Zusammenfassung

Im operativen Betrieb einer Stückgutspeditionsanlage entscheidet der Betriebslenker bzw. der Disponent in einem ersten Schritt darüber, an welche Tore die Fahrzeuge zur Be- und Entladung andocken sollen. Darüber hinaus muss er für jede Tour ein Zeitfenster ausweisen innerhalb dessen sie das jeweilige Tor belegt. Durch die örtliche und zeitliche Fahrzeug-Tor-Zuordnung wird der für den innerbetrieblichen Umschlagprozess erforderliche Ressourcenaufwand in Form von zu fahrenden Wegstrecken oder aber Gabelstaplerstunden bestimmt. Ein Ziel der Planungsaufgabe ist somit, die Zuordnung der Fahrzeuge an die Tore so vorzunehmen, dass dabei minimale innerbetriebliche Wegstrecken entstehen. Dies führt zu einer minimalen Anzahl an benötigten Umschlagmittelressourcen. Darüber hinaus kann es aber auch zweckmäßig sein, die Fahrzeuge möglichst früh an die Tore anzudocken. Jede Tour verfügt über einen individuellen Fahrplan, der Auskunft über den Ankunftszeitpunkt sowie den Abfahrtszeitpunkt der jeweiligen Tour von der Anlage gibt. Nur innerhalb dieses Zeitfensters darf der Disponent die Tour einem der Tore zuweisen. Geschieht die Zuweisung nicht sofort nach Ankunft in der Anlage, so muss das Fahrzeug auf einer Parkfläche warten. Eine Minimierung der Wartezeiten ist wünschenswert, damit das Gelände der Anlage möglichst nicht durch zuviele Fahrzeuge gleichzeitig belastet wird. Es kann vor allem aber auch im Hinblick auf das Reservieren der Tore für zeitkritische Touren sinnvoll sein, Fahrzeuge möglichst früh abzufertigen. Am Lehrstuhl Verkehrssysteme und -logistik (VSL) der Universität Dortmund wurde die Entscheidungssituation im Rahmen eines Forschungsprojekts bei der Stiftung Industrieforschung in Anlehnung an ein zeitdiskretes Mehrgüterflussproblem mit unsplittable flow Bedingungen modelliert. Die beiden Zielsetzungen wurden dabei in einer eindimensionalen Zielfunktion integriert. Das resultierende Mixed Integer Linear Programm (MILP) wurde programmiert und für mittlere Szenarien durch Eingabe in den Optimization Solver CPlex mit dem dort implementierten exakten Branch-and-Cut Verfahren gelöst. Parallel wurde im Rahmen einer Kooperation zwischen dem Lehrstuhl VSL und dem Unternehmen hafa Docking Systems, einem der weltweit führenden Tor und Rampenhersteller, für die gleiche Planungsaufgabe ein heuristisches Scheduling Verfahren sowie ein Dispositionsleitstand namens LoadDock Navigation entwickelt. Der Dispositionsleitstand dient der optimalen Steuerung der Torbelegungen in logistischen Anlagen. In dem Leitstand wird planerische Intelligenz in Form des heuristischen Schedulingverfahrens, technische Neuerungen in der Rampentechnik in Form von Sensoren und das Expertenwissen des Disponenten in einem Tool verbunden. Das mathematische Modell sowie der Prototyp mit der integrierten Heuristik werden im Rahmen dieses Artikels vorgestellt.

Abstract

Allocating arriving trucks to doors for charging or discharging is one of the operative tasks in a freight forwarding terminal. In addition the planer also has to reserve a suitable time slot for each truck at the allocated door. This twodimensional planning task effects the amount of the resulting distances for the transshipment of all load units between the inbound doors and the outbound doors. Therefore, one objective of the planning task is to find an optimal allocation that leads to minimal total distances and a minimal number of resources needed in operations. A second objective is the minimization of waiting times. Trucks should be allocated to a door as soon as possible after their arrival in the terminal. Each truck has an individual time table indicating the earliest arrival time and the latest departure time form the terminal. The planer has to reserve a time slot within this period of time that is long enough for (dis)charging the booked number of load units. In case a truck is not allocated right after its arrival, the driver has to wait on a parking space until he gets further information. Therefore, minimizing waiting times leads to less crowded yards. In addition to this, trucks should be charged and discharged as soon as possible to reserve doors for time critical or very late trucks. A mathematical model based on time discrete multicommodity flow problems with side constraints was developed for the described planning task at the chair of transport and logistics (University of Dortmund). The resulting mixed integer linear programm (MILP) was programmed with the optimization solver CPlex and different test scenarios were applied to the Branch-and-Cut algorithm implemented in CPlex. In addition, a heuristic scheduling method and a yard management tool named LoadDock Navigation were developed in a cooperation project with hafa docking systems, one of the leading door and ramp producer. The tool supports a planer when developing optimal plans for the door allocation of all currently known trucks of a certain day. The tool combines scientic new planning methods, technical innovations as for example sensors in the ramps indicating the current status of all doors in the terminal as well as the expert knowledge of the planer.