SIMUM – Soluzioni Intelligenti per la Mobilità Urbana delle Merci POR Calabria 2007-2013, ASSE I Linea 1.1.1.2 - Progetti di ricerca industriale e di sviluppo sperimentale nei settori strategici regionali AGENDA STRATEGICA POLI DI INNOVAZIONE Progetto di Ricerca Industriale/Sviluppo Sperimentale REGIONE CALABRIA Dipartimento 11 - Cultura, Istruzione, Università, Ricerca, Innovazione tecnologica, Alta formazione REPUBBLICA ITALIANA Ministero dell’Istruzione, Università e Ricerca UNIONE EUROPEA Fondo Europeo di Sviluppo Regionale FESR 22 Dicembre 2015

SIMUM - Obiettivi Studiare ed analizzare problematiche di distribuzione delle merci in città in ottica SMART Territory. Analizzare i modelli organizzativi e gestionali su territorio medio- piccolo. Ipotesi principale: presenza CDU. Ricerca e definizione di innovativi modelli matematici per la gestione della distribuzione merci in un CDU e in scenari logistici alternativi. Progetto, prototipazione e sperimentazione dell’integrazione di servizi ITS con i modelli matematici per la gestione della distribuzione delle merci. Studio dei reali possibili sbocchi di mercato per pilotare la ricerca e guidare i partner industriali verso la eventuale ingegnerizzazione dei risultati.

SIMUM - Struttura WP1 – Analisi delle problematiche di un CDU WP2 – Modelli organizzativi e gestionali WP3 – Modelli matematici e tecniche di risoluzione WP4 – Progettazione di servizi WP5 – Individuazione sbocchi di mercato WP6 – Sviluppo prototipale di servizi WP7 – Sperimentazione dei servizi

MODELLI ORGANIZZATIVI E GESTIONALI PER LA LOGISTICA URBANA DELLE MERCI Saverino Verteramo – Docente di Gestione Aziendale DIMEG – Unical Isabella Nocella – dottoranda DIMEG Antonio Bruno – esperto di settore Susanna Caruso - consulente

Agenda Contesto Generale: City Logistics Soluzioni di City Logistics per città medio/piccole Analisi dei dati relativi ad una città campione: i generatori di domanda (gli esercizi commerciali) gli operatori logistici del territorio Modelli organizzativi e gestionali realizzabili per una realtà medio-piccola.

Contesto Generale: City Logistics City Logistics: una definizione Soluzioni reali di City Logistics implementate: approccio politico-amministrativo approccio logistico-operativo Insieme delle misure di gestione del traffico urbano che, perseguendo l’obiettivo di massimizzazione del tasso di riempimento dei mezzi e di minimizzazione del numero di veicoli per chilometro, tentano di rendere la distribuzione delle merci maggiormente compatibile con l’ambiente. Fonte: Elena Maggi, “City logistics, strumenti di gestione del traffico urbano delle merci”, 1999

Soluzioni reali di City Logistics: Approccio Politico - Amministrativo Intervento Descrizione Vantaggi Svantaggi Restrizione all’accesso Vincoli di accesso al centro (infrastrutture, orari, veicoli, efficienza energetica) Miglioramento della viabilità. Riduzione della congestione da traffico nelle ore di punta. Miglioramento dell’efficienza delle attività di consegna merci. Rimostranze da parte di residenti ed esercenti presenti in tale area. Provvedimenti Economici Road Pricing Parking Pricing Incentivi acquisto veicoli ecocompatibili Ridistribuzione modale. Rimostranze da parte di residenti , operatori logistici ed esercenti operanti in tale area. Da solo, scarsi miglioramenti di qualità dell’aria.

Soluzioni reali di City Logistics: Approccio Logistico- operativo (1) Intervento Descrizione Vantaggi Svantaggi Consegna diretta Consegna con un unico fornitore ed un unico destinatario Trasparenza dei costi. Minore lead time. Riduzione del numero di mezzi circolanti Soluzione adatta solo per carichi completi o con buon livello di saturazione. Alta occupazione della sede stradale. Multipick Consegna destinata ad un unico punto di rilascio accorpando nel giro carichi da più punti di prelievo. Riduzione dei costi. Potenziale aumento del livello di servizio. Riduzione del numero di mezzi circolanti. Produttori operanti nella stessa filiera. Soluzione possibile per grandi clienti. Regia delle operazioni. Multidrop Consegna su più punti di rilascio di merce caricata su un unico punto di prelievo. Soluzione possibile per grandi produttori o per punti di partenza costituiti da punti di consolidamento. Necessità di collaborazione tra clienti concorrenti.

Soluzioni reali di City Logistics: Approccio Logistico- operativo (2) Intervento Descrizione Vantaggi Svantaggi Accorpamento Corrieri Accorpamento da parte del cliente merce di più fornitori consegnata dallo stesso trasportatore in un’unica consegna. Riduzione dei costi. Aumento del livello di servizio. Riduzione del numero di mezzi circolanti. Necessità di creare massa critica lato produttori e lato clienti. Necessità di forte collaborazione Cross dock Piattaforma di transito dove merci di diversi fornitori vengono smistate e consegnate in breve tempo, senza stock e senza “messa a terra”. Riduzione costi. Riduzione del ciclo di rifornimento. Valore minimo di consegna che renda economicamente conveniente il transito presso la piattaforma. CDU Piattaforma logistica dove le merci provenienti dai fornitori vengono accorpate per poi essere consegnate ai vari clienti. Offerta di servizi a valore aggiunto per i clienti (stocking, etc.) Consolidamento flussi Sostenibilità economica non sempre raggiunta (necessità di “fare massa”).

Soluzioni reali di City Logistics: Approccio Logistico – Operativo (3) Modello organizzativo generale di un CDU

Soluzioni reali di City Logistics: Approccio Logistico- operativo (4) Intervento Descrizione Vantaggi Svantaggi Piattaforma Logistica Struttura simile ad un CDU, con numero ristretto di clienti. Riduzione dei costi. Potenziale aumento del livello di servizio. Riduzione del numero di mezzi circolanti. Soluzione specifica per aziende della grande distribuzione o comunque interessate da rilevanti flussi di merce. Cabina di Regia Centralizzazione delle informazioni relative alle consegne sul territorio urbano. Maggiore efficienza del sistema di distribuzione. Utilizzo ottimale delle infrastrutture. Necessità di un supporto informatico. Necessità di forte collaborazione tra i soggetti interessati. Operatività circoscritta. Car sharing Servizio di ausilio al traffico merci con l‘uso plurimo di una vettura di proprietà di terzi senza limiti orari. Trasparenza dei costi. Riduzione dei costi per alcuni attori della catena logistica. Riduzione del ciclo di rifornimento. Riduzione degli impatti sull’ambiente. Problemi legati alla gestione della flotta di veicoli. Monitoraggio di tempi e percorsi. Attività di manutenzione e ricovero dei mezzi.

Soluzioni di City Logistics per città medio/piccole Modelli di governance Modelli organizzativi e gestionali Gli stakeholders coinvolti e i loro ruoli Criticità e Fattori Critici di Successo Linee guida per la scelta della soluzione logistica

Piattaforma gestita da privati Soluzioni di City Logistics per città medio/piccole: Modelli di Governance Piattaforma gestita da privati Piattaforma gestita da privati con l’intervento dell’amministrazione locale Piattaforma gestita da un’unica azienda (pubblica, privata o misto pubblico/privato)

Governance e Coordinamento Organizzazione e gestione Soluzioni di City Logistics per città medio/piccole: Modelli Organizzativi e Gestionali Modello Governance e Coordinamento Organizzazione e gestione Olandese Enti Pubblici (Amministrazione Comunale, Camera di Commercio, etc.) Gruppo di operatori logistici in partnership con l’ente pubblico Tedesco Privati (operatori logistici, etc.) Gruppo di operatori logistici Monegasco Enti pubblici Società logistiche private

Domanda Offerta Policy Maker Soluzioni di City Logistics per città medio/piccole: Gli stakeholders coinvolti e i loro ruoli (1) Domanda Privati ed attività commerciali destinatari delle merci; Offerta Operatori logistici (corrieri, spedizionieri, …) Policy Maker Autorità locali, amministrazioni regionali, nazionali ed europee. I casi di successo sono caratterizzati da elevati livelli di stakeholders involvement

Relazioni attore- attività Amministrazione Comunale Soluzioni di City Logistics per città medio/piccole: Gli stakeholders coinvolti e i loro ruoli (2) Relazioni attore- attività Amministrazione Comunale Soggetto Gestore Operatori Logistici Destinatari Regolamentazione Trasporto Urbano Merci X   Ricezione Ordini Verifica ed Etichettatura Gestione Merci Inbound Gestione delle Consegne Conferma Consegne e Gestione Resi

Soluzioni di City Logistics per città medio/piccole: Criticità e fattori di successo Scarsa redditività finanziaria Resistenza al cambiamento Scarsa cooperazione tra concorrenti Basso tasso di riempimento dei veicoli nei viaggi di ritorno. I fattori critici di successo Stakeholders involvement Meccanismi di integrazione della domanda di trasporto Interventi pubblici nella regolamentazione Area di stoccaggio merci all’interno dell’eventuale CDU Utilizzo di veicoli eco-friendly

GDO / Catena distributiva Soluzioni di City Logistics per città medio/piccole: Linee Guida per la scelta della soluzione logistica Tipo di Intervento Contesto urbano Volumi di merce Modalità di trasporto GDO / Catena distributiva Commercio di vicinato Bassi (< 400 colli/gg) Alti ( ≥ 400 colli/gg) Conto Proprio Dal fornitore Conto Terzi Consegna diretta X   Multipick Multidrop Accorpamento Corrieri Cross - dock CDU Piattaforma logistica Cabina di regia Van sharing Interventi politico - amministrativi

Analisi dei dati relativi ad una città campione Analisi del contesto dell’area urbana di Cosenza Analisi delle domanda espressa dagli esercizi commerciali Analisi degli operatori logistici sul territorio Criticità riscontrate

Area di studio Filiere considerate Analisi dei dati relativi ad una città campione Analisi del contesto dell’area urbana di Cosenza Area di studio Area urbana di Cosenza Area urbana di Rende Filiere considerate Non food Capi appesi Messaggeria Ho.Re.Ca

# aziende nella provincia di Cosenza Analisi dei dati relativi ad una città campione Analisi del contesto dell’area urbana di Cosenza Categoria ATECO # aziende nella provincia di Cosenza # aziende su Cosenza # azienda su Rende Riparazione, manutenzione ed installazione di macchine 244 22 11 Commercio all’ingrosso e al dettaglio, riparazioni di autoveicoli e motocicli 304 28 14 Commercio all’ingrosso (escluso quello di autoveicoli e motocicli) 1.617 150 77 Commercio al dettaglio (escluso quello di autoveicoli e motocicli) 4.085 379 194 Attività di servizio alloggio e ristorazione 1.961 182 93 Attività di servizi 243 23 12 TOTALE 8.454 784 401 TOTALE = 1185

Analisi dei dati relativi ad una città campione Analisi della domanda degli esercizi commerciali (1) Modalità di consegna Peso dei colli

Analisi dei dati relativi ad una città campione Analisi della domanda degli esercizi commerciali (2) Problemi riscontrati

Analisi dei dati relativi ad una città campione Analisi della domanda degli esercizi commerciali (3) Proposte migliorative

Volumi di merce e Modalità di trasporto Analisi dei dati relativi ad una città campione Analisi degli operatori logistici del territorio (1) Volumi di merce e Modalità di trasporto Raccolta dati Analisi statistica nazionale su corrieri e spedizionieri (fonti: Idealo, Elexa, Trafic, Rank) Somministrazione survey agli operatori logistici

Struttura organizzativa Analisi dei dati relativi ad una città campione Analisi degli operatori logistici del territorio (2) Struttura organizzativa Chief Country (Provider Service) Regional / Local (Provider Service) Local (Provider Service) Regional / Local (Provider Service) Customer

Bartolini Gls Sda Tnt DhL Ups Analisi dei dati relativi ad una città campione Analisi degli operatori logistici del territorio (3) Localizzazione Hub Logistici Corriere Indirizzo Ubicazione CE.DI. Distanza in Km dal CE.DI. Al centro urbano di Cosenza Bartolini Via Ermanno Stradelli, 24 (Z.I.) 87036 - Rende (CS) 9,4 Gls Contrada Coda di Volpe, 87036 Rende CS 12,0 Sda VIA A. MANZONI, 261 - 87046 MONTALTO UFFUGO  20,0 Tnt C.DA Concio Stocchi, 87036 Rende CS 9,5 DhL Contrada Serramonda, Marcellinara, CZ 88044 79,3 Ups

Volume medio per singola consegna: Analisi dei dati relativi ad una città campione Analisi degli operatori logistici del territorio (4) Consegne Destinatari 70% privati 30% utenza business Volume medio per singola consegna: 70% del caricato 30% del caricato Alt.35cm x Larg.25cm x Lungh.45cm – Peso vol. 8 kg Alt.90cm x Larg.80cm x Lungh.120cm - Peso vol.173 kg

Consegne Flotta: Tipologie di veicoli Analisi dei dati relativi ad una città campione Analisi degli operatori logistici del territorio (5) Consegne Flotta: Tipologie di veicoli

N° DI VEICOLI GIORNALIERI MEDIA CONSEGNE GIORNALIERE PER VEICOLO Analisi dei dati relativi ad una città campione Analisi degli operatori logistici del territorio (6) Consegne Flotta: Numero di Veicoli Corriere N° DI VEICOLI GIORNALIERI MEDIA CONSEGNE GIORNALIERE PER VEICOLO Bartolini 8 86 Gls 7 73 Sda 70 Tnt 4 80 DhL 3 97 Ups 1 93

Consegne Flotta: Consegne Totali Analisi dei dati relativi ad una città campione Analisi degli operatori logistici del territorio (7) Consegne Flotta: Consegne Totali Corriere Media mensile % Var. stagionale Bartolini 16565 +23-27% Gls 12240 +22-26% Sda 11760 +20-25% Tnt 7680 +20-23% DhL 6981 +19-23% Ups 2233

Analisi dei dati relativi ad una città campione Criticità riscontrate Consegne frequenti alle attività commerciali E-commerce: aumento notevole delle consegne ai privati Migliorare le comunicazioni corriere – destinatario Margini di miglioramento nell’organizzazione delle consegne dal lato operatore logistico suddivisione area urbana in miniaree di competenza rotte più efficienti riduzione delle spese del carburante e del numero di veicoli circolanti

Modelli organizzativi e gestionali realizzabili per una realtà medio-piccola. Prerequisito: Interventi politico-amministrativi (ZTL, limiti sulle emissioni, vincoli sui veicoli transitabili nell’area urbana, etc.) Soluzioni implementabili in città medio-piccole Soluzione Descrizione CDU centralizzato Ottimizzazione delle rotte Riduzione del numero di veicoli e delle spese del carburante Maggiore efficienza nelle consegne CDU con hub dislocati sul territorio Non necessari investimenti in infrastrutture Cooperazione tra corrieri Possibile interscambio di clienti

SIMUM – Primo scenario logistico Presenza di un CDU (Centro di Distribuzione Urbana) con un unico deposito Il cross docking è una strategia di distribuzione delle merci che sincronizza le operazioni di scarico e carico in modo da rendere trascurabili i volumi di merci immagazzinate nel centro. Necessari, per la soluzione del modello matematico, i dati relativi al carico sia dei mezzi in arrivo che di quelli che dovranno consegnare la merce. Definizione di un modello di cross-docking guidato dal routing: i percorsi dei veicoli in consegna stabiliscono i carichi dei veicoli in uscita dal CDU

SIMUM – Primo scenario logistico Presenza di un CDU (Centro di Distribuzione Urbana) con un unico deposito Soluzione di un modello di routing e di un modello di crossdocking. Pianificazione ottimizzata di: numero dei veicoli in consegna, con volume di carico al massimo del vano disponibile percorsi stradali dei veicoli in consegna sincronizzazione delle operazioni di scarico dei veicoli che portano la merce al deposito con le operazioni di carico dei veicoli che consegnano la merce in città

SIMUM – Secondo scenario logistico Presenza di un CDU (Centro di Distribuzione Urbana) con diversi depositi distribuiti sul territorio Adozione di un modello di routing di tipo pickup-and-delivery: i veicoli in consegna possono prelevare merce Pianificazione ottimizzata di: numero dei veicoli in consegna, con volume di carico al massimo del vano disponibile percorsi stradali dei veicoli in consegna La pianificazione dei percorsi e del carico include l’eventualità che un veicolo passi da un deposito per prelevare merce da consegnare. In alternativa, è possibile adottare un modello di routing che, basandosi sulle consegne e sul vano disponibile dei veicoli, stabilisce in quali depositi sia “opportuno” che arrivi la merce.

SIMUM – Terzo scenario logistico Cooperazione di corrieri Adozione del modello matematico Static Cooperative Vehicle Routing Game Presupposto fondamentale: condivisione di veicoli e clienti Generazione di un piano unico e integrato di consegne merci, con ottimizzazione di: numero dei veicoli in consegna massimo volume di carico percorsi stradali dei veicoli in consegna, con possibilità di prelevare merce da un altro deposito Calcolo del “valore di Shapley” per quantificare il costo a carico di ciascun corriere (2n-1 problemi di routing, con n=numero di corrieri nella cooperazione).

SIMUM – Quarto scenario logistico Interscambio di clienti fra 2 corrieri Definizione di un modello matematico che assicura un risparmio “globale” fra 2 corrieri. La soluzione consiste in: individuare i clienti candidati allo scambio calcolare lo scambio “migliore” possibile di clienti, cioè di quei clienti che determinano, al corriere che ne cede il servizio, un risparmio maggiore del costo sostenuto dal corriere che li serve ((2n-1)2 problemi di routing, con n=numero di clienti da scambiare) Sono generati 2 piani singoli di consegne merci, in cui sono ottimizzati: numero dei veicoli in consegna massimo volume di carico percorsi stradali dei veicoli in consegna

SIMUM –Jsprit Libreria java open source per la risoluzione di diversi tipi di problemi di routing Un problema di routing da risolvere deve essere riformulato come un problema RPDPTW (Rich Pickup and Delivery Problem with Time Windows) Il problema RPDPTW è quindi risolto tramite la metaeuristica ALNS (Adaptive Large Neighborhood Search) https://jsprit.github.io/references.html

SIMUM: Intelligent Transport System Tecniche di ITS sono utilizzate per: riprodurre la mappa stradale con le relative info localizzare geograficamente i clienti localizzare i veicoli lungo il loro percorso individuare in tempo reale possibili problemi alla rete stradale (traffico intenso, incidente, …) Eventi possono influenzare i percorsi pianificati, che vengono conseguentemente riadattati. I percorsi possono subire variazioni: mantenendo la stessa sequenza di nodi ripianificando il percorso residuo

SIMUM: inizializzazione Mappatura stradale della zona di servizio (sperimentazione zona Cosenza-Rende) Pre-elaborazione dei percorsi a costo minimo fra ogni coppia di nodi Costo dei percorsi: velocità media, traffico medio, lunghezza tratto stradale,… Uso di SUMO (simulatore di traffico) per: conversione della mappa in grafo calcolo dei percorsi a costo minimo

SIMUM: prototipo Da browser una webapp per : avviare la pianificazione relativamente ad arrivi di merce prendere visione del risultato del piano, selezionarlo, assegnare i percorsi agli autotrasportatori visualizzare su mappa i veicoli in consegna, avere una stima dei tempi di consegna e di rientro dei veicoli La webapp è in grado di simulare ciascuno degli scenari logistici previsti. Una app mobile guida l’autotrasportatore lungo il percorso pianificato, con le eventuali variazioni. Mostra la merce da consegnare o quella da prelevare.

SIMUM: architettura

SIMUM – Possibili sbocchi Situazione attuale: 1-2 bilici di merce in arrivo da smistare in zona Cosenza-Rende, fino a 7-8 furgoni in consegna, anche oltre 10 porte nel deposito adibite alle operazioni di scarico/carico (per corriere) 6 corrieri e un totale di 30 furgoni impegnati in circa 500 consegne al giorno i furgoni sono caricati in base a volumi prestabiliti e, in qualche caso, a zone geografiche fissate una volta per tutte i furgoni sono vincolati all’esclusività (brand bene in vista)

SIMUM – Possibili sbocchi Gestione ottimizzata consegne di un corriere Il modello del crossdocking guidato dal routing permette di: pianificare i percorsi per il minor numero di furgoni a massimo carico migliorare le operazioni di scarico/carico delle merci massimizzare il carico dei furgoni in base alle consegne di merce pianificate per i loro percorsi I furgoni verrebbero caricati in base al vano disponibile e a “zone geografiche” variabili individuate dai percorsi Il modello di tipo pickup-and-delivery può includere nei percorsi tappe per il prelievo di merce, in base al carico corrente

SIMUM – Possibili sbocchi Cooperazione di corrieri o interscambio di clienti? Con la cooperazione si avrebbe: un piano unico e integrato di consegne, con alcuni percorsi che includono il prelievo di merce dal deposito di un altro corriere un numero minore di veicoli in consegna a massimo carico in circolazione in città un risparmio nei costi medio di circa il 20% (rispetto a singoli piani ottimizzati) Con l’interscambio di clienti si avrebbe (per 2 corrieri): alcuni percorsi stradali dei veicoli includono la consegna di merce a clienti dell’altro corriere risparmio nei costi medio di circa il 15% (rispetto ai piani originari ottimizzati)

SIMUM: cooperazione – test numerici

SIMUM: interscambio – test numerici