بینش‌های داده‌محور در مورد چالش‌های استفاده از کامیون در لجستیک حمل و نقل

افزایش هزینه‌ها و الزامات توافق‌نامه سبز، صنعت حمل و نقل را مجبور به استفاده بهتر از منابع موجود می‌کند. علاوه بر این چالش‌های عمده، میلیون‌ها کیلومتر در سطح جهان توسط کامیون‌هایی با ظرفیت بلااستفاده هدایت می‌شوند. تمرکز این مقاله بر درک بهتر وابستگی‌های پیچیده رفتار استفاده از ظرفیت کامیون است. برای این منظور، یک پلتفرم نرم‌افزاری برای تجزیه و تحلیل سناریوهای مختلف برای استفاده از ظرفیت با استفاده از یک مجموعه داده واقعی از یک شرکت لجستیک پیشرو اروپایی ایجاد شد. این تجزیه و تحلیل، روابط علت و معلولی را که بر استفاده از کامیون تأثیر می‌گذارند، آشکار کرد و بر اهمیت داده‌های حجم و وزن بار برای بهبود استفاده تأکید کرد. تحقیقات آینده بر توسعه فناوری‌هایی برای تشخیص وزن و حجم بار تمرکز خواهد کرد و ورودی ضروری را برای مدل‌های پیش‌بینی با هدف شناسایی الگوهای کم‌استفاده از قبل فراهم می‌کند.

مقدمه

بخش لجستیک حمل و نقل در اروپا در سال‌های اخیر یک فرآیند تغییر مخرب را تجربه کرده است که با بیماری‌های همه‌گیر، جنگ، هزینه‌های سوخت، مسائل مربوط به تاب‌آوری، کمبود راننده و سایر عوامل تأثیرگذار مشخص می‌شود. تنها در آلمان، وسایل نقلیه تجاری در سال 2021 مسافت پیموده شده 68 میلیارد کیلومتر داشته‌اند (Statista, n.d.-b). تخمین زده می‌شود که بین 30 تا 50 درصد از سفرهای وسایل نقلیه تجاری به صورت سفرهای خالی انجام می‌شود. در برخی از مناطق ترافیک جهت‌دار، این رقم حتی بیشتر از 50 درصد است (Holguín-Veras & Thorson, 2003a). این فضای بار استفاده نشده و به اندازه کافی استفاده نشده (به عنوان مثال با کامیون‌های نیمه‌باربر) منجر به اتلاف منابع حیاتی و آلودگی می‌شود (McKinnon, Browne, Whiteing, & Piecyk, 2010). طبق گزارش کمیسیون اتحادیه اروپا، یک چهارم انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از حمل و نقل در اروپا توسط کامیون‌ها و اتوبوس‌ها ایجاد می‌شود (EuropeanCommission, Climate, n.d.). بنابراین، کشورهای عضو اتحادیه اروپا می‌خواهند وسایل نقلیه جدید در آینده به طور قابل توجهی کمتر انتشار گازهای گلخانه‌ای داشته باشند (Transport & Forum, n.d.). از آنجایی که تقسیم‌بندی فعلی حمل و نقل جاده‌ای در مقابل ریلی در اروپا تا سال 2050 ثابت خواهد ماند (Vissing, n.d.) و پیش‌بینی می‌شود حجم حمل و نقل تا سال 2050 44 درصد دیگر افزایش یابد (Vissing, n.d.)، انتظار می‌رود وضعیت شرح داده شده در بالا در سال‌های آینده بدتر شود.

با این حال، مشکل سفرهای کامیونی با ظرفیت کم، در خارج از اتحادیه اروپا نیز مطرح است. (یانگ، 2024) نشان می‌دهد که میانگین درصد مسافت پیموده شده کامیون‌های خالی در بریتانیا حدود 30 درصد است. به گفته همین نویسندگان، برای آمریکای شمالی، نسبت سفرهای لجستیکی خالی تقریباً بین 15 تا 20 درصد است. گردآوری داده‌های جهانی نشان می‌دهد که کشورهای با درآمد بالا تمایل دارند سهم کمتری از مسافت‌های خالی نسبت به کشورهای با درآمد کم و متوسط داشته باشند. یکی از دلایل احتمالی این امر می‌تواند عرضه کمتر بار در کشورهای کم‌درآمد در آینده باشد (حمل و نقل و انجمن، بدون تاریخ). از آنجایی که تقسیم‌بندی فعلی بین جاده و راه‌آهن در اروپا تا سال 2050 به همین شکل باقی خواهد ماند (ویسینگ، بدون تاریخ) و پیش‌بینی می‌شود حجم حمل و نقل تا سال 2050 44 درصد دیگر افزایش یابد (ویسینگ، بدون تاریخ)، انتظار می‌رود وضعیت شرح داده شده در بالا در سال‌های آینده بدتر شود.

در (Chaiyot & Bangviwat, 2012) در مورد وضعیت وسایل نقلیه خالی در بانکوک، نسبت کامیون‌هایی که در طول دوره بررسی، سفر برگشت خالی انجام می‌دهند، حدود 86 درصد ذکر شده است. با بهبود فرآیند تطبیق بین بار و کامیون‌های موجود، می‌توان نسبت مسیرهای خالی را حدود 15 درصد کاهش داد.

مطالعه‌ی ریوسوکه مائدا و همکارانش (Maeda & Maruyama, 2023) الگوهای رانندگی خالی در لجستیک را بر اساس یک سال در کیوشو، ژاپن، تجزیه و تحلیل می‌کند. در میان موارد دیگر، این مطالعه وابستگی ضریب بار به زمان حرکت مربوط به کامیون‌ها را بررسی می‌کند و همچنین نسبت مسیرهای خالی را برای طول‌های مختلف تور ثبت می‌کند. سفرهای ارزیابی شده در طول هفته حدود 30 درصد از مسیرهای خالی هستند. بر اساس (Coetzee, n.d.; Multiple impact of empty cargo transportations along north choir, 2025) بین 30 تا 40 درصد از کامیون‌های لجستیک در آفریقا، چه در مسیر اولیه و چه در مسیر برگشت، خالی سفر می‌کنند.

این چالش‌های جهانی، نیاز مبرم به توسعه راه‌حل‌های پایدار برای مسیرهای خالی و سفرهای کم‌بار کامیونی را نشان می‌دهد. با این حال، جنبه‌های زیست‌محیطی تنها دلیل برای جستجوی راه‌حل برای مشکلات شرح داده شده نیستند. بر اساس گفته استفان هوبر (هوبر، ۲۰۱۷)، تعیین ضرایب بار خودرو یکی از جذاب‌ترین اقدامات برای شرکت‌ها است، زیرا مزایای اقتصادی و زیست‌محیطی قابل توجهی را به همراه دارد. برای پرداختن به این مشکل دیرینه به روشی پایدار، یک رویکرد جامع مورد نیاز است. طبق گفته (کارها و سوری، ۲۰۲۴)، کاهش ۱۰ درصدی مسافت طی شده در حمل و نقل کامیونی (وظیفه حمل و نقل ملی ثابت)، که می‌تواند به عنوان مثال با دسته‌بندی سفارشات حمل بار برای افزایش استفاده از کامیون و در نتیجه کاهش تعداد کیلومترهای طی شده اجرا شود، می‌تواند منجر به صرفه‌جویی حدود ۱۶ میلیارد دلار شود. با این حال، این سوال مطرح می‌شود که کدام اقدام هدفمند باید در شبکه پیچیده فرآیندها اعمال شود. انجمن لجستیک کمیسیون اروپا، ۲۰۲۳ (نمایشگاه تجاری لجستیک حمل و نقل، ۲۰۲۳) ابعاد اساسی عوامل پیچیدگی گسترده در لجستیک حمل و نقل را شرح می‌دهد که باید در هر وظیفه برای بهبود یا بهینه‌سازی فرآیندهای فعلی در نظر گرفته شوند. هولگوین-وراس و پاتیل (Holguin-Veras & Patil, 2008) دیدگاه جامع در مورد این موضوع را به عنوان یک تله پیچیدگی بزرگ برجسته می‌کنند که به تصمیم‌گیرندگان مختلف بستگی دارد، که هر کدام در مرزهای سیستم “منزوی” خود عمل می‌کنند و با داده‌های حساس سروکار دارند، بنابراین مانع همکاری یکپارچه و اشتراک‌گذاری داده‌ها می‌شوند، که برای بهره‌برداری از مزایای رقابتی بالقوه ضروری است. در این زمینه، تبادلات بار اغلب به عنوان راه‌حل‌های ممکن مورد بحث قرار می‌گیرند. سانگر (Sänger, 2004) شرح می‌دهد که چگونه بازارهای حمل و نقل الکترونیکی می‌توانند با افزایش شفافیت بازار و بهبود هماهنگی فرآیندهای لجستیک حمل و نقل به این حوزه مشکل کمک کنند. به گفته سانگر، راه‌حل‌های فعلی تبادل بار به دلیل هزینه‌های بالای تراکنش، عدم قطعیت‌های کیفی و دامنه کم پیشنهادات بار با موانعی روبرو هستند. سانگر همچنین خطر سوءاستفاده فرصت‌طلبانه از فعالان بازار در تبادلات دیجیتال بار را توصیف می‌کند. از این گذشته، هدف نهایی استفاده بهینه از منابع به کار گرفته شده و شاید به اشتراک گذاشتن آنها برای افزایش درجه استفاده است. اما به گفته مک کینون (McKinnon et al., 2010) اجرای این امر به همان اندازه پیچیده است. او توضیح می‌دهد که محدودیت‌های اشتراک کامیون تا حد زیادی به دلیل الزامات متعدد و پیچیده سیستم تحویل خروجی است.

مطالعه حاضر بر فرآیندهای لجستیک حمل و نقل که از طریق کامیون‌های برزنتی و جعبه‌ای و محموله‌های عمومی انجام می‌شوند، تمرکز دارد. با این حال، برای درک بهتر چگونگی مدیریت عوامل تأثیرگذار حیاتی در این محیط فرآیندی پیچیده و دشوار، نگاهی به سایر حوزه‌های حمل و نقل، مانند حمل و نقل طولانی مدت الوارها، نیز ارزشمند است. طبق گفته (Kärhä & Seuri, 2024; Kogler, 2024) تجهیزات حمل و نقل خاص برای الوارهای بلند، امکان حمل و نقل یا حمل و نقل سایر کالاها را محدود می‌کند. مقادیر بسیار زیادی چوب نجات یافته در یک بازه زمانی بسیار کوتاه تولید می‌شوند و برنامه‌ریزی و همکاری بلندمدت، از جمله تبادل بار، را بسیار پیچیده یا حتی غیرممکن می‌کنند (Rauch & Kogler, 2024). استراتژی‌های نوآورانه حمل و نقل تک‌وجهی چند سطحی (Kogler, 2024; Rauch & Kogler, 2024) که بر اساس حمل و نقل‌های کوتاه خودبارگیری به پایانه‌های حمل و نقل ساخته شده‌اند، کمبود شدید رانندگانی را که علاوه بر رانندگی حمل و نقل چوب، وظیفه خطرناک و آموزش فشرده بارگیری کامیون‌ها با کنده‌ها را نیز بر عهده دارند، کاهش داده‌اند. در نتیجه، این سیستم‌های کوتاه خودبارگیری در مقیاس بزرگ (65٪) در لجستیک حمل و نقل چوب‌های بلند استفاده می‌شوند (Rauch & Kogler, 2024).

به طور خلاصه، می‌توان گفت که افزایش استفاده از کامیون‌های لجستیک حمل و نقل را می‌توان به عنوان یک کار چندبعدی، چندلایه و بسیار پیچیده توصیف کرد. بنابراین، هدف کار ارائه شده در این مقاله، کمک به این موضوع از طریق تجزیه و تحلیل سیستماتیک عوامل کلیدی مؤثر بر استفاده از کامیون‌ها بر اساس حجم و وزن است. در یک سناریوی تصمیم‌گیری معمول، استراتژی‌های مختلف بهینه‌سازی بار، با هدف جلوگیری از مسیرهای خالی و کم‌استفاده، شرح داده می‌شوند. با دانش به دست آمده در مورد این روابط متقابل، می‌توان سازوکار بهینه‌سازی بار را بر اساس پارامترهای مختلف تأثیرگذار بهتر درک کرد و محدودیت‌های آن را بهتر طبقه‌بندی کرد (منبع).