Kapitel 1. Lehrbücher zu Operations Research und Optimierung

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1 Literaturverzeichnis Kapitel 1 Lehrbücher zu Operations Research und Optimierung [Domschke u. Drexl 2005] Domschke, W., Drexl A. (2005): Einführung in Operations Research. Springer, 6. Auflage. [Domschke et al. 2005] Domschke, W., Drexl, A., Klein, R., Scholl, A., Voß, S. (2005): Übungen und Fallbeispiele zu Operations Research. Springer, 5. Auflage. [Dürr u. Kleibohm 1992] Dürr, W., Kleibohm, K. (1992): Operations Research. Lineare Modelle und ihre Anwendungen. Fachbuchverlag Leipzig. [Ellinger et al. 2003] Ellinger, Th., Beuermann G., Leisten R. (2003): Operations Research. Eine Einführung. Springer-Verlag, 6. Auflage. [Hillier u. Liebermann 1997] Hillier, F.S., Liebermann, G.S. (1997): Operations Research Einführung. Oldenbourg-Verlag, München- Wien. [Kallrath u. Wilson 1997] Kallrath, J., Wilson, J. M. (1997): Business Optimisation using Mathematical Programming. Macmillan Press, Hampshire and London. [Littger 1992] Littger, K. (1992): Optimierung. Springer-Verlag. [Neumann u. Morlock 1993] Neumann, K., Morlock, M. (1993): Operations Research. Carl Hansen Verlag. [Taha 2002] Taha, H. (2002): Operations Research: An Introduction. Prentice-Hall, 7th Edition. [Williams 1999] Williams, P. (1999): Model Building in Mathematical Programming. John Wiley et Sons, 4th Edition. [Williams 1993] Williams, P. (1993): Model Solving in Mathematical Programming. John Wiley et Sons.

2 298 Literaturverzeichnis Lehrbücher zu Management Science [Bell 1999] Bell, Peter C.: (1999) Management Science / Operations Research - A Strategic Perspective. South-Western College Publishing. - viele Fallstudien und Praxisanwendungen [Bodily et al. 1997] Bodily, S., Carraway, R., Frey, S., Pfeifer, P. (1997): Quantitative Business Analysis: Text and Cases. McGraw-Hill. -repräsentative Fallstudien [Denardo 2001] Denardo, E. V. (2001): The Science of Decision Making. John Wiley et Sons. - Standardinhalte des OR/MS EXCEL-orientiert aufgebaut [Ragsdale 2003] Ragsdale C. (2003): Spreadsheet Modeling and Decision Analysis A Practical Introduction to Management Science. South-Western College Publ., 4th Edition. [Winston u. Albright 2000] Winston, W. L., Albright, S. C.: (2000) Practical Management Science. Duxbury Press, Belmont, CA, 2nd Edition. EXCEL-orientiertes Lehrbuch für Business Schools Weitere Referenzen in Kapitel 1 [Günther 2005] Günther, H.-O. (2005): Supply Chain Management and Advanced Planning Systems: A Tutorial. In: Günther, H.-O., Mattfeld, D., Suhl, L. (Hrsg.): Supply Chain Management und Logistik - Optimierung, Simulation, Decision Support. Physica-Verlag. [Koschat et al. 2003] Koschat, M., Berk, G., Blatt, J., Kunz, N., LePore, M. (2003): Newsvendors tackle the newsvendor problem. Interfaces 33 (3),pp [Linecker u. Schulz 2002] Linecker, Schulz (2002): SCM-Planungstechniken bei Fischer-Ski. ORNews Nr. 16, November [Petruzzi u. Dada 1999] Petruzzi, N. C., Dada, M. (1999): Pricing and the newsvendor problem: A review with extensions. Operations Research 47 (2). [Savage 2003] Savage, Sam, L. (2003): Insight.XLA. Duxbury Press. [Zapf u. Grasemann 2001] Zapf, M., Grasemann, M. (2001): Call-Center- Simulation vermeidet Fehler. Computerwoche, Ausgabe 8/2001. Kapitel 2 [Chvátal 2002] [Dantzig 1963] Chvátal, V. (2002): Linear Programming. W.H. Freeman & Co, 16th Edition. Dantzig, G. B. (1963): Linear Programming and Extensions. Princeton University Press, Princeton, New Jersey.

3 Literaturverzeichnis 299 [Dürr u. Kleibohm 1992] Dürr, W., Kleibohm, K. (1992): Operations Research. Lineare Modelle und ihre Anwendungen. Fachbuchverlag Leipzig. [Lukesch 2005] Lukesch, S. (2005): Optimierung der Südzucker Rübenlogistik mittels iterativer linearer Programmierung. In: Günther, H.-O., Mattfeld, D., Suhl, L. (Hrsg.): Supply Chain Management und Logistik - Optimierung, Simulation, Decision Support. Physica-Verlag. [Maros 2003] Maros, I. (2003): Computational Techniques of the Simplex Method. Kluwer Academic Publishers, Boston. [Murtagh 1981] Murtagh, B. A. (1981): Advanced Linear Programming: Computation and Practice. McGraw-Hill, New York. [Murty 1983] Murty, K. G. (1983): Linear Programming. John Wiley & Sons, New York. [Nazareth 1987] Nazareth, J. L. (1987): Computer Solution of Linear Programs. Oxford University Press, New York - Oxford. [Vanderbei 2001] Vanderbei, R. J. (2001): Linear Programming: Foundations and Extensions. International Series in Operations Research and Management Science. Kluwer Academic Publishers, Boston, 2nd Edition. [Williams 1993] Williams, P. (1993): Model Solving in Mathematical Programming. John Wiley&Sons, Kapitel 3 [Bixby 2002] Bixby, R. E. (2002): Solving real-world linear programs: a decade and more of progress. Operations Research 50 (1), pp. 3-15, [Chvátal 2002] Chvátal, V. (2002): Linear Programming. W.H. Freeman & Co, 16th Edition. [Dantzig 1963] Dantzig, G. B. (1963): Linear Programming and Extensions. Princeton University Press, Princeton, New Jersey. [Fourer et al. 1999] Fourer, R., Gay, D., Kernighan, B. (1999): AMPL: A modeling language for math programming package. Duxbury Press. [Maros 2003] Maros, I. (2003): Computational Techniques of the Simplex Method. Kluwer Academic Publishers, Boston. [Mellouli 2003] Mellouli T. (2003): Scheduling and Routing Systems in Public Transport Systems: Modeling, Optimization, and Decision Support. Habilitationsschrift, Universität Paderborn. [Mops 2004] MOPS 6.x Benutzerhandbuch (2004). S. [Murtagh 1981] Murtagh, B. A. (1981): Advanced Linear Programming: Computation and Practice. McGraw-Hill, New York. [Murty 1983] Murty, K. G. (1983): Linear Programming. John Wiley & Sons, New York.

4 300 Literaturverzeichnis [Suhl/L. u. Suhl/U. 1993] [Suhl/U. 1990] [Suhl/U. 2000] [Vanderbei 2001] Suhl, L., Suhl, U. H. (1993): A Fast LU-update for linear programming, Annals of Operations Research 43, pp , Suhl, U. H., Suhl, L. (1990): Computing sparse LU factorizations for large-scale linear programming bases. ORSA Journal on Computing, Vol. 2, No. 4, Fall Suhl, U. H. (2000): MOPS Mathematical OPtimization System. In: OR News, Nr. 8, pp Vanderbei, R. J. (2001): Linear Programming: Foundations and Extensions. International Series in Operations Research and Management Science. Kluwer Academic Publishers, Boston, 2nd Edition. Kapitel 4 [Kallrath 2002] [Suhl/U. 2001] [Steinzen et al. 2004] [Williams 2001] Es gibt nicht viel allgemeine Literatur zu Vorgehensweisen bei der Modellierung von Optimierungsaufgaben. Dagegen gibt es in der wissenschaftlichen Literatur zahlreiche Veröffentlichungen zu speziellen Optimierungsanwendungen, in denen ein Modell zusammen mit Lösungsansätzen beschrieben wird. Eine Vorstellung solcher Veröffentlichungen würde hier jedoch den Rahmen dieses Buches sprengen. Der interessierte Leser sollte beispielsweise die Zeitschriften Interfaces, Operations Research, OR Spectrum, OR News, Computers & Operations Research usw. studieren. Kallrath, J. (2002): Gemischt-ganzzahlige Optimierung. Vieweg-Verlag. Suhl, U. H. (2001): IT-gestützte operative Sortimensplanung. In: Jahnke, B., Wall, F. (Hrsg.): IT-gestützte betriebswirtschaftliche Entscheidungsprozesse. Gabler- Verlag, S Steinzen, I., Koberstein, A., Suhl, U. H. (2004): Ein Entscheidungsunterstützungssystem zur Verschnittoptimierung von Rollenstahl. In: Suhl, L., Voß, S.: Quantitative Methoden in ERP und SCM, DSOR Beiträge zur Wirtschaftsinformatik/DSOR Contributions to Information Systems, Paderborn, BoD. Williams, P. (2001): Model Building in Mathematical Programming. John Wiley & Sons, 4th Edition. Kapitel 5 [Cormen et al. 2001] Cormen, T. H., Leiserson, C. E., Rivest, R. L., Stein, C. (2001): Introduction to Algorithms. MIT Press, 2nd Edition. [Michalewicz u. Fogel 2002] Michalewicz Z., Fogel D. B. (2002): How to Solve It: Modern Heuristics. Springer, 3rd Printing.

5 Literaturverzeichnis 301 [Nemhauser u. Wolsey 1988] Nemhauser, G., Wolsey, L. (1988): Integer and Combinatorial Optimization. Wiley-Interscience. [Reeves 1995] Reeves, C. R. (1995): Modern Heuristic Techniques for Combinatorial Problems. McGraw-Hill. [Williams 1993] Williams, P. (1993): Model Solving in Mathematical Programming. John Wiley & Sons. [Wolsey 1998] Wolsey, L. (1998): Integer Programming. John Wiley & Sons. Kapitel 6 [Ahuja et al. 1993] [Butchers et al. 2004] [Chvatal 2002] [Suhl/U. u. Hilbert 1998] Ahuja, R. K., Orlin, J. B., Magnanti, T. (1993): Network Flows Theory, Algorithms, and Applications. Prentice-Hall. Butchers, E. R., Day, P. R., Goldie, A. P., Miller, S., Meyer, J. A., Ryan, D. M., Scott, A. C., Wallace, A. (2004): Optimized Crew Scheduling at Air New Zealand. Interfaces (34)1, pp Chvátal, V. (16th Edition, 2002): Linear Programming. W.H. Freeman & Co. Suhl, U. H., Hilbert, H. (1998): A Branch-and-Cut- Algorithm for solcing generalized multiperiod Steiner problems in graphs. Networks (31), pp [Kliewer 2005] [Mellouli u. Kliewer 2002] [Mellouli 2003] Kapitel 7 Kliewer, N. (2005): Optimierung des Fahrzeugeinsatzes im öffentlichen Personennahverkehr - Modelle, Methoden und praktische Anwendungen. Universität Paderborn, DS&OR Lab, Dissertation. Mellouli, T. und Kliewer, N. (2002): Umlaufplanung im öffentlichen Verkehr mit mehreren Depots und Fahrzeugtypen: Neue Lösungsmodelle und praktische Aspekte. Tagungsbericht der HEUREKA 02 (Optimierung in Verkehr und Transport) Seiten FGSV- Verlag, Köln (2002). Mellouli T. (2003): Scheduling and Routing Systems in Public Transport Systems: Modeling, Optimization, and Decision Support. Habilitationsschrift, Universität Paderborn. [Mellouli 2001] Mellouli, T. (2001): A Network Flow Approach to Crew Scheduling based on an Analogy to a Train/Aircraft Maintenance Routing Problem. In Voß et al. (Eds.) Computer-Aided Scheduling of Public Transport, LENMS 505, pp Springer. Berlin. [Mellouli u. Suhl/L. 2005] Mellouli and Suhl (2005): Rotation planning of locomotive and carriage groups with shared capacites. In Proc. Algorithmic Methods and Models for Optimization of Railways (ATMOS 2004). Erscheint in Lecture Notes in Computer Science. Springer-Verlag (2005).

6 302 Literaturverzeichnis Kapitel 8 [Domschke u. Drexl 1996] Domschke, W., Drexl, A. (1996): Logistik Band 3 - Standorte. Oldenbourg-Verlag, München-Wien. [Domschke 1997] Domschke, W. (1997): Logistik Band 2 - Rundreisen und Touren. Oldenbourg-Verlag, München-Wien. [Kliewer et al. 2005] Kliewer, N., Knechtel, T., Lehmann, R. (2005): Qualifikationsbezogene Mehrdepot-Tourenplanung mit Zeitfenstern: Fallstudie technischer Kundendienst der Miele&Cie. KG. Universität Paderborn, DS&OR Lab, Working Paper WP0502. [Mellouli 2003] Mellouli, T. (2003): Scheduling and Routing Systems in Public Transport Systems: Modeling, Optimization, and Decision Support. Habilitationsschrift, Universität Paderborn. [Nickel et al. 2005] Nickel, S., Velten, S., Weimerskirch, G. (2005): Strategische Supply-Chain Entscheidungen in der Stahlindustrie - eine Fallstudie. In: Günther, H.-O., Mattfeld, D., Suhl, L. (Hrsg.): Supply Chain Management und Logistik - Optimierung, Simulation, Decision Support. Physica-Verlag. Kapitel 9 [Banks 1998] Banks, J. (1998): Handbook of Simulation. John Wiley &Sons. [Banks et al. 2005] Banks, J., Carson, J. S., Nelson, B. L., Nicol, D., M. (2005): Discrete-Event System Simulation. Pearson Education. [Biethahn et al. 1999] Biethahn, J., Hummeltenberg, W., Schmidt, B., Stähly, P., Witte, T. (2005): Simulation als betriebliche Entscheidungshilfe. Physica-Verlag. [Kelton et al. 2002] Kelton, W. D., Sadowski, R. P., Sadowski, D. A. (2002): Simulation with Arena Second Edition. McGraw-Hill. [Kramer u. Neculau 1998] Kramer, U., Neculau, M. (1998): Simulationstechnik. Carl Hanser Verlag. [Law u. Kelton 2000] Law, A. M.,Kelton, W. D. (2000): Simulation Modelling and Analysis. McGraw-Hill. [Liebl 1995] Liebl, F. (1995): Simulation. Oldenbourg-Verlag. [Shannon 1975] Shannon, R. E. (1975): System Simulation. Prentice- Hall. [Steinhausen 1994] Steinhausen, D. (1994): Simulationstechniken. Oldenbourg-Verlag.

7 Sachverzeichnis Ökonomische Interpretation 62 äquivalente Formeln opt-Verfahren 252 Absolutwert 106 ADD-Algorithmus 260 Aggregationsmethode für potentielle Leerfahrten 231 Aggregiertes Netzwerkflussmodell 228 Algebraische Darstellung 114 alternative Restriktionsgruppen 102 alternative Systemkonfigurationen 286 AMPL 89 Anfangslösung 52 Anschlusslinien 229 Approximation nichtlinearer Ausdrücke 109 Augmenting-Path-Algorithmus 201 Automatische Ein- und Ausgabe 82 Backtracking-Verfahren 135, 139, 141, 142, 149 Basis 46, 47, 59 Basislösung 47 Basisvariablen 47 Baum 168 Binärsuche 137 bipartiter Graph 167 Bounding 139 Branch-and-Bound-Verfahren 135, 139, 141, 148, 149, 151 Branching-Regeln 160 Branch&Cut 245 Briefträgerproblem 165 Chinese Postman 165 Column-Generation 246 CPLEX 78 Cuts 159 Cutting planes 159 DAG 168 Datenbasierte Verfahren 16 Datenstrukturen 85 Decision Support 5 Degenerierte Optimallösungen 37 dequeue-strategie 180 Dijkstra 173 directed acyclic graph 168 Diskrete Modelle 287 Diskrete Modelle: Techniken 275 Diskrete Simulation 14 Divide-and-Conquer 136 DLL-Schnittstelle 86 Duales Modell 67 Dualität 69 Dualitätseigenschaften 69 Duality Gap 155 Dynamische Tourenplanung 254 Ecke 59 einstufiges Transportproblem 184 Entscheidungstheorie 14 Entscheidungsvariablen 32 Eröffnungsverfahren 137 Evaluierung der Anpassungsgüte 279 Finanzplanung 23 Fixkosten 98

8 304 Sachverzeichnis Fixkostenprobleme 98 Floyd/Warshall 181 Ford/Moore 179 Formel 113 Freie Variablen 38 gemischt-ganzzahlige Modelle 135 Gemischt-ganzzahlige Optimierung 9 Generierung von zufallsbehafteten Inputdaten 280 gerichteter Graph 167 Gewichtung 118 Goal Programming 119 Grafische Lösung 33 Greedy-Methode 135 Heuristiken 12, 160 Implementierungstechniken 80, 158 Innere-Punkte-Verfahren 43 Interaktive Ein- und Ausgabe 82 Job Sequencing 144 kürzeste Wege 164, 172, 189 Kürzeste-Wege-Problem 10 Kapazitiertes (einstufiges) WLP 257 Kette 167 Klausel 113 KNF 113, 114 Knoten-Auswahlregeln 161 Kombination Heuristik/mathematische Optimierung 235 Komplexität 133 Komponente 168 konjunktive Normalform 113, 114 Kontinuierliche Modelle 271, 272 Konzepte in diskreten Simulationsmodellen 275 kostenminimale Flüsse 165, 203 Kreis 168 Kruskal 172 längste Wege 183 Lösungstechniken 8 Lösungsverfahren 42 label correcting 178 Laufzeitentwicklung, LP 80 Laufzeitentwicklung, MIP 161 LC-Verfahren 178 Lineare Modelle 31 Lineare Optimierung 8 lineare Suche 137 Literal 113 Logic 111 logische Aussagen 111 logische Formeln 111 Lokale Suche 138 LP-Modelle mit spezieller Struktur 38 LP-Optimierungssoftware 77 LP-Solver 160 LP-Standardformat 45 Management Science 5 matching 190 Mathematical Programming Language 89 Mathematische Programmierung 19 Matrizen, total unimodulare 156 max-flow-min-cut 203 maximale Flüsse 164, 191, 199 maximum flows 164 Mehrdeutige Optimallösungen 37 Mehrere Perioden 41 Mehrere Produktionsstätten 40 mehrfache Zielsetzung 116 Mehrschichtarbeit 96 Mehrstufige Warehouse Location Probleme 258 mehrstufiges Transportproblem 185 Metaheuristiken 12, 139 Min-Cost-Flow-Problem 165, 188, 197 Mindestanteile 117, 118 Minimale Spannbäume 169 Minimaler Spannbaum 164 Minimierungsmodelle 38 MIP-Heuristiken 160 MIP-Techniken 158 mixed-integer Programming 135 Modell 6 Modellbildung 6 Modellierung 95 Modellierung der Inputdaten 277 Modellierungssprachen 83, 88 Modellierungstechniken 8, 120 Monte-Carlo-Simulation 13 MOPS 78 MPL 89 MPS-Format 83

9 Sachverzeichnis 305 naturanaloge Verfahren 139 Netzwerkbasierte Modellierung des Umlaufplanungsproblems 222 Netzwerkoptimierung 10 Netzwerkorientierte Optimierungsmodelle 163 Netzwerktransformationen 225 Nichtbasisvariablen 47 Nichtlineare Programmierung 12 Nichtlinearitäten, spezielle 103 Node selection strategies 161 O-Notation 135 Operations Research 5 Optimierungssoftware in der Praxis 234 Optimierungssysteme 18 passende Verteilungstypen 278 Personaleinsatzplanung 23 Phase I 52 Preprocessing 159 Prim 172 Produktionsplanung 21 Produktionsplanung und -steuerung (PPS) 216 Prognoseverfahren 15 Programmierung, mathematische 19 Programming, mixed-integer 135 Prozessindustrie 20 Pseudozufallszahlen 281 queue 181 r-opt-verfahren 252 Rechenaufwand 81 reduzierte Kosten 64 Restflussnetzwerk 201, 205 Restriktionen 33 Revenue Management 24 Rucksackproblem 135, 143 s-t-fluss 189 Savings-Verfahren 247 Schätzung der Verteilungsparameter 279 Schätzung von Ergebnisgrößen 283 Schattenpreise 64, 66 Schlange 181 Schnittebenen 159 Schwellenwerte 100 Schwierigkeitsgrad 133 Sensitivitätsanalyse 67 Separable Programme 110 Set-Partitioning 245 shortest path 164 Simplex 60 Simplex-Verfahren 44, 48 Simplex-Verfahren, grafisch 56 Simulation 13, 269 Simulation und Optimierung 293 Simulation: Fallstudie Druckerpool 287 Simulationsexperimente 283 Simulationssoftware Arena 290 Spannbaum 164, 169 Stückweise lineare Funktionen 107 Standard-Optimierungssoftware 207 Standardproblem der Tourenplanung 241 Standortplanung 165, 256 stark zusammenhängender Graph 168 starke Zusammenhangskomponente 168 Stationäre Simulationsmodelle 285 Steuerung des Simulationsablaufs 276 Strong Branching 161 successive-shortest-path-algorithmus 205 Supply Chain Management 21 Sweep-Verfahren 250 Teilgraph 168 total unimodular 156 total unimodulare Matrizen 156 Tourenplanung 165, 237 Transformationsregeln 116 Transportproblem 164, 167, 184 Transshipment-Modell 185 Transshipment-Modell, Umformung 192 Travelling-Salesman-Problem 165, 238 Tripel-Algorithmus 182 Umformung des Transshipment-Modells 192 Umladeproblem 11, 165 Umlaufplanungsproblem 220

10 306 Sachverzeichnis Umlaufplanungsproblem: Praxisanwendung 227 Unbeschränkte Modelle 37 ungerichteter Graph 167 Unkapazitiertes (einstufiges) WLP 256 Valid Inequalities 159 Varianzreduktionsverfahren 287 Vehicle Routing 241 Vehicle Scheduling 241 Verbesserungsverfahren 137, 251 Vergleich von Alternativen 270 Verschnittprobleme 22 Wald 168 Warteschlangenmodelle 270 Weg 168 Weiche Restriktionen 106 XPressMP 78 Zentrenprobleme 262 Zielfunktion 32 Zirkulationsfluss 191 Zufallsvariablen 282 zulässiger Bereich 36, 59 Zuordnungsproblem 189 zusammenhängender Graph 168 Zyklus 168