Packaging and food waste preventing strategies for sustainable food supply chain networks

The central aim of this dissertation is to introduce innovative methods, models, and tools to enhance the overall performance of supply chains responsible for handling perishable products. This concept of improved performance encompasses several critical dimensions, including enhanced efficiency in supply chain operations, product quality, safety, sustainability, waste generation minimization, and compliance with norms and regulations. The research is structured around three specific research questions that provide a solid foundation for delving into and narrowing down the array of potential solutions. These questions primarily concern enhancing the overall performance of distribution networks for perishable products and optimizing the package hierarchy, extending to unconventional packaging solutions. To address these research questions effectively, a well-defined research framework guides the approach. However, the dissertation adheres to an overarching methodological approach that comprises three fundamental aspects. The first aspect centers on the necessity of systematic data sampling and categorization, including identifying critical points within food supply chains. The data collected in this context must then be organized within a customized data structure designed to feed both cyber-physical and digital twins to quantify and analyze supply chain failures with a preventive perspective.

Export Supply Chain Organization and Food Safety and Quality Standards: a case study of the Moroccan Fruit and Vegetable Sector

Agri-food supply chains extend beyond national boundaries, partially facilitated by a policy environment that encourages more liberal international trade. Rising concentration within the downstream sector has driven a shift towards “buyer-driven” global value chains (GVCs) extending internationally with global sourcing and the emergence of multinational key economic players that compete with increase emphasis on product quality attributes. Agri-food systems are thus increasingly governed by a range of inter-related public and private standards, both of which are becoming a priori mandatory, especially in supply chains for high-value and quality-differentiated agri-food products and tend to strongly affect upstream agricultural practices, firms’ internal organization and strategic behaviour and to shape the food chain organization. Notably, increasing attention has been given to the impact of SPS measures on agri-food trade and notably on developing countries’ export performance. Food and agricultural trade is the vital link in the mutual dependency of the global trade system and developing countries. Hence, developing countries derive a substantial portion of their income from food and agricultural trade. In Morocco, fruit and vegetable (especially fresh) are the primary agricultural export. Because of the labor intensity, this sector (especially citrus and tomato) is particularly important in terms of income and employment generation, especially for the female laborers hired in the farms and packing houses. Hence, the emergence of agricultural and agrifood product safety issues and the subsequent tightening of market requirements have challenged mutual gains due to the lack of technical and financial capacities of most developing countries.

All'origine dello squilibrio di potere negoziale della parte agricola nella food supply chain: il caso della suinicoltura in Emilia-Romagna

Il settore suinicolo ricopre un ruolo rilevante nel contesto nazionale, con ricadute economiche e sociali di primaria importanza in varie regioni. Tuttavia da alcuni anni il settore si trova in crisi a causa dell’instabilità dei mercati internazionali, dello scarso coordinamento tra gli attori della filiera, della progressiva riduzione della redditività dei prodotti trasformati a Denominazione di Origine, della mancata valorizzazione dei tagli di carne fresca, nonché della difficoltà di aggredire i mercati esteri. Altre criticità riguardano la distribuzione del valore lungo la filiera e la scarsa efficacia delle politiche di coordinamento finora adottate. L'obiettivo della ricerca è quello di identificare gli elementi che possono garantire maggiore equilibrio di potere negoziale tra allevatori suinicoli e macellatori rispetto alla situazione attuale: verificati gli elementi critici che caratterizzano la relazione commerciale tra allevatori e macellatori, si avanzano alcune proposte operative utili al superamento delle fratture tra la componente agricola e quella dei macelli in Emilia Romagna. La struttura della tesi è la seguente: (capitolo 1) si descrive il quadro economico del settore suinicolo a livello internazionale e nazionale. Successivamente (capitolo 2) si passano in rassegna le teorie economiche utili a comprendere le ragioni alla base del malfunzionamento dei rapporti tra gli attori della filiera agroalimentare, mentre nel terzo capitolo è richiamato il quadro normativo comunitario, nazionale e regionale all’interno del quale tali relazioni si configurano. Nel quarto capitolo si elabora un modello interpretativo al fine di spiegare le fratture che oggi contraddistinguono le relazioni in essere tra gli attori della filiera: il “modello delle fratture”. Alla luce di questa concettualizzazione è stata svolta un’indagine diretta svolta presso gli operatori aderenti all’Organizzazione Interprofessionale del Gran Suino Italiano, i cui risultati hanno consentito di valutare l’efficacia del modello interpretativo e di fornire indicazioni migliorative della strategia di governance delle relazioni tra allevatori e macellatori.

An ontology-based approach to define and manage B2B interoperability

Electronic business surely represents the new development perspective for world-wide trade. Together with the idea of ebusiness, and the exigency to exchange business messages between trading partners, the concept of business-to-business (B2B) integration arouse. B2B integration is becoming necessary to allow partners to communicate and exchange business documents, like catalogues, purchase orders, reports and invoices, overcoming architectural, applicative, and semantic differences, according to the business processes implemented by each enterprise. Business relationships can be very heterogeneous, and consequently there are variousways to integrate enterprises with each other. Moreover nowadays not only large enterprises, but also the small- and medium- enterprises are moving towards ebusiness: more than two-thirds of Small and Medium Enterprises (SMEs) use the Internet as a business tool. One of the business areas which is actively facing the interoperability problem is that related with the supply chain management. In order to really allow the SMEs to improve their business and to fully exploit ICT technologies in their business transactions, there are three main players that must be considered and joined: the new emerging ICT technologies, the scenario and the requirements of the enterprises and the world of standards and standardisation bodies. This thesis presents the definition and the development of an interoperability framework (and the bounded standardisation intiatives) to provide the Textile/Clothing sectorwith a shared set of business documents and protocols for electronic transactions. Considering also some limitations, the thesis proposes a ontology-based approach to improve the functionalities of the developed framework and, exploiting the technologies of the semantic web, to improve the standardisation life-cycle, intended as the development, dissemination and adoption of B2B protocols for specific business domain. The use of ontologies allows the semantic modellisation of knowledge domains, upon which it is possible to develop a set of components for a better management of B2B protocols, and to ease their comprehension and adoption for the target users.

Teoria e applicazioni sul tema della logistica urbana

Il tema della Logistica Urbana è un argomento complesso che coinvolge diverse discipline. Infatti, non è possibile affrontare la distribuzione delle merci da un solo punto di vista. Da un lato, infatti, manifesta l’esigenza della città e della società in generale di migliorare la qualità della vita anche attraverso azioni di contenimento del traffico, dell’inquinamento e degli sprechi energetici. A questo riguardo, è utile ricordare che il trasporto merci su gomma costituisce uno dei maggiori fattori di impatto su ambiente, sicurezza stradale e congestione della viabilità urbana. Dall’altro lato vi sono le esigenze di sviluppo economico e di crescita del territorio dalle quali non è possibile prescindere. In questa chiave, le applicazioni inerenti la logistica urbana si rivolgono alla ricerca di soluzioni bilanciate che possano arrecare benefici sociali ed economici al territorio anche attraverso progetti concertati tra i diversi attori coinvolti. Alla base di tali proposte di pratiche e progetti, si pone il concetto di esternalità inteso come l’insieme dei costi esterni sostenuti dalla società imputabili al trasporto, in particolare al trasporto merci su gomma. La valutazione di questi costi, che rappresentano spesso una misurazione qualitativa, è un argomento delicato in quanto, come è facile immaginare, non può essere frutto di misure dirette, ma deve essere dedotto attraverso meccanismi inferenziali. Tuttavia una corretta definizione delle esternalità definisce un importante punto di partenza per qualsiasi approccio al problema della Logistica Urbana. Tra gli altri fattori determinanti che sono stati esplorati con maggiore dettaglio nel testo integrale della tesi, va qui accennata l’importanza assunta dal cosiddetto Supply Chain Management nell’attuale assetto organizzativo industriale. Da esso dipendono approvvigionamenti di materie prime e consegne dei prodotti finiti, ma non solo. Il sistema stesso della distribuzione fa oggi parte di quei servizi che si integrano con la qualità del prodotto e dell’immagine della Azienda. L’importanza di questo settore è accentuata dal fatto che le evoluzioni del commercio e l’appiattimento dei differenziali tra i sistemi di produzione hanno portato agli estremi la competizione. In questa ottica, minimi vantaggi in termini di servizio e di qualità si traducono in enormi vantaggi in termini di competitività e di acquisizione di mercato. A questo si aggiunge una nuova logica di taglio dei costi che porta a ridurre le giacenze di magazzino accorciando la pipeline di produzione ai minimi termini in tutte le fasi di filiera. Naturalmente questo si traduce, al punto vendita in una quasi totale assenza di magazzino. Tecnicamente, il nuovo modello di approvvigionamento viene chiamato just-in-time. La ricerca che è stata sviluppata in questi tre anni di Dottorato, sotto la supervisione del Prof. Piero Secondini, ha portato ad un approfondimento di questi aspetti in una chiave di lettura ad ampio spettro. La ricerca si è quindi articolata in 5 fasi: 1. Ricognizione della letteratura italiana e straniera in materia di logistica e di logistica urbana; 2. Studio delle pratiche nazionali ed europee 3. Analisi delle esperienze realizzate e delle problematiche operative legate ai progetti sostenuti dalla Regione Emilia Romagna 4. Il caso di studio di Reggio Emilia e redazione di più proposte progettuali 5. Valutazione dei risultati e conclusioni Come prima cosa si è quindi studiata la letteratura in materia di Logistica Urbana a livello nazionale. Data la relativamente recente datazione dei primi approcci nazionali ed europei al problema, non erano presenti molti testi in lingua italiana. Per contro, la letteratura straniera si riferisce generalmente a sistemi urbani di dimensione e configurazione non confrontabili con le realtà nazionali. Ad esempio, una delle nazioni che hanno affrontato per prime tale tematica e sviluppato un certo numero di soluzioni è stata il Giappone. Naturalmente, città come Tokyo e Kyoto sono notevolmente diverse dalle città europee ed hanno necessità ed esigenze assai diverse. Pertanto, soluzioni tecnologiche e organizzative applicate in questi contesti sono per la maggior parte inattuabili nei contesti del vecchio continente. Le fonti che hanno costituito maggiore riferimento per lo sviluppo del costrutto teorico della tesi, quindi, sono state i saggi che la Regione Emilia Romagna ha prodotto in occasione dello sviluppo del progetto City Ports di cui la Regione stessa era coordinatore di numerosi partners nazionali ed europei. In ragione di questo progetto di ricerca internazionale, l’Emilia Romagna ha incluso il trattamento della logistica delle merci negli “Accordi di Programma per il miglioramento della qualità dell’aria” con le province ed i capoluoghi. In Questo modo si è posta l’attenzione sulla sensibilizzazione delle Pubbliche Amministrazioni locali verso la mobilità sostenibile anche nell’ambito di distribuzione urbana delle merci. Si noti infatti che l’impatto sulle esternalità dei veicoli leggeri per il trasporto merci, quelli cioè che si occupano del cosiddetto “ultimo miglio” sono di due ordini di grandezza superiori rispetto a quelli dei veicoli passeggeri. Nella seconda fase, la partecipazione a convegni di ambito regionale e nazionale ha permesso di arricchire le conoscenze delle best-practice attuate in Italia per lo sviluppo di strumenti finalizzati ad condividere i costi esterni della mobilità delle merci con gli operatori logistici. In questi contesti è stato possibile verificare la disponibilità di tre linee di azione sulle quali, all’interno del testo della tesi si farà riferimento molto spesso: - linea tecnologica; - linea amministrativa; - linea economico/finanziaria. Nel discutere di questa tematica, all’interno di questi contesti misti in cui partecipavano esponenti della cultura accademica, delle pubbliche amministrazioni e degli operatori, ci si è potuti confrontare con la complessità che il tema assume. La terza fase ha costituito la preparazione fondamentale allo studio del caso di studio. Come detto sopra, la Regione Emilia Romagna, all’interno degli Accordi di Programma con le Province, ha deliberato lo stanziamento di co-finanziamenti per lo sviluppo di progetti, integrati con le pratiche della mobilità, inerenti la distribuzione delle merci in città. Inizialmente, per tutti i capoluoghi di provincia, la misura 5.2 degli A.d.P. prevedeva la costruzione di un Centro di Distribuzione Urbana e l’individuazione di un gestore dei servizi resi dallo stesso. Successive considerazioni hanno poi portato a modifiche della misura lasciando una maggiore elasticità alle amministrazioni locali. Tramite una esperienza di ricerca parallela e compatibile con quella del Dottorato finanziata da un assegno di ricerca sostenuto dall’Azienda Consorziale Trasporti di Reggio Emilia, si è potuto partecipare a riunioni e seminari presentati dalla Regione Emilia Romagna in cui si è potuto prendere conoscenza delle proposte progettuali di tutte le province. L’esperienza di Reggio Emilia costituisce il caso di studio della tesi di Dottorato. Le molteplici problematiche che si sono affrontate si sono protratte per tempi lunghi che hanno visto anche modifiche consistenti nell’assetto della giunta e del consiglio comunali. Il fatto ha evidenziato l’ennesimo aspetto problematico legato al mantenimento del patrimonio conoscitivo acquisito, delle metodiche adottate e di mantenimento della coerenza dell’impostazione – in termini di finalità ed obiettivi – da parte dell’Amministrazione Pubblica. Essendo numerosi gli attori coinvolti, in un progetto di logistica urbana è determinante per la realizzazione e la riuscita del progetto che ogni fattore sia allineato e ben informato dell’evoluzione del progetto. In termini di programmazione economica e di pianificazione degli interventi, inoltre, la pubblica amministrazione deve essere estremamente coordinata internamente. Naturalmente, questi sono fattori determinanti per ogni progetto che riguarda le trasformazioni urbane e lo sviluppo delle città. In particolare, i diversi settori (assessorati) coinvolti su questa tematica, fanno o possno fare entrare in situazioni critiche e rischiose la solidità politica dello schieramento di maggioranza. Basti pensare che la distribuzione delle merci in città coinvolge gli assessorati della mobilità, del commercio, del centro storico, dell’ambiente, delle attività produttive. In funzione poi delle filiere che si ritiene di coinvolgere, anche la salute e la sicurezza posso partecipare al tavolo in quanto coinvolte rispettivamente nella distribuzione delle categorie merceologiche dei farmaci e nella security dei valori e della safety dei trasporti. L’esperienza di Reggio Emilia è stata una opportunità preziosissima da molteplici punti di vista. Innanzitutto ha dato modo di affrontare in termini pratici il problema, di constatare le difficoltà obiettive, ad esempio nella concertazione tra gli attori coinvolti, di verificare gli aspetti convergenti su questo tema. Non ultimo in termini di importanza, la relazione tra la sostenibilità economica del progetto in relazione alle esigenze degli operatori commerciali e produttivi che ne configurano gli spazi di azione. Le conclusioni del lavoro sono molteplici. Da quelle già accennate relative alla individuazione delle criticità e dei rischi a quelle dei punti di forza delle diverse soluzioni. Si sono affrontate, all’interno del testo, le problematiche più evidenti cercando di darne una lettura costruttiva. Si sono evidenziate anche le situazioni da evitare nel percorso di concertazione e si è proposto, in tal proposito, un assetto organizzativo efficiente. Si è presentato inoltre un modello di costruzione del progetto sulla base anche di una valutazione economica dei risultati per quanto riguarda il Business Plan del gestore in rapporto con gli investimenti della P.A.. Si sono descritti diversi modelli di ordinanza comunale per la regolamentazione della circolazione dei mezzi leggeri per la distribuzione delle merci in centro storico con una valutazione comparativa di meriti ed impatti negativi delle stesse. Sono inoltre state valutate alcune combinazioni di rapporto tra il risparmio in termini di costi esterni ed i possibili interventi economico finanziario. Infine si è analizzato il metodo City Ports evidenziando punti di forza e di debolezza emersi nelle esperienze applicative studiate.

An assessment of the business value of traceability practices in the italian fishery processing industry

Traceability is often perceived by food industry executives as an additional cost of doing business, one to be avoided if possible. However, a traceability system can in fact comply the regulatory requirements, increase food safety and recall performance, improving marketing performances and, as well as, improving supply chain management. Thus, traceability affects business performances of firms in terms of costs and benefits determined by traceability practices. Costs and benefits affect factors such as, firms’ characteristics, level of traceability and ,lastly, costs and benefits perceived prior to traceability implementation. This thesis was undertaken to understand how these factors are linked to affect the outcome of costs and benefits. Analysis of the results of a plant level survey of the Italian ichthyic processing industry revealed that processors generally adopt various level of traceability while government support appears to increase the level of traceability and the expectations and actual costs and benefits. None of the firms’ characteristics, with the exception of government support, influences costs and level of traceability. Only size of firms and level of QMS certifications are linked with benefits while precision of traceability increases benefits without affecting costs. Finally, traceability practices appear due to the request from “external“ stakeholders such as government, authority and customers rather than “internal” factors (e.g. improving the firm management) while the traceability system does not provide any added value from the market in terms of price premium or market share increase.

Methods and tools to foster territorial approaches for the assessment of food supply chains

The challenges of the current global food systems are often framed around feeding the world's growing population while meeting sustainable development for future generations. Globalization has brought to a fragmentation of food spaces, leading to a flexible and mutable supply chain. This poses a major challenge to food and nutrition security, affecting also rural-urban dynamics in territories. Furthermore, the recent crises have highlighted the vulnerability to shocks and disruptions of the food systems and the eco-system due to the intensive management of natural, human and economic capital. Hence, a sustainable and resilient transition of the food systems is required through a multi-faceted approach that tackles the causes of unsustainability and promotes sustainable practices at all levels of the food system. In this respect, a territorial approach becomes a relevant entry point of analysis for the food system’s multifunctionality and can support the evaluation of sustainability by quantifying impacts associated with quantitative methods and understanding the territorial responsibility of different actors with qualitative ones. Against this background the present research aims to i) investigate the environmental, costing and social indicators suitable for a scoring system able to measure the integrated sustainability performance of food initiatives within the City/Region territorial context; ii) develop a territorial assessment framework to measure sustainability impacts of agricultural systems; and iii) define an integrated methodology to match production and consumption at a territorial level to foster a long-term vision of short food supply chains. From a methodological perspective, the research proposes a mixed quantitative and qualitative research method. The outcomes provide an in-depth view into the environmental and socio-economic impacts of food systems at the territorial level, investigating possible indicators, frameworks, and business strategies to foster their future sustainable development.

Strategies and procedures for the development of intermodal freight transport in Europe: the role of motorways of the sea services and railway terminals

Since the birth of the European Union on 1957, the development of a single market through the integration of national freight transport networks has been one of the most important points in the European Union agenda. Increasingly congested motorways, rising oil prices and concerns about environment and climate change require the optimization of transport systems and transport processes. The best solution should be the intermodal transport, in which the most efficient transport options are used for the different legs of transport. This thesis examines the problem of defining innovative strategies and procedures for the sustainable development of intermodal freight transport in Europe. In particular, the role of maritime transport and railway transport in the intermodal chain are examined in depth, as these modes are recognized to be environmentally friendly and energy efficient. Maritime transport is the only mode that has kept pace with the fast growth in road transport, but it is necessary to promote the full exploitation of it by involving short sea shipping as an integrated service in the intermodal door-to-door supply chain and by improving port accessibility. The role of Motorways of the Sea services as part of the Trans-European Transport Network is is taken into account: a picture of the European policy and a state of the art of the Italian Motorways of the Sea system are reported. Afterwards, the focus shifts from line to node problems: the role of intermodal railway terminals in the transport chain is discussed. In particular, the last mile process is taken into account, as it is crucial in order to exploit the full capacity of an intermodal terminal. The difference between the present last mile planning models of Bologna Interporto and Verona Quadrante Europa is described and discussed. Finally, a new approach to railway intermodal terminal planning and management is introduced, by describing the case of "Terminal Gate" at Verona Quadrante Europa. Some proposals to favour the integrate management of "Terminal Gate" and the allocation of its capacity are drawn up.

Fattori relazionali e di coordinamento nella filiera agro-alimentare: una valutazione della governance relazionale nel settore lattiero caseario sardo

Characteristics of modern food demand force retailers to acquire more information about product process along the food supply chain to ensure that product are in accordance with consumer preference. Therefore, the product process involves more information flows between buyer and supplier which requires collaborative efforts. These changes translate into several studies on the inter-organizational relationship in agri-food systems. Studies on inter-organizational relationships have been conducted in various academic disciplines, including sociology, psychology, law, economics, marketing, management, and combination of these. Inter-organizational relationships is an interaction between organizations which involved firms horizontally, as well as, vertically. In this study we deal with vertical, buyer-seller relationship which are sometimes referred to chain relationships. We define vertical business relationship in the agriculture-food based sector as “agri-food chain relationships”. The focus is on sustainable inter-organizational relationships in a way that they can be scientifically investigated. We study characteristics which ensure that a relationship is long-lasting and rewarding for all involved parties in the sardinian dairy. We test the theoretical model using structural equation modeling. The results suggest that the most important determinant for the relationships is technology and the price isn’t significant for the relationship governance.

Analytics and Methods for Logistic System Design and Operations Management

Analytics is the technology working with the manipulation of data to produce information able to change the world we live every day. Analytics have been largely used within the last decade to cluster people’s behaviour to predict their preferences of items to buy, music to listen, movies to watch and even electoral preference. The most advanced companies succeded in controlling people’s behaviour using analytics. Despite the evidence of the super-power of analytics, they are rarely applied to the big data collected within supply chain systems (i.e. distribution network, storage systems and production plants). This PhD thesis explores the fourth research paradigm (i.e. the generation of knowledge from data) applied to supply chain system design and operations management. An ontology defining the entities and the metrics of supply chain systems is used to design data structures for data collection in supply chain systems. The consistency of this data is provided by mathematical demonstrations inspired by the factory physics theory. The availability, quantity and quality of the data within these data structures define different decision patterns. Ten decision patterns are identified, and validated on-field, to address ten different class of design and control problems in the field of supply chain systems research.