Kombinierte Standort-Touren-Planung in der Produktneueinführung

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Optimierung eines konkreten Entscheidungsproblems, welches bei der Einführung eines neuen Produktes im Lebensmittelbereich auftritt. Das Konzept der integrierten Logistik- und Vertriebssysteme ist bei solchen Entscheidungssituationen aus dem Management global agierender Unternehmen nicht mehr wegzudenken. Es trägt vor allen dazu bei, in diesem speziellen Fall auch bei einer Produktneueinführung, die Wirtschaftlichkeit und Effizienz während des Vertriebsprozesses zu steigern. Die zwei tragenden Säulen bei einem integrierten Logistik- und Vertriebssystem bilden die Standortwahl und die Tourenplanung. Bei der Standortwahl zielt man allgemein auf die Nutzenmaximierung ab, wogegen man bei der Tourenoptimierung versucht Kosten zu minimieren. Diese beiden Optimierungsansprüche werden in der vorliegenden Arbeit kombiniert und zu einem einzigen Standort-Tourenproblem zusammengefaßt. Der Grund dafür ist die gegenseitige Abhängigkeit zwischen der optimalen Standortwahl der Einrichtungen (hier: temporäre Sampling Werbestände), der Berücksichtigung von kapazitätsbedingter Restriktionen und der Touren bzw. Routenstruktur. Die Arbeit geht von folgender Problemstellung aus: Es liegt ein reales Entscheidungsproblem eines Mölkereiunternehmens vor, dessen Aufgabe darin besteht, die optimalen Standorte zu ermitteln, um möglichst viele Endkonsumenten auf die Produkteinführung aufmerksam zu machen. Ein Standort ist dann optimal, wenn einerseits die Sichtkontakte maximiert und andererseits die Projektkosten minimiert werden. Zunächst werden in der Arbeit einige Grundlagen auf dem Gebiet der Operations Research erläutert, die später dazu beitragen werden, ein entsprechendes mathematisches Modell für dieses Problem aufzustellen. Mit der Formulierung des Standartmodells wird als nächster Schritt ein geeignetes Lösungsverfahren gesucht. Aufgrund der Absicht einerseits die Rechenzeiten so gering wie möglich zu halten und andererseits akzeptable Ergebnisse zu liefern, wurde ein iterativer heuristischer Lösungsansatz ausgewählt. Dieser entspricht einer angepaßten Nachbarschaftsheuristik und ist in der Literatur als Iterated Local Search bekannt. Um beide Zielvorgaben gleichermaßen befriedigen zu können, wir ein gewichtetes Kriterium eingeführt, welches anschließend maximiert wird. Den Kern dieser Arbeit bildet die Implementierung des Modells und der Lösungsmethode in das Softwareprogramm SCILAB Version 4.1.2 (Das Programm wird unter Lsg-version_7.0.sce gespeichert).This paper deals with the optimization of a concrete decision problem which appears often when a new product will be launched on the market. The concept of integrated logistics and distribution-oriented systems has emerged to one of the central part of transnational companies. It aims to increase distribution efficiency and supports the economic behaviour. The supporting elements of such a concept are facility location decision and tour-planing. Regarding to the facility location problem it’s goal is to maximize the utility whereas the routing problem intends to minimize the project costs. Instead of working with to two different problems, this paper declares one problem – known as a Combined Location-Routing Problem. The reason for this are the interdependences among the location of the facitlities (actually in this paper the facitlities are temporary sampling stands), the consideration of restrictions and the vehicle route structure around depots. At the beginning we are faced with a decision problem of a dairy enterprise which tries to pursue the estimate goal of calling best attention for the new product on the market. In this special case the marketing department decided to plan a sampling promotion cross Austria starting with the capital. The challenge for the assigned agency will be to find the optimal locations. A facility location is optimal if on the one hand the intervisibility will be maximized and on the other hand the project costs will be minimized. Initially a few basics refering to optimalization will be defined. They will help us to formulate the mathematical standard model. The proximate emphasis during the decision process will be the creation of a suitable solving method. The requirements for such a method were to avoiding long computing times and to achieving optimal results. By using the method of an Iterated Local Search we fulfill this requirements. To meet both objective functions in equal measure the implementation of a weighted criteria is essential. This criteria combines the location with the touring problem and will be maximized. The objective of this paper is to implement the model and the solution procedure in the softwareprogramm SCILAB 4.1.2 (Saved as the File Lsg_Version_7.0.sce)

Mathematical Models of Pileproblems

Stapelprobleme treten in der Praxis in vielfältiger Form auf. So finden sich Stapelprobleme in einer großen Fülle von Variationen im Logistikbereich, aber auch im Bauwesen. Zunächst wird das klassische Turm von Hanoi Problem kurz vorgestellt. Dieses Problem wird als Stapelproblem formuliert. Weiterhin werden verzweigte Stapelproblem untersucht: Ein gegebener Stapel -- bestehend aus den Elementen v der Menge V -- soll an anderer Stelle in einer vorgeschriebenen, veränderten Struktur wieder aufgebaut werden. Dazu stehen Hilfsstapelplätze zur Verfügung. Die Optimierung dieses Problems hinsichtlich der Anzahl der benötigten Hilfsstapelplätze ist NP-vollständig. Es werden Erfahrungen mit einem Branch-and-Bound Algorithmus zur Lösung des Problems vorgestellt sowie ein heuristischer Algorithmus diskutiert. Schließlich werden verzweigte Stapelprobleme betrachtet, bei denen keine eineindeutige Zuordnung mehr von Elementen des Ausgangsstapels zu verfügbaren Positionen im Zielstapel existiert. Hier ist schon die Bestimmung einer günstigsten Zuordnung in bezug auf die Anzahl benötigter Hilfsstapelplätze NP-schwer.Pileproblems are discrete optimization problems. In practice they occur in various ways, especially in logistics and civil engineering. First we consider the well-known Tower of Hanoi Problem as a pileproblem. Furthermore pileproblems with a branched structure are investigated: A given pile, consisting of elements v of a set V, has to be piled up in a well-defined structure on another place. Auxiliary piles are allowed to use. Computing the minimal number of necessary auxiliary piles turns out to be NP-complete. We discuss a branch-and-bound algorithm, as well as a heuristic approach to solve the problem. Finally we consider pileproblems with no unique mapping between the elements and the positions of the piles. Finding the best mapping in the sense of minimizing the number of necessary auxiliary piles is also NP-hard

Design eines Multiskalen-Algorithmus zur reaktiven Prozess- und Ablaufplanung

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