von Dr. Yannick Scherr (Gewinner YRA 2024)
In der Logistikbranche ist das unmittelbare Antworten auf Kundenanfragen entscheidend für die Wettbewerbsfähigkeit. Die dynamische Annahme von Aufträgen unter Unsicherheit sorgt allerdings dafür, dass die Ressourcen nicht optimal genutzt werden. Dies motiviert insbesondere kleinere Logistikdienstleister miteinander zu kooperieren, um Transportaufträge zu tauschen. In diesem Kontext betrachten wir ein Pickup-and-Delivery-Problem mit dynamischer Kundenannahme und horizontaler Kollaboration mittels kombinatorischer Auktion.
Wir modellieren das Optimierungsproblem der einzelnen Dienstleister als Markov-Entscheidungsprozess (MEP), der alle Phasen umfasst: von der dynamischen Kundenannahme über die Auswahl von Aufträgen für die Auktion, das Bieten auf Auftragsbündel in der Auktion, bis hin zur abschließenden Tourenplanung. Die gewinnmaximierende Zielfunktion umfasst den Umsatz aus angenommenen Kundenanfragen abzüglich der Kosten, die bei der Zustellung in Touren z.B. am nächsten Tag anfallen. In der dazwischenliegenden Auktion können Kosten eingespart werden.
Im Artikel schlagen wir heuristische Lösungsansätze vor. Eine zentrale Strategie ist dabei die Überbuchung von Kundenanfragen, die es den Dienstleistern erlaubt, mehr Aufträge anzunehmen als sie mit ihren eigenen Kapazitäten – vor Stattfinden der Auktion – bedienen könnten. Unsere numerischen Experimente zeigen, dass insbesondere solche Strategien profitabel sind, die die geografischen Positionen der Abhol- und Lieferpunkte sowie deren Entfernung zu den Depots bei der Überbuchungsentscheidung berücksichtigen. Überbuchungen sorgen dafür, dass insgesamt mehr Aufträge bedient werden können und größere Einsparungen durch die Auktion erzielt werden.
Der Artikel findet sich hier:
Scherr, Y. O., Gansterer, M., & Hartl, R. F. (2024). Request acceptance with overbooking in dynamic and collaborative vehicle routing. European Journal of Operational Research, 314(2), 612-629. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2023.10.014.