雖然有些航空旅客在飛行時或許仍會欣賞航空航天技術的精妙之處，但鮮少有人能想像到，機場的系統設計其實同樣複雜，甚至更為複雜。在我看來，機場確實是建造與營運上最為複雜的公共基礎設施之一。 它不僅必須確保在處理飛機、旅客及行李時具備基本的功能效率與安全性；近年來，更須滿足旅客對購物、餐飲及娛樂的需求，讓他們在等待登機時能舒適地打發時間。這在房地產術語中，可謂是所謂「綜合開發項目」（即住宅、飯店、服務式公寓、辦公室及購物中心整合於單一開發案中）中極具挑戰性的一環。
航空產業現況
全球航空業目前正蓬勃發展。國際航空運輸協會（IATA）預測，全球航空旅客量將從 2017 年的每年 43 億人次，在未來二十年間激增至高達 82 億人次。 無論是商務或休閒旅行，航空旅行量的指數級增長，可歸因於中國、印度及東協等國家中產階級規模不斷擴大且財富日益增長；全球化及其對交通連結性的需求；價格實惠的低成本航空公司的加入；以及航空技術的進步——這些技術不僅開闢了超長程航線，更催生出燃油效率更高的飛機，從而降低了飛行成本。
全球機場短缺
隨著航空運輸需求的急速增長，航空業顯然需要更多飛機、飛行員、機組人員以及航空供應鏈的其他環節，但從根本上來說，更需要的是更多的機場。可以理解的是，基礎設施規劃者往往忽略了這項基本的運輸基礎設施，特別是在發展中國家，因為他們更關注道路、橋樑、鐵路和住房等迫切的國內需求。目前，全球機場基礎設施已無法滿足全球航空業的增長需求。 國際航空運輸協會（IATA）估計，在55個航空樞紐城市中，有47個（主要位於亞洲）受到跑道和航站樓容量限制的制約。就亞洲前100大機場而言，52%需要擴大航站樓容量，而69%將在2030年前面臨跑道容量不足的問題。
鑒於亞洲是經濟增長最快的地區，該地區的機場短缺問題顯得尤為嚴峻。美國人口為3.26億，擁有919座機場；而中國人口達13億，卻僅有229座機場，僅為美國的25%。據報導，中國目前正加緊建設，每年興建10座機場。 同樣地，東協（ASEAN）人口達6.39億，卻僅有370座機場；其人口雖是美國的兩倍，機場數量卻僅為美國的三分之一。顯然，亞洲必須興建並營運更多機場，才能更有效率地與世界接軌，以跟上其快速的經濟成長步伐。
機場作為一個複雜的系統之系統
由於機場是一項要求極高的公共基礎設施，其規劃、設計及投入營運通常需要相當長的時間——一般而言約需六至十年。現代機場的複雜性在於必須滿足「可預期的需求」，例如高效處理旅客與行李、確保安全與安檢、滿足餐飲及購物需求，以及為在機場候機的旅客提供舒適與娛樂設施。
該系統還必須應對不可預測的需求，例如管理系統內的熵（即缺乏秩序或可預測性）（例如上游機場造成的延誤），以及處理源自外部環境的重大干擾（例如冰島和峇里島的火山灰）。 因此，機場是一個由多個系統組成的複雜系統。機場營運的各個環節——例如地面運輸、空中交通管制、航廈及機坪運作，以及貨運作業——之間存在著複雜的相互依存關係。任何一個環節的失靈，都會自動在其他環節引發不利後果。
在每個系統內，亦有多個組件以獨立卻又相互依存的方式運作。舉例來說，要在航廈內高效處理旅客，就必須讓報到、出入境、安檢、航班資訊及行李處理等系統以整合的方式運作。 最重要的是，機場需要多方利益相關者攜手合作，形成一個整合的系統。這些利益相關者包括政府機關（如出入境管理機關和海關）、營運實體（如航空公司、地勤服務公司和安檢服務供應商），以及經營零售特許經營權的商業業者。
讓我們以樟宜機場為例，探討機場設計與營運中的系統複雜性。我將討論幾個常見的機場特徵，以說明其複雜性。
機場規劃與開發的複雜性
規劃航廈容量時，有四項關鍵考量因素。分別是：航廈處理能力、最短轉機時間、流程設計中的技術，以及最後但同樣重要的是，供旅客在航廈候機時消磨時間的零售與娛樂設施。
碼頭處理能力
旅客航廈作為一個樞紐，負責動態處理穿梭於各個接觸點及相互依存的子系統之間的旅客、行李、飛機、車輛、訪客及工作人員。任何一個接觸點若出現瓶頸，都將因多米諾骨牌效應而影響整個系統。
舉例來說，若因櫃檯數量不足導致出境移民檢查處出現瓶頸，將造成旅客無法準時登機，進而延誤航班起飛。 因此，飛機在登機口滯留的時間會比預定時間更長。這將導致入境航班可使用的登機口／停機位減少，進而造成抵達流量延誤。飛機將不得不延長空中盤旋時間，或停靠在遠端登機口，屆時乘客必須搭乘接駁巴士前往航廈。由於抵達航班現在集中湧入，導致行李傳送帶容量不足，行李領取程序也將因此延誤。
高峰時段需求的規劃
雖然機場容量通常以每年數百萬名旅客（mppa）為單位來衡量，但對營運效率而言，更關鍵的是評估機場在尖峰時段能處理的旅客數量。這會因飛往不同地理位置的各家航空公司所對應的尖峰時段而有所不同。針對尖峰時段容量的規劃，國際航空運輸協會（IATA）提出了一項稱為「服務水準框架（LOS）」的指引。 舉例來說，在報到大廳中，國際航空運輸協會（IATA）建議的最適服務水準為每位旅客 2.0 至 2.3 平方公尺。在樟宜機場，我們針對手推車流通量較高的報到大廳區域，規劃了每位旅客 4.0 平方公尺的空間，此舉能提升系統韌性，以應對熵變及外生衝擊或干擾。
最短連接時間（MCT）
MCT 定義為旅客從抵達航班轉乘至出發航班所需的最短時間。對樞紐機場而言，實現短暫的 MCT 至關重要，因為轉機時間越短，機場對轉機旅客和航空公司的吸引力就越大。在樟宜機場，第 1、2 及 3 航廈內以及航廈之間的 MCT 設定為 60 分鐘，而往返第 4 航廈（T4）的轉機則需 90 分鐘的 MCT。 MCT 受兩個相互配合的關鍵營運流程影響：旅客流動與行李輸送。旅客流動時間則受四個因素影響，分別是：空中交通管制對航班準時抵達的效率、導航的便利性、旅客運輸系統（連接通道或空中列車）的速度，以及安檢的效率。
行李處理系統
行李處理可能是機場中最常見的設施之一，它既能對旅客的體驗產生正面影響，也可能造成負面影響。機場必須妥善處理這項工作。行李輸送受三大因素影響：空中交通管制確保航班準時抵達的效率、地勤人員在卸載及運輸行李時的效率，以及最後但同樣關鍵的——行李處理系統（BHS）的運作表現。 行李處理系統本身即為一個極其複雜的工程子系統。對於轉機旅客而言，該系統包含在整合式轉機輸送線上進行的行李導入、託運行李安檢，以及將下一班航班起飛時間距當下超過 3 小時的行李輸送至早期行李儲存系統等流程。行李處理系統的工程設計必須兼具效率、可靠性與精確性。
製程設計中的技術
對於營運需求日益複雜的機場而言，科技是確保具備所需處理能力的关键因素。鑑於地勤代理商及移民與關卡管理局（ICA）等政府機關正面臨嚴峻的人力短缺問題，難以應對旅客流量的快速增長，這一點尤為重要。
樟宜機場在旅客處理技術方面投入了大量資源，最新的例子便是第四航廈（T4）推出的「快速無縫旅行」（FAST）計畫。這是全球首個涵蓋四個旅客處理接觸點的整合式端到端生物識別自助流程，包括自助報到機、自助託運行李櫃檯、自動出入境閘口及自動登機閘口。這四個自動化接觸點均為無人操作，並採用人臉辨識技術。 FAST 計畫顯著提升了 T4 航廈處理出境旅客的效能。報到吞吐量增加了 30%，從而縮短了等候、排隊及通關時間。人力生產力亦有所提升，航空公司與地勤代理商節省了 20% 的人力。先進的臉部辨識技術透過降低人為失誤的風險，進一步提升了安檢的可靠性。
零售與娛樂——樟宜機場的亮點體驗之一！
如今，機場已不再僅僅是航空運輸基礎設施。除了高效處理飛機與旅客的進出外，現代機場還必須提升旅客在航廈內的體驗。樟宜機場提供豐富多樣的購物、餐飲及娛樂選擇，包括美容護理、健身房、游泳池，甚至還有蝴蝶園，以滿足轉機時間較長的旅客需求。 事實上，樟宜機場高達 43% 的營收來自零售業務。因此，在規劃航廈空間時，此類非航空商業設施的規劃必須受到同等重視。為了迎合旅客兼購物者的興趣，必須定期更新零售商品陣容，以維持並提升他們的購物體驗。 我們每年有超過 6,000 萬名旅客兼購物者，當他們身處航廈內時，推動更高的銷售轉換率在商業上極具意義。
機場營運的複雜性——機場營運中的協作式決策
在複雜的機場系統中，管理諸如火災爆發這類可能在各子系統內部及跨子系統間引發混亂、失序與運作低效的「熵」，至關重要。 一項全球性的事件是2010年冰島艾雅法拉冰川火山爆發，導致從新加坡飛往歐洲的大量航班取消，使乘客滯留於樟宜機場。另一宗令人擔憂的案例則是近期大阪關西國際機場因颱風引發的洪水，這場災難徹底癱瘓了整個機場，甚至讓向來對重大自然災害非常熟悉且準備充分的日本人也束手無策。
機場營運必須預先規劃，以因應系統熵的變化，避免發生嚴重中斷，無論這些狀況有多麼出乎意料。這需要決策支援工具，能夠即時分析動態的交通狀況，並促進各利益相關方之間各項活動的協調，以便迅速且整合地作出回應。 樟宜機場已實施「機場協作決策系統」，這是一個供所有機場機構共享資訊的共通平台，使各機構能根據每班航班的即時狀態更新，充分利用其資源。 這將使營運商能在飛機抵達樟宜的瞬間，預測其後續時程，其中最關鍵的是預估其準備好進行下一趟起飛的時間。由於航班時間的可預測性提升，跑道和停機位等機場資源便能得到更最佳化的運用。
高水準的服務
僅憑頂尖的實體基礎設施與技術，尚不足以讓樟宜機場贏得並維持其作為成功航空樞紐的地位。我們必須著重於建置必要的「軟體」——即系統與流程——以向所有機場使用者提供世界級的體驗。確保旅客享有個人化、無壓力且充滿正向驚喜的優質體驗，正是樟宜機場基因中的致勝關鍵。 這要求樟宜機場必須具備嚴謹的紀律，在所有服務接觸點上隨時確立並執行效率與服務品質的標準。這包括在出入境檢查、海關、退稅、行李提取、手推車領取、諮詢櫃檯、零售店舖、娛樂設施，甚至在洗手間內，都能提供愉悅的體驗。有許多細節都可能讓旅客感到非常開心或非常不滿。 我們必須持續評估績效結果，並採取後續行動來彌補任何不足之處；同時，也要為所有員工（包括我們的機場合作夥伴）提供全面的培訓。
總結
機場是一個極其複雜的系統，它不僅必須管理作為航空運輸基礎設施所預期可預見的需求，還須應對因熵增與營運中斷所引發的不可預見需求。國際航空樞紐在營運表現方面的期望與市場競爭壓力正日益升高。
對新加坡而言，我們的機場——也是唯一的一座——是一項重要的經濟戰略。它能將這座城市與世界相互連結，並由此產生多方面的經濟效益。此外，機場猶如國家的門面，是訪客抵達與離境的首站與終點，將為訪客留下對這個國家的好或壞的第一印象與最後印象。 因此，擁有適切的系統設計、技術、流程，以及最關鍵的人力資源，對於確保我們在這高度複雜且競爭激烈的航空業中持續成功至關重要。
我很自豪地說，樟宜機場自1981年啟用以來，始終能維持良好的旅客滿意度。這點從我們獲得各評比機構頒發的超過580項「最佳機場獎」便可見一斑；不過，我總是不斷向同事們強調，贏得多項最佳機場獎只是結果，切勿誤以為這是我們執著追求的目標。 我最近在腦中試算了一下：以機場每日平均處理16萬名旅客來計算，即使不滿率僅有1%，也意味著會有1,600名不滿意的旅客提出投訴。即便不滿率降至0.5%，我們每天仍會有800名旅客感到不滿。 試想，有800名旅客透過電子郵件、簡訊或電話向我們投訴！不過，據向我匯報的資料顯示，我們已將每日負面回饋數量控制在100則以下，這意味著不滿率低於0.1%。但當然，我們無從得知究竟有多少旅客只是默默忍受不滿，根本懶得向我們投訴！ 關鍵在於要從這些收到的回饋或投訴中汲取教訓，並持續改善營運，以符合用戶的期望。切勿僅採取防禦姿態。
目前，樟宜機場已具備堅實的基礎設施，我們亦持續進行逐步的改善與擴建。憑藉我們良好的往績紀錄與卓越的營運表現，除非發生可能對全球旅遊業造成災難性影響的不可預見的國際事件，否則我認為樟宜機場完全有能力繼續作為一個優秀的國際航空樞紐而表現出色。
李文良（Liew Mun Leong）
樟宜機場集團及盛裕集團主席
於「2018年亞洲複雜系統設計與管理大會」
2018年12月6日，新加坡國立大學大學城