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Christina Scharpenberg Professur für Produktion und Logistik, 4. Mai 2018
Bündelungsstrategien zur regionalen
Tourenplanung
1. Herausforderungen der Regionalvermarktung
2. Bedeutung von Bündelungsstrategien
3. Modelle zur Bündelung
Christina Scharpenberg
Georg-August Universität Göttingen
Professur für Produktion und Logistik
E-Mail: [email protected]
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Christina Scharpenberg Professur für Produktion und Logistik, 4. Mai 2018
Forschungsschwerpunkte der Professur
Aktuelle Forschungsprojekte:
- NEDS – Nachhaltige
Energieversorgung
Niedersachsen
- SuStEnergyPort –
Simulationsbasierte Bewertung
von Maßnahmen zur Steigerung
der Energienachhaltigkeit im
Hafenbetrieb
- Betriebliche CO2e-Bilanzierung
der Stadtwerke Göttingen AG
Modellierung und Optimierung von Produktions- und Logistiksystemen
Nachhaltige Nutzung von Biomasse
Neue Geschäftsmodelle für eine nachhaltige Entwicklung
Industrielles Risikomanagement
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Die Herausforderung der Vermarktung regionaler
Lebensmittel über den Lebensmitteleinzelhandel(LEH)
Legend:
(S)SM Kleine Märkte
SP Kleine Erzeuger
C Kunden
C
C C
(S)SM
SP SP
SP SP
SP
- Große Zahl kleiner Erzeuger
- Hohe Fragmentation
- Saisonalität
- (kürzere) Distanzen Quelle: Nitsche, Figiel 2016
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Interessen von Akteuren der Regionalvermarktung
Erzeuger
• Kostengünstig
• Flexibel
• Unkompliziert
Lebensmitteleinzelhandel
• Geringer Aufwand
• Schnelle Abwicklung
• Zuverlässigkeit
Konsumenten
• Kurze Transportwege
• Nachhaltigkeit
• Frische und Qualität
Gebündelte Distribution
?
Kurze Transporte nicht
automatisch ökologisch!
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Bedeutung von Bündelungsstrategien zur regionalen
Tourenplanung
Sozial
Erwartungen der Konsumenten
Ökologisch
Einsparungen von Transport-emissionen
Nachhaltigkeit
Ökonomisch
Günstiger Transport für die Erzeuger
Reduzierter Aufwand für den LEH
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Treibhausgas-Emissionen verschiedener Fahrzeug-Typen für eine
Route innerhalb Berlins
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10
15
20
25
cargo-bike pas-car-gas pas-car-diesel electric-car van
Relative Emissionen [kg CO2e]
Quelle: Scharpenberg, 2017
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Fragestellungen zur Bewertung regionaler Logistik
Kann die Tourenplanung der regionalen Logistik durch die Bündelung
von Transporten nachhaltiger gestaltet werden?
• Kann durch eine Bündelung der Transporte eine Kostenersparnis für die
Erzeuger erzielt werden?
• In welcher Höhe sind Emissionseinsparungen durch die Bündelung von
Transporten möglich?
• Welcher Fahrzeugtyp eignet sich am besten für die Distribution hinsichtlich
Emissionen und Kosten?
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Welche Größen wird das Modell am Ende berücksichtigen?
• Zwei Zielgrößen sollen minimiert werden:
– Emissionen
– Kosten
• Folgende Parameter sollen in den Nebenbedingungen berücksichtigt werden:
– Zeitfenster zur Belieferung
– Kapazität der Fahrzeuge
– Heterogene Flotte
– Ggf. auch simultane Einsammlung und Auslieferung der Ware
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Modelle zur Bündelung regionaler Transporte
Legende:
Depot
Markt
Bündelung der Erzeugnisse im Depot Gebündelte Auslieferung der Erzeugnisse
Simultane Auslieferung und Abholung der Erzeugnisse
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Zusammenfassung
• Mathematische Modelle aus dem Operations Research bieten
– eine Möglichkeit Tourenplanungsprobleme zu modellieren,
– eine Entscheidungsunterstützung,
– Eine Möglichkeit verschiedene Szenarien zu quantifiziert und zu verglichen.
• Ziel nach der vollständigen Implementierung:
– Validierung des Modells zur Bündelungsplanung durch die Anwendung auf
Praxisbeispiele
– Ableitung von Handlungsempfehlungen für die Praxis
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Bündelungsstrategien zur regionalen Tourenplanung
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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Quellen
Avci, M.; Topaloglu, S. (2016): A hybrid metaheuristic algorithm for heterogeneous vehicle routing problem
with simultaneous pickup and delivery, Expert Systems With Applications, Vol 53, Pages 160-171.
Barth, M.; Bariboonsomsin, K. (2009): Energy and emissions impacts of a freeway-based dynamic eco-
driving system, Transportation Research Part D: Transport and Environment, Vol. 14, Issue 6, Pages 400-
410.
Bektas, T.; Laporte, G. (2011): The Pollution-Routing Problem, Transportation Research Part B, Volume 45,
Issue 8, Pages 1232-1250.
Demir, E.; Bektas, T.; Laporte, G. (2013): The bi-objective Pollution-Routing-Problem, European Journal of
Operational Research, Vol. 232, Issue 3, Pages 464-748.
Demir, E.; Bektas, T.; Laporte, G. (2014): A review of recent research on green road freight transportation,
European Journal of Operational Research, Volume 237, Issue 3, Pages 775-793.
Ehmke, J. F.; Campbell, A. M.; Thomas, B. W. (2015): Vehicle Routing to minimize time- dependent
emissions in urban areas, European Journal of Operational Research, Vol. 251, Pages 478-494.
Franceschetti, A.; Honhon, D.; Van Woensel, T.; Bektas, T.; Laporte, G. (2013): The Time-Dependent
Pollution-Routing-Problem, Transportation Research Part B, Vol. 56, Pages 256-293.
Koc, C.; Bektas, T.; Jabali, O.; Laporte, G. (2015): The fleet size and mix vehicle-routing problem with time-
windows: Formulation and a heuristic algorithm, European Journal of Operational Research, Vol. 248, Pages
33-51.
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Christina Scharpenberg Professur für Produktion und Logistik, 4. Mai 2018
Quellen
Nitsche, B; Figiel, A. (2016): Zukunftstrends der Lebensmittellogistik, Herausforderungen und
Lösungsimpulse, Hrsg. Frank Straube, Schriftenreihe Logistik der Technischen Universität Berlin,
Sonderband.
Saetta, S.; Caldarelli, V.; Renatus, F.; Geldermann, J. (2015): A logistic network to harmonise the
development of local food system with safety and sustainability, International Journal of Integrated Supply
Chain Management, Vol. 9, Issue 4, Pages 307-328.
Scora, M.; Barth G. (2006): COMPREHENSIVE MODAL EMISSIONS MODEL (CMEM), version 3.01,
User´s Guide, Technical report.
Sun, Y.; Lang, M. (2015): Bi-objective Optimization for Multi-modal Transportation Routing Planning Problem
Based on Pareto Optimality, Journal of Industrial Engineering and Management, Pages 1195-1217.
Ugarte, G.; Golden, J. S.; Dooley, K. (2016): Lean vs. green: The impact of lean logistics on greenhouse
gas emissions in consumer goods supply chains, Vol. 22, Pages 98-109..
Xiao, Y.; Konak, A. (2016): The heterogeneous green vehicle routing and scheduling problem with time-
varying traffic congestion, Transport Research Part E, Vol. 88, Pages 146-166.
Zhang, J.; Zhao, Y.; Xue, W.; Li, J. (2015): Vehicle routing problem with fuel consumption and carbon
emissions, International Journal of Production Economics, Vol 170, Pages 234-242.