Neue Modellierungsmethoden für Bus- und Bahnumläufe

Newsletter des DS&OR Lab 4. Ausgabe, 09/2002 Kooperationen von heute gestalten die Mobilität der Zukunft Kooperation mit Gewinn Szenarien für den Einsatz mobiler Endgeräte bei der Gauselmann-Gruppe DS&OR Lab entwickelt jetzt Competence Center übergreifend Zuverlässige Angaben über Aufwendungen für IT-Projekte möglich Neue Modellierungsmethoden für Bus- und Bahnumläufe Wir wagen uns auch an komplexeste Problemstellungen DS&OR ALUMNI e. V. Im Verein ist ALUMNI am schönsten

Editorial Liebe Ehemalige, Kooperationspartner und Freunde des DS&OR Lab, in dieser Ausgabe berichten wir exemplarisch über einige aktuelle Kooperationsprojekte mit Praxispartnern des DS&OR Lab. Es stellt sich immer wieder heraus, dass Praxisprojekte einen Anstoß für interessante und anspruchsvolle Forschungsthemen geben, über die in wissenschaftlichen Konferenzen und Veröffentlichungen berichtet werden kann. Die meisten unserer Praxisprojekte werden in Teams von Mitarbeitern und Studierenden bearbeitet, so dass die Absolventen des Lehrstuhls bereits während des Studiums Praxiserfahrungen gesammelt haben. Unsere Absolventen von heute treten in eine von der Informationstechnologie geprägte Arbeitswelt ein, in der es sehr viel schwieriger ist, Fuß zu fassen, als noch vor einem, geschweige denn vor zwei Jahren. Dabei ist es gut zu wissen, dass ein wissenschaftlich fundiertes, nicht zu eng konzipiertes Universitätsstudium zusammen mit Praxiserfahrungen und einem kreativen Geist auch heute die beste Erfolgsgarantie auf dem Arbeitsmarkt ist. Ich persönlich musste in diesem Jahr aufgrund von Angeboten anderer Universitäten überlegen, ob ich die nächsten Jahre in Paderborn bleibe oder zu einem anderen Standort wechseln möchte. Nicht zuletzt hat mich die positive Resonanz seitens der Studierenden und Ehemaligen dazu bewegt, die bisherige Arbeit für das Fach Wirtschaftsinformatik im sehr günstigen Umfeld in Paderborn weiterzuführen. Herzlichen Dank für das Feedback! Für die Weiterentwicklung des Lehrstuhls sind Ideen von allen willkommen! Ihre Auf dem Weg mit mobilen Anwendungen Studenten des DS&OR Lab analysieren in Zusammenarbeit mit der Firma BEIT Systemhaus GmbH die Einsatzmöglichkeiten mobiler Endgeräte in der Gauselmann Unternehmensgruppe. Das ist jetzt das zweite Projekt mit der Universität Paderborn, und es lässt sich feststellen, dass es durch die Studierenden wieder zu einem hervorragenden Ergebnis gebracht worden ist!, so Kai Marquardt, Solution Manager bei der BEIT Systemhaus GmbH. Handelte es sich beim ersten Projekt noch um die Erstellung eines System-Konzepts für die Einsatzmöglichkeiten im Bereich eines Customer Relationship Managements (CRM) mit zusätzlichem Kunden-eBusiness-Portal, wurden dieses Mal die Einsatzmöglichkeiten mobiler Technologien wie Handies, Smartphones, PDAs etc. untersucht. Uns fehlte immer eine Strategie. Welche Hardware, welche Software? Welche Informationen müssen angeboten werden?, so Kai Marquardt weiter. Mit dem Projektabschlussbericht hatten 2

wir eine Grundlage, die wir unseren Entscheidern vorlegen konnten. Jetzt werden wir erste Applikationen implementieren. Im Rahmen des Decision Support Projekts erarbeiteten sechs Studenten anhand vorliegender Anfragen, wie mobile Begleiter sinnvoll mit Informations-Leben gefüllt werden könnten. Es wurde ein Konzept entwickelt, mit dem die Mitarbeiter der Unternehmensgruppe leichter auf relevante Informationen zugreifen können. Dabei werden verschiedene Hierarchieebenen beleuchtet: vom mobilen Manager, der die Technologie in erster Linie zur Entscheidungsunterstützung nutzt, bis zum mobilen Vertriebler, der dem Kunden Produktinformationen auf dem Gerät zeigen möchte. Vor- und Nachteile der immer noch relativ teuren Technologie wurden erarbeitet und dem Auftraggeber in einer Präsentation vorgestellt. Grundsätzlich wurde in den zwei Projekten deutlich, dass der Praxisbezug den Studenten sehr viel vom wirklichen, späteren Berufsleben mitgeben konnte.... und uns bringen die Projekte eine ganze Menge, so Marquardt. Es ist nicht möglich, dass sich eine interne Projektgruppe über Monate mit einer so umfangreichen Studie beschäftigt. Aufträge gehen vor. Der Kontakt zwischen der Universität Paderborn und der BEIT Systemhaus GmbH, dem internen IT- Dienstleister der Unternehmensgruppe Gauselmann, zeigt wieder einmal die fruchtbare Zusammenarbeit von Lehre und Praxis. DS&OR Lab erleichtert Entscheidungen für die DB-Systems Seit Mitte August führt das DS&OR Lab ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt für die DB Systems durch. Das Unternehmen entstand Mitte des Jahres durch Fusion der TLC GmbH und DB Informatik-Dienste GmbH (IDG). Es bietet einen IT-Full-Service für alle Unternehmensbereiche der Deutschen Bahn AG und deren Töchter an. Ein Vorgehensmodell sowie Toolunterstützung zur Durchführung von Total Cost of Ownership- und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen werden im Projekt für die spezifischen Anforderungen der DB Systems entwickelt. Die Ergebnisse dienen der DB Systems zukünftig dazu, zuverlässigere Angaben über die Aufwände von IT-Projekten über einen gesamten Produktlebenszyklus zu ermitteln. Das Projekt wird von vier Mitarbeitern des DS&OR Lab als internes Joint Venture der drei Competence Center durchgeführt. Als Projektvorgehensmodell wird das in der Praxis bereits vielfach erfolgreich eingesetzte Vorgehensmodell des CC ITC angewendet. Durch den DS&OR-Diplomanden Thorsten Fuchs wurde im Vorfeld bereits der Prototyp eines Entscheidungsunterstützungstools zur Durchführung von Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen für IT- und E- Business-Projekte implementiert. Das Tool ermöglicht die systematische Erfassung aller relevanten Monetär- und Nutzenaspekte und generiert automatisch Grafiken zur Entscheidungsfindung. Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wird auf den bereits erarbeiteten Ergebnissen weiter aufbauen. Anfang Dezember werden die Ergebnisse des Beratungsprojektes dem Lenkungskreis der DB Systems vorgestellt. Projektleiter seitens der Uni ist Michael Scholz (Kontakt: michael.scholz@ dsor.upb.de), der neben seiner Tätigkeit am DS&OR Lab ebenfalls seit drei Jahren für die DB Systems als Berater tätig ist. 3

Entwicklung neuer Modellierungsmethoden für Umlaufplanungsprojekte des Bus- und Bahnverkehrs In Zusammenarbeit mit der PTV AG (http:// www.ptv.ag) werden Busumlaufplanungsprobleme mit mehreren Depots und verschiedenen Fahrzeugtypen behandelt. Bereits im letzten Jahr wurde am CC DSS eine Optimierungskomponente für diese Problemstellung entwickelt und mit umfangreichen Praxisdaten getestet. In der gerade laufenden Projektendphase werden Schnittstellen zu den PTV Produkten INTERPLAN und VISUM erstellt und ein Pilotprojekt mit einem Busunternehmer in einer deutschen Großstadt durchgeführt. Nach dem Gewinn eines Projekt-Wettbewerbs der Deutschen Bahn AG hat das CC DSS in Zusammenarbeit mit ILOG Deutschland GmbH (http:// www.ilog.de) eine Komponente für die Umlaufoptimierung von Triebfahrzeugen und Reisezugwagen entwickelt. Neben der Planung von Instandhaltungsoperationen wird der Einsatz von Wagengruppen mit mehreren Typen und ihre Zusammensetzung in Zugverbänden optimiert. Für umfangreiche Daten der Deutschen Bahn AG konnten optimale Umlaufpläne unter Minimierung der Flottengrößen und Leerfahrtskosten gebildet werden. Σ i 1 Figur 1 0 k i j Umlaufplanungsprobleme werden mit Hilfe von Flussnetzwerken, die einen gegebenen Fahrplan erfassen, mathematisch modelliert (Figur 1). Dabei entsprechen Flüsse den Fahrzeugen. Das Umlaufplanungsproblem mit mehreren Depots und Fahrzeugtypen ist komplexer: Bei der Modellierung werden mehrere Schichten des Flussnetzwerks angelegt, damit Fahrzeuge verschiedener Typen oder Herkunftsdepots im Flussmodell nicht Figur 2 vermischt werden (siehe Figur 1). Nichtflussrestriktionen (rot) sorgen dafür, dass Fahrten von exakt einer Schicht überdeckt werden. Um die resultierenden gemischt-ganzzahligen Netzwerkmodelle mit heutiger Optimierungssoftware direkt lösen zu können, hat Herr Dr. Mellouli eine neue Aggregationsmethode der Flüsse entwickelt. Dabei wird die quadratische Anzahl potentieller Leerfahrts-Verbindungen (Matches) zwischen Planfahrten wie folgt drastisch reduziert (Figur 2): Betrachtet man alle Matches zwischen endenden Planfahrten einer Station k und startenden Planfahrten einer Station k (zeitlich sortiert), stellt man fest, dass nur jeweils die erste Verbindung (First- Match) gebraucht wird, falls die blauen Warte- Kanten in Station k eingeführt werden. Über alle First-Matches braucht man nur die jeweils letzten (roten) darzustellen, da auch über blaue Warte- Kanten der Station k (neben denen von k) alle Matches erreicht werden können. Rechenergebnisse zeigen, dass etwa fünf Millionen Matches mit Hilfe von nur 25 Tausend Latest-First- Matches aggregiert dargestellt werden können. 4

Neuigkeiten aus den Competence Centern DS&OR Lab auf internationalen Konferenzen. Die aktuellen Forschungsergebnisse des CC DSS wurden auf dem EWGT-Meeting (European Working Group on Transportation) in Bari (http://www.poliba.it/ewg2002/) und auf der IFORS 2002 - Konferenz in Edinburgh (http://www.som.umd.umich. edu/ifors2002) präsentiert. Stipendiaten der Graduate School am DS&OR Lab. Die International Graduate School of Dynamic Intelligent Systems (http://www.upb.de/graduateschool) hat ihren Betrieb aufgenommen. Gleich zwei Stipendiaten verstärken unser DSS Team: Herr Dipl.-Wirt. Inform. Markus P. Thiel seit Oktober 2001 und Herr M. Sc. Yufeng Guo seit April 2002. Das CC DSS wächst weiter. Wir freuen uns, mit Herrn Dipl.-Inform. Achim Koberstein ein neues Mitglied am DS&OR Lab begrüßen zu können. In der Zeit vom 23. August bis zum 20. September findet in diesem Jahr zum inzwischen 8. Mal das studentische Beratungsprojekt IT-Consulting statt. Die teilnehmenden 20 Studierenden aus den wirtschaftswissenschaftlichen Studiengängen haben dieses Jahr die Gelegenheit, den Beratungsalltag in zweifacher Hinsicht zu erleben. Einerseits durch die Bearbeitung der Aufgabenstellung und andererseits durch den diesjährigen Projektpartner. Denn bei dem handelt es sich um die Lynx Consulting Group, einem Unternehmen im Bereich Beratung und Dienstleistung im IT-Sektor. Für ein interessantes und spannendes Projekt ist also gesorgt. Wie in den vergangenen Jahren konnten auch in diesem Sommersemester die Kooperationen mit namhaften Unternehmen durch Gastvorträge von Herrn Dr. Sandmeier von der itelligence AG (Bielefeld) sowie Herrn Knechtel und Herrn Dr. Ritzenhöfer von der Postbank Systems AG (Bonn) fortgesetzt werden. Die diesjährigen eintägigen Workshops im Rahmen des Projekts IT-Consulting werden gemeinsam mit den Unternehmensberatungen Accenture und PricewaterhouseCoopers gestaltet. Das CC ITC wächst ebenfalls! Wir heißen Frau Dipl.-Kffr. Antonia Knübel herzlich willkommen. Im Sommersemester 2002 wurde erstmalig das Praktikum Web based systems angeboten. Hier wurden auf der Basis von state-of-the-art Technologien (XML, SVG, Java) Lernmodule für den virtuellen Studiengang VORMS (http://www.vorms.org) entwicklelt. Das Praktikum wurde organisatorisch als IT-Projekt aufgezogen, d.h. alle Gruppen hatten neben der Entwicklung der Lernmodule entsprechende Projektplanung und -verfolgung in ihren Teams zu etablieren und den Fortschritt wöchentlich zu berichten. Diese Form des Praktikums kam bei den Studenten sehr gut an, da der Ablauf einem Projekt in der Praxis sehr nahe kommt und neben den neuen Technologien wichtige Erkenntnisse über Projektmanagement gewonnen werden konnten. Herrn Ragnar Schierholz wurde auf der Konferenz 2002 der Deutschen Notes User Group (DNUG) (http://www.dnug.de) in Bonn der erste Preis in der Kategorie Diplomarbeiten verliehen. Seine Diplomarbeit wurde von Stephan Kassanke betreut. Das Projekt VORMS wurde dieses Jahr auf zahlreichen internationalen Konferenzen, wie z.b. der Edmedia, World Conference on Educational Multimedia, Hypermedia and Telecommunications in Denver, USA (http://www.aace.org/conf/edmedia/default.htm), und der SECIII, Open IFIP-GI- Conference on Social, Ethical and Cognitive Issues of Informatics and ICT in Dortmund (http://seciii.cs.uni-dortmund.de/) durch Christine Frank vorgestellt. 5

Mitarbeiterportrait Dipl. Wirt.-Ing. Markus Toschläger DS&OR News: Seit wann arbeitest Du schon am Lehrstuhl und wie bist Du dazu gekommen, hier zu arbeiten? Markus: Eigentlich begann alles mit dem Projekt IT-Consulting im März 1996, an dem ich als Teilnehmer mitgewirkt habe. Danach hat man mir eine Stelle als SHK angeboten. Anschließend habe ich hier am Lehrstuhl meine Diplomarbeit geschrieben und da mir das alles sehr gut gefallen hat, habe ich im September 1997 als Wissenschaftlicher Mitarbeiter angefangen. DS&OR News: Du bist bald mit Deiner Dissertation fertig, was wirst Du anschließend tun? Markus: Ich bereite seit zwei Jahren mit zwei Kollegen die Gründung eines Unternehmens im Beratungsbereich vor, welches gerade in der Anfangsphase sehr eng mit dem Lehrstuhl kooperieren soll mit anderen Worten: ein echtes Spin-Off. DS&OR News: Dass heißt, dass Du Dir vorstellen kannst, Dich weiterhin im Umfeld des Lehrstuhls zu betätigen? Markus: Ja, das kann ich mir sehr gut vorstellen, denn gerade die Arbeit mit den Studierenden hat mir immer sehr viel Spaß gemacht. Studierende sind gute und gnadenlose Kritiker. Von ihnen bekommt man sehr viel Feedback und ich hab daraus eine Menge gelernt. DS&OR News: Du bist einer derjenigen, die erheblich an der Entwicklung des DS&OR Lab beteiligt waren. In welchen Bereichen hast Du mitgewirkt? Markus: Da gibt es viele Bereiche, der Ausbau des Projektes und des Competence Center IT-Consulting, die Gründung des DS&OR ALUMNI, die Idee eines DS&OR Newsletter etc. In der Anfangsphase waren wir fünf bis sechs Leute, jetzt sind wir über 40. Es hat sich vieles verändert und entwickelt. Es ist zwar nicht alles einfacher, aber vieles besser geworden. DS&OR News: Was fällt Dir noch zu Deiner Arbeit am DS&OR Lab ein? Markus:...der Spaß an der Arbeit, die netten Kollegen, die gute Atmosphäre... DS&OR News: Und was machst Du, wenn Du nicht an der Uni bist und arbeitest? Markus: Wann immer es geht Musik. Ich spiele Klarinette und Saxophon. DS&OR News: Spielst Du in einer Band oder in einem Orchester? Markus: Ich spiele Klarinette im Symphonischen Blasorchester Westfalen Winds, Saxophon in der Westfalia Big Band und habe vor sechs Jahren das Klarinetten Ensemble intakt gegründet. DS&OR News: Dann wünschen wir Dir weiterhin viel Erfolg im beruflichen und privaten Bereich und bedanken uns für das nette Gespräch. 6

DS&OR ALUMNI Sieg dem Dativ DS&OR Alumni auf dem Weg zum e.v. Falls Sie jemals der Versuchung erliegen sollten, einen Verein zu gründen: Tun Sie s nicht. Fragen Sie einen Bekannten. Dabei sind engagierte Debatten um die grammatikalische Korrektheit der Satzung ( dem Austausch versus den Austausch ) nur der obere Teil der Spitze des Eisbergs. Viel gravierender doch die Frage, wie geprellte Mitglieder austreten können, wenn in einer Mitgliederversammlung nach Oktober der Jahresbeitrag exzessiv erhöht werden sollte und die Kündigungsfrist doch drei Monate zum (Geschäfts-) Jahresende ist. Die gründliche Diskussion nur weniger solcher Fragestellungen genügt, einen Versammlungsleiter der Depression nahe zu bringen. Doch wer nicht kämpft, kann nicht gewinnen. Und so wurde sie durchgezogen, die konstituierende Versammlung des DS&OR Alumni -Vereins. Stilvoll eingebettet in ein Programm aus Fachvorträgen zum Thema Wissensmanagement (im WWW-Portal des DS&OR-Alumni abzurufen) und einem gemütlichen Beisammensein im Haxtergrund, verliehen stattliche 37 (!) Gründungsmitglieder am Samstag, dem 6.7.2002, dem Vorhaben einen würdigen Rahmen. Und schon nach mehrstündiger Aussprache über Sinn, Satzung und Mitgliedsbeitrag des Vereins, und nachdem auch der letzte Zweifler beruhigt und jeder Paragraph genauestens durchleuchtet war, konnte die offizielle Gründung verkündet werden. Vermehrt einsetzender Nahrungsbedarf ermöglichte anschließend eine Vorstandswahl in Rekordzeit: Thomas Knechtel wurde zum Ersten Vorsitzenden des neuen Vereins gekürt, Mohammad- Reza Brojerdi zum Zweiten Vorsitzenden, Markus P. Thiel zum Schatzmeister und Christine Frank zur Schriftführerin. Zwei Beisitzer fanden sich schließlich in Sascha Jahn und Matthias Klauke. Erschöpft, aber zufrieden, ließen die nun organisierten Alumni den Abend am großen Grill bei einer bisweilen stattlichen Anzahl Getränke ausklingen. (Wieder) Nüchtern betrachtet bleibt die Aufgabe, den Verein beim Amtsgericht eintragen zu lassen. Ob uns das gelingt, werden Sie vermutlich wieder an dieser Stelle lesen können. Ich selbst (Claus Biederbick) wurde übrigens in das Ressort Öffentlichkeitsarbeit gewählt und walte hiermit erstmalig meines Amtes. Und falls auch Sie Mitglied werden wollen, besuchen Sie uns einfach im Internet unter http://www.dsor.de/ alumni. Sie können ja dann gleich zum gemütlichen Teil übergehen. Den Verein gibt s ja schon. 7

Veranstaltungen und Termine 23.08.2002 bis Projekt IT-Consulting 20.09.2002 Universität Paderborn, Lehrstuhl Prof. Dr. Suhl http://www.dsor.de 02.09.2002 bis Operations Research 2002 International Conference on Operations 05.09.2002 Research Klagenfurth, Österrreich http://www.uni-klu.ac.at/or2002 09.09.2002 bis Multi-Konferenz Wirtschaftsinformatik 11.09.2002 WiSo Fakultät Universität Erlangen-Nürnberg http://www.forwin.de/mkwi02 30.09.2002 bis Informatik 2002 Jahrestagung der Gesellschaft für Informatik (GI) 03.10.2002 Universität Dortmund http://www.informatik2002.de 10.11.2002 Tag der offenen Tür 11.09.2002 Universität Paderborn http://www.uni-paderborn.de 15.11.2002 Workshop der Gesellschaft für Operations Research (GOR): E-Learning-Angebote für Wirtschaftsinformatik und Operations Research Heinz Nixdorf Forum (HNF) der Universität Paderborn http://www.gor-ev.de 17.11.2002 bis INFORMS Annual Conference on Operations Research & 20.11.2002 Management Science San Jose, California, USA http://www.informs.org/conf/sanjose2002 08.12.2002 bis Winter Simulation Conference 11.12.2002 San Diego, California, USA http://www.wintersim.org 15.12.2002 bis International Conference on Information Systems 18.12.2002 Barcelona, Spanien http://dsi.esade.es/icis2002 8 Impressum Herausgeber: DS&OR Lab der Universität Paderborn, Prof. Dr. Leena Suhl, 33095 Paderborn. Tel.: 05251-605245, Email: info@dsor.upb.de. Das DS&OR Lab im Internet: http://www.dsor.de. Produktion: DS&OR Lab der Universität Paderborn, Prof. Dr. Leena Suhl, 33095 Paderborn. Redaktion: Christine Frank ViSdP: Christine Frank Titelbild: Yuriy Shkonda, Christine Frank Gestaltung und Druck: Bonifatius GmbH, Paderborn. Auflage: 500 Stück Für den Newsletter DS&OR News behalten wir uns alle Rechte aus dem Urheberrecht vor. Der nächste Newsletter erscheint im Februar 2003.