English

The planning of operational logistics is an important part of operations dispatching in logistics networks. A given network, created in tactical and strategic planning, shall be used for cost minimal supply of material for production purposes. The method introduced in the thesis supports detailed operations planning of the given network. In past optimizations, the calculation of an appropriate material flow plan was based on vast simplifying assumptions. This thesis presents a new linear mixed integer optimization model which overcomes most of the simplifications. This model considers several practical aspects, such as complex tariff systems, alternative crates, transport routes, storages areas and further aspects. It integrates a wide range of degrees of freedom, such as operations, crates, resources, transport modes, choice of suppliers, and transport routes. To solve the newly created model, two separate optimization methods are presented. An exact method, using a branch and bound technique , is used to solve instances optimally. By applying several reformulation and improvement techniques, the mathematical reformulation is altered to speed up optimization runs. A newly designed primal heuristic, integrating a construction and an improvement heuristic, is presented as an alternative solution approach. A web based decision support system was designed to support logistics planners applying the methods to their practical problems. The concept of the system allows individual process design. These individual process chains can be transformed into the model formulation. Based on two case studies it is confirmed that the shown solution approach is capable of solving real world instances in appropriate time.

Deutsch

Die Planung der operativen Logistik ist ein wesentliches Problem der Disposition in Logistiknetzwerken. Das in strategischen und taktischen Ebenen entworfene Netzwerk soll zur Bereitstellung von Waren an Produktionsorten so verwendet werden, dass der Betrieb kostenminimal ist. Der vorgestellte Ansatz erlaubt die detaillierte Ausplanung der Verwendung des gegebenen Netzwerks. Die Erstellung eines geeigneten Materialflussplans wurde in der Vergangenheit mit stark vereinfachenden Annahmen durchgeführt. Die vorliegende Arbeit stellt ein lineares, gemischt-ganzzahliges Optimierungsmodell vor, das geeignet ist, bei der Planung komplexe Tarifsysteme, unterschiedliche Ladungsträger, alternative Transportwege und Lagerbereiche sowie einige weitere Aspekte zu berücksichtigen. Es integriert die Betrachtung der Freiheitsgrade Operationsmengen und -zeiträume, Ladungsträger, Ressourcen, Transportmodi, Lieferantenwahl und Transportweg. Zur Lösung des Modells werden zwei Methoden verwendet. Das Lösungsverfahren Branch and Bound, zu dessen Einsatz das Modell mittels Reformulierungs- und Verbesserungstechniken verändert wird, bestimmt optimale Lösungen. Das zweite Verfahren ist eine speziell entwickelte primale Heuristik bestehend aus einer Konstruktions- und einer Verbesserungsheuristik, die als alternatives Lösungsverfahren eingesetzt wird. Zum Einsatz der Methoden wurde ein webbasiertes Entscheidungsunterstützungssystem entwickelt, dessen Konzept und Struktur vorgestellt wird. Das System unterstützt die individuelle Abbildung von Prozessketten durch Anwender und deren Transformation in das mathematische Modell. Anhand von zwei Fallstudien wird aufgezeigt, dass der gewählte Lösungsansatz praxistauglich ist und Instanzen typischer Größe und Struktur in angemessener Zeit löst.