Dynamische Optimierung von Dienstleistungen Univ.-Prof. Dr. Jochen Gönsch Universität Duisburg-Essen Mercator School of Management Lehrstuhl für Betriebswirtschaftslehre, insb. Service Operations www.msm.uni-due.de/so
2 Gliederung 1 Beispielhafte Anwendungen von DO im Dienstleistungsbereich 2 Deterministische Dynamische Optimierung 3 Stochastische Dynamische Optimierung 4 Approximative Dynamische Programmierung
3 1 Anwendungen von DO im Dienstleistungsbereich Kapazitätssteuerung Bei der Kapazitätssteuerung betrachtet man unterschiedliche Produkte, welche die gleichen Ressourcen verwenden. Ziel ist es die Ressourcen so auf die Produkte aufzuteilen, dass der erwartete Gewinn maximiert wird. Schwierig wird das Problem dadurch, dass meist zuerst die günstigen und später teure Produkte nachgefragt werden. Somit muss für jeden Kunden entschieden werden, ob er das Produkt erhält oder die Kapazität für einen eventuell später buchenden, lukrativeren Kunden aufbewahrt wird. Fluggesellschaften unterschieden zwischen Geschäfts und Privatkunden. Die Buchungen haben unterschiedliche Preise und Konditionen. https://de.wikipedia.org/wiki/airbus_a380#/media/file:airbus_a380_overfly.jpg Ähnliche Unterscheidungen gibt es bei Hotels. Die gleichen Zimmer werden zu unterschiedlichen Konditionen und Preisen angeboten. https://de.wikipedia.org/wiki/airbus_a380#/https://de.wikipedia.org/wiki/ Hotel_Bristol_(Warschau)#/media/File:Hotel_Bristol_w_Warszawie.JPG
4 Losgrößenplanung Bei der Losgrößenplanung betrachtet man das Problem, für ein nachgefragtes Produkt die optimalen Bestellzeitpunkte und die optimalen Bestellmengen zu bestimmen. Dabei sind die Lagerkosten, die bestellfixen Kosten und die variablen Kosten zu berücksichtigen. Bei der Bestellung von Bierkästen fallen fixe Kosten für die Lieferung an. Die variablen Kosten hängen von der Anzahl der bestellten Bierkästen ab. https://de.wikipedia.org/wiki/datei:iveco_euro-cargo_120e28_koffer-lkw.jpg Bei der Produktion von Bier fallen fixe Kosten in Form der Arbeitszeit und Abschreibungskosten einiger Anlagen an. Die Kosten für Hopfen, Wasser und Malz sind variabel. https://de.wikipedia.org/wiki/datei:sudkessel.jpg
5 Dynamic Pricing Beim Dynamic Pricing kann der Preis eines Produktes über die Zeit verändert werden. Ziel ist es die Preise des Produktes so zu wählen, dass der Gesamterlös maximiert wird. Bei der Flugbuchung sind die Preise oft geringer, wenn man früh bucht (Frühbucherrabatt) https://de.wikipedia.org/wiki/check-in-schalter#/media/file:lh_checkin_eddt.jpg Bei Bekleidung sinkt der Preis mit der Zeit, da diese außer Mode kommen oder aus saisonbedingten Gründen (Sommer-/Winterschlussverkauf) https://en.wikipedia.org/wiki/t-shirt#/media/file:blue_tshirt.jpg
6 Gesundheitsdienstleistungen Stark wachsender Sektor (Demographie) Zunehmender wirtschaftlicher Druck Terminplanung im Krankenhaus: Nach einer geplanten OP benötigen Patienten mit gewissen Wahrscheinlichkeiten bestimmte Ressourcen (Aufwachraum, Station zur Weiterbetreuung) https://de.wikipedia.org/wiki/alfried_krupp_krankenhaus#/media/file:alfried-krupp- Krankenhaus_Haupteingang.jpg Aufnahmeentscheidungen bei Notfällen https://de.wikipedia.org/wiki/datei:intensivstation_(01)_2007-03-03.jpg
7 Stromerzeugung Bei der Stromerzeugung muss beachtet werden, dass die Nachfrage stochastisch ist. Da dadurch auch die Strompreise am Markt schwanken können, kann ein Ziel sein den Gewinn zu maximieren. Ein Staudamm kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt Strom produzieren. Die erzeugbare Menge Strom ist jedoch abhängig von der Wassermenge, welche von Niederschlag und Verdunstung abhängig ist. https://de.wikipedia.org/wiki/kinzua-staudamm#/media/file:usace_kinzua_dam_upriver.jpg Eine Windenergieanlage produziert abhängig vom Wind Strom. Jedoch kann der Strom in einem Akkumulator gespeichert werden, um ihn später zu eventuell höheren Preisen zu verkaufen. So muss immer wieder entschieden werden, wie viel Strom verkauft/gespeichert werden soll. https://de.wikipedia.org/wiki/nordex_se#/media/file:nordex_n-90_windkraftanlage.jpg
8 Kürzeste-Wege-Problem Beim kürzeste-wege-problem ist der kürzeste/ schnellste/ günstigste Weg von einem Startpunkt zu einem Ziel finden. Ein LKW-Fahrer möchte möglichst schnell von Hamburg nach München fahren. Er kann an jeder Kreuzung entscheiden welchen Weg er nehmen soll. Die Dauer der Fahrt kann abhängig von Ampeln, Verkehrsaufkommen und Straßensperrungen sein. https://de.wikipedia.org/wiki/datei:iveco_euro-cargo_120e28_koffer-lkw.jpg Ein Studierender möchte sein Studium möglichst schnell beenden. Er kann vor jedem Semester entscheiden, welche Veranstaltungen er besuchen möchte. Zu beachten ist dabei, dass einige Veranstaltungen sich zeitlich ausschließen und kein zu hohes Arbeitspensum entsteht. https://de.wikipedia.org/wiki/universit%c3%a4t_duisburg- Essen#/media/File:Universitaet_Duisburg_Bibliothek3.jpg