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Planung und Steuerung von Crossdocking-Zentren

Planung und Steuerung von Crossdocking-Zentren
Autor:

Stickel, Matthias

Quelle:

Wissenschaftliche Berichte des Institutes für Fördertechnik und Logistiksysteme der Universität Karlsruhe (TH), Band 69, Universitätsverlag Karlsruhe: Karlsruhe, 2006

In dieser Arbeit werden zwei Verfahren zur operativen Planung und Steuerung von Crossdocking-Zentren entwickelt und bewertet. Ausgangspunkt ist eine umfassende Untersuchung der operativen logistischen Prozesse im Rahmen der Distributionstechnik Crossdocking, bei der die An- und Auslieferungen zeitlich und mengenmäßig so koordiniert werden müssen, so dass die ankommenden Waren direkt nach dem Eingang umsortiert und kundenbezogen auf die ausliefernden Transportmittel geladen werden können. Die Aufarbeitung der wissenschaftlichen Literatur hat ergeben, dass bisherige Arbeiten sich entweder mit strategischen Fragestellungen beschäftigen oder nur Lösungen zu operativen Teilproblemen bieten, wobei Abhängigkeiten mit vor- und nachgelagerten Prozessen vernachlässigt werden. Schwerpunkt dieser Arbeit ist eine Modellierung aller planungsrelevanten Prozesse mit dem Ziel, eine effiziente und kostengünstige Warendistribution im Sinne des Supply Chain Managements zu erreichen. Besondere Aufmerksamkeit erhalten dabei Aspekte von Logistik-Kooperationen, da diese Art und Umfang der verfügbaren Informationen und die Umsetzbarkeit der getroffenen Entscheidungen beeinflussen. Weiterhin wird erläutert, wie externe Logistikdienstleister zur Steuerung von Crossdocking-Zentren eingesetzt werden können und es werden zwei Planungsszenarien definiert. In der vorliegenden Arbeit werden daraus ein zentral-hierarchischer und ein dezentral-heterarchischer Planungsansatz abgeleitet. Im zentral-hierarchischen Verfahren werden alle planungsrelevanten Prozesse in einem einzigen gemischt-ganzzahligen linearen Programm modelliert. Diese umfassen die Abholung der Waren von den Lieferanten, den interne Warenumschlag sowie die Distribution der Waren zu den Kunden. Dabei ist das Ziel, eine kostenminimale Lösung mittels des Lösungsverfahrens Branch-and-Bound zu ermitteln. Im dezentral-heterarchischen Verfahren wird die Torbelegungsplanung am Crossdocking-Zentrum als Schnittstelle dezentraler Planungsbereiche identifiziert und als Ressourcenallokationsproblem interpretiert. Dieses wird mit Hilfe eines Vickrey-Clarke-Groves-Mechanismus} gelöst, indem Zeitfenster an den Abfertigungstoren mittels einer kombinatorischen Auktion alloziert werden. Dabei entsteht das ganzzahlige lineare Optimierungsproblem der Winner Determination, das ebenfalls mit Hilfe des Verfahrens Branch-and-Bound gelöst wird. Für die Evaluierung beider Verfahren hinsichtlich ihrer Leistungs- und Einsatzfähigkeit im operativen Bereich werden umfangreiche Testdaten erzeugt, um auch weitere Arbeiten zu diesem Thema vergleichbar machen zu können. Die Experimente zeigen, dass das zentral-hierarchische Verfahren nur begrenzt zur Planung operativer Prozesse eingesetzt werden kann. Die Problemkomplexität nimmt sehr schnell stark zu, so dass sehr lange Rechenzeiten benötigt werden. Im Gegensatz dazu erweist sich die Anwendung kombinatorischer Auktionen als sehr erfolgreich und das dezentral-heterarchische Verfahren kann zur operativen Planung und Steuerung von CDZ eingesetzt werden. Hierdurch lassen sich die operativen Kosten in der Tourenplanung deutlich senken und es wird ein reibungsloser Ablauf der logistischen Prozesse im Crossdocking-Zentrum ermöglicht. Diese Dissertation leistet damit einen Beitrag, die Schwierigkeiten der operativen Planung und Steuerung von Crossdocking-Zentren zu überwinden, damit es Unternehmen möglich ist, die Potenziale dieser Distributionstechnik besser ausschöpfen zu können.