ISBN 9783843908481

978-3-8439-0848-1, Reihe Ingenieurwissenschaften

Volker Engels
Planungsheuristiken für periodische, kantenbasierte Sammelprobleme der Entsorgungslogistik

180 Seiten, Dissertation Technische Universität Dortmund (2012), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Der untersuchte Prozess der Entsorgungslogistik bezieht sich auf den Sammelvorgang von Siedlungsabfällen aus haushaltsnahen Behältern mit unterschiedlichen Fassungsvolumen und verschiedenen Abfuhrrhythmen durch die leistungserbringenden Kolonnen. Diese haushaltsnahe Sammlung kann als logistische Herausforderung gesehen werden, die möglichst kostengünstig erbracht werden soll.

Bisher fehlen dazu die geeignete Formulierung der Vergleichbarkeit der Lösungsqualität, die Bestimmung des Akzeptanzkriteriums und es fehlen dementsprechend geeignete Verfahren, die einerseits zulässige und andererseits auch akzeptable Lösungen softwaregestützt produzieren. Die Untersuchung der aufwändigen manuellen Planungspraxis und die mangelnde Softwareunterstützung stellen den Handlungsbedarf bei diesem komplexen Planungsproblem dar.

Die realen Anforderungen sind in ein mathematisch Modell überführt worden, das die neue Problemklasse P-MCARP-IF (Periodic Mixed Capacitated Arc Routing Problem with Intermediate Facilities) definiert. Zur Lösung des Problems ist erstens - im Teilproblem Periodizität - eine Zuweisung von Nachfragerhythmen auf zulässige Tage und zweitens - im Teilproblem Routing - eine Bestimmung der Bedienreihenfolge der Nachfragen je Tag nötig. Die multikriterielle Zielfunktion besteht aus der Abweichung der Leistungspunkte vom Sollwert und der Gesamtdistanz und bestimmt damit die Lösungsqualität.

Das neu entwickelte einstufige metaheuristisches Verfahren löst das Problem P-MCARP-IF zulässig. Das neue zweistufige Vergleichsverfahren mit nachgeschaltetem Routingverfahren orientiert sich zunächst an dem manuellen Planungsvorgang, der nur das Teilproblem der Periodizität löst, aber eine akzeptable Lösungsstruktur bietet und darauf durch Routingverfahren akzeptable und zulässige Lösungen für das P-MCARP-IF erstellt.

Für diese neue Problemklasse P-MCARP-IF sind zwei neue Testinstanzen erstellt worden. Daran und an einer analysierten Ist-Situation sind die neuen Verfahren erfolgreich sowohl in Hinsicht auf Lösungsqualität und Akzeptanz geprüft und bewertet worden. Das zweistufige Vergleichsfahren liefert beste akzeptable Lösungen, das einstufige metaheuristische Verfahren nur bessere Lösungen auf Probleminstanzen mit vielen unterschiedlichen und häufigen Abfuhrrhythmen. Ein weiteres Ergebnis besteht in der mathematischen Bestimmung des Akzeptanzkriteriums und in dem Nachweis der direkten Relation von akzeptablen Lösungen und kürzeren Distanzen.