SUPPLY CHAIN AND INFORMATION SYSTEMS

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1 SUPPLY CHAIN AND INFORMATION SYSTEMS

2 RIRL 2010 The 8th International Conference on Logistics and SCM Research BEM Bordeaux Management School September 29, 30 and October 1st 2010 De la traçabilité au routage des produits en transport routier Nicolas Malhéné EIGSI (Ecole d Ingénieurs en Génie des Systèmes Industriels), France (nicolas.malhene@eigsi.fr) Jean-Christophe Deschamps IMS - Université Bordeaux 1, France (Jean-Christophe.Deschamps@ims-bordeaux.fr) Résumé Dans le contexte concurrentiel de la nouvelle économie, les entreprises doivent maitriser au mieux leur réseau logistique pour l adapter aux nouvelles réalités des marchés. Le transport est devenue une fonction intégrative de performance au sein de la chaîne d approvisionnement, dont l efficacité risque de «peser lourd» dans la maîtrise des coûts industriels à l aube des nouveaux défis liés au développement durable. L objet de ce papier, résolument prospectif, est de définir le bien fondé de l application des NTIC, et plus particulièrement la technologie du RFID, à la rationalisation du transport routier et à la synchronisation de la chaîne d approvisionnement. Il décrit ainsi les fondements du projet PRODIGE qui tend, dans ses développements, à instrumenter la traçabilité au travers d une application combinée de plusieurs technologies et à modifier les usages en transport en posant le problème de l optimisation du routage à l échelle du produit. Mots clés: transport routier, RFID, géolocalisation, routage, produit intelligent 1

3 1. INTRODUCTION Depuis plusieurs années, le mouvement de recentrage des industriels sur leur cœur de métier et les pratiques modernes de management favorisent l externalisation de pans entiers de certaines activités soutenant ainsi une évolution rapide de la logistique dans de nouvelles formes d organisations. La fonction devient alors la véritable articulation de la collaboration inter-entreprise garante d une réponse adaptée des industriels face à l évolution des caractéristiques du marché et de leur environnement. Même concurrentes, les entreprises industrielles n hésitent plus à collaborer comme l illustre la conception, la construction et la location des plates formes voisines par Prologis, permettant à Continental et Bridgestone de mutualiser leur préparation de commande avec un même prestataire logistique. (Houe, 2006) souligne que le passage à une attitude plus coopérative au sein de la chaine logistique étendue témoigne de la dilution des frontières des entreprises et de l émergence de nouvelles organisations aux multiples caractéristiques, appelées réseaux logistiques. On entend par " Réseau Logistique " toutes les activités qui se rapportent à l'adaptation des ressources aux besoins des clients internes, à la recherche et la proposition de solutions logistiques innovantes, correspondant, soit à l'évolution des cahiers des charges, soit au maintien du taux de service en optimisant les coûts. De tels réseaux peuvent fonctionner grâce à des mécanismes de coopération entre les partenaires. Il faut donc en premier lieu que les acteurs des réseaux logistiques cherchent à définir ensemble la nature des informations qu'ils doivent échanger et les procédures d'échange pour mettre en œuvre ces mécanismes et qui leur permettraient de progresser dans le cadre d'une relation gagnant-gagnant. Le transport est un élément prépondérant de ces réseaux logistiques. Véritable maillon de la chaine d approvisionnement, il est devenu un acteur incontournable de la logistique dont la performance impacte fortement celles des chargeurs et clients. La maîtrise des transports routiers, objet d étude de ce papier, est une préoccupation très actuelle, dans un contexte où le développement durable devient un enjeu économique majeur, s agissant de sensibiliser l ensemble des acteurs économiques et politiques aux problèmes de maîtrise de l énergie, de respect de l environnement sans pour autant renoncer à l optimisation des profits. Ainsi, de nouvelles initiatives se développent dans le domaine, autour de l utilisation des NTIC (Nouvelles Technologies de l information et la Communication) afin notamment de favoriser la traçabilité des produits et d optimiser l usage d une flotte de transport. L utilisation de la technologie RFID (Radio Frequency Identification) permet particulièrement de faciliter 2

4 l accès à l information, et de renforcer l interopérabilité (aptitude de deux partenaires à interagir efficacement et sans effort, que ce soit au plan organisationnel ou technique) au sein de la chaîne d approvisionnement. Cette propriété, à l ère où le transport multimodal peut devenir une stratégie gagnante dans la recherche de maîtrise des coûts, tend à favoriser un échange aisé d information, pouvant être exploitée à des fins de transfert de responsabilités (lors de ruptures de charges entre deux prestataires transport), une facturation à l acte, ou encore le calcul de la trace carbone associée à l acheminement du produit. Ce travail n est pas en soi le résultat d une recherche aboutie, mais se veut prospectif. Au travers d une discussion argumentée, nous cherchons à poser les fondements du projet PRODIGE, financé par l'agence Nationale de la Recherche, qui pose le problème de l usage des NTIC durant le transport routier de marchandises, et de la valeur d une telle technologie à des fins d optimisation de l activité. Ainsi, dans une première partie, nous définissons les enjeux liés à la traçabilité dans le transport. Nous tentons alors en partie 3 de nous appuyer sur un standard privatif existant pour comprendre comment maîtriser le flux d information vis-à-vis du flux physique afin d assurer la traçabilité des matières tout au long de leur cycle de vie ; l analyse reste cependant circonscrit au transport, depuis la prise en charge de la marchandise chez le chargeur jusqu à sa délivrance au client. Nous introduisons en partie 4 les bases, avantages et limitations de la technologie RFID avant de montrer comment cette technologie peut modifier les usages en transport routier (partie 5). Le projet PRODIGE est alors décrit à travers ses attendus techniques et scientifiques. Les premières bases de réflexions sur les développements à réaliser sont présentées avant de conclure sur l avenir de ce travail. 2. TRAÇABILITE ET TRANSPORT La traçabilité caractérise dans sa définition la plus générique la mise en œuvre d une chaîne d information donnant la faculté d une organisation à retrouver l historique, l utilisation ou la localisation d une entité au moyen d identifications enregistrées (Norme NF EN ISO 8402). La norme réfère entre autre à la caractérisation de l origine de matières participant à la fabrication de produits plus complexes, à la connaissance des processus appliqués au produit, à la distribution et l emplacement du produit après livraison. Les nouvelles organisations émergentes, telles que les chaînes d approvisionnement et réseaux logistiques, tendent à ce que la maîtrise de la conception et fabrication d un produit ne s inscrit plus au sein d une seule et même entreprise mais fasse appel à un réseau de partenaires. 3

5 La traçabilité devient ainsi un outil incontournable dans la gestion de crise, où la situation la plus fréquemment rencontrée consiste à remonter la chaîne d information caractérisant l historique des transformations suite à la détection de défauts graves sur un produit, et ceci afin de rappeler tous ceux issus d un même lot de fabrication. La dimension liée à la localisation des produits est par contre mal considérée et souvent sous exploitée. Une connaissance plus ou moins précise de la localisation du produit tout au long de son cycle de vie, tout au moins jusqu à sa distribution au consommateur (utilisateur du produit), représente pourtant aujourd hui une source de gains appréciable dans la possibilité qu elle offre de mieux coordonner les actions distribuées tout au long d un réseau logistique de plus en plus collaboratif. L activité pouvant le plus tirer profit d une traçabilité intégrant tout particulièrement la localisation des produits est sans aucun doute le transport de marchandises. Si la chaîne d information assurant l historique des transformations existe dans le domaine, il n en demeure pas moins qu elle reste perfectible dans le domaine du captage de données en rapport avec le respect de l intégrité des produits (chocs) ou de ses contraintes de conditionnement (chaîne de froid). La localisation du produit n est quant à elle disponible la plupart du temps qu en cas de rupture de charge, c'est-à-dire lorsqu un produit est transféré en terme de responsabilité d un partenaire logistique à un autre, ou lorsqu il subit une activité de fractionnement / regroupement avec d autres en rapport avec son acheminement. Fort de ce constat, le présent travail tente de poser les fondements de nouveaux usages dans le domaine du transport, associés à la mise en œuvre renforcée d une traçabilité intégrant la connaissance quasi temps réel de la position de l ensemble des produits en transport. Les propositions faites dans ce papier sont donc par nature prospectives, et font l objet de développements actuels. 3. PRATIQUES LIEES A LA TRACABILITE La définition de nouveaux usages impliquent la connaissance des pratiques telles qu elles sont mises en œuvre dans le domaine étudié. Peu de documents font état de ces pratiques, tant elles sont propres à chaque prestataire offrant un service transport. Certains standards tentent cependant de s imposer dans la manière d organiser l activité transport et d assurer la traçabilité. Nous tentons ici de nous appuyer sur un standard privatif, proposé par GS1 (GS1 France, 2006), pour comprendre et analyser succinctement les activités allant de la prise en charge chez l expéditeur jusqu à la livraison au client. Nous tentons notamment de renforcer, 4

6 au travers de cette présentation, l idée d une «nécessaire» synchronisation des activités liées à la transformation du flux physique avec celles associées à la gestion et transformation du flux d information Quelques définitions clés L objet de ce paragraphe est le rappel de la définition des unités de conditionnement qui définissent à différents niveaux d abstraction les emballages nécessaires à la préparation du produit à son transport. Ainsi, les unités consommateurs (notées UC) caractérisent un objet, ou une entité, souvent assimilé à un produit consommable identifié de manière unique et destiné à un client. C est l unité la plus élémentaire accessible à ce dernier. Les unités logistiques (notées UL) sont le regroupement d unités consommateurs. Une unité logistique peut être standard lorsqu elle se compose d unités consommateurs identiques (en nature et en nombre) ou bien non standards si elle regroupe des articles de natures diverses dans des quantités non homogènes. Les unités d expédition (notées UE) correspondent aux unités préparées à des fins de transport, c'est-à-dire pour l acheminement d un ensemble de produits plus ou moins homogènes à un client. L exemple le plus représentatif est la palette contenant un ensemble d unités logistiques Le système d information associé La traçabilité des activités reposant sur la caractérisation d informations permettant de connaître l historique des produits, chaque unité de conditionnement telle que définie plus haut, se voit affecter un code de référencement. Ce dernier est l un des facteurs de rapprochement / d intégration du flux physique et du flux d information correspondant dans la manière dont il permet de hiérarchiser l information, et d assurer les liens entre «contenant» et «contenu». Cette codification repose sur les définitions des informations suivantes : GTIN ou Global Trade Item Number : Ce code repose sur une information à 14 chiffres faisant appel à des standards de codage tels que l EAN/UCC-8 ou encore l EAN/UCC-13. Par une hiérarchisation et une structure spécifique, il est associé à chaque unité consommateur, ou unité logistique lorsqu elle est standard, et répond aux normes internationales garantissant l unicité de l information. SSCC ou Serial Shipping Container Code : ce code structure en 18 chiffres est constituée pour chaque unité d expédition, pour le besoin du transport. Il référence de manière unique l UE à laquelle il est attaché, sans faire référence à son contenu. 5

7 Pour plus d information, le lecteur peut consulter les différents rapports rendus publiques par GS1 dont notamment le rapport sur les standards de transport (GS1 France, 2006). 6

8 3.3. Modélisation succincte des processus La traçabilité impose une mise à jour des informations contenues dans le système d information de chaque partenaire. Cette mise à jour doit se faire de manière synchrone avec la réalisation des activités sur le flux physique. Au sein d une entreprise, elle s applique depuis l utilisation d une matière dans une fabrication (auquel cas les numéros de lots pour chaque matière sont à lier au n de lot du produit fabriqué), jusqu à la constitution des unités logistiques (figure 1). Lorsque les unités logistiques sont non standards (ULNS), le caractère hétérogène de leur contenu impose une codification par un SSCC et une mémorisation des liens associant UL et produits conditionnés (Quantité de produits / GTIN, référence lots si nécessaire). Flux physique PRODUCTION CONDITIONNEMENT LECTURE N N LOTS EDITION GTIN, N N lot lot EDITION SSCC si si ULNS Flux information N lots MP1 N lots MP2 N lots emballages GTIN, n Lots, Qtés SSCC1 GTIN, n Lots, Qtés GTIN, n Lots, Qtés GTIN, n Lots, Qtés Figure 1. Production / conditionnement chez le chargeur Lors de la réception d une commande chez le fabriquant, la réservation d une prestation de transport est demandée auprès du prestataire choisi. Dès lors, les unités d expéditions sont préparées pour la date d enlèvement demandée et un avis d expédition est envoyé au destinataire de la marchandise. L ordre de transport une fois confirmé, les codes SSCC sont générées et apposées sur les palettes par le biais d étiquettes. Ces codes dits «pères» en référence à la hiérarchisation de l information sont liés dans la base de données aux codes GTIN ou SSCC «fils» caractérisant les ULNS. Une fois le transporteur arrivé chez le chargeur (fabriquant), il prend en charge les unités d expédition en commençant par lire les codes SSCC les référençant. Il peut ainsi vérifier la conformité du code des UE à charger avec ceux mentionnés sur l ordre de transport reçu. 7

9 PREPARATION COMMANDES CONSTITUTION DES UE ETIQUETAGE DES UE EXPEDITION RECEPTION COMMANDES RESERVATION TRANSPORT ENV0I AVIS EXPEDITION DEMANDE TRANSPORT EDITION SSCC UE Flux information Commandes Ordre de réservation Avis d expédition Ordre de transport SSCCx SSCCy, GTIN n Lots, Qtés CLIENT FINAL TRANSPORTEUR CLIENT FINAL TRANSPORTEUR Figure 2. Expédition chez le chargeur Si les codes s avèrent exacts, il est mémorisé dans sa base de données avec les informations utiles à l acheminement de l UE (notamment le code postal ou le code route utile au tri des UE afin d embarquer de manière rationnelle le chargement (figure 3). Une fois la prise en charge terminée, l activité de transport débute. Elle peut conduite à l utilisation de plateformes logistiques nécessitant un passage à quai, notamment si l acheminement des produits demande un éclatement / regroupement de marchandises. Flux physique TRI DES UE CHARGEMENT TRANSPORT PASSAGE A QUAI PLATEFORME (si (si besoin) TRANSPORT SSCC ETIQUETTE LOG. Code route Code postal LECTURE SSCC UE CONTRÔLE ENREGISTREMENT SSCC UE SUIVI SUIVI SUIVI Flux information Ordre de transport Contient les liens entre SSCC UE SSCCx SSCCy Statut Mouvements Statut Mouvements Statut Mouvements FOURNISSEUR Figure 3. Prise en charge de l expédition par le prestataire transport Dans un tel cas, les activités sur le flux physique et d information s apparente à ce que l on peut observer chez l expéditeur (dans la partie préparation de l expédition) et chez le destinataire (pour la partie réception des expéditions). C est au travers de ces ruptures de charges que ce fait les informations de traçage de l activité transport, par un envoi d information indiquant le statut des mouvements en cours. 8

10 Flux physique DECHARGEMENT CONTROLE DE RECEPTION ECLATEMENT DES UE // UL STOCKAGE SSCC GTIN RECEPTION AVIS LECTURE SSCC VERIFICATION CONFORMITE EMISSION AVIS RECEPTION LECTURE GTIN ADRESSAGE STOCK Flux info. Avis d expédition SSCC x SSCC y Avis d expédition Accusé réception GTIN x GTIN y FOURNISSEUR Figure 4. Réception de l expédition par le client Le transporteur une fois arrivé chez le destinataire (client des produits), la marchandise est déchargée, et le code SSCC afférant à chaque UE est lu pour être comparé à ceux énoncés dans l avis d expédition envoyé préalablement par l expéditeur (figure 4). Une vérification de la conformité de la livraison est ainsi faite sur la base des informations échangées, et un avis de réception de livraison est envoyé à l expéditeur. Les palettes sont alors éclatées, les chargements «physiquement» vérifiés, les GTIN saisis dans la base à des fins de gestion et d adressage de stocks. 4. L APPORT DU RFID La traçabilité repose avant tout sur une codification des objets fabriqués et transportés. Les NTIC offrent des solutions facilitatrices d un accès à cette information La technologie RFID Compte tenu des avantages qu elle présente, la technologie RFID semble d ors et déjà en mesure de relever la quasi totalité des défis posés par les contraintes liées à la traçabilité. Si elle n est pas vraiment nouvelle, le développement de ses applications dans des domaines liés à la gestion de la chaîne d'approvisionnement reste relativement récent. Technologie sans fil, la RFID permet l identification automatique des articles et le recueil des données sur les articles sans intervention humaine ou de saisie de données. Cette technologie permet notamment de s affranchir d une orientation particulière et d un emplacement précis des articles pour lire les informations, ce qui n est pas le cas du code barre. La RFID consiste alors en un échange d informations par ondes radio fréquence entre un lecteur (interrogateur) et l étiquette ou puce porteuse de l information (transpondeur). Les étiquettes RFID, peuvent être autant passives qu'actives selon qu elles réagissent simplement 9

11 au signal émis par un lecteur ou qu elles possèdent leur propre source d'énergie et génèrent un signal plus puissant contenant plus d'informations. Lorsqu elles sont réinscriptibles, elles peuvent enregistrer de nouveaux renseignements émis par les lecteurs RFID et permettent une utilisation plus poussée de cette technologie en permettant par exemple de chiffrer de l'information sur un colis pour connaître son trajet exact et l'horaire de sa livraison. Dans son principe le plus élémentaire, la technologie RFID traite le flux d'informations : quels éléments sont arrivés, quels éléments sont sortis, à quels moments et à quels endroits ils sont allés. Support à différentes informations comme l EPC (Electronic Product Code ou Code produit électronique - les codes GTIN et SSCC font partis des données préconisées dans ce cadre par le standard GS1) associée au «réseau de la traçabilité des objets», et identifiée de manière unitaire (étiquettes à codification séquentielle), les puces RFID peuvent être facilement ajoutées à des marchandises ou à des emballages afin d'en faciliter le pistage ou l'identification. Elles pourraient supplanter avantageusement les omniprésents codes à barres, dans la manière d aider au traçage des UC, UL et autre UE. Pour ce faire, la technologie devra surmonter l une des principales difficultés auxquelles elle doit faire face à savoir le coût de l étiquette dont on peut estimer, pour les puces les moins chères, qu il se situe autour de 0,10 l unité. Cette barrière pourrait bien être levée dans les toutes prochaines années avec l explosion de la technologie et son exploitation répandue. Dans un récent numéro du magazine Fortune, Rob Carter (PDG de Federal Express) s'exprimant au sujet de la RFID citait la définition de Bill Gates sur les «technologies deux ans dix ans». Le phénomène de mode a ainsi dominé lors des deux premières années, avant de laisser place à la déception jusqu'au jour où, 10 ans plus tard, les gens ont pris conscience que la technologie s'était installée dans leur vie quotidienne. Toutefois, après avoir constaté les problèmes rencontrés par FedEx avec ses étiquettes, M. Carter reconnaissait que l'identification par radiofréquence est probablement une technologie «trois ans quinze ans». Selon une étude menée par VDC (Venture DAta Corp.), le marché des middlewares RFID a augmenté de plus de 31 % sur l'exercice , tendance qui semble se confirmer sur 2009, ce segment devant connaître une croissance de 55 %. La valeur du marché mondial est estimée à 69,4 millions $ et devrait suivre une croissance annuelle moyenne de 60,5 % jusqu'en Toutefois cela fait plusieurs années que l'on attend une telle explosion de la croissance des technologies RFID sans qu'elle ait vraiment eu lieu. Malgré les nombreux effets d annonce et autres expérimentations plus ou moins bien réussies (chaînes logistiques de Wal-Mart, Marks 10

12 & Spencer et Metro AG, passeports chinois équipés de puces, gestion de la chaine logistique d AIRBUS, lancement d un téléphone porte monnaie par NOKIA, etc.), beaucoup hésitent à se lancer. Comme toutes les technologies, il est nécessaire de discerner le potentiel du RFID pour les enjeux de l application, de même qu'il faut en connaître ses limites Limitations liées à la technologie Les obstacles majeurs à l adoption généralisée de la technologie RFID relèvent de quatre catégories : Un manque de visibilité sur le Retour Sur Investissement. Les entreprises ont souvent opté pour une mise en œuvre basique : collage de l étiquette sur la palette ou le colis avant son expédition chez le client, appelée solution «slap-and-ship» (Murphy-Hoye et al., 2005). En considérant les coûts associés à la technologie RFID (investissements, étiquettes, etc.) très supérieurs aux coûts associés à une technologie code à barre pour une utilisation quasi identique sous exploitant le potentiel du RFID, il n'est pas surprenant que plus de la moitié de ces entreprises n ait pas rencontré le RSI attendu. Les risques techniques. Depuis 2004, GS1 France (GS1 France, 2006) évalue avec ses clients des solutions RFID spécifiques. Les taux d erreurs de lecture pouvant atteindre 30% sont encore incompatibles avec les besoins industriels. Ce taux augmente avec la densité d étiquettes à lire qui ajoute les problèmes de collision de lecteur (la collision de signaux de lecteurs multiples), la collision d'étiquette (la possibilité d'étiquettes multiples embrouillant un lecteur). La concurrence du code barre. En l espace de 30 ans, le code à barres est devenu le symbole de la distribution moderne. Entre 5 et 10 trillions de codes à barres sont imprimés chaque année, et environ 5 milliards de code à barres sont scannés chaque jour. Si la popularité du code à barres n est pas considérée comme un effet dissuasif en soi, il est clair qu elle n'a pas contribué à la propagation à plus grande échelle de déploiement RFID (Smith, 2005). La confidentialité. La technologie sans fil permet de lire tout ou à peu près tout à l insu des personnes. En violant notre vie privée, les puces risquent d alimenter des études de marché de plus en plus ciblées et précises en renseignant de gigantesques bases d informations avec nos informations personnelles. Tels sont les arguments avancés par des associations comme Consumers Against Supermarket Privacy Invasion and Numbering (CASPIAN) (Jones et al., 2004). 11

13 4.3. Bénéfices potentiels du RFID Si les industriels ont tendance à s approprier et à particulariser la notion de Supply Chain, le point de convergence reste la coordination dans la prise de décision inter organisationnelle (Xue & al., 2005), au niveau de l approvisionnement, de la production, de la livraison de produits et de services aux clients qui sont sur différents sites géographiques. Mais la synchronisation de la chaîne d approvisionnement est complexe puisqu elle nécessite une forte implication de l ensemble des acteurs de la chaîne. La technologie RFID peut permettre de fournir en temps réel une visibilité de la chaîne d'approvisionnement et ainsi de participer à sa synchronisation. La littérature relate nombre de bénéfices du RFID autour de la chaine d approvisionnement. (Tajima, 2007) synthétise ces avantages : Bénéfices à travers la Supply Chain Diminution des manques Réduction de la manutention des produits Amélioration la précision des informations Accélération de la gestion des exceptions Amélioration du partage de l information Producteur / Fournisseur Distributeur / Prestataire logistique Détaillant Bénéfices par acteur Amélioration du suivi de la production Amélioration du contrôle qualité Amélioration de la synchronisation approvisionnement / production Diminution de la manutention Optimisation de l espace de stockage Amélioration de la gestion des actifs Réduction des ruptures de stock Amélioration du service client Amélioration du service après-vente Diminution du nombre d inventaires Figure 5. Bénéfices du RFID à travers la Supply Chain (Tajima, 2007) Les gains pour la chaine d approvisionnement se situent à plusieurs niveaux et se répercutent sur chacun des acteurs. La technologie permet entre autre de localiser des produits à l'intérieur de la chaîne d'approvisionnement, de réduire les erreurs administratives, les coûts de la main d'œuvre associés au balayage de codes à barres, les vols de marchandises, les erreurs d'expédition, le niveau des stocks en général, etc. Tous ces éléments relèvent aujourd hui de la sécurisation de la Supply Chain et contribuent à sa meilleure synchronisation. Le transport n échappe pas à ce processus de sélection. Outre la nature de la marchandise, l'étendue des services proposés par le transporteur est à prendre en compte : Dispose-t-il de moyens de stockage? Travaille-t-il le week-end? Combien d'agences régionales possède-t-il? Combien d'entrepôts et de plateformes de tri a-t-il et où? Et, surtout, de quels moyens 12

14 technologiques dispose-t-il? Pionniers dans le domaine, le groupe Alloin a équipé ses véhicules de la RFID. A travers un portail Internet, les clients peuvent suivre leurs expéditions, vérifier les preuves de livraison et repérer ainsi les éventuels dysfonctionnements. Le déploiement de la technologie doit aller plus loin dans les transports. (Kim et al. 2008) démontrent l apport de l utilisation du RFID associée à la localisation temps réel des camions dans l amélioration de la satisfaction client et une diminution du coût du travail, conduisant ainsi à augmenter le profit global de la Supply Chain. 5. LE ROLE DU RFID DANS LA MODIFICATION DES USAGES EN TRANSPORT 5.1. Les enjeux actuels au sein des projets R&D Le développement des applications de la technologie RFID dans la gestion de la chaîne logistique est donc en plein essor. Si les projets de type «slap-and-ship» se limitent dans l utilisation de la RFID, les projets de recherche en cours, en la combinant avec d autres technologies comme la géolocalisation, tentent d aller beaucoup plus loin dans l exploitation de son potentiel. Le 12 novembre 2009, le PREDIT (Programme de recherche et d innovation dans les transports terrestre) organisait les Rencontres sur les outils de traçabilité du transport de marchandises et leurs enjeux pour la logistique. Deux projets présentés respectivement par TOSHIBA et la SANOFI et soutenus par le pôle de compétitivité Nov@log illustrent cette orientation. GEOCOLIS ( est un projet visant à assurer une traçabilité complète en temps réel et en continu de produits transportés en associant géolocalisation et identification individualisée par radiofréquences. Les travaux de recherche consistent à choisir, développer et valider les technologies adaptées et à modéliser les processus et interfaces d'échanges de données en répondant aux problématiques propres aux radiofréquences pour aboutir à un prototype industriel opérationnel. La circulation de l information suit le schéma suivant : les étiquettes RFID passives Antenne embarquée Emission / Réception d inventaire Localisateur GPS Emission GPRS au serveur Portail Web. Initié en 2008, le projet se déroule en deux étapes de 18 mois chacune : - La première phase a consisté à approcher la problématique d un point de vue macro en proposant un prototype pour un suivi à la palette. Elle a permis d étudier les flux physique et les outils existants, de lever les verrous techniques et technologiques par la R&D et réaliser un prototype simplifié, de le tester techniquement. Elle a consisté également à évaluer le prototype d un point de vue économique en mesurant un 13

15 premier retour sur investissement en vue d une solution de première génération commercialisable. - La seconde phase vise à généraliser les concepts et les outils pour un suivi de colis individuel (format US). Si l approche est semblable, la complexité croit de manière exponentielle avec la massification de l information multipliant les problèmes technologiques évoqués dans le 4.2 (interférences, anticollisions, normalisation). FTRACE ( cherche à développer un module hybride GPRS/Satellitaire/RFID Active pour la géolocalisation et le suivi de la température. L expérimentation du prototype se fait dans la filière pharmaceutique. Tout comme dans le cadre de GEOCOLIS, le module permettra de localiser continûment et en temps réel l ensemble des marchandises transportées. Mais avec l introduction d une puce active, les possibilités augmentent considérablement. Il sera ainsi possible de connaître l historique des trajets pour un véhicule ainsi que la marchandise transportée, mesurer et transmettre en continu la température des produits transportés, contrôler le respect de l intervalle de tolérance des températures pour chaque produit et ainsi garantir le respect de la chaîne du froid par la localisation temps réel (positionnement satellitaire). A travers la consolidation de cette chaine d information, le client final peut se voir remettre un certificat de conformité (avec courbe d évolution de la température), garant de la qualité et de la conformité du produit livré. Bien entendu l utilisation de ce type de technologie ne peut être envisagée que sur des marchandises à forte valeur ajoutée compte tenu du coût des puces RFID active. Néanmoins, FTRACE montre à travers la combinaison de plusieurs technologies le véritable potentiel du RFID Apport de la communauté scientifique La littérature scientifique fait état de travaux de recherche appliquant la technologie RFID dans le domaine de la logistique. Si l on fait abstraction des possibles erreurs de lecture, certaines caractéristiques émanant du RFID appliqué au pilotage de flux matières sont particulièrement intéressantes, telles que la facilité d accès à l information permettant d identifier chaque objet piloté et l exactitude du système d information représentatif de la situation de pilotage, rendue possible par une lecture aussi fréquente que nécessaire des informations associées aux objets pilotés. Notons que ces informations ne sont pas obligatoirement statiques, la technologie permettant aujourd hui de disposer de puces autorisant un certain nombre d opérations de réécriture (voir 4.1). 14

16 En prenant ces caractéristiques comme postulats, un ensemble de travaux ont vu le jour autour de la définition de la notion de «produit intelligent». Ainsi, (Zaharudin et al., 2002) définit le produit intelligent comme un objet identifié de manière unique, ayant une capacité de stockage d information le concernant, et ayant l aptitude de pouvoir communiquer ces informations à un tiers pour faciliter une prise de décision concernant son devenir. Ils explicitent notamment la manière d instrumenter cette notion d intelligence en plaçant des portails de lecture en début et fin de chaîne de fabrication, en baie de déchargement d un camion, au niveau des stocks de produits dans les entrepôts, ainsi qu en se servant des informations portées par le produit (pouvant représenter l état du produit, et l historique de ses transformations) pour une prise de décision permettant d optimiser les performances de la chaîne logistique. Néanmoins, le cadre d application reste purement théorique, les concepts et fonctions présentés n étant pas annoncés comme déployés en situation réelle. Cette notion de produit intelligent est partiellement partagée par d autres auteurs comme (Karkkainen et al., 2003), et donne lieu à la notion de systèmes pilotés par les produits (Thomas, 2008). Ainsi s est créée depuis plusieurs années une communauté de chercheurs travaillant sur le produit intelligent. (Meyer et al. 2009) témoignent, au travers de leur état de l art, de la richesse de travaux dans le domaine et des nombreuses perspectives d applications. A notre connaissance, les applications de la technologie restent cependant majoritaires à l échelle de l atelier (Pannequin, 2009) ou au périmètre d un entrepôt (Poon et al., 2009). Réduit au périmètre du transport, les travaux réalisés autour de l application du RFID s affranchissent de la notion de produit intelligent pour se focaliser sur le problème de suivi de ressources faisant appel à de la localisation, qu il s agisse de containers réutilisables, ou de moyens de transport dont on veut optimiser le fonctionnement. Ainsi, (Cheung et al., 2008) partent de l hypothèse d un couplage de GPS/GIS et RFID permettant de caractériser de manière temps réel la situation de transport (localisation des ressources, connaissance de la distribution spatiale des routes et des lieux de tournées, identification des conditions de route) pour poser les bases d un modèle dynamique de routage d une flotte de véhicules de transport. Le travail présenté ne comporte cependant pas de mise en œuvre et validation en situation réelle. (Wen, 2010) décrit les fondements du développement d une application informatique récupérant des informations à partir de la technologie RFID facilitant le «tracking» des voitures volées ou le contrôle des véhicules dans le respect de la législation routière. 15

17 6. LE PROJET PRODIGE L analyse rapide des initiatives et travaux cités plus tôt met alors en évidence deux situations ; les projets industriels R&D sont d une part essentiellement focalisés sur des logiques de traçage de marchandises dangereuses ou sensibles et de ressources reconditionnées, mais n exploitent pas systématiquement les informations à des fins d optimisation. La géolocalisation apporte dans certains cas des informations utiles aux positionnements des ressources. Les travaux scientifiques exploitent d autre part toute la richesse des applications possibles, sans pour autant valider systématiquement les contributions par une mise en application pratique en situation réelle. 6.1 Présentation du projet Le projet PRODIGE pose dans ce contexte un cadre d application dans le domaine du transport routier associant une réflexion sur les notions théoriques de produit intelligent, et de système piloté par le produit à la mise en application des technologies RFID, GPS et GPRS permettant de tracer et localiser le produit tout au long de son déplacement. La notion de produit intelligent tel que perçue dans le projet se limite à l aptitude du produit à stocker et communiquer de l information le concernant susceptible d aider à son acheminement au client. Cette information peut dans certains cas être en rapport avec son intégrité, comme la mesure d une température pour les produits frais et surgelés. GPS RFID Boitier communicant RF (interfaçage) GSM (interfaçage) (interfaçage) Solution logicielle embarquée Solution logicielle serveur Figure 6. La chaîne d information L objet du projet est d une part de concevoir une chaîne d information allant de l accès à l information portée par le produit jusqu à communiquer au client les données en relation avec l acheminement de ce produit, dans une logique d offrir une traçabilité et une 16

18 localisation «parfaite» et «continue» du produit transporté. D autre part, l accès quasi temps réel à l information laisse supposer le développement de nouveaux modes de raisonnement dans la manière d optimiser les activités au niveau de la chaîne logistique, en centrant les problèmes de routage non pas sur les véhicules transportant les matières, mais sur les matières elles mêmes. 6.2 Un routage orienté produits Le routage, bien connue de la communauté scientifique lorsqu il s agit d organiser entre autres les tournées de véhicules (Chao et al., 1995) (Fabri et al., 2006), n est pas ou encore peu étudié à l échelle du produit. S il n y pas de rupture fondamentale de raisonnement par rapport aux approches classiques dès lors que l on s intéresse au produit et que l on banalise la ressource de transport, le problème est néanmoins plus complexe. L idée d un routage orienté produits s appuie sur le principe d un transport qui, au-delà de la maîtrise de ses coûts opérationnels, tend de plus en plus à proposer des solutions agiles intégrant de nouveaux facteurs de performance tels que le respect de la législation interdisant ou limitant l accès de certaines zones urbaines aux moyens de transport encombrants, le calcul de la trace carbone associée au transport du produit, Elle pose également des principes de gestion pas toujours facilement conciliables. Ainsi, l agilité dans le transport rendue possible par le routage des produits s appuie sur un fractionnement possible d un chargement, sans effort considérable dans le transfert d information d un acteur de transport à l autre mettant ainsi en évidence l importance d une interopérabilité aussi bien au plan organisationnel qu au plan technique. Les prémices d une réflexion sur le problème d interopérabilité appliqué au périmètre du projet PRODIGE sont présentés dans (Zacharewicz et al., 2010). A l opposé, l amélioration des performances du transport routier passe par une mutualisation des moyens, le regroupement et l optimisation du remplissage des camions, entraînant ainsi un impact plus faible sur l environnement. Les fondements du problème de routage orienté produits reposent alors sur la définition de la notion de «service orientée transport», pouvant s assimiler aux ressources disponibles à chaque instant pour assurer la reconfiguration du trajet d acheminement d un produit à son destinataire. Ces ressources correspondent aussi bien aux véhicules de transport qu aux plateformes logistiques utiles au transbordement quai à quai de marchandises, et sont caractérisées par une localisation et une capacité disponible. Néanmoins, le problème ne se résume pas à une simple affectation de charges à des ressources, du fait que la tension des 17

19 flux oblige le rendez-vous entre véhicules et plateforme sur un intervalle de temps donné. Il s apparente plus à un problème d optimisation dynamique des tournées (noté DVRPTW Dynamic Vehicle Routing Problem with Time Windows). La complexité du problème à résoudre est augmentée par le fait que les prestataires transport sont multiples et les ressources «véhicules» ont par nature une localisation variable dans le temps. De plus, le nombre d activités est augmenté par le centrage du problème de routage sur le produit et le problème est plus contraint par le couplage des tournées lié la nécessité de garantir l arrivée synchronisée de véhicules au même endroit (figure 6). Tournée véhicule i Tournée véhicule j 0 Entrepôt pour transbordement Dépôt véhicule i Dépôt véhicule j Tournée initiale véhicule i Tournée initiale véhicule j Nouveau trajet véhicule i Nouveau trajet véhicule j Trajet abandonné Figure 7. Exemple de scénario de reconfiguration de trajets Le routage orienté produits se singularise ainsi par l étude d un problème d optimisation de trajets fortement dynamique et contraint dans le temps où doivent cohabiter des stratégies de résolution propres au produit et au contexte de son transport sans négliger la performance opérationnelle propre aux ressources utilisées pour l acheminement. 6.3 Enjeux et performances L accès temps réel aux informations caractérisant un produit et porté par ce dernier, via le RFID, la localisation de la position de chaque produit au travers de l utilisation d un GPS, la communication des données par GPRS, représentent un réel axe d amélioration de la performance dans les chaînes logistiques et dans le transport. Ainsi, la mise à disposition de l information à un tiers dont l activité est impactée par le transport permet d entrevoir : - Une reconfiguration des systèmes logistiques au travers du suivi des opérations de routage, autorisant une adaptation des moyens de transport et ajustement des plannings de livraisons aux aléas auquel se confronte l activité transport. - L amélioration des performances chez les clients ou logisticiens (plateformes) par un suivi à distance précis leur facilitant l organisation à quai des activités de manutention des produits, et de stockage. 18

20 - La sécurisation de la marchandise pour peu que tout mouvement non autorisé dans le volume où les produits sont interrogés périodiquement via la technologie RFID soit détecté. - L amélioration des systèmes d information utilisés par les acteurs de la chaîne logistique au travers du développement d outils interopérables. La recherche de performance représente cependant un point délicat dans l approche préconisée et doit faire l objet d une analyse toute particulière. Elle pose le problème de recherche de performances parfois antagonistes. En effet, si l optimisation des flottes de transport repose sur une réduction des coûts de transport, un routage orienté produit s appuie à contrario sur une reconfiguration dynamique des trajets pouvant avoir pour conséquence directe une augmentation des temps d arrêts et des temps de manutention. Cette situation peut être vécue par le transporteur comme une perte de productivité, mais vue par le client comme un gage de qualité de service. Il s agit alors de concilier la recherche de profit maximal local pour chaque partie prenante et la garantie d une performance globale (à l échelle de l ensemble des partenaires impliqués). 6.4 L approche développée Forts des observations et remarques précédentes, les grandes orientations retenues pour le développement de la solution technique et organisationnelle réalisée au sein du projet PRODIGE sont : L objet tracé et routé est fonction de la valeur du produit transporté. Produits Type de routage Avantages Inconvénients Faible valeur PALETTE Combinatoire maîtrisée Coût de la solution technique Valeur ajoutée du service à bien définir Forte valeur CARTON Protection vol Lecture de masse peu aisée Coût plus élevé Une architecture matérielle intégrant tags et lecteur RFID, téléphone mobile et serveur informatique chez le prestataire transport. Le lecteur fera l objet d un développement spécifique pour s intégrer au contexte du transport (environnement «agressif» pour de la technologie radio fréquence). Le téléphone aura pour fonction de récupérer les informations liées à la géolocalisation, d interagir le lecteur RFID avec le chauffeur (interface tactile) et le serveur chez le prestataire (transmission de données). Les données stockées sur les puces RFID sont par nature non significatives, lorsqu elles sont sorties de leur contexte d exploitation. Ainsi, à titre d exemple, 19