Kooperative Rundreiseprobleme bei rollierender Planung

• Antragsteller: Professor Dr. Alf Kimms; Professor Dr.-Ing. Herbert Kopfer
• Fachliche Zuordnung: Accounting und Finance
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 191418526

• Erstellungsjahr: 2016

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Das Projekt untersuchte Probleme der Kooperation zwischen einzelnen Akteuren bei Rundreiseproblemen (im Kontext einer rollierenden Planung). Es beschäftigte sich mit der Frage, wie der Austausch von Aufträgen zwischen den Mitgliedern einer Kooperation gestaltet werden und wie das resultierende Ergebnis der Kooperation zwischen ihnen aufgeteilt werden soll. Bei der Lösung des Aufteilungsprobleme ist zu beachten, dass nicht nur Kosten aufzuteilen sind. Vielmehr muss ein multikriterielles Planungsproblem gelöst werden, bei dem neben den Kosten auch individuelle Nutzen von der Bedeutung sind. Zur Modellierung der Aufteilungsprobleme kommen spielthcoretische Ansätze zum Einsatz. Das Kostenaufteilungsproblem wurde u.A. einerseits auf Basis des Kern-Konzepte und andererseits einer Approximation dos Shapley-Values gelöst. Unter Berücksichtigung des Kundenschutzes wurde zusätzlich auch der Nukleolus als Lösungskonzept implementiert. Das betrachtete multikriterielle Szenario ist neu und war bislang noch nicht in der Literatur diskutiert worden. Das entwickelte Bi-Allocation Game ermöglicht nun, solche Szenarien zu modellieren und das Aufteilungsproblem zu lösen. Die Allgemeinheit des entwickelten Ansatzes bietet neben der Rundreiseplanung auch Anwendungsmöglichkeiten für andere kooperative Szenarien an, die sich anhand eines multikriteriellen Optimierungsproblems darstellen lassen und neben einer gemeinsamen transferierbaren Zielgröße auch individuelle Ziele berücksichtigen. Ausgehend von einem leistungsfähigen Ansatz zur statischen kollaborativen Tourenplanung, der in der ersten Förderphase des Projekts erstellt worden ist, wurden Konzepte zur dynamischen kollaborativen Transportplanung erforscht und geeignete Lösungsverfahren entwickelt. Ferner wurde die zusätzliche Option der Fremdvergabe in den Ansatz zur kollaborativen Tourenplanung integriert. Der wichtige Aspekt des Kundenschutzes wurde untersucht, und es wurden Verfahren zur kollaborativen Tourenplanung unter Berücksichtigung von Kundenschutz entwickelt, mit denen umfangreiche Analysen zu den Auswirkungen des Kundeschutzes vorgenommen werden konnten.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Collaborative Transportation Planning of Less-than-Truckload Freight, OR Spectrum, Volume 36 (2014), issue 2, pp. 357-380
  Wang, X.; Kopfer, H.
  
• Operational Transportation Planning of Freight Forwarding Companies in Horizontal Coalitions, European Journal of Operational Research (EJOR), Volume 237 (2014), issue 3, pp. 1133-1141
  Wang, X.; Kopfer, H.; Gendreau, M.
  
• (2015), Shapley value-based cost allocation in the cooperative traveling salesman problem under rolling horizon planning, Euro Journal on Transportation and Logistics
  Kimms, A., Kozeletskyi I.
  
• Rolling horizon planning for a dynamic collaborative routing problem with full-truckload pickup and delivery requests. Flexible Services and Manufacturing Journal (FSM), Volume 27 (2015), Issue 4, pp. 509-533
  Wang, X.; Kopfer, H.
  
• (2016), Collaborative Planning in Transportation, OR Spectrum, Vol. 38, No. 1
  Kimms, A., Kopfer, H. (Hrsg.)
  
• (2016), Core-bascd cost allocation in the cooperative traveling salesman problem, European Journal of Operational Research, Vol. 248, S. 910-916
  Kimms, A., Kozeletskyi I.
  
• Solving an integrated operational transportation planning problem with forwarding limitations, Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, Volume 87 (2016), pp. 149-166
  Ziebuhr, M.; Kopfer, H.