Manifeste pour l'internet physique fr version 1.11.1 2012-11-28

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Québec, 2012-11-28, 1/76 Manifeste pour un Internet Physique, Version 1.11.1 Professeur Benoit Montreuil, CIRRELT, Université Laval Manifeste pour un Internet Physique Transformer la manière dont les objets physiques sont déplacés, entreposés, réalisés, fournis et utilisés, visant une efficience et une soutenabilité supérieures www.physicalinternetinitiative.org Professeur Benoit Montreuil Chaire de Recherche du Canada en Ingénierie d'Entreprise CIRRELT Centre interuniversitaire de recherche sur les réseaux on d'entreprise, la logistique et le transport Université Laval, Québec, Canada Version 1.11.1 : 2012-11-28 Une traduction du Dr. Mustapha Lounès et du Prof. Benoit Montreuil

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Manifeste pour un Internet Physique, Version 1.11.1 Professeur Benoit Montreuil, CIRRELT, Université Laval

Manifeste pour un Internet Physique Transformer la manière dont les objets physiques sont

déplacés, entreposés, réalisés, fournis et utilisés, visant une efficience et une soutenabilité supérieures

www.physicalinternetinitiative.org

Professeur Benoit Montreuil

Chaire de Recherche du Canada en Ingénierie d'Entreprise CIRRELT Centre interuniversitaire de recherche

sur les réseaux on d'entreprise, la logistique et le transport Université Laval, Québec, Canada

Version 1.11.1 : 2012-11-28

Une traduction du Dr. Mustapha Lounès et du Prof. Benoit Montreuil

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Remerciements Le Manifeste pour un Internet Physique

a bénéficié des contributions de collègues et de doctorants estimés Amérique Centre de recherche CIRRELT:

• Teodor Crainic - UQAM • Michel Gendreau - Université de Montréal • Driss Hakimi, Mustapha Lounès, Jacques Renaud, Helia Sohrabi - Université Laval CICMHE, College-Industry Council for Material Handling Education:

• Russ Meller – CELDi, University of Arkansas • Kevin Gue & Jeff Smith – Auburn University • Kimberley Ellis –CELDi, Virginia Tech • Leon McGinnis – Georgia Tech • Mike Ogle – MHIA

Europe • Éric Ballot, Frédéric Fontane, Shenle Pan, Rochdi Sarraj – Mines ParisTech • Rémy Glardon – EPFL • Rene De Koster – Erasmus University • Olivier Labarthe – IUT Bordeaux Montesquieu • Detlef Spee – Fraunhofer Institute for Material Flow and Logistic

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Plan du Manifeste

Grand Défi Mondial de Soutenabilité Logistique

L’Internet Physique

Habiliter un Web Logistique

Vers le réalisation de la Vision

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Échantillon de compagnies contribuant à l’Initiative de l’Internet Physique

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La logistique est l'épine dorsale de notre style de vie

À première vue, la logistique semble être performante!

Le concept original de cette diapo est du Professeur Russ Meller, CELDi, U. of Arkansas

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À première vue, la logistique semble être performante!

La logistique est l'épine dorsale du commerce électronique

Le concept original de cette diapo est du Professeur Russ Meller, CELDi, U. of Arkansas

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La logistique est l'épine dorsale

du commerce mondial

Le concept original de cette diapo est du Professeur Russ Meller, CELDi, U. of Arkansas

À première vue, la logistique

semble être performante!

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La Logistique est devenue inefficiente et insoutenable

La façon dont les objets physiques sont déplacés, entreposés, réalisés,

fournis et utilisés dans le monde entier

est inefficiente insoutenable aux plans économique, environnemental et social

Néanmoins, nous avons à faire face à une dure réalité

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ÉCONOMIQUE Un fardeau de 5-15% du PIB de la plupart des pays Le fardeau logistique mondial croît plus vite que le

commerce mondial

ENVIRONMENT Un des plus grands émetteur de gaz à effets de serre,

consommateur d’énergie, pollueur et gaspilleur de matériaux

Contribution négative en constante progression alors que les buts des nations visent de fortes réductions

SOCIAL Manque d’accessibilité et de mobilité rapide, fiable et abordable des biens physiques pour la vaste majorité

de la population du monde Conditions de travail logistique trop souvent précaires

Inefficience et insoutenabilité de la logistique Pourquoi devons-nous changer?

European Commission: A Roadmap for moving to a competitive low carbon economy in 2050, Office of the European Union, Brussels, 16p. (2011) Serveau, L.T. : Inventaire des émissions de polluants dans l’atmosphère en France. In: SECTEN, Citepa, Paris (2011) European Commission: EU energy and transport in figures. Statistical Pocketbook, (2009)

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Montreuil B. (2011) Towards a Physical Internet: Meeting the Global Logistics Sustainability Grand Challenge, Logistics Research, currently available as online publication, 2011-02-12, http://www.springerlink.com/content/g362448hw8586774/fulltext.pdf

Symptômes d’inefficience logistique et d’insoutenabilité Nous menant vers un mur de façon percutante

1. Nous expédions de l’air et de l’emballage 2. Le voyage vide est la norme plutôt que l'exception 3. Les camionneurs sont devenus des cowboys modernes 4. Les produits sont entreposés où on n’a pas besoin,

très souvent non disponibles rapidement où ils sont nécessaires 5. Des installations de production et d’entreposage peu ou mal utilisés 6. Beaucoup de produits ne sont jamais vendus ou jamais utilisés 7. Les produits n'arrivent pas chez ceux qui en ont vraiment le besoin 8. Les produits se déplacent inutilement à travers le monde 9. Le transport intermodal rapide et fiable

est encore un rêve ou une plaisanterie 10. L'approvisionnement de produits vers les villes,

à l’intérieur et à partir de celles-ci est un cauchemar 11. Les réseaux logistiques et les chaines d’approvisionnement sont insécurisés et fragiles 12. L’automatisation et les technologies intelligentes sont difficiles à justifier 13. L'innovation est étouffée

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1. Nous expédions de l’air et de l’emballage • Les camions et leur remorques, les wagons et les conteneurs

sont souvent à moitié vides au départ, avec une part substantielle du non-vide remplie par de l'emballage : 56,8 % Plein lorsque non vide; 42,6 % d’utilisation moyenne

2. Les voyages à vide sont la norme plutôt que l’exception • Les véhicules et les conteneurs reviennent souvent vides, ou font de longs détours pour

trouver des chargements de retour (25% de km parcourus), et les véhicules pleins au départ deviennent de plus en plus vides au fur et à mesure de leurs tournées de livraison

3. Les camionneurs sont devenus les cowboys modernes • Beaucoup sont toujours sur la route, souvent loin de la maison pour de longues durées

(taux de rotation annuel 100%+ aux États Unis); Leur santé et leur vie sociale et familiale sont précaires; En général, les travailleurs logistiques, dont les manutentionnaires, ont des positions tout aussi précaires

4. Les produits dorment entreposés où on n’a pas besoin, souvent non disponibles rapidement où ils sont nécessaires

• Les fabricants, distributeurs, détaillants et utilisateurs stockent tous des produits, souvent en grande quantité, à travers leurs réseaux d’entrepôts et de centres de distribution, néanmoins les niveaux de service et les temps de réponse aux utilisateurs locaux sont contraignants et risqués

5. Des installations de production et d’entreposage peu ou mal utilisés • La plupart des entreprises investissent dans des installations productives ou logistiques

qui sont la plupart du temps sous-utilisées ou mal utilisées, traitant des produits qu’il serait préférable de traiter ailleurs, entraînant une multitude de voyages inutiles

Symptômes d’inefficience logistique et d’insoutenabilité Nous menant vers un mur de façon percutante

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6. Tellement de produits ne sont jamais vendus ou jamais utilisés • Une portion importante des produits de consommation fabriqués n’atteint jamais à

temps le marché approprié, ceux-ci finissant invendus ou inutilisés, tandis qu'ils auraient été nécessaires ailleurs; dans l’industrie des aliments frais , des produits sont gaspillés à un rythme alarmant : 12% en transit, 25% dans la vente au détail

7. Les produits n'arrivent pas chez ceux qui en ont vraiment besoin • C'est particulièrement vrai dans les pays moins développés et les zones de

catastrophes et de crises

8. Les produits se déplacent inutilement, sillonnant la planète • Les produits parcourent couramment des milliers de kilomètres/milles qui auraient

pu être évités s’ils étaient fabriqués ou assemblés plus près de leur lieu d'utilisation

9. Le transport intermodal rapide et fiable est encore un rêve ou une plaisanterie

• Même s’il existe quelques superbes exemples, en général la synchronisation est si lamentable, les interfaces si mal conçues, que les itinéraires intermodaux sont souvent inefficients et risqués en coût et en temps

10. L'approvisionnement de produits vers les villes, à l’intérieur et à partir de celles-ci, est un cauchemar

• La plupart des villes ne sont pas conçues et équipées pour faciliter le transport, la manutention et l’entreposage de marchandises, rendant cauchemardesque l’approvisionnement des entreprises et des consommateurs

Symptômes d’inefficience logistique et d’insoutenabilité Nous menant vers un mur de façon percutante

Voitures invendues au R-U

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11. Les réseaux logistiques et les chaines d’approvisionnement sont insécurisés et fragiles

• Il y a extrême concentration d’opérations dans un nombre restreint d’installations de production et de distribution centralisées, avec mouvements le long d’un espace étroit de routes à fort trafic

• Cela rend les chaînes d’approvisionnement et les réseaux logistiques de plusieurs entreprises non sécurisées contre les actes de vol et de terrorisme, et fragiles face aux catastrophes naturelles et aux crises de demande

12. L’automatisation et les technologies intelligentes sont difficiles à justifier

• Les véhicules, les systèmes de manutentions et les installations opérationnelles doivent s’adapter à une grande variété de matériaux, de formes et de charges unitaires, avec chaque acteur décidant indépendamment et localement de sa part du puzzle;

• ceci rend difficile à justifier les technologies connectives intelligentes (ex. RFID), l’automatisation systémique de la manutention et du transport, ainsi que les logiciels de pilotage intelligence collaborative

13. L’innovation est étouffée • Le manque de normes et de protocoles génériques, de transparence, de modularité

et d’une infrastructure systémique ouverte est un criant goulot d’étranglement de l’innovation

• Ceci rend l'innovation de rupture si difficile, justifiant le focus sur une innovation epsilon marginale

Symptômes d’inefficience logistique et d’insoutenabilité Nous menant vers un mur de façon percutante

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Cartographie des symptômes d’inefficience & d’insoutenabilité par rapport aux facettes économiques, environnementales et sociales

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1 Nous expédions de l’air et de l’emballage

2 Le voyage vide est la norme plutôt que l'exception

3 Les camionneurs sont devenus des cowboys modernes

4 Les produits sont entreposés où l’on n’a pas besoin, souvent non disponibles rapidement où ils sont nécessaires

5 Des installations de production et d’entreposage peu ou mal utilisés

6 Beaucoup de produits ne sont jamais vendus ou jamais utilisés

7 Les produits n'arrivent pas chez ceux qui en ont vraiment besoin

8 Les produits se déplacent inutilement, sillonnant la planète

9 Le transport intermodal rapide et fiable est encore un rêve

10 L'approvisionnement de produits vers les villes, à l’intérieur et à partir de celles-ci, est un cauchemar

11 Les réseaux logistiques et les chaines d’approvisionnement sont insécurisés et fragiles

12 L’automatisation et les technologies intelligentes sont difficiles à justifier

13 L'innovation est étouffée

Symptômes d’inefficience & d’insoutenabilité

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Concevoir un système pour déplacer, entreposer, réaliser, fournir et utiliser

des objets physiques dans le monde entier de façon

efficiente et soutenable économiquement, environnementalement and socialement

The Global Logistics Sustainability Grand Challenge

Montreuil B. (2011) “Towards a Physical Internet: Meeting the Global Logistics Sustainability Grand Challenge,” Logistics Research, 3(2-3), 71-87, 2011.

Grand défi mondial de soutenabilité logistique

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Accéder à l’objectif global menant vers l’efficience et de la durabilité logistiques globales

Objectif Économique Réduire d’un ordre de grandeur et de façon durable le fardeau économique globale de la logistique tout en engendrant des gains substantiels de productivité d’affaires

Objectif Environnemental Réduire d’un ordre de grandeur et de façon durable les émissions de gaz à effet de serre, la consommation d'énergie, la pollution et le gaspillage de matières induits par la logistique

Objectif Sociétal Accroitre de façon substantielle et durable la qualité de vie des travailleurs logistiques, ainsi que celle de la population mondiale en améliorant l’accessibilité et la mobilité des objets physiques

Note: Logistique est à partir d’ici dans son sens large incluant le transport, la manutention, l’entreposage, l’approvisionnement, la réalisation (production, assemblage, finition, personnalisation, recyclage) et l’utilisation

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L’Internet Digital Exploiter la métaphore de l’Autoroute de l’Information

Dans leur quête d’une façon de conceptualiser comment se transformer, ils se sont appuyés sur une métaphore du transport et de la logistique:

Mettre en place une autoroute de l’information

Il y a quelques décennies, la communauté des technologies de l’information et des communications était prise dans un énorme enchevêtrement

dû notamment aux millions d’ordinateurs isolés

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Apprendre du Grand Défi des TIC Exploiter la métaphore de l'autoroute de l'information

Avant : des millions d'ordinateurs isolés- inefficient et insoutenable Après : des millions de serveurs et d’ordinateurs interconnectés

pour former la « Super-Autoroute de l'Information »

Facilitateur clé: transmission de paquets de données formatées via des équipements hétérogènes respectant le protocole TCP/IP

Résultat: L’Internet Digital, le Web, le Mobile, les Apps … Une infrastructure en réseau distribuée, interconnectée et ouverte

Transformant à jamais l’industrie, l’économie, la culture et la société

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Bien qu'il existe des différences fondamentales entre le monde physique

et le monde de l'information, l’initiative de l'Internet Physique

a pour but d’exploiter la métaphore de l'Internet afin de proposer une vision pour une solution durable

et progressivement déployable aux problèmes globaux liés à notre façon

de transporter, entreposer, réaliser, approvisionner et utiliser

les objets physiques à travers la planète

L’Initiative de l’Internet Physique Utiliser l’Internet Digital comme une Métaphore pour le Monde Physique

Montreuil B. (2011) Towards a Physical Internet: Meeting the Global Logistics Sustainability Grand Challenge, Logistics Research, currently available as online publication, 2011-02-12, http://www.springerlink.com/content/g362448hw8586774/fulltext.pdf

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Exposer les caractéristiques clés de la vision de l’Internet Physique

Évoluer vers un Internet Physique mondial

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L’Internet Physique est un système logistique global

ouvert fondé sur l’interconnectivité

physique, digitale et opérationnelle au moyen de

l’encapsulation, des protocoles et des interfaces

L’IP habilite un Web Logistique efficient, durable,

adaptable et résilient

L’Internet Physique (PI, π)

Montreuil B., R.D. Meller & E. Ballot (2012). Physical Internet Foundations, In: Service Orientation in Holonic and Multi Agent Manufacturing and Robotics, edited by T. Borangiu et al., Springer.

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• Marché ouvert de transport des biens (à la ebay)

• Tous les biens sont déplacés sont dans des conteneurs modulaires de type « boîte noire »

• Réseaux de transport et de distribution ouverts et partagés

• Très vaste communauté d'utilisateurs

• Certifier et évaluer les fournisseurs par les utilisateurs pour améliorer la performance logistique

Adaptée d’une contribution du Professeur Russ Meller de CELDi, U. of Arkansas

Image mentale simplifiée de l'Internet Physique

Consolidation transparente de conteneurs modulaire dans l’Internet Physique

B. Montreuil & C. Thivierge, 2011

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Positionnement de l’Internet Physique

World Wide Web (WWW) Internet Digital

Paquets informationnels digitaux

Web Logistique Ouvert Internet Physique

Paquets Physiques Intelligents

Connexion d'objets physiques par WWW

Internet des choses Réseaux d'objets intelligents

Grille

intelligente

Internet Énergétique

Paquets

d’Énergie

Schéma original de Benoit Montreuil, 2010, Physical Internet Manifesto, www.physicalinternetinitiative.org

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Interconnectivité Universelle

Des transporteurs, centres et systèmes logistiques

de haute performance, rendant transparent, facile, rapide, fiable et peu cher d’interconnecter

les objets physiques à travers les modes et les routes,

avec une visée globale vers l’interconnectivité universelle

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Encapsulation

L’Internet Physique ne traite pas directement avec les biens physiques

Il requiert leur

encapsulation standardisée, tels les datagrammes de l’Internet Digital

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Encapsulation physique des biens dans des π-conteneurs modulaires, écologiques, intelligents & mondialement standardisés

• La marchandise est unitisée comme contenu d’un π-conteneur et n’est pas traitée explicitement par l’Internet Physique

• Des dimensions d’un conteneur maritime à de toutes petites dimensions • Conçus pour être traités de façon fluide et aisée à travers divers modes et moyens de transport, de

manutention et de stockage • Faciles à manutentionner, entreposer, transporter, sceller, enclencher, interloquer, charger, décharger,

construire, démanteler, composer et décomposer • Légers, faits de matériaux verts avec une empreinte minimale lorsque hors-service • Équipés de tags intelligents, avec des senseurs au besoin,

permettant leur identification, routage et maintenance adéquats • Diverses classes structurales en fonction des usages • Capacités de conditionnement (ex. Température) si nécessaire • Scellables pour fins de sécurité

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Encapsulation physique des biens π-conteneurs Dimensions modulaires et accessoires mondialement standardisés

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12 m

0,1 m 0,2 m 0,3 m 0,4 m 0,5 m 0,6 m 1,2 m 2,4 m 3,6 m 4,8 m 6 m

12 m

Illustration de dimensions

modulaire s potentielles

Design conceptuel illustrant la modularité dimensionnelle des π-conteneurs É. Ballot, B. Montreuil, R.D. Meller

Le design de π-conteneur ici illustré a une intention strictement conceptuelle et fonctionnelle: il n’a aucune intention prescriptive de conception et d’ingénierie technique

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Encapsulation physique des biens π-conteneurs Facile à composer en conteneurs composites, puis à décomposer

Design conceptuel illustrant la fonctionnalité de composition

des π-conteneurs

Le design de π-conteneur ici illustré a une intention strictement conceptuelle et fonctionnelle: il n’a aucune intention prescriptive de conception et d’ingénierie technique

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Compagnie de biens de consommation 494 produits 268 formats d’emballage

258 tailles de caisses

Au niveau palette-équivalent, le besoin d’espace net a diminué de 10%

Au niveau caisse-équivalent, le besoin d’espace net s’est accru de 10%

Meller, R. D., Lin, Y.-H., and Ellis, K. P., “The Impact of Standardized Metric Physical Internet Containers on the Shipping Volume of Manufacturers,” in Proceedings of the 14th IFAC Symposium on Information Control Problems in Manufacturing, Bucharest – Romania, (2012).

Passer à uniquement utiliser des dimensions

modulaires (<15)

L’impact spatial de l’encapsulation modulaire

Ici, aucun changement de forme de produits. Le nombre de produits par caisse est permis de varier de +- 10%. L’expérience est limitée aux caisses plutôt qu’aux π-conteneurs pour focaliser sur la modularité.

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• La densité volumétrique maximale et fonctionnelle des produits lorsqu’ils sont dans des conteneurs de l'Internet Physique est extensible à leurs dimensions d'utilisation si nécessaire – La densité fonctionnelle d’un objet peut être exprimée

comme le rapport de sa fonctionnalité utile sur le produit de son poids par son volume

• Seulement les composants et les modules clés doivent voyager extensivement

– Facile à parachever près du point d'utilisation en utilisant les objets localement disponibles

Concevoir et fabriquer les produits pour minimiser la charge et le volume qu'ils produisent sur l'Internet Physique,

avec des dimensions adaptées aux dimensions standards du conteneur, avec une densité volumétrique et fonctionnelle maximale lors de leur conteneurisation

Source: guim.fr

Concevoir des produits adaptés aux conteneurs pour minimiser le gaspillage d’espace

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L’Internet Physique et l'Internet des Choses

L'Internet des Choses permet la connexion omniprésente avec les objets physiques équipés de technologie connective intelligente (RFID, GPS, Internet, etc.), rendant les objets toujours plus intelligents et habilitant leur autocontrôle distribué à travers les réseaux

L'Internet Physique vise à exploiter aussi bien que possible l’Internet des Choses afin d’habiliter la connectivité omniprésente de ses π-conteneurs et π-systèmes

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Interfaces optimisées pour l’interconnectivité universelle

Interfaces physiques & digitales exploitant les caractéristiques

des π-conteneurs et standardisées mondialement

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Des moyens et des systèmes de manutention et d'entreposage de π-conteneurs,

avec des technologies et des processus innovateurs exploitant les caractéristiques des π-conteneurs

afin de permettre leur réception, stockage, composition, décomposition monitoring,

protection et expédition rapides, faciles, fiables et bon marché

grâce à des configurations intelligentes, durables et fluides d’automatisation et de manutention humaine

Évoluer des systèmes de manutention et de stockage de fret aux systèmes de manutention et de stockage de π-conteneurs

Reference: Montreuil, B., R.D. Meller, E. Ballot (2010) Towards a physical internet: the impact on logistics facilities and material handling systems design and innovation, in Progress in Material Handling Research, Edited by K. Gue et al., Material Handling Industry of America, 23 p., 2010.

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Centres logistiques conçus pour l’Internet Physique

Reference: Meller, R.D., B. Montreuil, C. Thivierge & Z. Montreuil (2012), Functional Design of Physical Internet Facilities: A Road-Based Transit Center, in Progress in Material Handling Research: 2012, MHIA, Charlotte, NC, to appear (2012).

Centre de transit facilitant le

transbordement camion-à-camion de remorques au long d’un réseau de relais à travers

l’Internet Physique

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Références • Montreuil, B., R.D. Meller, E. Ballot (2010)

Towards a physical internet: the impact on logistics facilities and material handling systems design and innovation, in Progress in Material Handling Research 2010, Edited by K. Gue et al., Material Handling Industry of America, 23 p.

• Ballot É., B. Montreuil & C. Thivierge (2012) Functional Design of Physical Internet Facilities: A Road-Rail Hub, in Progress in Material Handling Research 2012, Edited by B. Montreuil et al., Material Handling Industry of America, 34 p.

Des centres logistiques conçus pour l’Internet Physique,

habilitant le déploiement et le transport multimodal transparents, rapides,

efficients, sécuritaires, fiables et distribués de π-conteneurs à travers l’Internet Physique

Hub Rail-Route de l’Internet Physique

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Centres logistiques conçus pour l’Internet Physique

Montreuil, B., R.D. Meller, C. Thivierge, C., and Z. Montreuil (2012), Functional Design of Physical Internet Facilities: A Unimodal Road-Based Crossdocking Hub, in Progress in Material Handling Research: 2012, MHIA,

Habiliter le transport multimodal et le déploiement transparent, rapide, efficient, sécuritaire, fiable et distribué de π-conteneurs à travers l’Internet Physique

Hub routier de crossdocking camion-à-camion de π-containers au long d’un réseau de relais à travers l’Internet Physique

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Modèle d’Interconnexion Logistique Ouvert

Protocoles standard de service logistique

Architecture multicouches de services logistiques

et protocoles standardisés

Montreuil B., E. Ballot & F. Fontane (2012). An Open Logistics Interconnection Model for the Physical Internet, Proceedings of INCOM 2012 Symposium, Bucharest, Romania, 2012/05/23-25.

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Déployer des certifications d’habilité

Déployer des certifications d’habilité multi-niveaux de l'Internet Physique

pour les conteneurs, les systèmes de manutention, les véhicules, les systèmes d'information,

les ports, les centres de distribution, les routes, les villes et les régions,

les protocoles et les processus, et ainsi de suite

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Monitoring de performance ouvert

Monitoring ouvert et direct de la performance réellement réalisée par tous les acteurs et toutes les entités π-certifiés,

avec focus sur des indicateurs de performance clés des paramètres critiques, tel que la vitesse, le taux de service, la fiabilité, la protection et la sécurité

Un tel monitoring direct de la performance est disponible publiquement dans le monde entier

pour permettre une prise de décision basée sur des faits et pour stimuler l'amélioration continue

L'information publique doit être fournie dans le respect de la confidentialité des transactions spécifiques

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Un système global L’internet Physique

est applicable en toute transparence

partout, à toute échelle

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L’Internet Physique : Le même cadre conceptuel à toute échelle

Réseau Intra-Centre Inter-Processeurs Réseau Intra-Installation Inter-Centres Réseau Intra-Site Inter-Installation

Réseau Intra-Urbain Inter-Sites

Réseau Intracontinental Interurbain, Intra-État/Province Réseau mondial Intercontinental Network

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Prioriser la fiabilité et la résilience maillées

Le réseau des réseaux de l’Internet Physique global doit garantir sa propre fiabilité

et celles de ses conteneurs et expéditions Le web des réseaux et la multiplication des nœuds doivent permettre à l'Internet Physique d'assurer

sa robustesse et sa résilience aux événements imprévus

Par exemple, si un nœud ou une partie d'un réseau tombe en panne,

le trafic doit être facilement rerouté, aussi automatiquement que possible

Référence: Peck H., “Supply chain vulnerability, risk and resilience”, Chap. 14 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management, 2007

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Prioriser la fiabilité et la résilience maillées

Référence: Peck H., “Supply chain vulnerability, risk and resilience”, Chap. 14 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management, 2007

Les acteurs, les transporteurs, les routes, les nœuds et les flux de conteneurs de l’Internet Physique doivent interagir en synergie pour garantir:

– L'intégrité des objets physiques encapsulés dans les π-conteneurs – L'état de l'intégrité physique et informationnelle

des π-conteneurs, π-transporteurs, π-routes et π-nœuds – L’intégrité informationnelle des π-acteurs

(êtres humains et les logiciels agents) – La robustesse de rendement axé-client dans la prestation et de

l’entreposage des π-conteneurs

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Habiliter un Web Logistique

La raison d’être de l’Internet Physique dans une perspective usager

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Web Logistique Ensemble d’acteurs

et de réseaux physiques, digitaux, humains,

organisationnels et sociaux ouvertement interconnectés

visant à servir de façon efficiente et durable

les besoins logistiques mondiaux des personnes, des organisations,

des territoires et de la société

De la perspective des usagers, l’Internet Physique vise à habiliter un Web Logistique efficient, soutenable, adaptable et agile

Montreuil B., R.D. Meller & E. Ballot (2012). Physical Internet Foundations, In: Service Orientation in Holonic and Multi Agent Manufacturing and Robotics, edited by T. Borangiu et al., Springer.

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Habiliter un web de mobilité ouvert et global Passer d’un transport point-à-point ou hub-&-spoke à un transport distribué multimodal

Transport d'une remorque de Québec à Los Angeles

Québec

Montréal Alexandria Bay, US border

Syracuse Buffalo

Cleveland Columbus

Indianapolis St-Louis

Springfield Tulsa

Oklahoma City Amarillo

Albuquerque Flagstaff

Needles Barstow

Los Angeles

20

20-401 81

90

90

71

70

70

44

44

44

40

40

40

40

40

15-10

Distance parcourue dans chaque direction: (Km): 5030 5030+ Conducteurs: 1 17 Camions: 1 17 Remorques: 1 1

Durée de conduite à l’aller (h): 48 51+ Durée de conduite au retour (h): 48+ 51+ Durée aux points de transit (h): 0 9+

Durée du voyage de la remorque à l’aller (h): 120 60+ Durée du voyage de la remorque au retour (h): 120+ 60+ Durée totale du voyage de la remorque (h): 240+ 120+ Durée moyenne de conduite par conducteur (h): 96+ 6+ Durée moyenne du voyage par conducteur (h): 240+ 6,5+

Voyage de bout-en-bout

Voyage distribué

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Habiliter un web de mobilité ouvert et global Passer d’un transport point-à-point ou par hub-&-spoke à un transport distribué multimodal

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Illustrer les systèmes logistiques actuels Un petit cas de deux détaillants & deux manufacturiers

Adapté de : Hakimi D., B. Montreuil & E. Ballot (2012), Simulating a Physical Internet Enabled Logistics Web: the Case of Mass Distribution in France, ISERC 2012, 2012/-5/19-23

Réseaux conceptuels actuels Flux spatiaux actuels

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L'impact de l‘exploitation d'un Web de Mobilité Ici limité au transport unimodal routier

Distance parcourue : -27% Consommation de carburant: -19%

Délai de livraison moyen: +2% Délai de livraison maximum: -36%

Actuel Web de mobilité

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Flux actuels Flux Internet Physique Trafic Internet Physique

Simulation basée sur le flux de distribution des produits vers deux top détaillants en France, à partir de leurs 100 meilleurs fournisseurs

Exploiter un web de mobilité bimodal habilité par l’Internet Physique pour l’industrie des biens de consommation en France

Transport par route et par rail intégré de façon transparente dans le π-réseau

Résultats utilisant l’actuel: infrastructures, installations, patrons de demande et niveaux de service Économique: Jusqu’à 26% d’économie de coût global

Environnemental: Environ 3 fois mieux en termes d’émissions de gaz à effet de serre, en combinant le report modal route-à-rail et un transport routier plus efficient

Ballot É., B. Montreuil, R. Glardon (2012), Simulation de l’Internet Physique: controbution à la mesure des enjeux et à sa définition, PREDIT Research Report, France, June 2012, 96 p.

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Montreuil and Sohrabi, From Private Supply Networks to Open Supply Webs, IERC 2010

La plupart des compagnies conçoivent, opèrent et optimisent

indépendamment leurs réseaux de distribution privés

en investissant dans des CDs, ou s’engagent dans des locations ou contrats à long terme

Activer et exploiter un Web de Distribution

ouvert et global

Aux États-Unis seulement, il y a 535 000 centres de distribution La vaste majorité sont utilisés par une seule compagnie Les compagnies utilisent souvent 1 CD et généralement moins de 20 CDs Imaginez le potentiel de gain si chaque compagnie pouvait déployer ses produits à travers un web ouvert incluant 535 000 CDs ouverts aux États-Unis

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Déployer dynamiquement le stock à travers le Web de Distribution

pour une réponse au client efficiente, rapide et agile Système dédié actuel Système ouvert proposé

Adapté de: Hakimi D., B. Montreuil & E. Ballot (2012), Simulating a Physical Internet Enabled Logistics Web: the Case of Mass Distribution in France, ISERC 2012, 2012/-5/19-23

Commande client

Flux physique : Usine : Magasin de détail : Centre de distribution (CD) dédié : CD ouvert P# S# O#

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La valeur ajoutée d’exploiter un Web de Distribution lorsqu’on exploiter déjà un Web de Mobilité

Distance parcourue : -23% Consommation de carburant : -29%

Délai de livraison moyen aux magasins : -79% Délai de livraison maximum à un magasin : -71%

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Impact sur l’Exploitation d’un Web Logistique Intégration des Webs de Mobilité et de Distribution

Livraison magasin Temps [Moyen; Max]

Web de Mobilité

Webs de Mobilité et Distribution

Réseaux logistiques dédiés

-82%; -74%

+16%; +15%

-79%; -71%

-19%; -27%

-29%; -23%

-42%; -44% Carburant; Déplacement

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Minimiser les déplacements et les stockages physiques en transmettant digitalement les connaissances et

en matérialisant les produits aussi localement que possible à travers le web de réalisation ouvert

Exploitation intense des technologies de la connaissance afin de dématérialiser des produits et les rematérialiser

en objets physiques au point d'utilisation

Avec plus de maturité de l'Internet Physique, on s’attend à avoir de nombreux centres de production flexibles, ouverts et distribués

capables de réaliser (produire, assembler, finir, etc.) localement pour des clients une large variété de produits à partir des spécifications digitales transmises par ceux-ci,

d’objets physiques locaux et, si nécessaire d’objets physiques critiques provenant de sources lointaines

Web de Réalisation ouvert et Global

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OM

OM

OM OA

OA

OA

OA OM OM

OM OM OA OA

OA OA

OA

OA

OA OA

OA OA

OA OA

OA OA

OA

OA

OA OA

OA OA

M+A M OA

OA

OA

OA

OA

OA

Client M+A

M

Manufacturier + assembleur intégrés

Manufacturier OA

OA Assembleur ouvert exploité actuellement

Assembleur ouvert inexploité actuellement

OM

OM

Manufacturier ouvert exploité actuellement

Manufacturier ouvert inexploité actuellement

Réseau de réalisation actuel centré autour d'une manufacture

& d’une usine d'assemblage intégrées

Réseau de réalisation alternatif exploitant un web de réalisation

pour l'externalisation de l’assemblage

Réseau de réalisation alternatif exploitant un web de réalisation

pour l'externalisation de la fabrication & de l’assemblage

Cliché actuel

Cliché actuel

Externalisation Dynamique de la Réalisation du Produit vers les Centres Ouverts Certifiés au sein du Web de Réalisation

pour Habiliter une Réalisation Efficace et Agile du Produit Près du Point d‘Utilisation

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Web de Distribution Web de Mobilité

Web de Réalisation

Niveau-0

Tier-2

Chaque fournisseur peut par exemple signer un contrat de garantie d’accessibilité

en X-temps avec chaque client, en gardant la responsabilité de livraison,

déploiement et réalisation du produit

Le client a un stock minimal Le fournisseur prend avantage

de sa base de clients pour le déploiement en commun

Chaque client a accès à un pool global de fournisseurs π-certifiés et vice-versa

Exploiter un Web d’approvisionnement

Web d’approvisionnement

Niveau-1

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Un Web d’approvisionnement avec une myriade de fournisseurs π-Agréés,

Accès ouvert & Global, Contrats standardisés, Monitoring et Évaluation ouverts des fournisseurs

Multi-niveaux, des matières premières aux produits finis

Chacun exploite les Webs de Mobilité, de Distribution & de Réalisation

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Des réseaux de détail/location alimentant les clients isolés

Aux utilisateurs interconnectés exploitant

un Web de service ouvert

Les usagers achètent les produits en moindre pourcentage,

acquérant plutôt l’accès à la fonctionnalité de produit au

besoin auprès d’usagers propriétaires de produits ou de

centres de location Soutenu par les autres

constituants du Web Logistique

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L’Internet Physique influence l’Innovation

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Montreuil, B., Meller, R.D., et al., “Designing Facilities for the Physical Internet,” Material Handling Industry of America, Charlotte, NC, 2010-2012.

Flex Conveyor de KIT/Gebhardt (Kai Furmans)

GridFlow de l’Université d'Auburn (Kevin Gue)

L’Internet Physique influence

l’Innovation Technologique

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L’Internet Physique influence l’Innovation de Modèles d’Affaires

Quels seront les équivalents π-habilités d'Amazon, eBay et Google ?

Comment vont évoluer les fabricants, les distributeurs, les détaillants, les prestataires logistiques,

les transporteurs et les fournisseurs de solutions afin d’exploiter au mieux l’Internet Physique?

Des modèles d’affaires innovateurs, pour commercialiser les offres π-habilitées

par divers intervenants, en tenant compte des revenus, des contrats,

des responsabilités & des assurances des parties prenantes

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L’homogénéité de l'Internet Physique en termes de π-conteneurs encapsulant des objets physiques

doit permettre une meilleure utilisation des modes & moyens,

augmentant ainsi les capacités des infrastructures par l'exploitation de standardisations,

de rationalisations et d’automatisations au moyen d’innovations présentement inaccessibles

http://www.ilookforwardto.com/2010/12/foodtubes-really-fast-food-delivered-in-a-physical-Internet-of-underground-pipes.html http://www.cargocap.com/content/what-is-cargocap

FoodTubes et CargoCap: Des exemples d'initiatives actuelles d’infrastructures envisagées dont la viabilité d’implantation serait accrue par un alignement avec l’Internet Physique

L’Internet Physique influence l’Innovation Infrastructurelle

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Réalisation de la Vision

Évolution vers un Internet Physique mondial

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L'Internet Physique Vision systémique, durable et globale

stimulant et alignant des initiatives autour du monde

Les initiatives individuelles des entreprises, des industries et des gouvernements sont nécessaires mais insuffisantes

Il y a un besoin pour une vision macroscopique, holistique et systémique offrant

un cadre unificateur inspirant et stimulant

Il y a un besoin pour un ensemble entrelacé d’initiatives locales et globales

vers cette vision, s’appuyant sur des actifs et des projets existants,

pour aider à évoluer de l'état actuel globalement inefficient et insoutenable

vers un état souhaité globalement efficient et soutenable

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Implémentation de l'Internet Physique Déploiement, Cohabitation et Certification progressifs

Le développement et le déploiement à grande échelle de l’Internet Physique

ne sera pas réalisé du jour au lendemain dans une logique de Big-Bang

mais plutôt dans une logique dynamique de cohabitation et de déploiement progressif,

propulsée par les acteurs intégrant graduellement les normes de l’Internet Physique

et trouvant de plus en plus de valeur dans son utilisation et son exploitation

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Implémentation de l'Internet Physique Déploiement, Cohabitation et Certification progressifs

Une transition douce commençant par une phase de réalignement et de recadrage, pour ensuite passer à des phases plus transformatives

L'Internet Physique peut se constituer progressivement à travers la certification multi-niveaux de : ‒ Protocoles

‒ Conteneurs

‒ Des technologies de manutentions, des centres de distribution, des centres de production, des gares ferroviaires, des ports, des hubs multimodaux

‒ Systèmes d'information (ex.: réservation, étiquettes intelligentes, portails)

‒ Zones urbaines et régions, frontières entre pays

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Conclusion L’Internet Physique : Un Instrument pour relever

le grand défi mondial de la logistique durable

Exploite la métaphore de l’Internet pour façonner un système logistique novateur

Un engagement envers l’interconnexion universelle ouverte des services et ressources logistiques

Un effort holistique intégré visant à rendre plus efficient et soutenable aux plans économique, environnemental et social

la façon dont sont déplacés, stockés, réalisés, approvisionnés et utilisés les objets physiques à travers le monde

Une approche coopétition à forte capacité de mise à l’échelle

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Québec, 2012-11-28, 74/76

Manifeste pour un Internet Physique, Version 1.11.1 Professeur Benoit Montreuil, CIRRELT, Université Laval

L’Internet Physique se nourrit de l’effet réseau, devenant toujours plus effectif au fur et à mesure

qu’il dessert plus d’usagers

Il doit rassembler une masse critique, d’abord en exploitant les infrastructures et les moyens existants,

puis en favorisant graduellement l’Innovation

Même s’il sera ultimement global, il devra d’abord croître dans des domaines fertiles,

supporté de façon collaborative par des leaders clés de l’Industrie, des gouvernements et du milieu académique

Conclusion L’Internet Physique : Ni une utopie, ni un Big-Bang

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Manifeste pour un Internet Physique, Version 1.11.1 Professeur Benoit Montreuil, CIRRELT, Université Laval

Conclusion L’Initiative Internationale de l’Internet Physique :

Un effort d’innovation ouverte

Avec ce manifeste et les recherches le soutenant, est un premier pas vers la réussite du défi global

vers une logistique efficiente et durable Il reste beaucoup à faire pour parachever cette vision

et, plus important encore, pour amorcer sa réalisation avec des initiatives et des projets terrains de façon à réellement influencer positivement notre devenir collectif.

Cela demande beaucoup de collaboration entre les institutions académiques, industrielles et gouvernementales,

à travers les localités, les pays et les continents Votre aide est la bienvenue!

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Manifeste pour un Internet Physique, Version 1.11.1 Professeur Benoit Montreuil, CIRRELT, Université Laval

Questions et commentaires sont les bienvenus, et surtout les pistes de projets collaboratifs

[email protected]

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www.physicalinternetinitiative.org

Twitter: @physicinternet