在1947年，当麦特森家族说服经验丰富的轮船主管约翰·库欣暂时不要退休，再为公司担任3年总裁时，情况开始发生了变化。库欣走马上任之后，该公司第一次开始严肃地对待成本节约以及低得可怕的生产率。在1948年，麦特森航运公司安装了革命性的机械化系统，开始以散装而不是每百磅一袋的形式向美国本土运送食糖。散装食糖要求大量的投资：在夏威夷这边储存粗糖需要巨大的筒仓；从糖厂把食糖运到码头需要专用的卡车车队；把食糖从卡车输送到筒仓顶部需要传送带；为了防止黏性的食糖在筒仓内固结需要更多的传送带循环运转。这些投资极大地降低了运输成本。食糖让麦特森公司对自动化的效果有了感觉。在库欣离任后不久，公司决定探索在西海岸与夏威夷之间运送普通货物的机械化处理。

　　麦特森公司的行动很谨慎。在麦克莱恩控制下的泛大西洋公司是一个斗志旺盛的暴发户，在建立全新业务的过程中，他们靠迅速行动来降低风险。麦特森公司没有这样的行动速度—他们还有庞大的现存业务需要保护，而且公司的董事们都把钱袋口系得紧紧的。在委托外部机构做了两年的调查研究之后，麦特森公司在1956年成立了一个内部的研究部门。而同样也是在这两年的时间里，马尔科姆·麦克莱恩已经把一个概念变成了运营中的业务。麦特森公司聘用了福斯特·韦尔登来负责新成立的研究部门；他是一个地球物理学家，不久前参与了“北极星”导弹核潜艇的研制。

　　麦特森公司与泛大西洋公司形成了最为鲜明的对比。麦克莱恩手下的工程师，比如基思·坦特林格和罗伯特·坎贝尔这样一些人，他们在学术上也不差，但他们都是在行业中而不是学术界里工作，都很明智地决定不在公众面前炫耀自己的学术出身。韦尔登是巴尔的摩著名的约翰霍普金斯大学的教授，在运筹学这一研究复杂系统的有效管理方法的新领域里颇有名气。在泛大西洋公司，其初始技术的设计是匆忙的，使用了过时的油轮、造船用的起重机以及长度受油轮尺寸制约的集装箱；麦克莱恩他们的想法是，一旦业务启动并运营起来，这一切都可以改进。韦尔登认为这种抓到什么算什么的随意策略会令人困惑。“对于构建一个‘最佳的’集装箱系统有哪些详细的设备要求，所有的运输公司都有自己偏好的理论，但是，我们看不到有定量的数据可以把哪怕是集装箱尺寸这样的粗略特征与整个运输作业的经济状况联系起来。”他一针见血地指出。正如他所描述的那样，他的目标是要收集可靠的数据并利用它们，为麦特森公司进军集装箱航运找到最佳途径。

　　韦尔登很快就遇到了一些将会对麦特森公司的方法产生影响的问题。在公司承运的普通货物中，有大约一半都适合于用集装箱运输，但来去两个方向上的货物量却不平衡—公司从夏威夷运到美国本土的货物量，仅为从本土运回夏威夷的1/3。因此，从本土到夏威夷的西向运输所带来的收入，需要用来补偿把大量的空集装箱运回本土的成本。更为糟糕的是，麦特森公司有大量的业务是来自加利福尼亚的食品加工商，他们要把运载量很小的货物发送给岛上的很多小零售店。麦特森公司将需要在加利福尼亚把这些零散的货物集合起来装满整只集装箱，等到了火奴鲁鲁，他们还得打开集装箱并把这些去往不同目的地的货物分开。这将使集装箱航运变得昂贵。不过，韦尔登也发现，通过避免在卡车与轮船之间搬运散件货物，集装箱将可以为麦特森公司的现有业务消除大约一半的成本。“这些成本在过去一直稳定地增加，而且，只要还采用手工操作，这些成本就会无限期地继续增加。”他断定说，“码头工人的工资一直在螺旋上涨，而劳动生产率却没有相应地提高，目前看来，没有任何迹象表明这种趋势会发生转变。”考虑到对自动化操作的迫切需要，韦尔登想出了一个可以让集装箱发挥作用的方案：如果麦特森公司能够按照在路线的顺序把散件货物装进集装箱，那么去送货的卡车就能够在火奴鲁鲁拉上集装箱，然后径直上路依次抵达各个目的地；只有当卡车到达了路线上的一家小商店时，发送给他们的货物才会被卸下。这样，夏威夷岛上的集装箱运输就具有了经济上的可行性。

　　既然使用集装箱是合理的，这些集装箱的尺寸应该有多大呢？韦尔登的分析表明，集装箱的尺寸越小，无需重新装箱就可以直接从发货人运到收货人的货物数量就会越多。但是从另一方面来说，装卸2个10英尺集装箱所花费的时间将是装卸1个20英尺集装箱的2倍，这就使公司在起重机和轮船上的投资得不到充分的利用。在用计算机分析了麦特森公司的数千次航运之后（在1956年，这项任务需要用掉数千张打孔卡），韦尔登手下的研究者们断定，在夏威夷岛的贸易中，20～25英尺长的集装箱将是效率最高的：集装箱长于25英尺会使得运送过程中出现太大的闲置空间，而集装箱短于20英尺则将花费太多的装船时间。他们建议麦特森公司像泛大西洋公司一样，先在甲板上运载集装箱，在船舱中运载传统的散件货物。通过改造其15艘C-3型货轮中的6艘，使之可以在甲板上运载集装箱，麦特森公司将能够在火奴鲁鲁与洛杉矶以及火奴鲁鲁与旧金山之间提供每周一次的集装箱航运服务。韦尔登认为，即使集装箱业务的规模很小，这种安排也将是有利可图的。如果集装箱业务增长了，公司可以改造另外的C-3型货轮，使它们只运载集装箱。他断定：“集装箱运输看起来是命中注定的。在这个有前途的发展方向上，我们可以想走多远就走多远，也可以按照谨慎的计划随时停下。”

　　在1957年早期，麦特森公司的管理层采纳了韦尔登的建议。莱斯利·哈兰德是一位善于创新的船舶设计师，他被聘请来负责轮船改造的设计。哈兰德聘用了一班人马，然后就开始详细地规划集装箱操作的各个方面。公司管理层明确地告诉他要注意资金的问题。判断每一个选择是否合理，都要根据它是否可以带来比其他的方案更高的投资回报率。

　　哈兰德的兄弟唐纳德是一个专门研究起重机的工程师，他们俩在1957年7月开始分析对起重机的要求。在10月，他们去休斯敦观看了泛大西洋公司刚刚改造好的“门户之城号”的首次到港。“门户之城号”是一艘C-2型货轮，要比第二次世界大战期间出产的C-3型略小一些，航速也略慢。另外，“门户之城号”还装备了两台船上起重机。在两台起重机同时工作的情况下，“门户之城号”的周转时间并不比小很多的“理想X号”更长。然而正如哈兰德亲眼看到的，两台船上起重机有一些缺点。泛大西洋公司的两个起重机操作员都坐在离甲板很高的驾驶室中，面朝着两盏彩色的指示灯。当绿灯亮时，一个操作员可以控制吊运车越过船舷，移动到码头上方并放下一个集装箱；当红灯亮时，另一个操作员要等待。如果两台起重机意外地让两只重达4万磅的集装箱同时在船舷外摇荡，不平衡的重量就有可能使船翻掉。因为麦特森公司只打算服务于少数的大港口而不是很多的小港口，所以他们没有必要冒这样的风险。他们的第一个重大决定很简单：陆基起重机是他们努力的方向。

　　麦特森公司不想使用原本用于其他用途的旧起重机，比如泛大西洋公司在1956年加以改造并暂时使用的造船起重机。泛大西洋公司最初使用的起重机是回转式的，在海运贸易中被称为“旋臂吊车”。这些起重机可以很好地把集装箱从甲板上吊起，然后回转吊臂把集装箱吊到码头上方，但是，它们的设计使得它们很难准确地把集装箱放到一架拖车底盘上，而这就拖慢了整个操作。麦特森公司的起重机是从头开始设计的，其中的一个设计要求就是它们要能够在5分钟之内卸下一只到港集装箱再装上一只离港集装箱—这个周期要比泛大西洋公司最早使用的两台起重机短2分钟。麦特森公司的起重机将具备可以从码头上伸出95英尺的吊臂，足以横跨公司船队中那些船的整个宽度。操作员可以控制吊运车把起吊梁移动到船的上方，放下起吊梁来抓住一只集装箱，提起集装箱，然后以高达每分钟410英尺的速度向码头移动。在高速度的情况下，这些动作会使高高悬挂在吊索上的集装箱发生摇摆。莱斯利·哈兰德设计了一种特殊的吊具来解决摇摆的问题，并在1957年的圣诞节期间利用儿子的机械拼装玩具造了个模型来测试这种吊具的可行性。

　　在向公司推荐了20～25英尺长的集装箱之后，韦尔登的工作就结束了。哈兰德的任务是拿出设计并完成开发。在1957年晚期，麦特森公司请卡车拖车制造商特雷墨比尔公司制造了两只原型集装箱和两架底盘。另一家承包商为他们制造了两套吊具，还有一套用来模拟船上集装箱格槽的钢制构架。随后他们进行了几个月的测试。用来测量应变的仪器被连接到了设备上；当具有不同重量和密度的集装箱被吊入、吊出格槽以及放到底盘上时，集装箱及其承载结构所受到的应力就可以被测定出来。测试格槽被设定成了不同的角度，以确定集装箱与构成格槽角的垂直角钢之间究竟需要留出多大的间隙。装有货物的集装箱被摞在了一起，以测量底部的集装箱所承受的压力。升降卡车开进了集装箱内，以测量集装箱底板上的应变。

　　当测试结果出来时，哈兰德的团队认定对麦特森公司来说，最经济的集装箱尺寸是高81/2英尺、长24英尺，比泛大西洋公司的集装箱短11英尺。这个规格也考虑了韦尔登的一个发现：所节约的每一磅重量都值20美分，集装箱内额外增加的每一立方英尺都值20美元。为了改善结构的完整性，集装箱的顶盖将是一整块用铆钉固定的金属板，而不是用薄金属板螺钉连接起来的几块金属板条—后者是特雷墨比尔公司给高速公路拖车用的设计。钢制角柱将必须能够承受12万磅—几个集装箱摞在一起的重量，大大超过了泛大西洋公司的首批集装箱能够承受的。集装箱的门是双层铝制的，中间有增强板夹层。箱门用楔形榫接合到箱体上，以经受轮船在海上颠簸时所导致的扭曲应力。箱底将铺上用榫槽接合的花旗松。出于成本的考虑，新的设计没有使用确保集装箱可以兼容特殊起重机和叉车的特殊附件。“提高一只集装箱的成本，比如说提高200美元，这几乎不能带来什么像样的额外性能，”哈兰德评论说，“然而，如果设备的成本高出了符合要求地完成任务所必需的成本，比如说高出了10%，那么总体的利润前景就将发生显著的变化。”

　　早在1958年，当麦克莱恩正准备开通泛大西洋公司去往波多黎各的新航线时，作为11家竞标者中要价最低的一家，太平洋海岸机械设备公司赢得了为麦特森公司制造第一台起重机的合同。太平洋海岸机械设备公司不怎么喜欢麦特森公司非常规的设计；他们事先声明，他们不会对集装箱的摇摆、吊运车的设计以及麦特森公司指定的作业速度等难题负责。哈兰德同意了他们的要求，告诉他们麦特森公司会对设计负责。于是，他们开始建造一个离地面有113英尺高的“A”字形的庞大怪物，它的支架间距达到了34英尺，这样两辆卡车或者两节火车车厢就能并排从起重机下方通过。特雷墨比尔公司也按照麦特森公司指定的规格制造了600只集装箱和400架底盘。麦特森公司开发出了一种捆索装置，使得甲板上的集装箱即使5个摞在一起（取决于集装箱的重量）也不会有在海上遭到损毁的危险。

　　与此同时，韦尔登的研究部门在继续他们对最优化的追求，为麦特森公司寻找着效率最高的船队利用方法。通过租用每分钟收费高达数百美元的IBM 704计算机，研究人员建立了一个非常完善的业务模拟模型，其中所整合的货物量和成本数据涉及到了麦特森公司一年中各个时刻在各个港口承运的300多种商品。后来，他们又给这个模型加入了港口的劳动力成本、码头和起重机当前的利用率以及每艘船上的装载量等数据，以求为一些实际的问题提供实时的解决方案：一艘开往夏威夷的大型轮船应该在希罗和拉奈停靠，还是应该在火奴鲁鲁把货物转移到一艘支线船上？一艘轮船应该在一天中的什么时刻从火奴鲁鲁起航，才能最大限度地降低把一船菠萝运到奥克兰去的总成本？在20世纪50年代，这样的模拟还是很新鲜的，而且从来没有在航运业中使用过。

　　在1958年8月31日，当甲板上装有20只集装箱而货舱里装有普通货物的“夏威夷商人号”驶离旧金山时，麦特森航运公司进入了集装箱时代。没过多久，“夏威夷商人号”和其他5艘C-3型货轮就可以一次运载75只集装箱了。在麦特森公司的第一台新起重机于旧金山湾东边的阿拉米达建造完成之前，这些改装过的C-3型货轮都要很费劲地用回转式起重机来装卸。在1959年1月9日，世界上第一台特制的集装箱起重机投入使用，每3分钟就可以装卸一只重达4万磅的集装箱。照这个速度，阿拉米达站场每小时可以装卸400吨货物，平均劳动生产率是一班码头工人使用船上起货机时的40倍以上。在1960年，同样的起重机被安装在了洛杉矶和休斯敦。

　　至此，麦特森公司已经进入了韦尔登在1957年初布置的计划的第二个阶段。另一艘C-3型货轮“夏威夷平民号”经过了改装，可以在甲板上以及船舱中运载6只一排且摞起6层的集装箱。为了约束船舱中的一摞摞集装箱，船体的构架上加装了竖直的角钢。在每一根角钢的顶部，还有一根巨大的角钢可以在集装箱被起重机吊进来时起到引导的作用。舱口被扩大了，以便起重机可以够到每一摞集装箱。舱盖也相应地加大到了52英尺×54英尺，以至于在开始装卸舱内的集装箱之前，起重机必须先把舱盖吊起并掀开。在5个货舱当中，有一个安装了给冷冻集装箱准备的制冷系统和电气设备；如果72只冷冻集装箱中有哪一只的温度过高或过低了，装在轮机舱内的报警灯就会发出信号。在货舱被装满并盖好舱盖之后，额外的集装箱会被两只一摞地堆在舱盖顶上—这样一来，整艘船的运载能力就达到了408只重25吨的集装箱。保持稳定性是一个永恒的问题，尤其是在前往夏威夷的重载航行中；在必要时，麦特森公司通过预先安排集装箱的位置来解决这个问题：把最重的集装箱放在每一摞的底部，以降低整艘船的重心。

　　“夏威夷平民号”用了6个月的时间，完成了耗资380万美元的改造。在1960年5月，它开始跑洛杉矶、奥克兰以及火奴鲁鲁之间的三角形航线。当这艘船到港时，码头工人们会首先取下甲板集装箱上的捆索。然后，起重机把甲板上的集装箱吊运到由运输车牵引的底盘上，而运输车会把它们拉到为暂存货物准备的前方堆场去。一旦甲板被清空了，起重机就把舱盖掀开，接着卸载舱内第一个格槽中堆放的6只集装箱。这之后起重机就转到双向作业模式了。一辆拉着一只离港集装箱的运输车会停到起重机的下方，它的旁边还会有一辆拉着空底盘的运输车。每隔3分钟，起重机的吊具就会伸入船舱里，吊起一只到港的集装箱，把它放到等在下面的空底盘上，然后马上吊起另一架底盘上的离港集装箱，把它放到船上。在完成了每一排之后，起重机会顺着码头移动，让吊梁停在下一排的正上方。在每一次15天的航行中，“夏威夷平民号”可以有12天半的时间是在海上行驶，也就是在赚钱—不像其他的船只把一半的时间都花在了港口上。这让麦特森公司谨慎的董事们非常高兴，他们同意到1964年的年底之前，总共投入3 000万美元用于购置集装箱船。