Logistyka odwrotna – identyfikacja produktów używanych i zużytych oraz komponentów wtórnych
Znaczenie identyfikacji produktów używanych i zużytych oraz komponentów wtórnych w logistyce odwrotnej
Logistyka odwrotna koncentruje swoje działania na odbiorze z rynku używanych (End of Use – EoU) lub zużytych produktów (End of Life – EoL), w celu ich ponownego wykorzystania lub zagospodarowania. Przepływ towarów jest zatem odwrotny, aniżeli w klasycznym układzie logistyki forward, gdzie strumień produktów i informacji rozpoczyna się w sferze zaopatrzenia, poprzez produkcję i na dystrybucji kończąc. Kluczowym elementem odzyskiwania z rynku produktów typu EoU/EoL i komponentów wtórnych jest możliwość ich identyfikacji. Zwracając jednak uwagę, że odbierane produkty były używane (eksploatowane) przez klientów w bardzo różnorodnych warunkach, identyfikacja poszczególnych produktów czy ich komponentów staje się kluczowa. Podjęto zatem próbę określenia wyzwań, jakie stoją przed logistyką odwrotną w zakresie identyfikacji produktów EoU/EoL oraz komponentów wtórnych.
Dostępne systemy identyfikacji towarowej
Dostępne na rynku systemy identyfikacji towarowej na ogół doskonale spisują się w przypadku nowych produktów, opakowań lub jednostek ładunkowych. Kody kreskowe, które występują w sieciach detalicznych, zarówno te mieszczące się w ramach globalnego standardu GS1, jak i te wewnętrznie wykorzystywane przez producentów lub sieci handlowe, z pewnością przyspieszają proces identyfikacji, choć mają też swoje ograniczenia (np. pojemność informacji, brak możliwości odczytu w przypadku uszkodzenia kodu).
Niewątpliwym następcą kodów kreskowych jest kod QR – szybkiej odpowiedzi (Quick Response), który ma nieco większą pojemność, jeśli chodzi o przypisane dane oraz zapewnia możliwość odczytu w przypadku pozostawienia ok. 70% jego powierzchni. Kod QR, podobnie jak kody kreskowe, musi być jednak w jakiś sposób naniesiony na produkt – czy to w formie naklejki na opakowaniu (najtańsze rozwiązanie) czy w inny sposób, np. trwale naniesiony na produkt jako grawer.
Trzecia grupa kodów to te, które bazują na systemach identyfikacji fal radiowych (Radio Frequency Identification – RFID). Przypięty do produktu nadajnik (układ scalony) emituje fale zbierane przez odbiornik dekodujący odczytane znaki na konkretny opis produktu.
W każdym z wyżej wymienionych wariantów identyfikacja wymaga bądź to skanerów lub aparatów (kody kreskowe i QR), bądź odpowiedniej infrastruktury nadajnik-odbiornik (RFID), aby istniała możliwość jednoznacznego odczytania produktów. Drugą sprawą jest jakość nośników danych (kodów lub układów scalonych), ich długość życia oraz niezawodność.
Wśród technologii pozwalających identyfikować produkty jest także komunikacja bliskiego kontaktu (Near Field Communication – NFC). Pozwala ona na wymianę danych w urządzeniach bliskiego kontaktu (do 20 cm), bez konieczności parowania urządzeń tak, jak dzieje się to w przypadku technologii Bluethoot. Technologia ta jest często używana do oznaczania oryginalności produktów.
Charakterystyka produktów EoU/EoL oraz komponentów wtórnych
Produkty o statusie EoU/EoL oraz komponenty wtórne posiadają szereg cech wspólnych, które niestety nie ułatwiają ich identyfikacji. Eksploatowane w różnych warunkach (wilgotność, ciśnienie, temperatura, promieniowanie UV, pole elektromagnetyczne itp.), zbliżając się do końca swojego cyklu życia, mogą okazać się nieidentyfikowalne poprzez zniszczenie lub uszkodzenie nośnika informacji (kodu kreskowego, nadajnika RFID). Podatność na zabrudzenia (wynikająca np. z chropowatości powierzchni czy też projektu produktu, w którym znajduje się spora liczba trudnodostępnych miejsc) powoduje, że wykorzystanie zaprezentowanych wcześniej systemów identyfikacji towarowej może okazać się bezużyteczne.
Należy także mieć na uwadze fakt, że eksploatowane produkty mogły w czasie ich cyklu życia podlegać procesom konserwacji i napraw, a co za tym idzie mogły mieć zarówno oryginalne części producenta (Oryginal Manufacturer Equipment – OEM), jak i zamienniki, z których część może nie spełniać norm OEM. O ile zatem produkt nie znajdował się pod kontrolą producenta, stan produktu o statusie EoU/EoL lub komponentów wtórnych może być zagadką.
Identyfikacja oparta o systemy wizyjne
Komputerowe systemy wizyjne od lat stanowią ważny element przemysłu. Kamery połączone w zintegrowany system informatyczny chwytają obraz przetwarzając go do wersji cyfrowej, aby następnie poprzez algorytmy sieci neuronowych, głębokiego i maszynowego nauczania oraz sztucznej inteligencji odszukać informacje na temat badanego obrazu. Do najpopularniejszych modeli wykrywania obiektów należą splotowe sieci neuronowe (Convolutional Neural Networks), koncentrujące się na wybranych obszarach obrazu splotowe sieci neuronowe oparte na obszarach (Region-based Convolutional Neural Network – RCNN, Fast RCNN, Faster RCNN) oraz model spójrz tylko raz (You Only Look Once – YOLO).
Komputerowe systemy wizyjne mają jeszcze jedną zaletę nad opisanymi wcześniej kodami kreskowymi, QR oraz technologią RFID czy NFC. Analizują one całkowity obraz przedmiotu w czasie rzeczywistym, w takim stanie zużycia w jakim produkt obecnie się znajduje, bez potrzeby stosowania odrębnych systemów identyfikacji towarowej.
Wyzwania stojące przed identyfikacją produktów EoU/EoL oraz komponentów wtórnych
Identyfikowalność produktów EoU/EoL oraz komponentów wtórnych z nich pochodzących można rozpatrywać wielowymiarowo. Pierwszy wymiar wiąże się z samym procesem identyfikacji, a więc automatycznego określenia, z czym ma się do czynienia. Wspomniane wcześniej rozwiązania mają swoje zalety i wady, ale dominująca coraz bardziej digitalizacja wraz z uczącymi się maszynami wyraźnie nakreśla kierunek, w jakim zmierzać będą tego typu rozwiązania. Należy jednak pamiętać o istniejących od lat ograniczeniach wykorzystania np. kodów kreskowych pokazujących, że nie wszystkie produkty i ich komponenty będą miały możliwość umieszczenia na sobie identyfikatorów towarowych.
Drugi wymiar jest związany z producentem oraz jego strategią projektowania produktów, ich rozwoju oraz zarządzania liniami asortymentowymi. Jeśli bowiem przyjmie się, że w czasie cyklu życia każdego produktu następują zmiany konstrukcyjne, materiałowe, komponentowe, których celem może być doskonalenie produktu lub patrząc w inną stronę – obniżka jego kosztów wytworzenia, to może się okazać, że całe serie produktów będą miały zmienne materiały lub komponenty. Oznacza to, że już fabrycznie producent dostarczać będzie na rynek towary, które w fazie EoU/EoL będą znacząco się różnić. Wtedy, aby można było dowiedzieć się co znajduje się w produkcie, należałoby zidentyfikować jego wersję i odnieść ją do zestawienia materiałowego (Bill of Materials – BOM), którym dysponuje producent. W tym miejscu zasadne jest także pytanie, czy wytwórca będzie chciał udostępnić BOM podmiotom zaangażowanym w proces identyfikacji w logistyce odwrotnej.
Kolejnym wyzwaniem staje się kwestia działań konserwujących i naprawczych związanych z produktem. Brak wykorzystania oryginalnych podzespołów (OEM), różnorodność stosowanych zamienników może doprowadzić do sytuacji, w której dobrze zidentyfikowany produkt EoU/EoL okaże się kompletnie bezwartościowy. Dotyczy to także samego rdzenia produktu (produkt lub jego część będąca fundamentalną podstawą jego istoty), który często jest głównym celem odzysku. Nie można też wykluczyć, że wyzwaniem okażą się np. mylnie podmienione identyfikatory produktu (uszkodzona obudowa została zamieniona na inną, używaną, na której to znajdował się inny kod identyfikacyjny), przez co problem jednoznaczności w procesie identyfikacji może stać się realny.
Należy także wspomnieć o użytkowaniu produktu niezgodnym z jego przeznaczeniem, które często może doprowadzać do częstszych awarii, a co za tym idzie do szybszego zużywania się produktu lub jego komponentów.
Wszystkie te wyzwania czynią proces identyfikacji w logistyce odwrotnej szczególnie trudnym.
Podsumowanie
Zaprezentowane argumenty pozwalają stwierdzić, że proces identyfikacji produktów o statusie EoU/EoL lub pochodzących z nich komponentów wtórnych jest sporym wyzwaniem dla całego systemu logistyki odwrotnej. Różnorodność możliwych do wykorzystania technologii, wraz z ich zaletami i wadami, pokazuje, że dobór właściwego rozwiązania (kody kreskowe, QR, RFID, widzenie maszynowe itp.) może stać się strategiczną decyzją dla danej organizacji.
Rozwijające się coraz szybciej technologie widzenia maszynowego, oparte o głębokie nauczanie przy wykorzystaniu różnych modeli sieci neuronowych sprawia, że identyfikacja produktu staje się zdecydowanie prostsza, o ile analizowane asortymenty nie mają identycznej obudowy (w tym wypadku skuteczniejsze mogą okazać się kody kreskowe, kody QR lub technologie RFID). Istnieją bowiem takie sytuacje, w których udoskonalony produkt (posiadający inne komponenty wewnętrzne) na zewnątrz niekoniecznie ulega modyfikacjom, co może utrudniać procesy identyfikacji poprzez widzenie maszynowe.
Należy także zauważyć, że identyfikowalność danego produktu lub komponentu wtórnego nie daje 100% pewności co do jego zestawienia materiałowego, które podczas eksploatacji mogło ulegać zmianom, np. poprzez zmiany funkcjonalności, aktualizacje (upgrade) lub uwstecznianie produktu (downgrade).
Wszystkie zaprezentowane fakty pokazują, że proces identyfikacji produktów EoU/EoL lub komponentów wtórnych w logistyce odwrotnej jest złożony i skomplikowany. Powinien on być już wcześniej przemyślany w fazie projektowania i rozwoju produktu, aby mógł skutecznie i efektywnie stymulować odwrotny przepływ.
Bibliografia
- Anil Prasad, R., John, A., Gandiboina, H., & Jayadev, G. (2024). Waste Product Identification to assist EPR using Object Detection. 2024 15th International Conference on Computing Communication and Networking Technologies, ICCCNT 2024. https://doi.org/10.1109/ICCCNT61001.2024.10725037
- Aounzou, Y., Boulaalam, A., & Kalloubi, F. (2022). IoT-Based Intelligent Handicraft System Using NFC Technology. In Smart Embedded Systems and Applications (pp. 243–258). River Publishers.
- Dering, M. L., & Tucker, C. S. (2015). A Computer Vision Approach for Automatically Mining and Classifying End of Life Products and Components. Proceedings of the ASME 2015 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference.
- Fennani, B., Hamam, H., & Dahmane, A. O. (2011). RFID overview. ICM 2011 Proceeding.
- Tavares, D. M., Jacyszyn Bachega, S., Augusto, G., & Caurin, P. (2012). Architecture Proposal for The Use of QR Code in Supply Chain Management. Producao Online. Revista Cientifica Electronica de Engenharia de Producao, 12(1), 73–90.
- Xu, Z., & Gao, H.-M. (2015). The Construction of Melon Traceability System Based on QR Code for SHUNZI Vegetable Cooperative.
Autor: dr inż. Maciej Bielecki, Katedra Logistyki i Innowacji, Wydział Ekonomiczno-Socjologiczny Uniwersytetu Łódzkiego
Redakcja: dr inż. Barbara Galińska, Instytut Zarządzania, Wydział Organizacji i Zarządzania Politechniki Łódzkiej
