Strategien und quantitative Modelle zur Glättung der Arbeitslast in stochastischen Logistiksystemen

• Antragstellerin: Dr.-Ing. Uta Mohring
• Fachliche Zuordnung: Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung ; Operations Management und BWL-spezifische Wirtschaftsinformatik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 522967295

Das Kerngeschäft verschiedenster Akteure im Logistikumfeld, z.B. Distributionszentren, Logistikdienstleister und Online-Händler, ist die termingerechte Bearbeitung kundenspezifischer Aufträge. Dabei sehen sie sich mit mehreren Herausforderungen konfrontiert: (1) zeitabhängige, unsichere und stark schwankende Kundennachfrage; (2) systemimmanente Unsicherheitsfaktoren (z.B. Maschinenausfälle, Krankheit); (3) hohe Kundenerwartungen bezüglich Flexibilität, Zuverlässigkeit und Lieferzeiten; (4) fixe tägliche Abfahrtszeiten der Fahrzeuge für die Auslieferung der Aufträge an die Kunden. Die Glättung der Arbeitslast ist ein vielversprechender Ansatz, um den Zielkonflikt zwischen hoher Kundenzufriedenheit und effizienter Auftragsabwicklung in diesem Kontext zu lösen. Ziel der Glättung ist es, die volatile Systemlast über einen bestimmten Zeithorizont zu balancieren. Obwohl zahlreiche Potentiale zur Glättung in der Auftragsabwicklung existieren, wurden diese bisher kaum in der Literatur untersucht. Das übergeordnete Ziel meiner Forschung besteht daher in der Konzeption und Analyse von Strategien und quantitativen Modellen zur Glättung der Arbeitslast im Bereich der logistischen Auftragsabwicklung. Den ersten Schritt in Richtung dieses Ziels stellt meine Dissertation dar, in der ich die Strategy of Levelled Order Release (LOR) zur zeitlichen Glättung der Arbeitslast entwickelt und untersucht habe. Weitere wesentliche Beiträge soll das hier beantragte Forschungsprojekt leisten: Im beantragten Forschungsprojekt wird einerseits die Forschung im Bereich der „zeitlichen Glättung der Arbeitslast" fortgesetzt. Es werden Strategien und Modelle entwickelt und untersucht, die LOR um Ansätze der Kapazitätsflexibilität (z.B. Arbeitszeitkonten, Zeitarbeit) erweitern. Andererseits wird ein neuer Glättungsansatz „Zeitliche Glättung der Kundennachfrage“ erschlossen. Hierzu werden Strategien und Modelle zur Steuerung des Kundennachfrageverhaltens entwickelt und analysiert, die durch eine dynamische Anpassung der angebotenen Lieferoptionen und Preise eine ausgeglichene Systemlast und damit eine gleichmäßig hohe Auslastung der bestehenden Kapazitäten sicherstellen. Für beide Glättungsansätze werden jeweils mehrere Strategien definiert und formalisiert. Die Auswirkungen der Strategien auf die Leistungsfähigkeit der Auftragsabwicklung werden dann anhand von Markov-Ketten und sample-path analysis untersucht und es werden mittels derivative-free optimisation geeignete Parametrisierungen der Strategien identifiziert. Abschließend wird eine umfangreiche numerische Studie durchgeführt, die verschiedene Typen der Auftragsabwicklung in der Logistik und zahlreiche Leistungskenngrößen umfasst. Auf diese Weise wird der Mehrwert der Glättung in der Auftragsabwicklung quantifiziert und es werden Erkenntnisse zu effektiven Glättung abgeleitet, z.B. wann Arbeitszeitkonten gegenüber Zeitarbeit zu bevorzugen sind oder wann und wie angebotene Lieferoptionen und deren Preise anzupassen sind.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Niederlande
• Beteiligte Institution: Eindhoven University of Technology ; Department of Industrial Engineering & Innovation Sciences ; Innovation, Technology Entrepreneurship & Marketing Group
• Gastgeber: Professor Dr. Ivo Adan