Collaborative logistics from the perspective of freight transport companies

Abstract

Horizontal collaboration between logistics service providers has become an important research area, since severe competition in global markets, rising costs, a growing body of transport legislation and heightened customer expectations have caused profit margins of organisations to shrink. Following the research gap on the operational decisions and consequences of horizontal cooperation and its growing relevance in practice, the purpose of this thesis is to study horizontal logistics cooperation in depth on a strategic and operational level. Special attention is paid to the impact of partner selection and cost allocation decisions on collaborative performance and stability. Existing research is structured by providing detailed overviews of literature on collaboration strategies and cost allocation mechanisms. In addition, the influence of cooperation structure, partner characteristics and allocation calculations is statistically analysed in a joint route planning, cooperative facility location and intermodal barge transport setting, consecutively.

De opkomst van producten met kortere levenscycli, de stijgende brandstof- en arbeidskosten, de toename in transportwetgeving en de verhoogde verwachtingen van klanten zijn maar enkele van de trends die ervoor hebben gezorgd dat de winstmarges van vervoerders en verladers sterk zijn gedaald. Bovendien worden logistieke dienstverleners steeds vaker geconfronteerd met de grenzen van winstverbetering op basis van interne procesoptimalisatie. Als gevolg realiseren de betrokken organisaties zich dat ze moeten investeren in sterkere relaties met gelijkgestemde bedrijven om te kunnen concurreren in globaliserende markten. Verscheidene logistieke samenwerkingsvormen werden reeds onderzocht in de literatuur. Zowel verticale samenwerking in de keten tussen producenten, distributeurs en klanten als laterale samenwerking in netwerken vormden de focus van een aanzienlijk aantal academische studies. In vergelijking blijft het onderzoek naar horizontale samenwerking tussen partijen op hetzelfde niveau van de keten eerder schaars en benadrukt het vooral de potentiële kostenbesparingen van deze samenwerkingsvorm. Op basis van deze vaststelling heeft dit doctoraat als doel horizontale logistieke samenwerking te bestuderen en analyseren vanuit een strategisch en operationeel perspectief. Hierbij wordt gefocust op de impact van partnerselectie en kostenallocatie beslissingen op de prestaties en stabiliteit van de samenwerking. Omwille van het gebrek aan onderzoek naar de operationele aspecten van horizontale samenwerking wordt een literatuurstudie uitgevoerd naar de samenwerkingsstrategieën die logistieke dienstverleners kunnen implementeren in de praktijk. Terwijl vervoerders de keuze hebben tussen een verscheidenheid aan technieken voor de uitwisseling van klantenorders of voertuigen, focussen samenwerkingen tussen verladers op het bepalen van klantenorders die als bundel kunnen aangeleverd worden aan vervoerders. Het literatuuroverzicht wijst er bovendien op dat een samenwerkingsstrategie steeds vergezeld dient te worden van een mechanisme voor het verdelen van kosten of baten geassocieerd met de samenwerking, opdat deze op lange termijn zou blijven bestaan. Daarnaast hangt het succes van de samenwerking in grote mate af van de compatibiliteit tussen de partners in termen van operationele, strategische en culturele kenmerken. Kostenallocatie en partnerselectie beslissingen vormen dan ook de rode draad doorheen het volledige doctoraat. Het doctoraat ondersteunt kostenallocatie en partnerselectie beslissingen op basis van uitgebreide analyses uitgevoerd in drie horizontale samenwerkingsomgevingen: twee unimodale vervoerderscoalities en één intermodale verladerscoalitie. Ten eerste worden in de meerderheid van de vervoerderscoalities klantenorders verzameld van alle partners om zo een centrale rittenplanning te bepalen. Deze samenwerkingsstrategie wordt in de literatuur joint route planning genoemd. Door de distributieregio’s van alle partners te combineren streeft men naar een daling in reisafstand, aantal vereiste voertuigen en lege kilometers. Ten tweede wordt, naar analogie met de algemene definitie van logistiek die zowel het transport als de opslag van goederen omvat, een nieuwe horizontale samenwerkingsvorm voor vervoerders geïntroduceerd: het delen van magazijnen of distributiecentra met coalitiepartners (cooperative facility location). Door gezamenlijk te beslissen over het al dan niet openen van distributiecentra en de allocatie van productstromen naar deze distributiecentra, kunnen partnerbedrijven hun totale logistieke kosten minimaliseren. Ten derde worden de uitdagingen verbonden aan een horizontale logistieke samenwerking geanalyseerd vanuit een intermodaal perspectief. Het bundelen van zendingen van meerdere verladers biedt schaalvoordelen, creëert opportuniteiten voor de verbetering van klantenservice en versterkt de competitiviteit van intermodaal binnenvaarttransport. Het selecteren van de juiste partners vormt een cruciale fase in de ontwikkeling van elke horizontale samenwerking. Samenwerken met een ongeschikte partner kan schadelijker zijn voor een organisatie dan helemaal niet samenwerken. In deze context is het eerste doel van het doctoraat het analyseren van de impact van coalitie- en partnerkenmerken op de prestaties van unimodale en intermodale logistieke allianties. Op basis van uitgebreide numerieke experimenten en statistische analyses kunnen de volgende inzichten worden geformuleerd. De meest winstgevende coalities worden gevormd door partners complementair in termen van bedrijfsgrootte, resources en klantenorders. Dit impliceert dat, terwijl grote logistieke dienstverleners best zoeken naar partners van gelijke grootte, kleine organisaties best hun krachten bundelen met een significant aantal andere kleine bedrijven om zo te kunnen genieten van winsten verbonden aan de uitwisseling van veel klantenorders. Vervolgens dient de hypothese, die stelt dat het aantal partners een positieve invloed heeft op de prestaties van de samenwerking, genuanceerd te worden voor de bestudeerde horizontale samenwerkingen. In een joint route planning context kan de stelling bevestigd wordenaangezien een groter aantal gecombineerde orders zorgt voor meer opportuniteiten bij het bepalen van de centrale rittenplanning. Indien vervoerders daarentegen hun distributiecentra delen, leidt een hogere graad van marktconsolidatie net tot meer besparingen. In een intermodale context dient de grootte van de coalitie dan weer afgestemd te zijn op de betrokken verzendings- en scheepsgroottes om voldoende capaciteitsbenutting te kunnen garanderen. Verder vormen een brede geografische dekking en/of overlappende distributiegebieden een belangrijk aspect van de winstgevendheid van een horizontale samenwerking. Ten slotte dient, naast de hierboven beschreven algemene observaties, rekening gehouden te worden met ordergroottes, vaste magazijnkosten en scheepstypes wanneer wordt beslist over de structuur van, respectievelijk, een joint route planning, cooperative facility location of intermodale binnenvaartsamenwerking. Hoewel het selecteren van de juiste partners cruciaal is voor het succes van elke horizontale samenwerking, is het niet voldoende om het bestaan van de samenwerking op lange termijn te garanderen. Het verdelen van de kosten en baten verbonden aan de samenwerking vormt hierin een kernaspect. Zoals blijkt uit het literatuuroverzicht bestaan er bovendien een brede waaier aan mogelijke allocatie mechanismen. Aangezien elke methode zijn specifieke voor- en nadelen heeft, moeten partners beslissen welke eigenschappen ze als meest belangrijk beschouwen. In deze context is het tweede doel van het doctoraat het analyseren van de geschiktheid van specifieke kostenallocatie mechanismen in verschillende samenwerkingsomgevingen. Specifiek worden proportionele, decompositie, Shapley, Alternative Cost Avoided Method (ACAM) en Equal Profit Method (EPM) allocaties vergeleken. Op basis van uitgebreide numerieke experimenten en statistische analyses bieden de volgende observaties ondersteuning bij het nemen van kostenallocatie beslissingen. De EPM blijkt zeer nuttig in samenwerkingen tussen bedrijven met gelijkaardige kenmerken, aangezien deze methode zorgt voor de meest gelijkmatige spreiding in relatieve kostenbesparingen van de partners. Bovendien zou deze techniek ook waardevol kunnen zijn in de beginfase van een groeiende horizontale samenwerking wanneer een gelijkmatige verdeling van baten de communicatie en onderhandelingen tussen partners kan vereenvoudigen. Kleine partners verkiezen Shapl8ey als verdelingsmechanisme. Deze techniek gunt bedrijven met een kleiner aandeel in de samenwerking namelijk een hoger percentage in de besparingen. In een intermodale context stimuleert Shapley bovendien de verladers om zich in te zetten voor de samenwerking, aangezien deze methode partnerbijdragen beloont. Dit argument geldt in mindere mate in een unimodale omgeving aangezien verschillen in partnerbijdragen daar beloond worden ongeacht de gebruikte allocatie techniek. Verder kunnen mathematisch eenvoudige technieken nuttig zijn in coalities met een beperkt aantal gelijke partners. Ten slotte, tonen de resultaten dat de structuur van de samenwerking een invloed heeft op zijn levensduur. Het uitbreiden van een coalitie met meer partners heeft een negatieve invloed op de stabiliteit in alle drie de bestudeerde samenwerkingsomgevingen. Bedrijven moeten er zich van bewust zijn dat samenwerken met een groot aantal partners de complexiteit van de samenwerking doet toenemen en de intensiteit van partnerrelaties reduceert. Bovendien kan ongelijkheid in partnerkenmerken de duurzaamheid van een distributiecentra- of binnenvaartsamenwerking verminderen. Terwijl stabiliteit van de bestudeerde unimodale coalities onafhankelijk is van de gebruikte allocatie techniek, blijkt er wel een afhankelijkheidsrelatie te bestaan tussen de toegepaste allocatie techniek en stabiliteit in de intermodale experimenten.