PROYECTO FIN DE CARRERA Sistemas con Logística de Retorno: Aplicación al caso de contenedores retornables

3. SISTEMAS DE CONTENEDORES RETORNABLES

En este capítulo consideramos una aplicación práctica de la logística inversa a sistemas con logística de retorno: la reutilización del material de embalaje secundario, en general, y considerando, en particular, que se trata de contenedores retornables.

3.1 Descripción del problema La logística inversa puede ser aplicada a varias etapas de la cadena logística, tanto la parte de gestión de materiales como la parte de la distribución física de la cadena logística son áreas potenciales de aplicación. Aquí estudiamos la aplicación de logística inversa en el área de la distribución física: la reutilización del material de embalaje secundario.

Algunos tipos comerciales de contenedores retornables.

El material de embalaje secundario se usa para el embalaje de productos durante su transporte desde un emisor a un receptor, que puede ser tanto minorista como industrial. Tradicionalmente las cajas de cartón han sido usadas como material de embalaje secundario, pero como sólo pueden usarse una vez se tratan como material de embalaje

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de usar y tirar. En contraste, el embalaje retornable es un tipo de embalaje secundario que puede ser usado más de una vez de la misma forma. Pueden ser de diferentes tipos, contenedores retornables comunes, palets, “slipsheets”, cajones reusables, que agrupamos bajo el término de contenedores retornables, sin tener en cuenta el tipo que sea. Respecto a la motivación, una cuestión inicial que debemos preguntarnos cuando pensamos

en

introducir

este

equipamiento

es

si

ofrece

beneficios

reales

medioambientales. Significa que el proceso de producir y depositar contenedores retornables junto con las actividades logísticas de retorno adicionales no deben ser más perjudiciales para el medioambiente que el uso de material de embalaje de un solo uso.

Esta cuestión ha sido investigada por el Instituto Frauenhofer que está especializado en el estudio de flujos de material y embalajes logísticos. En 1993 este instituto publicó los resultados de una comparación ecológica entre los embalajes de un solo uso y los retornables. En base a 4 parámetros, se concluía que los contenedores retornables representaban menor carga al medioambiente que los embalajes de un solo uso, dado que cada contenedor es usado un mínimo número

de veces durante su ciclo de vida. Este

mínimo número depende del tipo de contenedor. Los criterios tenidos en cuenta en este estudio fueron el consumo de energía, emisión a la atmósfera, el consumo de agua y su contaminación y los residuos sólidos. Instituto Fraunhofer, en Munich.

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3.2 Sistemas logísticos de retorno Una consecuencia del uso de contenedores retornables es que, después de que un contenedor ha sido usado para llevar productos de un emisor a un receptor, el contenedor debe ser llevado desde el receptor al siguiente emisor, no necesariamente el primero. Sumado al transporte del contenedor, el sistema logístico de retorno conlleva también la limpieza y mantenimiento de los contenedores, así como su almacenaje y administración.

Coste =

Duración =

... En esta sección se examina el posible diseño del sistema. Kroon, (1999) distingue tres tipos de sistema:

Switch pool. En el sistema Switch pool cada participante tiene su propio lote de contenedores de los que es responsable. Así, la limpieza, control, mantenimiento y almacenaje de los contenedores es responsabilidad de cada participante de “pool”. Los

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pool-participantes pueden ser emisores y receptores, o bien, emisores, transportistas y receptores de bienes.

En la primera variante, sólo los emisores y receptores tienen un lote de contenedores. Una transferencia de contenedores tiene lugar cuando los bienes son entregados al receptor. El transportista lleva tanto contenedores llenos de bienes del emisor al receptor como contenedores vacíos desde el receptor al emisor. En esta variante el emisor tiene que garantizar que, a largo plazo, el número de contenedores retornados es igual al número de enviados. En la segunda variante el transportista también tiene un lote de contenedores. Un switch tiene lugar en cada intercambio de contenedores. Al recoger una carga en contenedor al emisor, el transportista le da el correspondiente número de contenedores vacíos. En este caso el emisor no soporta ninguna responsabilidad por administrar el retorno de los contenedores.

Sistema con logística de retorno. En un sistema como este los contenedores pertenecen a la agencia central. Esta agencia es responsable también del retorno de los contenedores después de haber sido vaciados por los receptores. El principal prerrequisito para este sistema es que los receptores acumulen los contenedores vacíos y los almacenen hasta que un número suficiente de ellos se haya acumulado para una recogida más efectiva económicamente. Se diferencia los siguientes sistemas:

(1) Sistema de Transferencia. La esencia de este sistema es que el emisor siempre usa los mismos contenedores. El sistema de transferencia solo tiene en cuenta el retorno de los contenedores del receptor al emisor. Éste es responsable por el seguimiento y trazado de los contenedores, su administración, limpieza, mantenimiento y almacenaje. También debe cuidar que el número de ellos sea el adecuado.

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(2) Sistema de Depósito. En este sistema los contenedores que no estén en uso son almacenados en depósitos. Al emisor se le proporciona el número de contenedores necesarios desde el depósito. Después de haber sido transportados hasta el receptor, los contenedores vacíos son recogidos y devueltos al depósito. Aquí los contenedores son limpiados y mantenidos, si fuera necesario. Dentro de este sistema se distingue dos variantes también: - Sistema de reserva. La particularidad de este sistema es un control detallado del flujo de contenedores por la Agencia Central. El emisor tiene una cuenta monetaria con la Agencia: Cuando son entregados al emisor cierto número de contenedores la cantidad en la cuenta se reduce. Cuando el emisor envía los contenedores al receptor, la cantidad aumenta y se le resta a la cuenta del receptor. El emisor tiene que informar a la Agencia de todos los datos necesarios de cada envío incluyendo el nombre y la dirección del receptor así como el número de contenedores involucrados. Esto permite a la Agencia la monitorización de los movimientos de los contenedores. - Sistema de fianza.- En este sistema el emisor paga a la Agencia una fianza por cada contenedor que usa. La fianza es igual, al menos, al valor de los contenedores. El emisor cobra al receptor por esta fianza quien a su vez hace lo mismo y así sucesivamente. En el momento en que los contenedores alcanzan el destino final en la cadena logística, son recogidos por la Agencia que devuelve la fianza a las partes de donde los contenedores fueron recogidos. La fianza financia la pérdida y los robos de los contenedores. Así, un sistema del control de seguimiento y trazado del flujo de contenedores no es necesario en este caso. Al final, la fianza estimula además el rápido retorno de los contenedores, así como hace más alto el ratio de circulación.

Sistemas sin logística de retorno. En este sistema los contenedores pertenecen también a la Agencia Central. El usuario de este sistema, el emisor, alquila los contenedores a la Agencia. Tan pronto como el emisor no necesita por más tiempo, los contenedores son devueltos a la Agencia. El emisor es responsable de todas las actividades que involucran a los contenedores, tales como la logística de retorno, la limpieza, el control, el

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mantenimiento y el almacenamiento. Usando este sistema, el emisor puede reducir sus costos fijos alquilando un número variable de contenedores como lo requiera.

En resumen, las diferentes variantes descritas en esta sección están resumidas en la tabla 4.1. El sistema que elija un emisor depende del tipo, el peso y la estructura de los bienes, así como en la cantidad involucrada y si el emisor dispone o no de un sistema de logística de retorno. Otras variables que pueden influir en la decisión del sistema, si caben, son el alcance del programa (internacional o solo nacional o regional), la cooperación de los receptores, la predisposición a invertir (desde el punto de vista tanto del emisor como del receptor), el espacio de almacenaje disponible, las posibilidades de control, el tamaño de la organización y la aceptación en el mercado.

Sistema

Esencia

Participantes

Responsabilidad

Emisor, Switch Pool

Cada participante tiene

Receptor

Cada actor es responsable

sus contenedores

Emisor, Receptor,

de sus contenedores

Opciones Cambios directos

Intercambio

Transportista

Sistema de Transferencia Sistema de Con Logística

Logística de retorno a

Agencia, Emisor,

de retorno

través de agencia

Receptor, Transportista

Agencia

Reserva con Deposito Sistema de Fianza con Deposito

Sin Logística de

Alquiler de

retorno

contenedores

Agencia, Emisor

Emisor

Alquiler de contenedores

Tabla 4.1 Sistemas logísticos de retorno.

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3.3 Sistema de retorno con depósitos y fianza Elegimos para nuestro desarrollo a continuación el sistema de retorno con depósitos y fianza, que parece mostrar cierta complejidad y que, aparentemente, se muestra muy útil y práctico a juzgar por el número de casos puestos en funcionamiento con este modelo en todo el mundo.

Flujos de información y de bienes Describimos ahora el sistema con más detalle. Suponemos un emisor E que quiere enviar bienes a un receptor en concreto R, y quiere usar contenedores retornables para embalar estos bienes. Los flujos de información y de bienes relativos a este envío se muestran en la siguiente figura:

A

6

2

5

1 8 d1

d2 7

3 E

4

R

Flujo de Información Flujo de mercancías Página 38

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Pasos:

1. El emisor (E) notifica a la Agencia (A) la necesidad de contenedores. 2. La Agencia notifica el pedido al Operador Logístico. 3. El Operador Logístico envía los contenedores solicitados al emisor desde el depósito (d1) más cercano. 4. Tras preparar el emisor las mercancías, envía los contenedores al receptor (R) utilizando un transportista o bien el propio operador logístico. 5. Tras recibir un cierto número de contenedores, el receptor comunica este hecho a la agencia. 6. La agencia notifica al operador logístico la demanda de recogida de contenedores 7. El Operador logístico recoge los contenedores y los lleva a un depósito (d2), el más cercano.Antes de que los contenedores puedan ser usados de nuevo deben ser limpiados y realizarse un mantenimiento si fuera necesario.

El operador logístico es el responsable de disponer del apropiado número de contenedores en stock en los depósitos. Quiere decir que si en algún momento el número de contenedores en ellos se desequilibra, algunos deben ser recolocados desde los depósitos con exceso a los de déficit (8). Esta transferencia de contenedores queda dentro de la distribución interna del operador logístico. Como se ha mencionado antes, el sistema funciona con fianzas. Esto es, el emisor paga una fianza por los contenedores recibidos, Luego, el emisor le cobra al receptor la fianza por los contenedores enviados. Finalmente, el receptor recupera la fianza de la agencia después de que los contenedores hayan sido recogidos por el operador logístico. Esto cierra el “lazo” de la fianza. A la vez que la fianza, el emisor paga a la agencia una cuota fija de servicio por contenedor por los servicios prestados. Más adelante, la agencia paga al operador logístico una cuota fija por la distribución de los contenedores y otra cuota fija por su recogida.

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Diseño de un sistema logístico de retorno

Se presenta ahora un modelo cuantitativo que puede ser usado en la planificación de un sistema logístico de retorno. Ejemplos de cuestiones importantes dentro de este proceso de planificación, tanta para la agencia como para el operador logístico, son las siguientes: -

¿Cuantos contenedores deben estar disponibles en el sistema?

-

¿Cuántos depósitos debe haber y donde deben estar?

-

¿Cómo debe estar organizada la distribución, recogida y recolocación de los contenedores?

-

¿Cuáles son las cuotas apropiadas para el servicio, distribución y recogida?

Para la agencia, la cuestión más importante es la relativa al número de contenedores y las cuotas apropiadas de servicio, distribución y recogida. Para el operador logístico las cuestiones principales son las del número de depósitos y sus localizaciones y las cuotas de distribución y recogida de contenedores. El operador logístico posee un gran número de centros de distribución. Dentro de esta organización se decide cuáles de ellos pueden albergar depósitos de contenedores. Por tanto, la cuestión del apropiado número de depósitos y sus localizaciones puede ser reformulada como sigue: ¿Cuáles de los centros de distribución pueden ser asignados como depósitos de contenedores? Varios modelos cuantitativos han sido desarrollados para responder a estas cuestiones. Primero desarrollamos un modelo simple de simulación. Luego desarrollamos un modelo de optimización cuyo principal propósito es establecer el número requerido de contenedores, el número apropiado de depósitos y sus localizaciones y las cuotas apropiadas de servicio, distribución y recogida.

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Tanto a la agencia como al operador logístico solo les interesa los trasportes adicionales generados por el sistema de logística de retorno. Esto es, solo consideran la distribución, la recogida y la recolocación de contenedores vacíos. Los envíos de contenedores llenos desde los emisores hasta los receptores, que pueden ser llevados a cabo por otro transportista, no están directamente tenidos en cuenta.

Datos. Una entrada necesaria del modelo es el número estimado de movimientos de contenedores desde los emisores (E) a los receptores (R). Aquí, un emisor E puede ser uno individual o bien alguna clase de agrupamiento que se haya aplicado. Por ejemplo, un emisor puede representar todos los emisores reales con el mismo código postal. Esto mismo puede aplicarse a los receptores.

El operador logístico conoce también con más detalle el parámetro DER que representa la cantidad anual de bienes transportados desde el emisor E al receptor R. Como un primer estimador de la demanda para el servicio de contenedores retornables, se asume que BER, que representa el número de movimientos anuales de contenedores desde el emisor E al receptor R, es proporcional a DER. Por tanto, tenemos la relación: BER = p × DER

para todos los emisores y receptores

Los parámetros BER y DER son independientes del tiempo. Esto implica que el sistema está modelado como un sistema temporal de un solo ciclo. Además, solo un tipo de contenedor es tenido en cuenta. Se supone que la manera en la cual los parámetros de demanda han sido recopilados hace imposible distinguir entre los diferentes tipos de contenedores. Para cada tipo de contenedor los siguientes parámetros de costes se suponen disponibles:

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Cd: Coste fijo de utilizar el depósito d CDdE: Coste de distribuir un contenedor desde depósito d a emisor E. CRRd: Coste de recoger un contenedor desde el lugar del receptor R y llevarlo a d. CCds: Coste de recolocar un contenedor desde el deposito d al deposito s Los costes fijos de un contenedor incluyen los costes de las instalaciones de limpieza y mantenimiento, y los costes de administración y personal. Los parámetros apropiados para estos costes deben estar disponibles dentro de la organización del operador logístico.

Modelo

Dado el numero de movimientos anuales BER entre las parejas de emisores y receptores, el numero total anual de movimientos de contenedores equivale a

∑ ∑ E

R

BER

El mínimo número de contenedores requeridos B puede ser determinado asumiendo una media de velocidad de circulación V. El último parámetro representa el número de veces que cada contenedor es usado por periodo temporal. Así:

B=

∑ ∑ E

V

R

BER

+ SS

Basado en la experiencia de un sistema similar en Alemania. Una media de velocidad de circulación entre 20 y 25 es realista. Además del mínimo número de contenedores requeridos, un número adicional de contenedores puede estar disponible como stock de seguridad en los depósitos de contenedores para absorber las irregularidades en la demanda o en la velocidad de circulación.

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Volvemos ahora a la determinación del número de depósitos de contenedores y sus localizaciones. Como se ha mencionado previamente, un depósito de contenedores se establecerá solamente en centros de distribución propiedad del operador logístico. La cuestión es cual de ellos deben ser asignados como tal. Dado que la agencia ingresa una cuota de servicio (Ca) por movimiento de caja desde los emisores y tiene que pagar otra cuota por distribución (Cd) y recogida (Cr), el beneficio (Pa) de la agencia viene expresado por: Pa = (Ca − Cd − Cr )∑ E ∑ R BER

(1)

donde: Ca: Cuota por contenedor que aplica la Agencia Cd: Cuota por Contenedor distribuido que paga la Agencia Cr: Cuota por contenedor recogido que paga la Agencia

Esta expresión es independiente del número de depósitos de contenedores y sus localizaciones. Además, el beneficio del operador logístico puede expresarse por:

(2)

PL = (Cd + Cr )∑ E ∑ R BER − Costes Totales de Logistica

Donde el primer término es independiente también del número de depósitos de contenedores y sus localizaciones. Como consecuencia, un primer objetivo es elegir el número de depósitos y sus localizaciones de forma que se minimice el coste logístico total.

Un segundo objetivo es determinar las cantidades apropiadas para la cuota de servicio, la cuota de distribución, y la cuota de recogida. Esto puede ser llevado a cabo considerando las expresiones (1) y (2). El objetivo ahora es elegir aquellas cantidades de forma que tanto la Agencia como el operador logístico puedan obtener beneficio, dado el coste logístico

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total. Por supuesto, la cuota de servicio debería ser tan baja como fuera posible, con objeto de animar a los emisores a participar en el sistema.

El modelo que sujeta el primer objetivo de minimización del coste logístico total es un modelo de programación integral mixto basado en las siguientes variables de decisión:

Ld = 0/1 indica si un centro de distribución será un depósito de contenedores DdE = Número de contenedores distribuidos desde el centro d al emisor E CRd = Número de contenedores recogidos en R y transportados a d Rds= Número de contenedores recolocados desde el centro d al centro s

En términos de éstas variables de decisión, el problema de minimización del coste logístico total puede ser establecido como sigue:

(3)

Min ∑∑ CDdE × DdE + ∑∑ CRRd × CRd + ∑∑ CCds × Rds + ∑ Cd × Ld d

E

R

d

d

s

d

s.a.

(4)

∑D

=∑ BER

∀E

∑C

=∑ BER

∀R

dE

d

(5)

Rd

d

(6)

E

∑ R =∑ D

dE

∀d

∑ R =∑ C

Rd

∀d

sd

s

(7)

E

ds

s

(8)

R

∑D

dE

E

R

+ ∑ CRd ≤ K × Ld

∀d

R

Ld ∈ {0,1} ∀d DdE , CRd , Rds ≥ 0

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-

La función objetivo (3) expresa el objetivo de minimización del coste logístico total que consiste en el coste de distribución, recogida, recolocación, y el coste fijo del depósito de contenedores.

-

La restricción (4) asegura que el número de contenedores distribuidos desde un emisor e, es igual al número de contenedores usados por este emisor.

-

La restricción (5) garantiza que el número de contenedores recogidos del receptor r iguala al número de contenedores enviados al receptor r.

-

La restricción (6) muestra que el número de contenedores recolocados al depósito d iguala al número de contenedores distribuidos desde el depósito d. Notar que los contenedores pueden ser recolocados desde el depósito d al depósito d sin coste de recolocación, es decir, en la práctica los contenedores permanecen en el mismo lugar.

-

La restricción (7) asegura que el número de contenedores recuperados por el depósito d es igual al número de contenedores recolocados desde el depósito d.

-

En la restricción (8) la variable K representa un número muy grande. Así se garantiza que los contenedores son distribuidos y recogidos desde un centro de distribución d, sólo si este actúa como depósito de contenedores.

El modelo es un caso especial del problema clásico de localización de plantas.

Aplicación. El modelo puede ser usado para evaluar varios escenarios alternativos. Por ejemplo, un escenario optimista (bajo coeficiente de proporcionalidad p) o un escenario pesimista (alto coeficiente de proporcionalidad p). También pueden considerarse escenarios con alta o baja velocidades de circulación.

Aunque el modelo requiera ajustes más adelante y no proporcione una respuesta a todas las cuestiones anteriores, se convierte de todas maneras en una valorable herramienta de análisis. Experimentando con el modelo, encontramos inicialmente que apunta a que dos depósitos de contenedores es el óptimo con respecto a los costes logísticos totales.

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El modelo puede ser refinado de diversas formas. Una primera mejora sería el uso de métodos más sofisticados de análisis de la demanda basados en experiencias similares anteriores.

Comparación en volumen ocupado entre pallets tradicionales y “slipsheets”

Otras mejoras pueden ser conseguidas introduciendo varios periodos temporales así como varios tipos de contenedores. Esto mejoraría la precisión del modelo. Sin embargo es esperable que los resultados de estos análisis futuros sean sólo marginalmente diferentes de los resultados encontrados ahora.

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Sistemas abiertos. Una vez descrito el problema que resolvemos más adelante, podemos ahora introducir brevemente un aspecto más referente a la implantación de sistemas de este tipo. Como estos sistemas están organizados diferentemente en cada país, los contenedores normalmente no atraviesan fronteras internacionales, puesto que los sistemas internaciones de logística de retorno no existen actualmente. Un sistema más abierto internacionalmente probablemente desarrollará en un futuro la accesibilidad para cualquier parte sin restringirse a ninguna frontera. En este contexto debe ser mencionado que el rol de la agencia como iniciadora y manager del sistema es esencial. Es improbable que un transportista pudiera asumir este rol. Primero, la mayoría de los transportistas tienen un área de servicio limitada que previene de la evolución internacional y abierta del sistema. Si más de un transportista introdujera un sistema, es más que probable que quisieran diferenciar sus propios contenedores de los de sus competidores, e incluso hacer imposible la compatibilidad entre ellos. El resultado seria la existencia de numerosos sistemas cerrados con diferentes tipos y tallas de contenedores, todos explotado por distintos transportadores. Para los receptores de bienes, los problemas del uso de diferentes tipos de contenedores son obvios: cada tipo de contenedor necesitaría su propio sistema de manejo y administración. Así, un sistema abierto no debería ser restringido a los servicios de un sólo transportista. En un sistema abierto de contenedores retornables funcionando bien, varios transportistas se verían involucrados, pudiendo desarrollar relaciones cercanas con la Agencia y con cada uno de los otros. Puede decirse que un sistema abierto de contenedores retornables puede sólo sobrevivir en un entorno más amplio, donde cada parte persigue su actividad clave: El dueño de los contenedores organiza el sistema y los transportistas involucrados cuidan de la distribución, recogida, almacenamiento y recolocación de los contenedores.

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