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

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
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

Manifeste pour un Internet Physique, Version 1.11.1
Professeur Benoit Montreuil, CIRRELT, Université Laval
www.physicalinternetinitiative.org
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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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À première vue, la logistique semble être performante!

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

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


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À première vue,
la logistique
semble être performante!

La logistique
est l'épine dorsale
du commerce mondial



7 Québec, 2012-11-28, 7/76

Néanmoins, nous avons à faire face à une dure réalité

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

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Pourquoi devons-nous changer?

Inefficience et insoutenabilité de la logistique
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 European Commission: A Roadmap for moving to a competitive low carbon economy in

Conditions de travail logistique trop souvent précaires 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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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
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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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

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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
Voitures invendues au R-U • 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

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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
13
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Cartographie des symptômes d’inefficience & d’insoutenabilité
par rapport aux facettes économiques, environnementales et sociales

Environnemental
Économique

Sociétal
Symptômes d’inefficience & d’insoutenabilité

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

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The Global Logistics Sustainability Grand Challenge
Grand défi mondial de soutenabilité logistique
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

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

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

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

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
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
(PI, π)
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
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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Image mentale simplifiée
de l'Internet Physique
• 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
Consolidation transparente de conteneurs modulaire • Certifier et évaluer les fournisseurs
dans l’Internet Physique
B. Montreuil & C. Thivierge, 2011 par les utilisateurs pour améliorer
la performance logistique
Adaptée d’une contribution du Professeur Russ Meller de CELDi, U. of Arkansas

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Positionnement de l’Internet Physique

World Wide Web (WWW)
Internet Digital
Paquets informationnels digitaux
Grille
intelligente
Connexion d'objets physiques par WWW
Internet des choses Internet
Réseaux d'objets intelligents Énergétique

Paquets
Web Logistique Ouvert d’Énergie
Internet Physique
Paquets Physiques Intelligents

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
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

Illustration
de dimensions
modulaire s
potentielles
Conceptuel design de Benoit Montreuil et Marie-Anne Côté

Y
CIRRELT, Université Laval, Québec, Canada, 2012

X

Z
0,12 m 0,1 m
0,24 m 0,2 m
0,36 m 0,3 m
0,48 m 0,4 m
0,6 m 0,5 m
0,6 m
1,2 m 1,2 m
2,4 m 2,4 m
3,6 m 3,6 m
4,8 m 4,8 m
6m 6m
Design conceptuel illustrant 12 m 12 m
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
Conceptuel design de Benoit Montreuil et Marie-Anne Côté
CIRRELT, Université Laval, Québec, Canada, 2012

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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L’impact spatial de l’encapsulation modulaire
Compagnie de biens de
258 tailles de caisses consommation
494 produits
268 formats d’emballage

Au niveau caisse-équivalent,
Passer à uniquement
le besoin d’espace net
utiliser des dimensions
s’est accru de 10%
modulaires (<15)

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
Au niveau palette-équivalent,
plutôt qu’aux π-conteneurs le besoin d’espace net
pour focaliser sur la modularité.
a diminué 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).

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

• 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 Source: guim.fr

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

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

Centre de transit
facilitant le
transbordement
camion-à-camion
de remorques au
long d’un réseau
de relais à travers
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).

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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
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.

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Centres logistiques conçus pour l’Internet Physique
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
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,

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Protocoles standard de service logistique

Architecture multicouches
de services logistiques
et protocoles
standardisés

Modèle d’Interconnexion Logistique Ouvert
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 Réseau Intracontinental
Intra-Urbain Inter-Sites 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

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
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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Habiliter un Web Logistique

La raison d’être de l’Internet Physique
dans une perspective usager
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De la perspective des usagers, l’Internet Physique vise à habiliter
un Web Logistique efficient, soutenable, adaptable et agile

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
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

Québec
20
Montréal
20-401
81Alexandria Bay, US border
90
Syracuse
90 Buffalo
71 Cleveland
70
Columbus
70
Indianapolis
44 St-Louis
44 Springfield
44 Tulsa
Voyage de bout- Voyage
40 Oklahoma City en-bout distribué
40 Amarillo
Distance parcourue dans chaque direction: (Km): 5030 5030+
40 Albuquerque Conducteurs: 1 17
40 Flagstaff Camions: 1 17
Remorques: 1 1
40 Needles
Barstow Durée de conduite à l’aller (h): 48 51+
15-10 Durée de conduite au retour (h): 48+ 51+
Los Angeles Durée aux points de transit (h): 0 9+
Durée du voyage de la remorque à l’aller (h): 120 60+
Transport d'une remorque Durée
Durée
du voyage de la remorque au retour (h):
totale du voyage de la remorque (h):
120+
240+
60+
120+

de Québec à Los Angeles Durée
Durée
moyenne de conduite par conducteur (h):
moyenne du voyage par conducteur (h):
96+
240+
6+
6,5+

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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

Réseaux conceptuels actuels Flux spatiaux actuels

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

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

Distance parcourue : -27%
Consommation de carburant: -19%
Délai de livraison moyen: +2%
Délai de livraison maximum: -36%

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

Flux actuels Flux Internet Physique Trafic Internet Physique
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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Activer et exploiter
un Web de Distribution
ouvert et global
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

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

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

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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

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

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

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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
Réseaux logistiques dédiés
-42%; -44%
-19%; -27% Carburant; Déplacement
Web de Mobilité

-29%; -23%
Webs de Mobilité et Distribution

+16%; +15%

Livraison magasin
Temps [Moyen; Max] -82%; -74%

-79%; -71%

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Web de Réalisation ouvert et Global
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

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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
Réseau de réalisation alternatif
Réseau de réalisation actuel Réseau de réalisation alternatif
exploitant un web de réalisation
centré autour d'une manufacture exploitant un web de réalisation
pour l'externalisation
& d’une usine d'assemblage intégrées pour l'externalisation de l’assemblage
de la fabrication & de l’assemblage

OA OA OA
OA OA OA OM
OM
OA OA
OA OA
OA OA
OM
M+A OA M OA
OA
OA
OM
OA OA
OA OA OM
OA OA
OA OM OA
OA OA
OA OA
OA OA
Cliché OM Cliché
actuel actuel

Client M+A Manufacturier + assembleur intégrés OA Assembleur ouvert exploité actuellement OM Manufacturier ouvert exploité actuellement

M Manufacturier OA Assembleur ouvert inexploité actuellement OM Manufacturier ouvert inexploité actuellement

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Exploiter un Web Chaque fournisseur peut par exemple
d’approvisionnement signer un contrat de garantie d’accessibilité
Tier-2 en X-temps avec chaque client,
en gardant la responsabilité de livraison,
déploiement et réalisation du produit
Niveau-1

Web
d’approvisionnement
Niveau-0

Web de Réalisation Le client a un stock minimal
Le fournisseur prend avantage
Chaque client a accès à un pool global Web de Distribution de sa base de clients
de fournisseurs π-certifiés et vice-versa Web de Mobilité pour le déploiement en commun

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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 Soutenu par les autres
centres de location constituants du Web Logistique

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L’Internet Physique influence
l’Innovation

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influence
l’Innovation
Technologique

Flex Conveyor de KIT/Gebhardt (Kai Furmans)

GridFlow de l’Université d'Auburn (Kevin Gue) Montreuil, B., Meller, R.D., et al., “Designing Facilities for the Physical Internet,” Material
Handling Industry of America, Charlotte, NC, 2010-2012.

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l’Innovation de Modèles d’Affaires
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

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?

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l’Innovation Infrastructurelle
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

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

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

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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 1/3
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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Conclusion 2/3
L’Internet Physique : Ni une utopie, ni un Big-Bang
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

Québec, 2012-11-28, 74/76

Conclusion 3/3
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!
Québec, 2012-11-28, 75/76

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

Benoit.Montreuil@cirrelt.ulaval.ca
Mustapha.Lounes@cirrelt.ulaval.ca

www.physicalinternetinitiative.org
Twitter: @physicinternet

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