Värdet av intelligenta förpackningar- Ett logistiskt perspektiv
Dr. Ola JohanssonLunds Tekniska Högskola
2010-10-12
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Förpackningar…
Smarta ???Aktiva ???Intelligenta ???
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Vad är värdet av intelligenta förpackningar?
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Studier och publikationer1. Supply chain integration obtained through uniquely labelled goods
– A survey of Swedish manufacturing industriesInternational Journal of Physical Distribution & Logistics Management, 39 (1) 2009.
2. The impact of Auto-ID on logistics performance – A benchmarking survey of Swedish manufacturing industriesBenchmarking: An International Journal. 16 (4) 2009.
3. The effect of asset visibility on managing returnable transport itemsInternational Journal of Physical Distribution & Logistics Management, 37 (10) 2007.
4. The impact of control strategies on the management of returnabletransport itemsTransportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, 2010.
5. The effect of dynamic scheduling and routing in a solid waste management systemInternational Journal of Integrated Waste Management, Science and Technology, 26 (1) 2006.
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
• Enkätstudie skickad till 310 tillverkande företag i nio branscher.
• Svarsfrekvens: 49.8%• Fokus på system för att ge gods på olika nivåer ”unika
identiteter”, t ex genom streckkoder eller RFID• Frågeområden:
– Motiv till införandet av system– Hur systemet används intern och externt– Hur systemet påverkat logistisk effektivitet – Planer för framtiden
Intelligenta förpackningar i Svensk tillverkningsindustri
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Intelligenta förpackningar i svensk tillverkningsindustri• Intelligenta förpackningar är ovanliga (4.6%
använder RFID)• Dock stort intresse för intelligenta förpackningar
(23% funderar på att implementera RFID inom de närmsta åren)
• Svagt stöd för hypotesen att intelligenta förpackningar resulterar i bättre logistisk effektivitet
• Logistisk effektivitet förbättras av informationsdelning både när det gäller frekvens och omfång, vilket stöds av intelligenta förpackningar
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Ton/km2
< 22 - 55 - 10
10 - 2020 - 5050 - 100
100 - 200> 200
GothenburgJönköping
Arla Foods
Logistikfakta• Direktdistribution till ca
14’000 kunder• Ledtid mellan 4-24 timmar• Distributionscentralerna är
operativa 24 timmar/dygn, 7 dagar i veckan
• >120’000 rullcontainers
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Simuleringsmodell
Baserat på RFID-data med mer än 340’000 transaktioner under 8 månaders tid
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
A. FörväntatHur Arla Foods förväntade sig att systemet skulle fungera om inget RFID-systemet introducerades samtidigt med rullcontainern
B. VerkligtHur Arla Foods systemet verkligen fungerar baserat påinsamlad data från RFID-systemet
C. PotentielltHur Arla Foods systemet skulle kunna fungera om RFID-systemet kombineras med korrekt reaktivt och proaktivt beteende för att kontrollera systemet
Scenarios
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Investeringar Scenarios A B C Investment costs Roll containers 348,000 348,000 149,400 Tracking system* 0 18,750 18,750Total investments 348,000 366,750 168,150
52% reduktion i investeringar
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Totalkostnad Scenarios A B C Operating costs Replacement 69,600 51,504 17,784 Repair and maintenance 7,371 7,371 7,371 Warehousing and handling 89,651 89,651 89,651 Tracking system* 0 2,500 2,500 Depreciation 55,680 59,299 26,323Total 222,301 210,324 143,628 Non-operating costs Cost of capital 34,800 36,675 16,815 Total costs 257,101 246,999 160,443
34% reduktion av totalkostnaden
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Känslighetsanalys
Distribution for total costs reduction
0
5
10
15
20
25
30
35
29% 31% 33% 35% 37% 39%5% 5%
31.7% 35.9%
Regression sensitivity for total costs reduction
Std b coefficients
Cycle time class 10
Fault intensity
Cycle time class 27
Cycle time: Other
Cycle time class 70
Shrinkage reduction
Demand
-1 -0,75 -0,5 -0,25 0 0,25 0,5 0,75 1
Distribution for total costs reduction
0
5
10
15
20
25
30
35
29% 31% 33% 35% 37% 39%5% 5%
31.7% 35.9%
Distribution for total costs reduction
0
5
10
15
20
25
30
35
29% 31% 33% 35% 37% 39%5% 5%
31.7% 35.9%
Regression sensitivity for total costs reduction
Std b coefficients
Cycle time class 10
Fault intensity
Cycle time class 27
Cycle time: Other
Cycle time class 70
Shrinkage reduction
Demand
-1 -0,75 -0,5 -0,25 0 0,25 0,5 0,75 1
Regression sensitivity for total costs reduction
Std b coefficients
Cycle time class 10
Fault intensity
Cycle time class 27
Cycle time: Other
Cycle time class 70
Shrinkage reduction
Demand
-1 -0,75 -0,5 -0,25 0 0,25 0,5 0,75 1
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Slutsatser
• Ökad insikt i hur flöde och styrning av rullcontainers hänger samman
• Beräkning av rullcontainerflotta• Kvantifiering av
kostnadsbesparingar• Känslighetsanalys pekar ut viktiga
parametrar
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Den ”intelligenta” sopcontainern
• Utrustad med nivågivare och telekommunikationsutrustning
• Totalt 3’300 containrar utplacerade i Sverige
• Totalt 71 återvinningsstationer i Malmö
• Totalt 9 återvinningsstationer i innerstaden med 16 “intelligenta” containrar för insamling av kartong och wellpapp
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Teoretisk modell
Maximal container kapacitet
Vikt(t)
MTBCStatic Planning
MTBCDynamic Planning
Risk
Viktfördelning av avfall i en container vid tiden t
MTBC = Mean Time Between Collection (Medeltid mellan insamling)Ökande MTBC Potential för besparingar
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Teoretisk modell (en container)
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
5 10 15 20 250.00
2.75
5.508.25
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
Fill Rate [kg/day]
Standard Deviation [kg/day]
Calculated Savings in a 20 Container System
70%-80%60%-70%50%-60%40%-50%30%-40%20%-30%10%-20%0%-10%
Modellen är tidsdiskretiserad genom att bara tillåta insamling vardagar under normal arbetstid
Teoretisk tidsdiskret modell (20 containrar)
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
5 10 15 20 250.00
2.75
5.508.25
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
Fill Rate [kg/day]
Standard Deviation [kg/day]
Simulated Savings in a 20 Container System
70%-80%60%-70%50%-60%40%-50%30%-40%20%-30%10%-20%0%-10%
MAPE (Mean Average Percent Error) mellanberäknade och simulerade besparingar mindre än 0.14%
Simuleringsmodellen är validerad
Simulerad tidsdiskret modell (20 containrar)
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Planeringspolicies
1. Nuvarande policy4. Hämta fulla och
”nästan fulla”containers
2. Hämta endast fulla containers
3. Hämta fulla och ”nästan fulla”containers
5. Model PredictiveController (MPC)
Statiskt DynamisktSt
atis
ktD
ynam
iskt
Sche
mal
äggn
ing
–N
är?
Ruttplanering – Var?
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Slutsatser
• Dynamisk schemaläggning och ruttplanering har högst potential att minska kostnader vid låga, oregelbundna inflöden.
• Den grundläggande dynamiska schemaläggning och ruttplanering är den optimala lösningen för stora, “täta” system. Den är dock olämplig för mindre, spridda system.
• Det finns “smartare” policies för dynamisk schemaläggning och ruttplanering som fungerar väl för alla typer av system.
• Teoretiska beräkningar och simuleringsresultat stämmer överens med praktiska erfarenheter från fältet
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Modell för värdet av intelligenta förpackningar
Modified from Ketzenberg et al., 2007.
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Modified from Ketzenberg et al., 2007.
Modell för värdet av intelligenta förpackningar
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Modified from Ketzenberg et al., 2007.
Modell för värdet av intelligenta förpackningar
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Modified from Ketzenberg et al., 2007.
Modell för värdet av intelligenta förpackningar
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Modified from Ketzenberg et al., 2007.
Modell för värdet av intelligenta förpackningar
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Modified from Ketzenberg et al., 2007.
Modell för värdet av intelligenta förpackningar
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Modified from Ketzenberg et al., 2007.
Modell för värdet av intelligenta förpackningar
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Modified from Ketzenberg et al., 2007.
Modell för värdet av intelligenta förpackningar
Lunds universitet/Institutionen för designvetenskaper/Avdelningen för förpackningslogistik/2010-10-12
Slutsatser• Intelligenta förpackningar är ännu så länge ovanliga.• Intelligent användande av intelligenta förpackningar är
förmodligen ännu ovanligare.• Bristen på förståelse kring hur intelligenta förpackningar
kan utnyttjas förklarar den långsamma implementationen
• Intelligenta förpackningar kan emellertid användas “smart” och stöder då beteende som förbättrar logistisk effektivitet.
• Modellen för värdet av intelligenta förpackningar utgör en startpunkt för att utvärdera när och hur intelligenta förpackningar kan användas.