Verleihung des Dissertationspreises 2006
von HEINRICH KUHN, INGOLSTADT
Am 6. September 2006 wurde der Dissertationspreis der GOR im Rahmen der Eröffnungssitzung der Tagung OR 2006 in Karlsruhe verliehen. Der von der SAP AG gestiftete Preis wird für herausragende Dissertationen auf dem Gebiet des OR vergeben. Die Preisträger(innen) erhalten jeweils ein Preisgeld von € 2000 sowie weitere Vergünstigungen der GOR.
Wie auch in den vergangenen Jahren entstammten die eingereichten Arbeiten ganz unterschiedlichen Anwendungsgebieten des OR, auch kamen ganz unterschiedliche Methoden des OR zum Einsatz. Sehr erfreulich war die enorme Beteiligung. Insgesamt wurden 16 Arbeiten eingereicht, dies ist ein Rekord in der Geschichte des Wettbewerbs.
Aufgrund der großen Beteiligung fiel die Auswahl der Preisträger nicht leicht. Die Jury, der die Herren Derigs (Köln), Hamacher (Kaiserslautern), Kühn (SAP AG), Kuhn (Ingolstadt) und Tölle (Bayer AG) angehörten, entschied sich schließlich dazu, die folgenden fünf Dissertationen auszuzeichnen:
- Dr. Nils Boysen: Variantenfließfertigung
(Universität Hamburg, Betreuer: Prof. Dr. K.-W. Hansmann) - Dr. Armin Fügenschuh: The Integrated Optimization of School Starting Times and Public Transport
(Technische Universität Darmstadt, Betreuer: Prof. Dr. A. Martin) - Dr. Rainer Kleber: Dynamic Inventory Management in Reverse Logistics
(Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Betreuer: Prof. Dr. K. Inderfurth) - Dr. Christian Liebchen: Periodic Timetable Optimization in Public Transport
(Technische Universität Berlin, Betreuer: Prof. Dr. R. Möhring) - Dr. Sebastian Sager: Numerical methods for mixed-integer optimal control problems
(Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Betreuer: Prof. Dr. Dr. G. Bock)
Herr Dr. Thomas Kasper von der SAP AG überreichte gemeinsam mit dem Vorsitzenden der GOR, Herrn Wäscher, dem für Finanzen zuständigen Vorstandsmitglied, Herrn Gerhard Braun, und dem Juryvorsitzenden, Herrn Kuhn, die Preise. In seinen Laudationes würdigte Herr Kasper die Leistungen der Preisträger.
Nils Boysen entwickelt in seiner Dissertation zahlreiche neue Modelle und Lösungsalgorithmen für alle relevanten Planungsprobleme der Variantenfließfertigung in der Automobilindustrie. Die betrachteten Teilprobleme sind hierbei: Fließbandabstimmung, kurzfristige Produktionsprogrammplanung und Reihenfolgeplanung. Zur Lösung der Teilprobleme greift Herr Boysen u.a. auf Ameisenalgorithmen und Rundungsheuristiken zurück, die sich insbesondere zur Lösung von praxisrelevanten Problemgrößen eignen. Der bemerkenswerte Beitrag von Herrn Boysen ist, dass er in seiner Arbeit erstmalig alle drei Planungsprobleme aufeinander abgestimmt behandelt und zahlreiche neue Modellformulierungen zur Beschreibung der Teilprobleme formuliert.
Das Ziel der Arbeit von Herrn Armin Fügenschuh war die simultane Optimierung von Schulanfangszeiten und Busfahrpläne, um die Anzahl der benötigen Schulbusse zu minimieren. Zur Modellierung der Problemstellung formuliert Herr Fügenschuh eine neue Problemklasse des Tourenplanungsproblems: Vehicle Routing Problem with Coupled Time Windows (VRPCTW). Zur Lösung der Problemstellung erweitert Herr Fügenschuh zunächst bekannte Heuristiken um den Aspekt der gekoppelten Zeitfenster und implementiert anschließend mehrere Methoden (Branch-and-Cut, Schnittebenen, Spaltengenerierung) um die unteren Schranken der LP-Relaxation zu verbessern. Für reale Beispiele aus fünf deutschen Landkreisen konnte Herr Fügenschuh die Anzahl der benötigten Fahrzeuge um 10 bis 30% reduzieren. Darüber hinaus gelang es ihm, einen Datensatz bis zum Beweis der Optimalität zu lösen.
Die Dissertation von Herrn Rainer Kleber behandelt aus dem Gebiet der kreislauforientierten Logistiksysteme (Reverse Logistics) den Bereich der Produktions- und Bestandsplanung. Hierbei betrachtet er insbesondere die dynamischen Aspekte, die im Rahmen einer mittel- bis langfristigen Planung der Material- und Produktrückflüsse relevant werden, z.B. Saisonalität und Lebenszyklus der Neuprodukte. Zur Lösung der Planungsaufgabe entwickelt er kontrolltheoretische Modelle, die er mit geeigneten Algorithmen löst. Die Ergebnisse liefern zahlreiche neue Erkenntnisse im Hinblick auf das optimale Bestandsmanagement von Altprodukten und geben Hinweise dazu, ob und wann sich ein Einstieg in eine Aufbereitungstechnologie mit den dazugehörigen Investitionen lohnt. Rainer Kleber gelingt es mit seiner herausragenden Arbeit erstmalig, eine umfassende und detaillierte Analyse einer integrierten Produktions- und Recyclingplanung in einem dynamischen Umfeld vorzunehmen.
Herr Christian Liebchen präsentiert in seiner äußerst umfangreichen Schrift einen vollständigen Überblick über den aktuellen Stand der Modelle und Lösungsansätze zur Optimierung von Taktfahrplänen im öffentlichen Personenverkehr. Darüber hinaus erweitert er an vielen Stellen den aktuellen Forschungsstand. Beispielsweise analysiert er die Komplexität von speziellen Periodic-Event-Scheduling-Problemen (PESP) und entwickelt neue ganzzahlige Optimierungsprogramme für das PESP, die sich insbesondere zur Lösung von praktischen Problemgrößen eignen. Die Anwendung der dargestellten Modelle und Lösungsansätze demonstriert Herr Liebchen eindrucksvoll an einem Beispiel der Berliner U-Bahn. Der optimierte Fahrplan führt bei Einsparung eines ganzen Umlaufs, d.h. Zugs, zu einer merklichen Reduzierung der Übergangswartezeiten der Passagiere.
Sebastian Sager entwickelt in seiner Dissertation Methoden für eine äußerst breite Klasse von gemischt-ganzzahligen Optimalsteuerungsproblemen, die in vielen Gebieten Ihre Anwendung finden, zum Beispiel: Prozessindustrie, Biologie, Investitionstheorie, Logistik. Er konnte erstmalig Algorithmen entwickeln, die Probleme dieser Art optimal lösen, ohne dabei vorab Annahmen über deren Lösungsstruktur zu treffen. Darüber hinaus erlauben seine Entwicklungen eine Trennung der Bestimmung der ganzzahligen Parameter von der Lösung des optimalen Steuerungsproblems. Hierdurch können die meisten Problemstellungen ohne exponentielles Laufzeitverhalten gelöst werden.
Alle mit einem Preis gewürdigten Arbeiten stellen ausgezeichnete Ergebnisse anwendungsorientierter Forschung dar und zeichnen sich durch die souveräne Beherrschung OR-basierter Forschungsmethoden aus. Auch jene Arbeiten, die leider nicht mit einem Preis ausgezeichnet werden konnten, haben die Jury mit ihren überdurchschnittlichen wissenschaftlichen Leistungen beeindruckt.
Dank der großzügigen Unterstützung der SAP AG kann der Dissertationspreis auch im nächsten Jahr wieder vergeben werden. Auf die Ausschreibung des Preises für 2007 in den OR News möchte ich ausdrücklich hinweisen.