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Strategische Netzplanung von Seehafenhinterlandverkehren unter Nutzung von Gateways zur Konsolidierung von LCL-Sendungen

Hintergrund

In Folge der Globalisierung ist ein stark wachsendes Güteraufkommen nicht nur im Kontinentalverkehr, sondern gerade auch auf interkontinentalen Transportrouten zu beobachten. Transportdienstleister im Seefrachtgeschäft stehen im Zuge dieser Entwicklung vor der Herausforderung, in effizienten Netzstrukturen den Transport von Seefrachtcontainern zu organisieren. Da die Transportdienstleister im Hauptlauf über See auf die bestehenden Transportkapazitäten der Reedereien zurückgreifen, liegt der Fokus auf der Verbesserung der Netzstruktur im kostenintensiven Seehafenhinterlandverkehr. Bislang werden die einzelnen Relationen unabhängig voneinander geplant. Dies hat in der Regel eine schlechte Auslastung der Seefrachtcontainer im Teilladungsverkehr von Less-than-Containerload(LCL)-Sendungen und somit eine geringere Leistungsfähigkeit der Netzstruktur im Seehafenhinterland zur Folge. Der steigende Wettbewerb erfordert allerdings eine verbesserte Auslastung der Ladeeinheiten, weshalb eine Betrachtung der gesamten Netzstruktur im Seehafenhinterlandverkehr von zentraler Bedeutung ist.

Vor diesem Hintergrund hat das Institut für Transportlogistik (ITL) in Kooperation mit dem langjährigen Forschungspartner zu Themenstellungen der strategischen Netzplanung, dem Lehrstuhl für Diskrete Optimierung an der TU Dortmund unter Leitung von Prof. Dr. Christoph Buchheim, ein Transferprojekt bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) beantragt. Anwendungspartner im Projekt ist einer der führenden Transportdienstleister für Seefrachtverkehre, DB Schenker. Das beantragte Forschungsvorhaben führt das bestehende Projekt zur strategischen Netzplanung von Transportnetzen unter dem Titel „Exakte und heuristische Verfahren für unsichere und zeitabhängige Hub-Location-Probleme mittels quadratischer Optimierung“ fort.

Im Mittelpunkt des Projektes stehen Gateways im Hinterland, welche eine effiziente Konsolidierung der Transportvolumina verschiedener Relationen ermöglichen und damit die Auslastung der Container verbessern. Daher ist es in dem vorliegenden Planungsproblem von entscheidender Bedeutung, eine Netzstruktur zu bestimmen, welche ein kosteneffizientes Routing der LCL-Sendungen unter Berücksichtigung von Konsolidierungseffekten ermöglicht.

Ziele

Vor dem beschriebenen Hintergrund ist es das Ziel des Transferprojektes, neuartige Netzstrukturen für Seehafenhinterlandverkehre unter Berücksichtigung von kosteneffizienten Konsolidierungen der LCL-Sendungen zu erproben. In diesem Kontext sollen, soweit möglich, die im Vorgängerprojekt, im Kontext klassischer Teilladungsverkehre, in enger Zusammenarbeit beider Lehrstühle entwickelten Optimierungsverfahren auf die Problemstellungen im Seehafenhinterlandverkehr adaptiert werden. Darüber hinaus erfolgt die Entwicklung neuer Verfahren für praxisnahe Formulierungen für Seetransporte unter Nutzung von Gateways im Hinterland.

Ablauf

Zu Beginn des Forschungsprojekts steht die Erstellung von Optimierungsmodellen zur strategischen Netzplanung von Seehafenhinterlandverkehren unter Berücksichtigung von Konsolidierungseffekten bei Teilladungsverkehren. In einem weiteren Schritt werden für die entwickelten Modelle heuristische und exakte Lösungsverfahren entwickelt. Aufgrund der zu erwartenden Komplexität ist es algorithmisch vorteilhaft die mathematische Struktur der resultierenden Optimierungsprobleme bei der Erstellung von Lösungsverfahren - beispielsweise mithilfe eines Dekompositionsverfahren - zu nutzen.

Eine wesentliche Herausforderung im Projekt ist die Integration der im zeitlichen Verlauf stark schwankenden Transportvolumina in die Optimierungsverfahren. Die beiden Lehrstühle werden daher mehrstufige stochastische und robuste Modelle aufbauen und mittels Dekompositionsverfahren exakt lösen. Mit dem Projekt sollen zum einen algorithmisch und mathematisch neue Akzente bei Optimierungsverfahren mit stochastischen Einflüssen gesetzt und zum anderen ein Beitrag zur Lösung anwendungsnaher Transportplanungsprobleme geleistet werden. Die Zusammenarbeit mit dem Projektpartner DB Schenker, als weltweit führendem Logistikdienstleister, bietet die idealen Voraussetzungen zur Erprobung der im Projekt entwickelten Optimierungsverfahren in der Praxis.

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Uwe Clausen

 

Auftraggeber und Partner

Das Forschungsprojekt wird von Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

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Projektpartner ist der Lehrstuhl für Diskrete Optimierung (LSV), Fakultät für Mathematik,Technische Universität Dortmund.

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Anwendungspartner ist DB Schenker.

Schenker AG