Planung und Optimierung von Auslieferungsstandorten in komplexen Distributionsnetzwerken

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Julian Maurer
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1 Planung und Optimierung von Auslieferungsstandorten in komplexen Distributionsnetzwerken Von der Fakultät für Wirtschaftswissenschaften der Rheinisch-Westfälischen Technisdien Hochschule Aadien zur Erlangung des akademisdien Grades eines Doktors der Wirtschafts- und Sozialwissenschaften genehmigte Dissertation von Dipl.-Inform. Christoph Hermanns aus Südlohn-Oeding Berichter: Univ.-Prof. Dr.rer.nat.habü. Hans-Jürgen Sebastian Univ.-Prof. Dr.rer.pol.habil. Michael Bastian Tag der mündlichen Prüfung: 22. April 2009

Doktors der Wirtschafts- und Sozialwissenschaften genehmigte Dissertation von Dipl.-Inform.

2 Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Algorithmenverzeichnis Abkürzungs- und Symbolverzeichnis viii x xüi xv Einleitung 1 Ziele der Arbeit 3 Gliederung der Arbeit 4 1 Standortplanung in Distributionsnetzwerken Planung und Entscheidung Strategische, taktische und operative Planung Neuplanung und Änderungsplanung Struktur und Aufbau von Distributionsnetzwerken Netzwerktypen Zentral und dezentral organisierte Netze Regel- und Bedarfsnetze Transportketten Distributionsnetzwerke in der Literatur Brief- und Paketdistribution bei der Deutschen Post Das Netzwerk für die Briefdistribution Das Netzwerk für die Paketdistribution ' Synergien in der Brief- und Paketdistribution Standortplanung Literatur zu Kapitel 1 22

2 Struktur und Aufbau von Distributionsnetzwerken 12 1.2.1 Netzwerktypen 12 1.2.1.1 Zentral und dezentral organisierte Netze 12 1.2.1.2 Regel- und Bedarfsnetze 15 1.2.2 Transportketten 15 1.2.3 Distributionsnetzwerke in der Literatur 17 1.

3 Modelle der betrieblichen Standortplanung Standortplanungsmodelle Klassifikation von Modellen der Standortplanung Diskrete Standortmodelle Einstufige Modelle Zweistufige Modelle Semidiskrete und kontinuierliche Modelle Netzwerkmodelle Modelle in der Ebene Allokationskosten in Standortmodellen Modelle der Tourenplanung Eine Klassifikation von Modellen der Tourenplanung Grundlegende Modelle der Tourenplanung Simultane Standort- und Tourenplanung Modelle mit mathematischen Näherungsfunktionen Zusammenfassung und Fazit Literatur zu Kapitel 2 58 Lösungsverfahren für diskrete Standortprobleme Eine Klassifikation von Lösungsverfahren Effiziente Algorithmen für diskrete Standortprobleme Heuristische Methoden Problemspezifische Heuristiken Greedy-Heuristiken Lokale Suche Relaxationsheuristiken Metaheuristiken Tabu Search Simulated Annealing Weitere Metaheuristiken Zusammenfassung und Fazit Literatur zu Kapitel 3 86 Transportkosten in Standortmodellen Maßnahmenabhängige Abschätzung von Transportkosten Die Standortmaßnahme und das Maßnahmenpaket 90

2.1.1 Eine Klassifikation von Modellen der Tourenplanung.. 41 2.2.1.2 Grundlegende Modelle der Tourenplanung 42 2.2.1.3 Simultane Standort- und Tourenplanung 53 2.2.2 Modelle mit mathematischen Näherungsfunktionen 55 2.

4 4.1.2 Kostenfunktionen für die Bewertung von Standortmaßnahmen Abschätzung auf der Basis veränderter Standortzahlen Pendeltouren Rundtouren Maßnahmen als Standortcluster Abschätzung von Transportkosten durch Anpassung von Tourverläufen Zusammenfassung 106 Planung und Optimierung von Auslieferungsstandorten bei der Deutschen Post AG Die Datenbasis Relevante Objekte und Relationen Touren und Tourverläufe Zentraler und dezentraler Transport 111 J Analyse von Ergebnissen der Tourenplanung Modellbildung Notation Eigenschaften relevanter Objekte und Relationen Zustellbezirke und Postleitzahlgebiete Auslieferungsstandorte Distributionszentren und Kundenstandorte Standortkosten Betriebskosten Mögliche Erweiterungen Zustellungskosten Kosten der Hin- und Rückwege Mögliche Erweiterungen Transportkosten Zusammenfassung des Modells Das Lösungsverfahren Grundstruktur des Lösungsverfahrens Verfahren für das Lokationsproblem Verfahren für das Allokationsproblem Allokation im unkapazitierten Fall Allokation im kapazitierten Fall Verfahren für das Routingproblem 139

1 Die Datenbasis 107 5.1.1 Relevante Objekte und Relationen 108 5.1.2 Touren und Tourverläufe 110 5.1.2.1 Zentraler und dezentraler Transport 111 J 5.1.2.2 Analyse von Ergebnissen der Tourenplanung 114 5.

5 Einführung in die Tourenänderungsplanung Kategorisierung von Touren Ermittlung neuer Tourverläufe Mögliche Erweiterungen Vergleich mit anderen Ansätzen Ergebnisse Bewertung einer ausgewählten Standortmaßnahme Wegekosten (Zustellung) Standortkosten Transportkosten Zusammenfassung der Teilergebnisse Ergebnisse einer bundesweiten Standortplanung 170 Zusammenfassung und Ausblick 173 A Methoden für das verallgemeinerte Zuordnungsproblem 177 A.l Das Verfahren von Martello u. Toth (1990) 177 A.2 Das Verfahren von Barcelo u. a. (1990) 178 A.3 Zusammenfassung und Fazit 181 B Ergänzende Informationen zu Transportkostenmodellen 183 B.l Hinweise zu den untersuchten Transportkostenmodellen 183 B.2 Bewertung der Transportkostenmodelle 186 C Hinweise zum verwendeten Pseudocode 189 Stichwortverzeichnis 193 Literaturverzeichnis. 197

2 Ergebnisse einer bundesweiten Standortplanung 170 Zusammenfassung und Ausblick 173 A Methoden für das verallgemeinerte Zuordnungsproblem 177 A.l Das Verfahren von Martello u. Toth (1990) 177 A.

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