RFID Démarche de business case pour la supply chain

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1 RFID Démarche de business case pour la supply chain Lionel COMBES Consultant, Adelante Jean-Marie Le BIZEC Directeur associé, Adelante - Président du Council of Logistics Management, France jean-marie.lebizec@adelante.fr La RFID est-elle le nouvel eldorado des logisticiens de la décennie? En tant que praticiens de cette communauté, toujours à l écoute des tendances les auteurs sont attentifs aux technologies qui permettraient de limiter les efforts de l exploitation quotidienne et répétitive, d augmenter l efficacité du système et de créer de la valeur ajoutée. Comment inscrire la RFID à une panoplie d outils déjà fournie? Comme une véritable révolution ou plutôt une évolution naturelle et qui comme ses aînées prendra le temps nécessaire de la maturation? La technologie RFID La technologie RFID (Radio IDentification) ne constitue pas une nouveauté puisque sa première utilisation remonte à la seconde guerre mondiale par la Royal Air Force pour l identification des appareils. La RFID consiste en un échange via des ondes radio fréquence entre un interrogateur et un récepteur / émetteur porteur de l information. Le tag ou transpondeur détient l information dans une puce électronique miniaturisée. Cette puce est équipée d une antenne lui permettant de communiquer par onde radio. Cet ensemble, nommé inlay, est packagé, selon les contraintes de l environnement d exécution, sous différentes formes comme une étiquette (smart tag), une capsule, ou intégré directement dans un produit. Le tag transmet ses informations via sa propre énergie, tag dit actif, ou en utilisant la résonance de l interrogateur. Cet élément se compose d une antenne et d un lecteur/transmetteur permettant d une part, de contrôler et moduler les fréquences radio, et d autre part d identifier et de transmettre les données. L interconnexion du lecteur au réseau d information est assurée par un middleware. Pour assurer la communication entre le tag et le lecteur, un protocole et une fréquence d échange sont désignés. Il existe plusieurs fréquences de référence dans le domaine de la RFID. Les trois principales sont : 125 KHz dit Basse Fréquence, 13,56Mhz dit Haute Fréquence, MHz dit Ultra Haute Fréquence (UHF). Chacune offre des performances différentes, en terme de distance et de fiabilité de lecture, selon l environnement d exécution. L UHF est réputée pour ses distances de lecture Vol. 12 N 1,

2 Figure 1 : Principales caractéristiques des fréquences d émission importantes mais un environnement liquide lui est défavorable. La basse fréquence subit moins les contraintes environnementales mais ne peut lire qu à quelques centimètres. Outre les caractéristiques intrinsèques des fréquences, les contraintes réglementaires des pays sur l émission d onde radio est à prendre en compte (voir paragraphe les limites à un déploiement rapide en France ). Domaines d application et apports de la RFID La technologie RFID s est avérée économiquement viable dans de multiples activités offrant une nouvelle dimension de support et d échange d information. Ces applications, dites historiques, ont donné lieu à des expériences multiples dans les domaines de la Sécurité - Contrôle d accès, le transport, la gestion des immobilisations. Face à la diminution des coûts de fabrication des puces électroniques, l utilisation des tags s est développée dans les domaines d application suivants : Supply Chain, RTLS (Real Time Location System), Point de vente. Les apports de la RFID dans la supply chain sont multiples et prometteurs. L application de la technologie engendre une modification des processus d exécution en remplaçant le code à barres, mais ouvre la porte à une réelle supply chain étendue et collaborative. L adoption de cette technologie implique de multiples conséquences, comme par exemple : la gestion de stock en participant à la réduction du niveau de stock ; la meilleure visibilité des stocks associée à une fiabilisation de l inventaire permet de déclencher immédiatement les réapprovisionnements. Les opportunités de cross docking s avèrent plus importantes, l optimisation des coûts opérationnels par une meilleure utilisation des ressources ; l application de la RFID laisse entrevoir une augmentation de la productivité des process par une automatisation plus avancée (moins de ressaisie dans le système), l amélioration de la qualité de service client à tous les niveaux de la chaîne d approvisionnement ; en effet, l automatisation des contrôles, la fiabilisation des opérations et des enregistrements dans le système diminuent le risque de litige (diminution des avoirs) ; cette amélioration de la qualité de l information engendre une accélération des temps de cycles et des lead times et une diminution des ruptures en linéaire, la traçabilité sur l ensemble de la chaîne d approvisionnement ; le meilleur suivi de l information garantit l optimisation des campagnes de rappel ; la RFID est une nouvelle arme d authentification renforçant le contrôle des réseaux de distribution parallèle et limitant la contrefaçon, la sécurité en magasin via la combinaison des fonctionnalités antivol. L étiquette RFID se présente alors comme une évolution technologique naturelle du support d identification automatique des articles et de leurs contenants puisque : la puce ne doit pas nécessairement être visible pour la lecture, elle offre une meilleure résistance aux environnements difficiles, elle augmente la capacité d information transportable, l information portée par la puce ou par le système d information est dynamique, elle permet de lire et d identifier simultanément plusieurs codes, elle participe aux gains de productivité opérationnelle puisqu il n est plus nécessaire de lire unitairement chaque colis, mais que le passage sous portique permet l enregistrement multiple et rapide de l ensemble du contenu des unités de manutention. Toutefois les supports d identification automatique de type code à barres ne sont pas pour autant obsolètes si l on considère leur matu- 42 Vol. 12 N 1, 2004

3 Figure 2 : Les avantages couramment attribués à la RFID rité technologique et leur généralisation d utilisation (standardisation avancée et coût minimum). Les deux technologies seront donc amenées à cohabiter. Les accélérateurs pour l adoption de cette technologie Des enjeux macro économiques expliquent la vague d intérêt pour la RFID. L AMR Research 1 annonce une économie potentielle par l adoption de la technologie RFID de 180 à 300 milliards de dollars par an. D après Auto ID Center 2, la disparition de 20% des biens de grande consommation entre l usine et la surface de vente, soit $60 milliards par an dont $18 milliards pour l Europe, les réseaux de vente font face à des pertes résultant de la contrefaçon ou des marchés parallèles. Les ruptures de stock et en linéaire entraînent des pertes de CA et de marge. Elles sont estimées de 3 à 6% des ventes totales de produits finis alors qu un tiers des ruptures disposent de stock en réserve que la surface de vente ignore. Ce ratio évolue fortement pour les articles unitaires de forte valeur. D autre part, un enjeu majeur s ajoute à ces facteurs économiques : la traçabilité, avec ses contraintes de réglementation et de localisation pour des rappels en urgence de produits (traçabilité descendante). En effet, ces rappels surveillés par la FDA ont augmenté de en 1988 à en D autres organisations américaines ont également observé une forte hausse, comme par exemple le ministère de l agriculture +24% entre 2001 et On constate également le mise en application de nouvelles règles aux Etats Unis et en Europe ajoutant de fortes contraintes sur les données relatives à la traçabilité ascendante (capacité, en tout point de la chaîne d approvisionnement, à retrouver l origine et les caractéristiques d un produit à partir d un ou plusieurs critères donnés). Face à ces enjeux, une communauté d acteurs de poids s est créée sous le nom d AUTO-ID, afin d analyser la capacité de la RFID à répondre à ces problématiques. Les résultats jugés concluant par ces acteurs majeurs, ont entraîné de nouvelles règles économiques imposées majoritairement par les distributeurs aux industriels : WAL-MART impose à ses 100 premiers fournisseurs d ajouter un tag aux unités logistiques pour janvier 2005, TESCO élargit son pilote RFID à 5 magasins pour septembre 2005, METRO passe en phase 2 du déploiement de sa stratégie RFID avec un tag apposé sur les unités logistiques, Le groupe Gillette exploite sous la technologie RFID depuis la fin 2003, toutes les opérations d un de ses principaux sites de distribution aux États-Unis. La standardisation de la technologie Une application industrielle étendue de la RFID repose sur unr standardisation reconnue et adoptée Organisme chargé de lever les principaux freins au déploiement généralisé de l'identification par Radio Fréquence dont les travaux ont été achevés en octobre Vol. 12 N 1,

4 Figure 3 : Le standard EPC Dans cette optique, 70 organisations & entreprises (WAL-MART, GILETTE, ), 30 partenaires technologiques (SAP, Aliens,.) et 20 partenaires institutionnels se sont regroupés en 1999 afin de lever les principaux freins au déploiement généralisé de l identification par Radio Fréquence. Cet organisme, nommé l AUTO-ID, propose une vision de l application de la RFID dans son ensemble (technologie / gestion de l information / organisation liée) au travers de : l identification et le suivi des produits et des colis, la synchronisation de la supply chain, la qualité des stocks. Dans ce cadre, l AUTO-ID a fait paraître un ensemble de spécifications d application de la technologie aux besoins de la supply chain via l identification des produits ou cartons par un identifiant unique : le code EPC (Electronic Product Code). A ce code est associé une architecture système permettant la collecte et le partage de l information : le lecteur, le Savant pilotant les lecteurs et assurant l intelligence de l identification par des filtres de données, Le Physical Markup Language, langage commun d échange, Le EPC Information System, gérant les requêtes d interrogation, Le Object Name Service dirigeant l EPC vers l URL stockant les données. L ensemble des acteurs de la chaîne d approvisionnement communique via ce réseau mondial sur l incrémentation du code et l historisation. La technologie RFID est dans ce cadre utilisée comme simple identifiant, l information parallèle étant gérée par le système d information. L ensemble de ces composants fait l objet de spécifications émises par l AUTO-ID. Des spécifications de traduction des codes standards actuels (GTIN / SSCC / etc.) dans le format EPC ont été rédigées afin de faciliter la mise en place du standard. Les travaux de l AUTO-ID se sont achevés en 2003 donnant naissance à deux organisations : EPC Global, Joint venture EAN International & UCC, pilotée par les sponsors de l AUTO-ID, dont l objectif est d'industrialiser la technologie, AUTO-ID LABS assurant le prolongement des travaux de recherche sur l utilisation de la RFID. Les acteurs majeurs de l AUTO-ID ont établi un plan de déploiement du concept EPC sur les années à venir avec une phase pilote ayant lieu actuellement et une phase d industrialisation progressive prévue pour Ces premières industrialisations associées à l adoption de ce standard par le plus grand nombre devraient faire chuter les prix via la production d équipements et de puces électroniques en grande série et garantir la pérennité des investissements. Face à cette standardisation EPC, l organisme de régulation mondiale ISO tente d établir un ensemble de norme régissant le protocole technique de communication entre le tag et le lecteur (protocole air). Ces travaux sont menés au sein de la Commission ISO/IEC JTC 1/SC 31 devant aboutir à la parution de la norme ISO comprenant sept protocoles : : Vocabulaire & Définition : < 135 khz : 13,56 MHz (ISO particularités) : 2,45 GHz : 5,8 GHz : 860 à 926 MHz (UHF) : 433 MHz L échéancier de parution n a pu être respecté. L ensemble des protocoles était prévu pour janvier 2004, mais les trois derniers ont été repoussés à juillet D autre part, l ISO a été annulé. Ces normalisations n apporteront pas de recommandations sur une structure d échange de l information via la RFID comme l EPC GLOBAL mais simplement les normes technologiques associées à chaque fréquence. On assistera à une convergence de l ISO et des spécifications matérielles de l EPC GLOBAL. 44 Vol. 12 N 1, 2004

5 Figure 4 : Exemple de mise en œuvre de la RFID dans un centre de distribution La mise en œuvre La mise en œuvre de la technologie RFID se réalise en cinq étapes majeures. La première étape consiste à évaluer le potentiel économique de la technologie dans l organisation via un Business Case. Cette période, d une durée comprise entre un et trois mois, permet de définir les nouveaux process et d en estimer le ROI. La seconde étape, pouvant se mener en parallèle à la première, est dédiée à la familiarisation avec la RFID pour apprendre et capitaliser avec cette technologie et ses options. La troisième étape de la mise en œuvre vise à comprendre et évaluer les interactions entre le type de tag et son positionnement, le lecteur et les antennes. Cette période de plusieurs semaines (deux à huit semaines) permet de mesurer les performances théoriques de la technologie face aux produits tracés, d établir les critères de sélection des matériels (tag, lecteur, encodeur,.) par rapport à la cible et de planifier la réalisation du pilote. Ces tests permettent de prendre conscience de la problématique majeure de cette technologie : l anticollision. L anticollision est un mécanisme algorithmique permettant au lecteur de communiquer simultanément avec plusieurs tags en supprimant les effets de perturbation de l ensemble. Les résultats actuels laisse espérer une lecture simultanée de 400 tags mais la disparité de performance est forte selon la composition des produits (fluide / métal / etc.) et l environnement d exécution. Le positionnement des tags et le design d antennes des tags sont des déterminants essentiels dans cette problématique. Cette limite de lecture engendre des contraintes d application sur les processus métier. La quatrième étape est la mise en production du pilote (deux à six mois) visant à : valider la performance technologique en environnement réel sous contraintes opérationnelles, valider le process RFID, valider le business case et préciser le ROI, effectuer le choix stratégique pour le déploiement du Core Model. Les entreprises confient généralement cette réalisation à un intégrateur qui coordonne les opérateurs hardware (tags et lecteur) et les opérateurs software. Les opérateurs software fournissent l infrastructure et assurent l intégration de la technologie avec le système d information en place. Les opérateurs hardware fournissent des tags et des lecteurs dont ils redessinent généralement les antennes pour assurer les meilleures performances, conditionnent le tag selon son environnement d exécution et industrialisent le matériel (packaging). Le matériel existe depuis quelques Vol. 12 N 1,

6 années pour la fréquence 13,56 MHz mais commence seulement à s industrialiser pour l UHF (puce et lecteur compris). La dernière étape de mise en œuvre dépend du choix stratégique de la direction dans le déploiement du Core Model corrigé. Pour certaines directions, la RFID est intégrée dans le plan stratégique et constitue le moteur du développement du marché (industriels et distributeurs de l EPC Global). Pour d autres, la position d observateur apparaît plus adéquate face à une technologie peu mature. Les limites d un déploiement rapide de cette technologie en France L'imposition de la RFID comme un standard international d identification dans le monde de la supply chain, implique des pré-requis de standardisation au niveau mondial : des protocoles de communication, des normes de codification des informations, des équipements d encodage, de support de l information, de lecture et d interprétation. C est à ces conditions que les offres deviendront attractives, fiables, pérennes, partagées et donc économiquement viables pour le plus grand nombre. Notre propos ne se focalise pas sur les applications industrielles spécifiques en boucle fermée qui ont déjà largement prouvé leur rentabilité et leur valeur ajoutée. Nous nous intéressons plutôt aux conditions de généralisation de cette technologie et à sa banalisation au sein de communautés industrielles et commerciales, au même titre que le code à barres qui a progressivement envahi notre environnement. Nous avons observé les points positifs suivant comme des facteurs importants de l aboutissement de cet objectif : la séparation de la vocation de recherche de L auto ID Center et la création de L EPC GLOBAL, organisme chargé de la divulgation et la promotion de cette technologie. C est la reconnaissance des acteurs industriels, des distributeurs, des fournisseurs de solutions, des institutions et des chercheurs de la maturité technologique de la solution. la promulgation de la part de l EPC dès la fin 2003 de spécifications facilitant et généralisant l adoption des standards reconnus relatif à la typologie des puces et aux normes de codifications (Fréquences standard MHz et UHF ; des puces passives en lecture seule et d une capacité de 96 bits) ; Ces éléments sont des directions vers des investissements de solutions pérennes car adoptées par l ensemble des communautés reconnaissant la légitimité de l EPC. le rapprochement ou les groupes de travaux communs d organismes de standardisation majeurs tels que UCC, EAN, ISO, EPC, Auto ID Néanmoins il convient, en France pour les applications logistiques, de composer avec quelques paramètres évolutifs : la gamme de fréquences adoptée aux Etats Unis pour le suivi des flux logistiques des contenants est l UHF alors que la fréquence MHz est plus favorable à l identification des articles de par sa distance de lecture moindre. Cependant : la publication des normes ISO UHF prévue fin 2003 a été reportée, cette fréquence réservée et utilisée par l armée en France n est pas libre de droit et lorsqu elle est accordée en dérogation c est pour des puissances et des temps de cycles qui confère des performances bien inférieures à celles de nos homologues d autres pays comme les États-Unis, la Grande-Bretagne, l Inde ou l Afrique du sud Des travaux sont en cours pour libérer ces fréquences dans le domaine public mais rien de concret n aboutira avant début les retours d expérience dans l hexagone sur des cas d utilisations industrialisées de fréquences UHF en logistique reste confidentiels. Ce manque de partage d expérience généralisé explique naturellement que l offre d équipements performants et intégrés n est pas mature voire pour certaines applications de logistique opérationnelle très insuffisante. Il résulte que les offres de prix, comparativement aux solutions traditionnelles s avèrent difficiles à rentabiliser au strict plan opérationnel. Concédons sur ce point que tous les possibles d exploration, de créativité et de conception de nouveaux modes opératoires que nous ouvre cette technologie ne sont pas encore définitivement aboutis et brevetés. même si certains acteurs se sont déjà spécialisés sur l offre de solutions spécifiques dans les environnements réputés difficiles comme le métal ou le liquide, il faudra composer avec les lois de la physique pour 46 Vol. 12 N 1, 2004

7 définir des systèmes fiables, rapides et capable de traiter de grands volumes flux dans des périmètres géographiquement étendus et multi partenaires l offre des solutions logicielles n en est qu à ses débuts. Qu il s agisse de l intelligence de gestion nécessaire et contenue dans les middleware SAVANT pour assurer la coordination et le tri intelligent des lectures avant leur intégration dans le WMS ou l ERP, mais également de la généralisation de l hébergement et de l accès aux gigantesques volumes de données de traçabilité de chaque objet, au sein des futures bases de données EPC. Le prix du tag ne constitue que la partie émergée de l iceberg dans l addition du budget total de l implémentation d un projet RFID, dès que l on évoque cette technologie en mode collaboratif. Un autre débat nécessaire sera celui du prix de la sécurité et des limites des libertés individuelles. L actuel code à barres, véritable identifiant de chaque article associé à une carte de fidélisation des commerçants et à nos cartes de paiement sont déjà des éléments banalisés de nos habitudes de consommation. La généralisation de la puce électronique permettra plus de précision dans la qualification de l origine du produit et de son histoire, en temps réel à chaque moment de l identification. Il est cependant probable qu en terme de localisation la puce RFID, de part son rayon d action limité, sera moins efficace qu un téléphone cellulaire, surtout si on confère au tag, le libre choix de désactivation en sortie de caisse. Le débat de société mérite à cette occasion d être relancé et notre éthique de consommation également bousculée. Finalement, de la carte d identité électronique des produits et des animaux à celle des individus la frontière est assez mince. Enfin, une fois notre environnement envahi de puces électroniques et d émetteurs d ondes de lecture, qui sait prédire scientifiquement son incidence dans le domaine de la santé publique? La démarche de réalisation d un Business Case spécifique à la RFID La démarche de business case vise à valider la justification d un projet, c est un véritable outil de décision pour le management qui permet de formaliser : les enjeux et les objectifs du projet, Qu est-ce qu un Business Case? Le business Case est un document ou dossier de synthèse d un projet favorisant la prise de décision pour l entreprise. Il justifie la mise en œuvre ou la continuation d un projet au sein d une entreprise. Il se compose de plusieurs parties : Enjeux stratégiques pour l entreprise face à son environnement actuel et futur Synthèse des technologies ou concepts concernés par le projet Analyse de l organisation, des process métier et de la structure applicative associée Objectifs et du périmètre dans un contexte opérationnel Scenarii de réponse à la problématique établie Postulat de départ Impacts sur l existant Redétermination des process métier Evaluation de la mise en œuvre (phasing projet) Evaluation du ROI Recommandation du scénario optimal Démarche projet et livrables associés la réalité de la création de valeur attendue par le projet, la quantification des principales opportunités d amélioration et l identification des domaines prioritaires de mise en œuvre, la mesure du retour sur investissement escompté et de sa justification, mettre en évidence les gains sur la contribution du projet, dans l évolution du chiffre d affaires de l entreprise, la réduction des coûts d exploitation ainsi que sa participation à l optimisation des investissements, la liste de tous les avantages qualitatifs non immédiatement chiffrables dans un ROI strictement financier, la mesure des efforts de mise en œuvre nécessaire à l obtention du résultat, et éventuellement un plan d évolutions complémentaires séquencé dans le temps. La particularité d un projet RFID est qu il s énonce le plus souvent comme un projet technologique alors qu il s agit d une démarche de processus global qui doit considérer le métier et les enjeux de la chaîne des flux de l entreprise et de ses partenaires. Véritable projet de traçabilité : il touche un nombre important de domaines fonctionnels de l entreprise : achat, approvisionnement, production, vente, distribution, transport, qualité, SAV Le périmètre géographique souvent large : celui de la supply chain, un nombre d acteurs représentatifs : fournisseurs, sous traitants, usines, entrepôts, prestataires logistiques, transporteurs, clients, utilisateurs. il concerne donc un nombre de données impressionnantes à plusieurs niveaux du conditionnement logistique (unité, blister, Vol. 12 N 1,

8 carton, palette, conteneur, etc ) sur un historique de mouvements étendus, il touche non seulement des éléments d optimisation opérationnelle mais aussi des aspects de marketing, de protection de marques, de contrôle du réseau de distribution, de sécurité, de fiabilité et de propriété des données, de démarque inconnue, de sécurité du consommateur final, de plan de communication en cas de crise et doit prendre en considération des différences d approche culturelle et les habitudes de consommation entre les pays. Sa justification dépasse toujours le cadre de la logistique opérationnelle et demande une coopération de plusieurs départements de l entreprise prêts à jouer le jeu d une communication transparente et exhaustive. Concluons sur l idée que l application de la technologie RFID ne s impose pas comme un outil banal. Tant que sa généralisation ne sera adoptée en mode collaboratif par des secteurs d activité entier, une démarche d implémentation RFID constituera un projet d entreprise isolé à ne pas considérer comme simple successeur, sans valeur ajoutée, comparativement à la technologie du code à barres dont les applications sont largement répandues et partagées. 48 Vol. 12 N 1, 2004