Projektergebnisse

Im Rahmen des Forschungsprojektes DISS wurde das Konzept einer neuartigen Dispositionsmethode für Stückgutspeditionen entwickelt.

Speditionen der Stückgutbranche bieten Transportdienstleistungen an, welche das Einsammeln der Sendungen am Kundenstandort und den Transport in angemessener Zeit und Qualität zum Ablieferort beinhalten. Unter der Zielsetzung, den Transport kostengünstig abzuwickeln, werden Sendungen die das gleiche Fernziel haben (z.B. München) aber von verschiedenen Kunden aus der Region stammen (z.B. westliches Ruhrgebiet) in einem Fahrzeug gebündelt transportiert. Im Stückgut hat sich daher als Hauptproduktionsform der gebrochene Verkehr in Stückguttransportnetzen herausgebildet. Diese bestehen aus einer Vielzahl an Stückgutspeditionsanlagen, welche möglichst flächendeckend im Land oder in der Region verteilt und über Hauptlaufrelationen (eventuell unter Integration zusätzlicher Hub-Standorte) untereinander verbunden sind. Kernelement einer Stückgutspeditionsanlage ist eine Logistikhalle mit einer Vielzahl von Toren an denen die Fahrzeuge be- und entladen werden. Der innerbetriebliche Transport der Sendungen erfolgt meist mit manuellen Umschlagmitteln (z.B. Gabelstapler). Diese werden von entsprechendem Personal geführt, wodurch die Betriebskosten in den Anlagen einen hohen Anteil an den Gesamtkosten einer Spedition ausmachen. Jeder Stückgutspeditionsanlage ist eine Nahverkehrsregion zugeordnet, die mehrere Postleitzahlengebiete umfasst.

Die Disposition der Nahverkehrsfahrzeuge (Lkws, die Sendungen beim Kunden zustellen und gleichzeitig Waren bei Versendern abholen) erfolgt derzeit in nahezu allen Stückgutspeditionen nach den klassischen Grundsätzen der Tourenoptimierung: Reduzierung der Fahrtkilometer (alternativ der Fahrzeiten) unter Berücksichtigung zahlreicher Nebenbedingungen (Lieferzeitfenster, maximale Zuladung, Fahrzeugausrüstung,…). Gänzlich unbetrachtet ist dabei die durch die Verteilung der Ankunftszeiten entstehende Situation an der Umschlaghalle.

An dieser Stelle setzt das Forschungsprojet DISS an und entwickelte in 30 Monaten Projektlaufzeit ein Konzept zur integrierten Disposition.

Im Bereich der Nahverkehrs-Tourenplanung wurde ein neues Berechnungsverfahren entwickelt, das dem Disponenten als Entscheidungsunterstützung für die Vergaben von Fahraufträgen dienen soll. Es basiert auf Algorithmen aus dem Bereich der Computational Intelligence. Aufbauend auf einer heuristisch berechneten Startlösung modifiziert und verbessert ein evolutionärer Algorithmus diese Lösung schrittweise bis keine signifikanten Verbesserungen mehr erzielt werden können oder das Zeitlimit erreicht worden ist. Die eingesetzten Algorithmen sind dabei  aus der Literatur bekannte und individuell angepasste Verfahren um die problemspezifischen Anforderungen erfüllen zu können. Zusätzlich zu diesen Konstruktionsheuristiken kommen als Subroutine Packungsalgorithmen für zwei- und dreidimensionale Verpackungsprobleme zum Einsatz.

Auf verbreiteten Instanzen zum Vehicle Routing Problem - allerdings stark eingeschränkt im Vergleich zu dem hier vorliegenden Problemfall - bei denen die Optimallösung bekannt ist, zeigte der implementierte Algorithmus durchweg gute Ergebnisse. So lag die Abweichung vom Optimum im Durchschnitt lediglich bei 5%; und das bei einer eingeschränkten Laufzeit von maximal einer Minute

Im Rahmen der Optimierung des Yard Managements wurden Scheduling-Heuristiken erprobt, die eine Reihenfolgeoptimierung unter Berücksichtigung der geladenen Terminsendungen, der Abfahrtszeiten des Fernverkehrs und der vorhanden Ressourcen (Tore, Stapler, Flächen) durchführen. Mittels einer Simulationsstudie könnte nachgewiesen werden, dass die Verwendung einer Priorisierungsregel bei der Entladung der NV-Lkws die Bereitstellung der Terminsendungen an den Beladepuffern um durchschnittlich 30 Minuten früher ermöglicht.

Beide Optimierungsverfahren wurden anschließend kombiniert, um die angestrebte integrierte Disposition zu erreichen. Dabei wurden von den Dispositionsalgorithmen zunächst drei mögliche Lösungen berechnet und an das Yard Management übergeben. Dieses bewertet die Lösungen hinsichtlich Ihrer Auswirkungen auf die Prozesse und Ressourcen der Umschlaganlage und ermittelt die gesamtoptimale Lösung. Diese würde dann dem Disponenten im Rahmen eines Vorschlagssystems unterbreitet.

Die Ergebnisse des Projektes DISS zeigen, dass die Verbindung einer in Echtzeit durchgeführten Disposition mit der Hofsteuerung zum einen die Touren unter Berücksichtigung aktueller Änderungen der Kundenauftragsdaten und zum anderen den verkehrlichen Zulauf auf die Anlage des Spediteurs verbessert. Die Folge sind ein effizienterer und schnellerer Umschlag, die Beseitigung von Engpässen in der Entladung, eine Reduktion der gefahrenen Kilometer und der Leerfahrten im Nahverkehr sowie eine Erhöhung der Fahrzeugauslastung.