Les essais de simulation de transport - PAC, Montreal mars 2016
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Le fondateur et PDG de Laboratoires Micom Inc., Michel Comtois présente “Les essais de simulation de transport ; un outil d’écoconception ” lors de la Conférence d’optimisation d’emballage: un symposium et un atelier de type conférence qui explore les concepts économiques et offre une panoplie de solutions pour optimiser l’emballage et de réduire les déchets d’emballages.
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Les essais de simulation de transport - PAC, Montreal mars 2016
- 1. 1
- 2. Les essais de simulation de transport; un outil d’écoconception 2
- 3. Simuler une utilisation « normale » des produits en laboratoire dans des conditions contrôlées et accélérées 3
- 4. Micom: • Laboratoire Indépendant • Dorval, QC • 16 années en affaire • 15 000 pi. carrés • Accrédité ISTA • Membre du conseil technique ISTA • Transport Canada • Accrédité par le WHO • Conseil Canadien des Normes • ONGC • Membre PAC 4
- 5. Emballages Durables • (2009) Industrie alimentaire mondiale: $US: 4.2 trillions (USDA) • Seulement 43% des calories alimentaires produites sont consommées (International Waste Management Institute) • Pertes annuelles de produits pendant la distribution en Europe estimées à $US 3 milliard (EU, SRETS, final report1999). • Pertes annuelles mondiales au cours de la distribution > $US 100 billions • 2015 - le Consumer Goods Forum s’est commis afin de diminuer de moitié les pertes alimentaires à l’intérieur des opérations de ses 400 membres d’ici 2025. • 2015 - La U.S. EPA et la USDA on annoncé un objectif de réduction nationale des pertes alimentaires de 50% en 2030. $$$ 5
- 6. Écoconception d’emballage Impacts Environmentaux • Replacement (Matières premières, fabrication additionnelle) • Distribution Additionelle Initiatives • ISTA –Responsible Packaging by Design Guide • PAC-NEXT • ASTM D-6198 – Standard Guide for Transport Packaging Design • Grands détaillants 6
- 7. 7 Écoconception ≠ bon état? Réduire, réutiliser, recycler, récupérer ??? Réussite!
- 8. Écoconception vs Distribution: LTL: E=MC2=Expect Movement, Contact and Compression 8
- 9. Écoconception vs Distribution: Small parcel= MC2 + Drops2 9
- 10. Écoconception vs Distribution: Marchés Émergents E= MC2 + Drops2 + Cultural shock 10
- 11. Équation de distribution : Distribution = Produit + Emballage Distribution = Produit + Emballage Distribution = Produit + Emballage 11
- 12. Écoconception vs Distribution (3): Distribution = Produit + Emballage • Design de l’emballage devrait se faire en parallèle avec le développement du produit • Le design du produit/emballage devrait se faire en tenant compte des stress de la distribution prévue. • Un emballage bien optimisé pour un mode de distribution « X » ne fonctionnera pas nécessairement pour un autre canal de distribution. Comment définir les niveaux de stress? 12
- 13. Sources Normative: ASTM D-4169 Standards ISTA Caractérisation des Canaux de Distribution: Mesures sur le terrain Observations 13
- 14. ASTM D-4169 Standard Practice for Performance testing of Shipping Containers and Systems • 18 modes de distribution • General - undefined distribution cycle • Single package without pallet or skid • Motor freight LTL unitized • Rail, TOFC and COFC • Air (Intercity) and motor freight (local) over 150 lb or unitized • … 14
- 15. ASTM D-4169 DC Schedule (élément de stress) Test Level I = haute intensité; probabilité faible Level III = basse intensité; probabilité élevée 15
- 16. Standards ISTA • 1 Series: Non-Simulation integrity Performance Tests (7) • 2 Series: Partial Simulation Performance tests (3) • 3 Series: General Simulation Performance Tests (6) • 4 Series: Enhanced Simulation Performance Test (1) • 5 … • 6 Series: Member Performance Tests (3) • 7… 16
- 17. ISTA standards • 2C: Furniture Packages • *3A: Small Parcel Delivery system • *3B: LTL (standard, cylindrical, palletized) • *3E: Unitized loads (truck loads) • 3F: Packaged Products for Distribution Center to Retail Outlet Shipment (100 lb) • 3H: Products or Packaged-Products in Mechanically Handled Bulk Transport Containers • 3K: Fast Moving Consumer Goods in the European Retail Supply Chain 17
- 18. Standards ISTA Member performance tests • ISTA 6-FEDEX • ISTA 6-SamsClub • ISTA 6-Amazon.com 18
- 19. 19
- 20. 20
- 21. Standards ISTA « Enhanced simulation » • 4AB Packaged-Products for Shipment in Known Distribution Channels Inclue spectres de vibrations pour la Chine et l’Inde 21
- 22. Caractérisation des canaux de distribution: Enregistrement • Mouchard 3 axes Hauteur de chutes Vibrations Température Humidité Relative Pression Atmosphérique Altitude GPS (Google Earth) 22
- 23. 23
- 24. VALIDEZ VOTRE EMBALLAGE TO TRUST IS GOOD, TO TEST IS BETTER 24
- 25. Essais de laboratoire • Conditions contrôlées = • Permet de séparer en paramètres individuels une dynamique de distribution complexe. • Permet d’observer en temps réel comment l’emballage réagit au stress appliqué. • Évaluation plus fine de l’emballage permettant d’éviter du sur emballage. • Reproducibles • Résultats représentatifs avec échantillonnage très limité. Envoie dans le réseau de distribution • Simple à metre en place • Simple à faire • Apparemment peu dispendieux • Faux sens de sécurité • Conditions non contrôlées • Aucune information en temps réel. • Reproductibilité limité ? 25
- 26. Probabilité de dommage lors d’essais d’envoie: Taux de dommage: 10% 3% Taux de succès premier envoi: 90% 97% Taux de succès second envoi : 81% 94% “ “ “ 3e : 73% 91% “ “ “ 4e : 66% 89% “ “ “ 5e : 59% 86% “ “ “ 6e : 53% 83% “ “ “ 22e : 10% 51% 26
- 27. Résumé: • Un emballage vert est un emballage qui permet au produit de se rendre à l'utilisateur final en bon état. • Lors de la distribution, il faut s'attendre à du mouvement, du contact, de la compression et d’autres stress de la distribution E=MC2 + … • les produits et l'emballage devraient être idéalement conçues conjointement en fonction de l'environnement de distribution prévu • Distribution = Produit + Emballage • Niveaux de stress exigés dans les méthodes d’essai peuvent servir de critères de design pour la conception de produit/emballage. 27
Notes de l'éditeur
- Je tiens à remercier le PAC et l’itéga (Mary Ann Grynn et M. Bruno Ponsard) pour m’avoir invité à vous faire une présentation et je vous remercie d'être venu.
- Le sujet de ma presentation d’aujourd’hui est de vous faire voir comment les essais de simulation de transport peuvent-être utilises comme outil d’écoception sans même faire des essais en laboratoire. Laissez-moi vous parler rapidement de MICOM..
- En quelques mots je vous dirais que l’essence de Micom est de simuler une utilization “normale” de produits et/ou matériaux, en laboratoire, dans des conditions controlees et accélérées. Pour ce faire nous avons toute une panoplie d’équipements qui peuvent simuler le soleil, les vibrations, les impacts, charges, chaleur, froid, fatigue et bien d’autres. Nous faisons cela pour différents produits et matériaux et nous faisons aussi cela pour des emballages. PLUS SPÉCIFIQUEMENT…
- Plus précisément, nous sommes un laboratoire indépendant. Ce qui signifie que tous que nous ne vendons que des services de laboratoire; nous ne manufacturons ou vendons aucun produit. Nous sommes à Montréal, juste à côté de l'aéroport. Micom est en affaires depuis 16 ans. Nos laboratoires ont une superficie de 15 000 pieds carrés. Nous sommes un laboratoire accrédité par ISTA (International Safe Transit Association). Nous siégeons de plus sur le Conseil technique de l'ISTA où les normes sont rédigés et révisées. Nous possédons en plus une large gamme d’accréditation par toutes sortes d'organismes et organisations, incluant Transports Canada, ONGC, SCC, et le WHO (World Health Organisation). Nous sommes également membre d l'Association canadienne de l'emballage. L’écoconception des emballages…
- L’éco-conception des emballages est un mot très à la mode depuis plusieurs années et à juste titre. Regardons quelques chiffres ensemble. (lire l'écran)... 2,4 milliards... VOIR LED DEUX AUTRES BULLET. Pour rapidement résumer ces chiffres accordons-nous sur le fait que beaucoup d'argent est perdu dans la distribution. C'est mauvais pour l'économie et cela est mauvais pour l'environnement. Toutes ces pertes en cour de distribution…
- Ont d’énormes impacts environnementaux, génèrent beaucoup de déchets et nous devons considérer de plus les coûts de remplacement; les matières premières supplémentaires, la fabrication et la distribution additionnelle qui sont nécessaires pour le remplacement du produit et tout cela est sans parler de l’insatisfaction de la clientèle. Différentes organisations ont financé diverses initiatives visant à remédier à cette situation. Par exemple l'ISTA, ASTM et le PAC ont tous publié des guides de conception d'emballage. Nous avons tous entendu aussi de gros détaillants essayant diverses initiatives visant à optimiser leur propre pipeline de distribution et nous verrons plus tard que certains d'entre eux bien progressé. Une chose qui me frappe lorsque l’on parle d’’écoconception…
- c’est que l’on semble ne parler que pas ou peu de l’importance que le produit dans l’emballage se rende à destination en bon état. On parle des 4R (réduire, réutiliser, recycler et récupérer). Beaucoup d’information… mais je suis toujours frappé par le fait que personne ne dise « règle #1 de l’écoconception est que le produit à l'intérieur de la boîte doit se rendre à l'utilisateur final en parfait état ». Un emballage qui est peinturé « vert », qui sent le « vert » et goûte le « vert » n’est pas « vert » si le produit qu’il est censé protéger durant la distribution arrive chez l’utilisateur final endommagé; l’emballage n’est pas « vert » Dave Leinberger, un collègue du Conseil technique d’ISTA…
- avait introduit la formule suivante au cours d’une conference pour un environnement LTL: (Lire écran) CONSIDÉRONS MAINTENANT UN MODE DE DISTRIBUTION DIFFÉRENT:
- Si vous distribuez vos produits par l’entremise de courriers style UPS et autres vous devrez ajouter un terme additionnel dans votre equation pour tenir compte des chutes; beaucoup de chutes. Ceci, en passant, est reflété dans la norme ISTA 3A qui couvre justement ce type de distribution. Pour se conformer à ce standard une boîte de grandeur standard ayant une masse inférieure à 70 lbs doit pouvoir resister à une série de 15 chutes à une hauteur de 18 pouces et deux chutes à une hauteur de 36 pouces. Sur la photo vous avez un des centre de classement de FedEx. COSIDÉRONS MAINTENANT UN ENVIRONNEMENT DE DISTRIBUTION DISFFÉRENT…
- Si vous distribuez vos produits dans les marches émergents vous devrez évidemment utilizer une formule différente ayant un terme additionnel; appelons-le “choc culturel” Évidemment ces équations ne sont pas des vraies formules et leur seul but est d’illustrer comment différents modes de distribution vont stresser vos produits/emballages de façon différentes. L’important est de bien balancer votre equation de distribution:
- Donc on a ici notre equation de distribution “Distribution égale Produit + emballage: Voulant dire que la somme de la résistance de votre produit et de votre emballage doit être égale au la somme des stress encourus pendant la distribution afin d’éviter les dommages Je vous présente cette image sous forme d’une equation pour illustrer le fait que si un paramètre change dans l’equation elle doit-être rebalancée à nouveau. Exemple; si vous avez différents canaux de distribution; chacun des canal aura des stress différents à des niveaux différents. Un autre aspect à considérer, très à la mode ces années-çi, est les activités de reductions de coût de produits. Ces activités ont souvent tendance à affaiblir les produits. Pour rebalancer l’equation de distribution avec un produit plus faible, donc moins resistant; il se peut que vous ayez à augmenter vos coûts d’emballages; il se pourrait donc que vos économies partent en fumée ou plutôt en emballage du moins en partie. OK OÙ ALLONS-NOUS AVEC TOUT CELA??
- Et bien voici quelques suggestions pour vitaminer l’Écoconception de vos emballages: Lire slide. Assumons que votre département de design est vendu à cette idée de co- développement produit-emballage; comment définir les niveau de stress à rencontrer pour les intégrer dans le design? En fait il y a différentes sources d’information que nous pouvons utiliser. Aujourd’hui nous allons en regarder deux (page suivante)
- Au niveau normative ces sources sont les standards utilisés les plus fréquemment dans notre pratique pour les essais de simulation de transport Alors vous me direz; comment est-qu’un standard peut me donner l’information dont mon équipe de design a besoin pour définir les niveaux de stress recherchés? Et bien simplement parce que ces standards ont été créé en plein pour simuler divers environnements de distribution et sont basés sur des mesures et des observations prises sur le terrain. Vous pouvez donc utilizer ces information pour définir vos critères de design. Dans les quelques diapos qui suivent nous allons partir des simulations le plus générales au plus spécifiques. Regardons d’abord ASTM D-4169 (Next slide)
- Lire slide. Dans ASTM D4169 vous trouverez 18 “distribution cycles” simulant différents environnements. Je vais vous faire grace de la liste complete. À l’écran j’en ai mis quelques uns afin d’illustrer mon propos. Ce que je veux vous montrer au-delà des details techniques est où aller chercher l’information pertinente Donc dans ce standard vous avez 18 cycles de distribution, (DC).
- Lire slide. Chacun de ces DC appelle une sequence de tests individuels appelés “schedules”. Dans certain cas la même schedule sera appellée plus d’une fois au cours d’un même DC. Chacune de ces Schédules représente un stress susceptible d’être rencontré. Pour chacune de ces schedules il y a normalement trois niveaux d’intensité de stress. C’est à cet endroit où vos trouverez les niveaux de stress auxquels vos produits devront faire face et que vous pourrez fournir à vos designer. Un stress de niveau 1 a une haute intensité et une relativement faible probabilité de survenir alors que pour le niveau 3 c’est le contraire; le niveau de stress est relativement faible et a une chance élevée de survenir. Les manufacturiers utilisent souvent le niveau 2. (Prochaine page)
- Les standards ISTA sont regroupés en 7 series. J’ai mis les plus populaires à l’écran. La série 1 et la série 2, dans une moindre mesure, sont des essais de dépistage. Si vous désirez utilizer les niveaux de stress comme un outil pour définir vos critères de résistance versus la distribution vous devriez normalement utilizer les series supérieures. Lire slide
- Les essais de la série 3 sont affichés sur l'écran (+ ISTA 2 C qui devrait vraiment être une épreuve de la série 3) (TESTS de lires). Chacune de ces méthodes d’essais simule des environnements de distribution différents. Tant pour les chutes, les vibrations, la manutention mécanique etc.... Afin d'obtenir les informations dont vous avez besoin; il vous suffit d'identifier la norme qui correspond à votre environnement de distribution et d’extraire les niveaux performance fournis. En passant les normes les plus populaires dans notre pratique sont : ASTM D-4169, ISTA 3 a, 3 b et 3E. ASTM/ISTA : quelle norme(devrait-on privilégier? Eh bien, toutes les normes ISTA appellent des méthodes d'essai ASTM mais ISTA spécifie les niveaux d'intensité. Les spectres de vibration en ISTA sont généralement un meilleur reflet de la réalité par rapport à ceux de la norme ASTM D-4169. En revanche, il y a certains mode de distribution qui ne sont pas adressées dans les normes ISTA mais qui sont fournies dans D-4169 e.g.: spectre de vibration de chemin de fer. (Next slide)
- Les normes de l'ISTA que je vous ai présenté jusqu'ici étaient des simulations générales qui représentent les canaux de distribution typique. Ces normes sont utiles si vous expédiez vos produits en utilisant les canaux de distribution correspondant. Comme je le disais au début, on part du plus général au plus spécifique. C'est pourquoi je vais maintenant de la série 3 à la série 6. Nous reviendrons à la série 4 par la suite. La série 6 des normes ISTA a été spécifiquement crée pour simuler l’environnement spécifique de distribution d’un « commanditaire » qui fait caractériser son pipeline de distribution Si vous prenez par exemple le standard ISTA Sams Club, ISTA a passé beaucoup de temps de mesure et d’observation sur ce pipeline de distribution tant en Asie qu’en Amérique du Nord pour aboutir à un protocole essai. Évidemment la simulation est beaucoup plus fine et spécifique (Next slide)
- Juste pour vous montrer un exemple des avantages qui peuvent être obtenues à l'aide de ces normes, je voudrais vous présenter une diapositive qui a été présentée à la Conférence annuelle de ISTA en 2011 (LIRE SLIDE) (Next slide)
- Cette diapositive montre l'impact de l'utilisation, chez Sam’s Club, de leur norme sur les dommages de distribution entre 2008 à 2011. Malheureusement, nous n'avons pas les chiffres réels des $$, toutefois, compte tenu de la taille du Club de Sam – ventes annuelles de $12 milliards, je crois que ce n'est pas difficile de deviner qu'une réduction de 20 % pendant 1 an représente beaucoup d'argent et beaucoup de dommages de distribution évités REVENONS À LA SÉRIE 4 (Next slide)
- ISTA a aussi créé ce qu'ils appellent une « Enhanced simulation » : ISTA 4 AB. C'est un bon test si vous transportez toujours vos produits dans le même pipeline pour aller du point A au point B. Il vous permet de personnaliser votre plan de test pour simuler précisément un canal de distribution. Il est également très utile si vous utilisez un pipeline de distribution intermodal : exemple de Donner de BRP. 4AB est également une bonne source d'information si vous envisagez de distribution à l'étranger car il contient des informations sur les systèmes de distribution à l'extérieur de l'Amérique du Nord dans des pays comme l'Inde et la Chine. (Next slide)
- Selon l'importance de votre envoi et/ou si vous expédiez toujours au même endroit, les données réelles de distribution peuvent aussi être acquises en utilisant un dispositif tel que celui sur l'écran. L'appareil que vous voyez à l'écran est un Saver 9 X de Lansmont. Cet appareil est équipé de 3 accéléromètres; un pour chaque axe. Il peut mesurer des hauteurs de chute, (lires). Cet appareil est un enregistreur de stress de distribution: il va enregistrer le voyage de distribution et une fois que vous récupérez l'appareil vous pouvez revoir et « jouer » la distribution enregistrée en laboratoire en faisant des tests de vibrations, des tests d'impact et ainsi de suite. Cet un outil très spécifique, très précis et très puissant. Vous remarquez un anomalie après avoir examiné l'enregistrement; un grand choc par exemple, vous pouvez aller sur Google Earth et vous pouvez voir la zone où le choc a été remarqué... vous auriez pu voir, par exemple, qu’il y a un passage à niveau à cet endroit et plutôt que de modifier votre emballage, vous pourriez décider de demander au conducteur de modifier son itinéraire... ALORS VOS DESIGNER ONT TOUT ANALYSÉ, OPTIMISÉ ET CRÉÉ L’EMBALLAGE OPTIMAL… (Next slide)
- Et voici le résultat. Pour une raison quelconque les choses n’ont pas été comme prévu Qu’est-ce qui a peut-être manqué? (NEXT slide)
- Dans tous les processus de design il y a toujours une phase de validation: n’oublions pas TO TRUST IS GOOD, but TO TEST IS BETTER. Du moins « to VALIDATE. Et comment devrions-nous faire cela me diriez-vous? Et bien, il y a différentes façons d'y parvenir. Dans notre pratique, nous avons identifié 3 façons que nos clients utilisent pour faire la validation de leurs emballages : essais de laboratoire, les essais de pré-expédition et puis vous avez la façon « Croisez les doigts les gars (filles) et espérons que ça marche ».
- Les essais de laboratoire s'effectuent dans des conditions contrôlées, ce qui les rend facilement reproductible. Ils permettent de scinder une distribution complexe en paramètres individuel. Finalement ils permettent d’observer en temps réel comment l'emballage réagit à la contrainte appliquée. En effet, le comportement de l'emballage au cours des essais est une source importante d'informations pour comprendre les mécanismes de défaillance ; dès qu'un bris survient, le test peut être arrêté. Cela permet obtenir un maximum d'informations et de documenter le problème. Parce que les tests sont hautement reproductibles, ils permettent une évaluation plus exacte de la conception d'emballage qui peut aider à prévenir les bris du produit. Les essais en laboratoire sont un outil puissant qui permet de prendre des décisions éclairées sur l'optimisation des emballages. En raison de l'environnement hautement contrôlé, il génère des résultats représentatifs avec un nombre limité d'échantillons. Le test d’envoie dans le réseau de distribution est assez simple : vous pousser les palettes dans le camion, vous fermez les portes, vous l’envoyez, le ramenez, ouvrez les portes et puis vous regardez le résultat final. Facile de concevoir le test, facile à exécuter, il est apparemment bon marché, je dis apparemment car il donne un faux sentiment de sécurité (nous y reviendrons dans la diapositive suivante). Le test est réalisé dans des conditions non contrôlées, il n'y a aucune information en temps réel pour comprendre le problème ; tout ce que vous voyez est le résultat final. Enfin, ce test est peu reproductible. Regardons les probabilités de dommages lors d’un envoi
- Si vous regardez les probabilités avec une expédition qui a bris de 10 % dans les transports, ce qui est beaucoup, nous voyons que pour obtenir 1 chance sur deux d'obtenir une défaillance donnée, on doit envoyer 6 expéditions indépendantes. En d'autres termes si nous prenons un taux de rupture de 10 % au cours du transport, pour obtenir 90 % de chances d'observer une rupture, on doit expédier 22 expéditions ! Si votre taux de dommage est de 3%; même après 22 envois indépendant vous avez toujours 50% des chances de ne pas voire une défaillance donnée à moins qu’elle soit catastrophique. (DIAPO SUIVANTE)
- En résumé: Il est important de ne pas oublier qu’un emballage vert est un emballage qui permet au produit de se rendre à l'utilisateur final en bon état. Deuxièmement : dans la distribution, il faut s'attendre à du mouvement, du contact, de la compression et d’autres stress de la distribution. Nous avons aussi vu que les produits et l'emballage devraient être idéalement conçues conjointement en fonction de l'environnement de distribution prévue. Tout cela conduit à: Distribution = produit + emballage ce qui signifie que si vous modifiez un paramètre vous devez rééquilibrer la formule. Nous avons vu que niveaux de stress exigés dans les méthodes d’essai peuvent servir de critères de conception pour les conceptions de produit/emballage. finalement;
- Si vous avez des questions je serai heureux d’y répondre. Vous pouvez aussi me contacter avec les informations sur la diapo. Merci