏威夷島的貿(mào)易中，20～25英尺長(zhǎng)的集裝箱將是效率最高的：集裝箱長(zhǎng)于25英尺會(huì)使得運(yùn)送過(guò)程中出現(xiàn)太大的閑置空間，而集裝箱短于20英尺則將花費(fèi)太多的裝船時(shí)間。他們建議麥特森公司像泛大西洋公司一樣，先在甲板上運(yùn)載集裝箱，在船艙中運(yùn)載傳統(tǒng)的散件貨物。通過(guò)改造其15艘C-3型貨輪中的6艘，使之可以在甲板上運(yùn)載集裝箱，麥特森公司將能夠在火奴魯魯與洛杉磯以及火奴魯魯與舊金山之間提供每周一次的集裝箱航運(yùn)服務(wù)。韋爾登認(rèn)為，即使集裝箱業(yè)務(wù)的規(guī)模很小，這種安排也將是有利可圖的。如果集裝箱業(yè)務(wù)增長(zhǎng)了，公司可以改造另外的C-3型貨輪，使它們只運(yùn)載集裝箱。他斷定：“集裝箱運(yùn)輸看起來(lái)是命中注定的。在這個(gè)有前途的發(fā)展方向上，我們可以想走多遠(yuǎn)就走多遠(yuǎn)，也可以按照謹(jǐn)慎的計(jì)劃隨時(shí)停下。”

　　在1957年早期，麥特森公司的管理層采納了韋爾登的建議。萊斯利·哈蘭德是一位善于創(chuàng)新的船舶設(shè)計(jì)師，他被聘請(qǐng)來(lái)負(fù)責(zé)輪船改造的設(shè)計(jì)。哈蘭德聘用了一班人馬，然后就開(kāi)始詳細(xì)地規(guī)劃集裝箱操作的各個(gè)方面。公司管理層明確地告訴他要注意資金的問(wèn)題。判斷每一個(gè)選擇是否合理，都要根據(jù)它是否可以帶來(lái)比其他的方案更高的投資回報(bào)率。

　　哈蘭德的兄弟唐納德是一個(gè)專(zhuān)門(mén)研究起重機(jī)的工程師，他們倆在1957年7月開(kāi)始分析對(duì)起重機(jī)的要求。在10月，他們?nèi)バ菟苟赜^看了泛大西洋公司剛剛改造好的“門(mén)戶(hù)之城號(hào)”的首次到港。“門(mén)戶(hù)之城號(hào)”是一艘C-2型貨輪，要比第二次世界大戰(zhàn)期間出產(chǎn)的C-3型略小一些，航速也略慢。另外，“門(mén)戶(hù)之城號(hào)”還裝備了兩臺(tái)船上起重機(jī)。在兩臺(tái)起重機(jī)同時(shí)工作的情況下，“門(mén)戶(hù)之城號(hào)”的周轉(zhuǎn)時(shí)間并不比小很多的“理想X號(hào)”更長(zhǎng)。然而正如哈蘭德親眼看到的，兩臺(tái)船上起重機(jī)有一些缺點(diǎn)。泛大西洋公司的兩個(gè)起重機(jī)操作員都坐在離甲板很高的駕駛室中，面朝著兩盞彩色的指示燈。當(dāng)綠燈亮?xí)r，一個(gè)操作員可以控制吊運(yùn)車(chē)越過(guò)船舷，移動(dòng)到碼頭上方并放下一個(gè)集裝箱；當(dāng)紅燈亮?xí)r，另一個(gè)操作員要等待。如果兩臺(tái)起重機(jī)意外地讓兩只重達(dá)4萬(wàn)磅的集裝箱同時(shí)在船舷外搖蕩，不平衡的重量就有可能使船翻掉。因?yàn)辂溙厣局淮蛩惴?wù)于少數(shù)的大港口而不是很多的小港口，所以他們沒(méi)有必要冒這樣的風(fēng)險(xiǎn)。他們的第一個(gè)重大決定很簡(jiǎn)單：陸基起重機(jī)是他們努力的方向。

　　麥特森公司不想使用原本用于其他用途的舊起重機(jī)，比如泛大西洋公司在1956年加以改造并暫時(shí)使用的造船起重機(jī)。泛大西洋公司最初使用的起重機(jī)是回轉(zhuǎn)式的，在海運(yùn)貿(mào)易中被稱(chēng)為“旋臂吊車(chē)”。這些起重機(jī)可以很好地把集裝箱從甲板上吊起，然后回轉(zhuǎn)吊臂把集裝箱吊到碼頭上方，但是，它們的設(shè)計(jì)使得它們很難準(zhǔn)確地把集裝箱放到一架拖車(chē)底盤(pán)上，而這就拖慢了整個(gè)操作。麥特森公司的起重機(jī)是從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)的，其中的一個(gè)設(shè)計(jì)要求就是它們要能夠在5分鐘之內(nèi)卸下一只到港集裝箱再裝上一只離港集裝箱—這個(gè)周期要比泛大西洋公司最早使用的兩臺(tái)起重機(jī)短2分鐘。麥特森公司的起重機(jī)將具備可以從碼頭上伸出95英尺的吊臂，足以橫跨公司船隊(duì)中那些船的整個(gè)寬度。操作員可以控制吊運(yùn)車(chē)把起吊梁移動(dòng)到船的上方，放下起吊梁來(lái)抓住一只集裝箱，提起集裝箱，然后以高達(dá)每分鐘410英尺的速度向碼頭移動(dòng)。在高速度的情況下，這些動(dòng)作會(huì)使高高懸掛在吊索上的集裝箱發(fā)生搖擺。萊斯利·哈蘭德設(shè)計(jì)了一種特殊的吊具來(lái)解決搖擺的問(wèn)題，并在1957年的圣誕節(jié)期間利用兒子的機(jī)械拼裝玩具造了個(gè)模型來(lái)測(cè)試這種吊具的可行性。

　　在向公司推薦了20～25英尺長(zhǎng)的集裝箱之后，韋爾登的工作就結(jié)束了。哈蘭德的任務(wù)是拿出設(shè)計(jì)并完成開(kāi)發(fā)。在1957年晚期，麥特森公司請(qǐng)卡車(chē)拖車(chē)制造商特雷墨比爾公司制造了兩只原型集裝箱和兩架底盤(pán)。另一家承包商為他們制造了兩套吊具，還有一套用來(lái)模擬船上集裝箱格槽的鋼制構(gòu)架。隨后他們進(jìn)行了幾個(gè)月的測(cè)試。用來(lái)測(cè)量應(yīng)變的儀器被連接到了設(shè)備上；當(dāng)具有不同重量和密度的集裝箱被吊入、吊出格槽以及放到底盤(pán)上時(shí)，集裝箱及其承載結(jié)構(gòu)所受到的應(yīng)力就可以被測(cè)定出來(lái)。測(cè)試格槽被設(shè)定成了不同的角度，以確定集裝箱與構(gòu)成格槽角的垂直角鋼之間究竟需要留出多大的間隙。裝有貨物的集裝箱被摞在了一起，以測(cè)量底部的集裝箱所承受的壓力。升降卡車(chē)開(kāi)進(jìn)了集裝箱內(nèi)，以測(cè)量集裝箱底板上的應(yīng)變。

　　當(dāng)測(cè)試結(jié)果出來(lái)時(shí)，哈蘭德的團(tuán)隊(duì)認(rèn)定對(duì)麥特森公司來(lái)說(shuō)，最經(jīng)濟(jì)的集裝箱尺寸是高81/2英尺、長(zhǎng)24英尺，比泛大西洋公司的集裝箱短11英尺。這個(gè)規(guī)格也考慮了韋爾登的一個(gè)發(fā)現(xiàn)：所節(jié)約的每一磅重量都值20美分，集裝箱內(nèi)額外增加的每一立方英尺都值20美元。為了改善結(jié)構(gòu)的完整性，集裝箱的頂蓋將是一整塊用鉚釘固定的金屬板，而不是用薄金屬板螺釘連接起來(lái)的幾塊金屬板條—后者是特雷墨比爾公司給高速公路拖車(chē)用的設(shè)計(jì)。鋼制角柱將必須能夠承受12萬(wàn)磅—幾個(gè)集裝箱摞在一起的重量，大大超過(guò)了泛大西洋公司的首批集裝箱能夠承受的。集裝箱的門(mén)是雙層鋁制的，中間有增強(qiáng)板夾層。箱門(mén)用楔形榫接合到箱體上，以經(jīng)受輪船在海上顛簸時(shí)所導(dǎo)致的扭曲應(yīng)力。箱底將鋪上用榫槽接合的花旗松。出于成本的考慮，新的設(shè)計(jì)沒(méi)有使用確保集裝箱可以兼容特殊起重機(jī)和叉車(chē)的特殊附件。“提高一只集裝箱的成本，比如說(shuō)提高200美元，這幾乎不能帶來(lái)什么像樣的額外性能，”哈蘭德評(píng)論說(shuō)，“然而，如果設(shè)備的成本高出了符合要求地完成任務(wù)所必需的成本，比如說(shuō)高出了10%，那么總體的利潤(rùn)前景就將發(fā)生顯著的變化。”

　　早在1958年，當(dāng)麥克萊恩正準(zhǔn)備開(kāi)通泛大西洋公司去往波多黎各的新航線(xiàn)時(shí)，作為11家競(jìng)標(biāo)者中要價(jià)最低的一家，太平洋海岸機(jī)械設(shè)備公司贏得了為麥特森公司制造第一臺(tái)起重機(jī)的合同。太平洋海岸機(jī)械設(shè)備公司不怎么喜歡麥特森公司非常規(guī)的設(shè)計(jì)；他們事先聲明，他們不會(huì)對(duì)集裝箱的搖擺、吊運(yùn)車(chē)的設(shè)計(jì)以及麥特森公司指定的作業(yè)速度等難題負(fù)責(zé)。哈蘭德同意了他們的要求，告訴他們麥特森公司會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)。于是，他們開(kāi)始建造一個(gè)離地面有113英尺高的“A”字形的龐大怪物，它的支架間距達(dá)到了34英尺，這樣兩輛卡車(chē)或者兩節(jié)火車(chē)車(chē)廂就能并排從起重機(jī)下方通過(guò)。特雷墨比爾公司也按照麥特森公司指定的規(guī)格制造了600只集裝箱和400架底盤(pán)。麥特森公司開(kāi)發(fā)出了一種捆索裝置，使得甲板上的集裝箱即使5個(gè)摞在一起（取決于集裝箱的重量）也不會(huì)有在海上遭到損毀的危險(xiǎn)。

　　與此同時(shí)，韋爾登的研究部門(mén)在繼續(xù)他們對(duì)最優(yōu)化的追求，為麥特森公司尋找著效率最高的船隊(duì)利用方法。通過(guò)租用每分鐘收費(fèi)高達(dá)數(shù)百美元的IBM 704計(jì)算機(jī)，研究人員建立了一個(gè)非常完善的業(yè)務(wù)模擬模型，其中所整合的貨物量和成本數(shù)據(jù)涉及到了麥特森公司一年中各個(gè)時(shí)刻在各個(gè)港口承運(yùn)的300多種商品。后來(lái)，他們又給這個(gè)模型加入了港口的勞動(dòng)力成本、碼頭和起重機(jī)當(dāng)前的利用率以及每艘船上的裝載量等數(shù)據(jù)，以求為一些實(shí)際的問(wèn)題提供實(shí)時(shí)的解決方案：一艘開(kāi)往夏威夷的大型輪船應(yīng)該在希羅和拉奈?？浚€是應(yīng)該在火奴魯魯把貨物轉(zhuǎn)移到一艘支線(xiàn)船上？一艘輪船應(yīng)該在一天中的什么時(shí)刻從火奴魯魯起航，才能最大限度地降低把一船菠蘿運(yùn)到奧克蘭去的總成本？在20世紀(jì)50年代，這樣的模擬還是很新鮮的，而且從來(lái)沒(méi)有在航運(yùn)業(yè)中使用過(guò)。

　　在1958年8月31日，當(dāng)甲板上裝有20只集裝箱而貨艙里裝有普通貨物的“夏威夷商人號(hào)”駛離舊金山時(shí)，麥特森航運(yùn)公司進(jìn)入了集裝箱時(shí)代。沒(méi)過(guò)多久，“夏威夷商人號(hào)”和其他5艘C-3型貨輪就可以一次運(yùn)載75只集裝箱了。在麥特森公司的第一臺(tái)新起重機(jī)于舊金山灣東邊的阿拉米達(dá)建造完成之前，這些改裝過(guò)的C-3型貨輪都要很費(fèi)勁地用回轉(zhuǎn)式起重機(jī)來(lái)裝卸。在1959年1月9日，世界上第一臺(tái)特制的集裝箱起重機(jī)投入使用，每3分鐘就可以裝卸一只重達(dá)4萬(wàn)磅的集裝箱。照這個(gè)速度，阿拉米達(dá)站場(chǎng)每小時(shí)可以裝卸400噸貨物，平均勞動(dòng)生產(chǎn)率是一班碼頭工人使用船上起貨機(jī)時(shí)的40倍以上。在1960年，同樣的起重機(jī)被安裝在了洛杉磯和休斯敦。

　　至此，麥特森公司已經(jīng)進(jìn)入了韋爾登在1957年初布置的計(jì)劃的第二個(gè)階段。另一艘C-3型貨輪“夏威夷平民號(hào)”經(jīng)過(guò)了改裝，可以在甲板上以及船艙中運(yùn)載6只一排且摞起6層的集裝箱。為了約束船艙中的一摞摞集裝箱，船體的構(gòu)架上加裝了豎直的角鋼。在每一根角鋼的頂部，還有一根巨大的角鋼可以在集裝箱被起重機(jī)吊進(jìn)來(lái)時(shí)起到引導(dǎo)的作用。艙口被擴(kuò)大了，以便起重機(jī)可以夠到每一摞集裝箱。艙蓋也相應(yīng)地加大到了52英尺×54英尺，以至于在開(kāi)始裝卸艙內(nèi)的集裝箱之前，起重機(jī)必須先把艙蓋吊起并掀開(kāi)。在5個(gè)貨艙當(dāng)中，有一個(gè)安裝了給冷凍集裝箱準(zhǔn)備的制冷系統(tǒng)和電氣設(shè)備；如果72只冷凍集裝箱中有哪一只的溫度過(guò)高或過(guò)低了，裝在輪機(jī)艙內(nèi)的報(bào)警燈就會(huì)發(fā)出信號(hào)。在貨艙被裝滿(mǎn)并蓋好艙蓋之后，額外的集裝箱會(huì)被兩只一摞地堆在艙蓋頂上—這樣一來(lái)，整艘船的運(yùn)載能力就達(dá)到了408只重25噸的集裝箱。保持穩(wěn)定性是一個(gè)永恒的問(wèn)題，尤其是在前往夏威夷的重載航行中；在必要時(shí)，麥特森公司通過(guò)預(yù)先安排集裝箱的位置來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題：把最重的集裝箱放在每一摞的底部，以降低整艘船的重心。

　　“夏威夷平民號(hào)”用了6個(gè)月的時(shí)間，完成了耗資380萬(wàn)美元的改造。在1960年5月，它開(kāi)始跑洛杉磯、奧克蘭以及火奴魯魯之間的三角形航線(xiàn)。當(dāng)這艘船到港時(shí)，碼頭工人們會(huì)首先取下甲板集裝箱上的捆索。然后，起重機(jī)把甲板上的集裝箱吊運(yùn)到由運(yùn)輸車(chē)牽引的底盤(pán)上，而運(yùn)輸車(chē)會(huì)把它們拉到為暫存貨物準(zhǔn)備的前方堆場(chǎng)去。一旦甲板被清空了，起重機(jī)就把艙蓋掀開(kāi)，接著卸載艙內(nèi)第一個(gè)格槽中堆放的6只集裝箱。這之后起重機(jī)就轉(zhuǎn)到雙向作業(yè)模式了。一輛拉著一只離港集裝箱的運(yùn)輸車(chē)會(huì)停到起重機(jī)的下方，它的旁邊還會(huì)有一輛拉著空底盤(pán)的運(yùn)輸車(chē)。每隔3分鐘，起重機(jī)的吊具就會(huì)伸入船艙里，吊起一只到港的集裝箱，把它放到等在下面的空底盤(pán)上，然后馬上吊起另一架底盤(pán)上的離港集裝箱，把它放到船上。在完成了每一排之后，起重機(jī)會(huì)順著碼頭移動(dòng)，讓吊梁停在下一排的正上方。在每一次15天的航行中，“夏威夷平民號(hào)”可以有12天半的時(shí)間是在海上行駛，也就是在賺錢(qián)—不像其他的船只把一半的時(shí)間都花在了港口上。這讓麥特森公司謹(jǐn)慎的董事們非常高興，他們同意到1964年的年底之前，總共投入3 000萬(wàn)美元用于購(gòu)置集裝箱船。