Wenger Multikriterielle Tourenplanung

2010
ISBN: 978-3-8349-8613-9
Verlag: Betriebswirtschaftlicher Verlag Gabler
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 256 Seiten, eBook

Reihe: Produktion und Logistik

Wolf Wenger konzipiert ein interaktives Entscheidungsunterstützungssystem für multikriterielle Tourenplanungsprobleme und stellt ein generelles Lösungskonzept zur Tourenplanung vor.

Dr. Wolf Wenger promovierte bei Prof. Dr. Walter Habenicht am Lehrstuhl für Industriebetriebslehre an der Universität Hohenheim.

Zielgruppe

Research

Autoren/Hrsg.

Wenger, Wolf

Inhaltsverzeichnis

1;Geleitwort;6
2;Vorwort;8
3;Inhaltsverzeichnis;9
4;Abbildungsverzeichnis;13
5;Tabellenverzeichnis;16
6;Algorithmenverzeichnis;18
7;Abkürzungsverzeichnis;19
8;Symbolverzeichnis;20
9;Kapitel 1 Einleitung;24
9.1;1.1 Problemstellung und Forschungsfragen;24
9.2;1.2 Aufbau der Arbeit;26
10;Kapitel 2 Entscheidungsfindung bei multiplen Zielsetzungen;28
10.1;2.1 Grundlagen der Entscheidungstheorie;28
10.1.1;2.1.1 Systematik eines Entscheidungsproblems;28
10.1.2;2.1.2 Entscheidungen unter Berücksichtigung multikriterieller Zielsysteme;29
10.1.3;2.1.3 Struktur multikriterieller Entscheidungen;30
10.2;2.2 Methoden zur Entscheidungsunterstützung bei multikriteriellen Zielsystemen;35
10.2.1;2.2.1 Klassifikation von Lösungstechniken;35
10.2.2;2.2.2 Funktionsbasierte Methoden;36
10.2.2.1;2.2.2.1 Grundlagen;36
10.2.2.2;2.2.2.2 Ausgewählte Verfahren;39
10.2.3;2.2.3 Relationenbasierte Methoden;43
10.2.3.1;2.2.3.1 Grundlagen;43
10.2.3.2;2.2.3.2 Ausgewählte Verfahren;44
10.2.4;2.2.4 Effizienzbasierte Methoden;48
10.2.4.1;2.2.4.1 Grundlagen;48
10.2.4.2;2.2.4.2 Ausgewählte Verfahren;53
10.3;2.3 Zur Wahl eines geeigneten multikriteriellen Entscheidungsunterstützungsverfahrens;56
11;Kapitel 3 Generelle Tourenplanungsprobleme;61
11.1;3.1 Standardprobleme der Tourenplanung und Erweiterungen;61
11.1.1;3.1.1 Allgemeine Charakteristik von Tourenplanungsproblemen;61
11.1.2;3.1.2 Erläuterung und formale Darstellung des CVRP;63
11.1.3;3.1.3 Erweiterungsmöglichkeiten des CVRP;67
11.2;3.2 Systematisierung der Klasse genereller Tourenplanungsprobleme;68
11.2.1;3.2.1 Verwendete Systematisierungskriterien;68
11.2.2;3.2.2 Auftragsstruktur;69
11.2.3;3.2.3 Depotstruktur;75
11.2.4;3.2.4 Transportmittelstruktur;77
11.2.5;3.2.5 Transportwegestruktur;80
11.2.6;3.2.6 Informationsstruktur;83
11.2.7;3.2.7 Zielsystemstruktur;86
11.3;3.3 Lösungsansätze für Tourenplanungsprobleme;89
11.3.1;3.3.1 Klassifizierung der Lösungsansätze;89
11.3.2;3.3.2 Exakte Lösungsverfahren;90
11.3.3;3.3.3 Heuristische Lösungsverfahren;91
11.3.3.1;3.3.3.1 Konstruierende Verfahren;92
11.3.3.2;3.3.3.2 Modifizierende Verfahren;95
11.3.4;3.3.4 Metaheuristiken;103
11.4;3.4 Tourenplanung unter Berücksichtigung multikriterieller Zielsysteme;107
11.4.1;3.4.1 Ausgestaltung multikriterieller Zielsystemstrukturen;107
11.4.2;3.4.2 Lösungsansätze multikriterieller Tourenplanungsprobleme;111
12;Kapitel 4 Empirische Relevanz multikriterieller Aspekte in Tourenplanungssystemen;115
12.1;4.1 Struktur und Ablauf der empirischen Untersuchung;115
12.1.1;4.1.1 Zielsetzungen und Aufbau der Befragungen;115
12.1.1.1;4.1.1.1 Branchenspezifischer Untersuchungsgegenstand;115
12.1.1.2;4.1.1.2 Leitfragen der Untersuchung;116
12.1.1.3;4.1.1.3 Verwendete Statistik;117
12.1.2;4.1.2 Grundgesamtheit und gezogene Stichproben;119
12.1.2.1;4.1.2.1 Grundgesamtheit der Probanden;119
12.1.2.2;4.1.2.2 Stichproben der ersten und zweiten Datenerhebung;119
12.1.3;4.1.3 Methodisches Vorgehen und erzielter Rücklauf;121
12.1.3.1;4.1.3.1 Vorgehen und Rücklauf der erstenn Datenerhebung;121
12.1.3.2;4.1.3.2 Vorgehen und Rücklauf der zweiten Datenerhebung;123
12.2;4.2 Ergebnisse und Implikationen der Untersuchungen;125
12.2.1;4.2.1 Charakterisierung praktischer Tourenplanungsprobleme in der Brauereibranche;125
12.2.1.1;4.2.1.1 Auftragsstruktur;125
12.2.1.2;4.2.1.2 Depotstruktur;128
12.2.1.3;4.2.1.3 Transportmittelstruktur;129
12.2.1.4;4.2.1.4 Transportwegestruktur;132
12.2.1.5;4.2.1.5 Informationsstruktur;134
12.2.2;4.2.2 Einsatz von Softwarelösungen zur Distribution in der Brauereibranche;136
12.2.3;4.2.3 Praktische Zielsystemstrukturen in der Brauereibranche;141
12.2.3.1;4.2.3.1 Tourenplanungsspezifischer Zielkriterienkatalog;141
12.2.3.2;4.2.3.2 Analyse der Bedeutung instrumenteller Zielkriterien;142
12.2.3.3;4.2.3.3 Analyse der Bedeutung fundamentaler Zielkriterien;145
12.2.3.4;4.2.3.4 Empirische Überprüfung der Fundamentalzieloperationalisierung durch den verwendeten Kriterienkatalog;149
12.2.3.5;4.2.3.5 Analyse der Umsetzung ausgewählter Aspekte in vorhandenen Systemen;153
13;Kapitel 5 Ein interaktives Entscheidungsunterstützungssystem zur multikriteriellen Tourenplanung;156
13.1;5.1 Konzeptionelle Rahmenbedingungen des Entscheidungsunterstützungssystems;156
13.2;5.2 Bestandteile und Struktur des Entscheidungsunterstützungssystems;158
13.2.1;5.2.1 Darstellung des Systemaufbaus;158
13.2.2;5.2.2 Aufgaben der Systemelemente;159
13.2.3;5.2.3 Handhabung problemspezifischer Inputdaten;162
13.3;5.3 Umsetzung einer multikriteriellen Zielsystemstruktur;165
13.3.1;5.3.1 Implementierte Zielkriterien;165
13.3.2;5.3.2 Systeminterne Modellierung partieller Wertfunktionen für die Zielkriterien;169
13.3.3;5.3.3 Globale Aggregation mittels interaktiver Zielgewichtung;177
13.3.4;5.3.4 Diskussion von Stärken und Schwächen eines additiven Modells zur interaktiven Variation der Zielsystemstruktur;179
13.4;5.4 Heuristische Suchstrategie zur Alternativengenerierung;184
13.4.1;5.4.1 Repräsentation von Alternativen;184
13.4.2;5.4.2 Implementierte konstruierende Strategien;185
13.4.3;5.4.3 Implementierte modifizierende Nachbarschaften;188
13.4.3.1;5.4.3.1 Rerouting;188
13.4.3.2;5.4.3.2 Reclustering;191
13.4.4;5.4.4 Kombinationen konstruierender und modifizierender Varianten in der interaktiven Suche;192
13.5;5.5 Experimenteller Ablauf;196
13.5.1;5.5.1 Verwendete Testdatensätze;196
13.5.2;5.5.2 Simulation beispielhafter Entscheidungsträger;197
13.5.2.1;5.5.2.1 Ausgewählte Entscheidungsträger mit spezifischen Zielsystemstrukturen;197
13.5.2.2;5.5.2.2 Simulation einer interaktiven Suche;199
13.6;5.6 Ergebnisse;202
13.6.1;5.6.1 Ergebnisevaluation;202
13.6.1.1;5.6.1.1 Adaptivität des Entscheidungsunterstützungssystems;202
13.6.1.2;5.6.1.2 Qualität der generierten Tourenpläne;203
13.6.2;5.6.2 Ergebnispräsentation;208
13.6.2.1;5.6.2.1 Adaptivität des Entscheidungsunterstützungssystems;208
13.6.2.2;5.6.2.2 Qualität der generierten Tourenpläne;219
14;Kapitel 6 Schlussbetrachtung;237
15;Anhang A Fragebögen der empirischen Untersuchungen;240
15.1;A.1 Fragebogen der ersten Datenerhebung;241
15.2;A.2 Fragebogen der zweiten Datenerhebung;247
16;Anhang B Ergänzendes zu Kapitel 5;251
16.1;B.1 Schwellenwerte der systemintern ermittelten und der für die ET-Typen angenommenen partiellen Wertfunktionen;251
16.2;B.2 Aggregierte Verläufe von Durchschnitts- und Streuungswerten zu UI für die Fälle (2) und (3);253
17;Literaturverzeichnis;255

Systematisierung der Klasse genereller Tourenplanungsprobleme; Tourenplanung unter Berücksichtigung multikriterieller Zielsysteme; Ein interaktives Entscheidungsunterstützungssystem zur multikriteriellen Tourenplanung

Leseproben

Kapitel 1 Einleitung (S. 1)

1.1 Problemstellung und Forschungsfragen

Logistikprozesse und deren planerische Gestaltung gewinnen im Zuge zunehmenden Wettbewerbsdrucks auf Lieferantenmärkten mehr und mehr an Bedeutung. Spezi.sche Kundenwünsche, wie etwa die Gewährleistung einer Just-in-Time-Lieferung sorgen hierbei dafür, dass neben einer hochwertigen und preislich attraktiven Ware bzw. Dienstleistung auch eine qualitative und kostengünstige Lieferung dieser Ware oder Dienstleistung bereitgestellt werden muss.

Eine für zahlreiche Unternehmen relevante Problemstellung in diesem Kontext ergibt sich durch den Wunsch nach einer möglichst optimalen Planung der Distributionslogistik, wobei sich hinter dem Optimalitätsbegriff je nach Planungssituation eine Vielzahl an relevanten Kriterien verbergen kann. Die Tourenplanung stellt als Teildisziplin der Distributionslogistik eine vor allem im Bereich des Operations Research viel beachtete Problemstellung dar.

Seit der initiierenden Publikation von Dantzig und Ramser im Jahr 1959 ist die Anzahl an veröffentlichten Beiträgen zum Themengebiet der Tourenplanung auf eine kaum überschaubare Zahl angestiegen. Nicht zuletzt die rasante Entwicklung leistungsfähiger Personalcomputer hat diese Tendenz in jüngerer Vergangenheit weiter verstärkt und die Konstruktion verschiedener Softwarepakete zur logistischen Tourenplanung unterstützt.

Obwohl hierbei verschiedenste reale Anwendungsfälle die Grundlage der analysierten Problemstellungen bilden, gilt die Aufmerksamkeit im Rahmen der Lösung bislang hauptsächlich der Identi.kation kostenminimaler Tourenpläne. Operationalisiert wird das verfolgte Ziel der Kostenminimierung häufig durch die Zielsetzung einer minimalen Gesamtstreckenlänge der ermittelten Tour, wohingegen weitere problemrelevante Aspekte in Form von Nebenbedingungen den Handlungsrahmen der Lösungskonzepte bilden.

In der Praxis finden sich allerdings eine Fülle spezifischer, bspw. von der betrachteten Branche abhängiger Rahmenbedingungen und Zielsetzungen, welche es bei der Ermittlung von Tourenplänen zu berücksichtigen gilt.

So können u. a. Aspekte des Lieferservices, der Mitarbeiterzufriedenheit oder des Umweltschutzes Einfluss auf die Entscheidung für oder gegen eine bestimmte Belieferungstour nehmen. Das Gebiet der Mehrzielforschung beschäftigt sich mit Entscheidungsprozessen bei Vorliegen mehrerer, teilweise konfliktärer Ziele.

Dabei kommen unterschiedliche Methoden zur Entscheidungsunterstützung zum Einsatz, wobei neuere Ansätze vermehrt ein interaktives Einbeziehen des Entscheidungsträgers in den Entscheidungsprozess vorschlagen. Auf diese Weise können vorhandene und veränderliche (Präferenz-) Informationen direkt in den Lösungsprozess einbezogen und gleichzeitig eine hohe Akzeptanz beim Anwender erreicht werden.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Umsetzung einer geeigneten multikriteriellen Entscheidungsunterstützung für Tourenplanungsprobleme. In diesem Zusammenhang wird den folgenden Fragestellungen nachgegangen:

• Multikriterielle Entscheidungsunterstützung

Welche Verfahren zur Entscheidungsunterstützung bei Vorliegen einer multikriteriellen Zielsystemstruktur lassen sich unterscheiden, welche Anwendungsvoraussetzungen sind hierbei von Relevanz und worauf ist bei der Wahl eines geeigneten Entscheidungsunterstützungsverfahrens zu achten?

• Mono- und multikriterielle Tourenplanung

Durch welche Charakteristika sind in der wissenschaftlichen Literatur behandelte Tourenplanungsprobleme geprägt und wie lässt sich anhand dieser Charakteristika die Klasse genereller Tourenplanungsprobleme systematisieren? Welche Ziele und Zielsysteme sind hierbei von Relevanz und welche Lösungsansätze kommen in mono bzw. multikriterielle Problemstellungen der Tourenplanung zur Anwendung?

Über Autor(innen)

Dr. Wolf Wenger promovierte bei Prof. Dr. Walter Habenicht am Lehrstuhl für Industriebetriebslehre an der Universität Hohenheim.