Resilienzstrategien für die urbane Logistik unter Störungen (ReSCueD)

• Antragsteller: Professor Dr. Pirmin Fontaine
• Fachliche Zuordnung: Operations Management und BWL-spezifische Wirtschaftsinformatik
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 494820262

Das Forschungsprojekt untersucht die Auswirkungen von plötzlich auftretenden Störungen in urbanen Logistiksystemen mit mehreren kooperierenden Dienstleistern. Zur Behebung der Störungen werden verschiedene Wiederherstellungsmaßnahmen entwickelt und bewertet und in eine Resilienzstrategie integriert. Zu diesem Zweck wird ein zweistufiges urbanes Transportsystem untersucht, bei dem auf der multi-modalen ersten Stufe mehrere Dienstleister kooperieren und Waren gemeinsam zu sogenannten Satelliten transportieren. Von diesen Satelliten transportieren die einzelnen Dienstleister ihre Waren mit kleinen umweltfreundlichen Fahrzeugen zu den Kunden. Auf der ersten Stufe, die beispielsweise durch Cargotrams oder größere Transporter durchgeführt wird, können Störungen auftreten, die den Weitertransport behindern und somit Auswirkungen auf mehrere Dienstleister haben. Im ersten Schritt werden verschiedene Wiederherstellungsstrategien entwickelt und mathematisch modelliert (gemischt-ganzzahliges lineares Programm). Anschließend werden diese im Rahmen eines taktischen Planungsproblems gemeinsam integriert. Ziel dieses Entscheidungsunterstützungsmodells ist die mittelfristige Planung (beispielsweise eine Saison) der Ressourcen und der Dienste der ersten Stufe. Dieses Modell wird als zweistufiges stochastisches Programm modelliert und mit Hilfe von Dekompositionsverfahren (Branch-and-repair) exakt gelöst, um einen resilienten taktischen Plan zu entwickeln. Ziel des Verfahrens ist es, möglichst schnell zulässige Lösungen zu finden, sodass der Fokus in diesem Projekt hier auf der Entwicklung dieses Repair-Mechanismus liegt. Abschließend werden mit Hilfe von maschinellem Lernen (Entscheidungsbäume) Regeln abgeleitet, die es ermöglichen, in der operativen Umsetzung sofort auf die Störungen zu reagieren. Zum Testen der Methoden und Resilienzstrategien werden existierende Datensätze und ein bereits entwickelter Instanzengenerator mit Daten zu Störungen erweitert. Im Rahmen mehrerer Cases wird analysiert, welche Auswirkungen die Auswahl der Verkehrsträger, die Zusammensetzung der Dienstleister und die Störanfälligkeiten Auswirkungen auf die Resilienzstrategien haben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Kanada
• Kooperationspartner: Professor Teodor Gabriel Crainic, Ph.D.