Touren- und Routenplanungssysteme
Erstellt am: 18.12.2002 | Stand des Wissens: 09.11.2022
Synthesebericht gehört zu:
Ansprechpartner
Technische Universität Hamburg, Institut für Verkehrsplanung und Logistik, Prof. Dr.-Ing. H. Flämig
Aufgabe der Transportplanung ist die Gestaltung von Transportnetzen und die Steuerung der darin ablaufenden Transportprozesse [ArIs02].
Den einfachen Fall von Transportplanungssystemen stellen Routenplanungssysteme dar. Mit Routenplanungssystemen wird die Reihenfolge geplant, nach der die Kunden einer Tour zu bedienen sind [KlKr08]. Tourenplanungssysteme sind komplexer als Routenplanungssysteme, denn sie berücksichtigen besondere Nebenbedingungen, wie beispielsweise hohe Auslastungsgrade und die Vermeidung von Leerfahrten. Tourenplanungsmodelle werden eingesetzt um Tourenplanungsprobleme, die beim Sammeln und Verteilen von Waren auftreten, zu lösen. Sie dienen insbesondere der Unterstützung folgender logistischer Aufgaben:
Den einfachen Fall von Transportplanungssystemen stellen Routenplanungssysteme dar. Mit Routenplanungssystemen wird die Reihenfolge geplant, nach der die Kunden einer Tour zu bedienen sind [KlKr08]. Tourenplanungssysteme sind komplexer als Routenplanungssysteme, denn sie berücksichtigen besondere Nebenbedingungen, wie beispielsweise hohe Auslastungsgrade und die Vermeidung von Leerfahrten. Tourenplanungsmodelle werden eingesetzt um Tourenplanungsprobleme, die beim Sammeln und Verteilen von Waren auftreten, zu lösen. Sie dienen insbesondere der Unterstützung folgender logistischer Aufgaben:
- Verteilen und/oder Sammeln von Gütern, Personen und Aufgaben,
- Bildung von servicegerechten und kostenminimalen Touren und Routen. Die Tour bildet dabei die Menge aller Kunden, die auf einer einzigen am Depot beginnenden und endenden Fahrt bedient werden.
Funktionen von Tourenplanungssystemen
Transportdienstleister und die Betreiber speditioneller Kooperationen müssen ihre Nah- und Fernverkehrslinien regelmäßig strategisch neu planen und häufig auch kurzfristig an wechselnde Auftragsbestände anpassen. Tourenplanungssysteme unterstützen dies durch das Bereitstellen folgender Funktionen:
Transportdienstleister und die Betreiber speditioneller Kooperationen müssen ihre Nah- und Fernverkehrslinien regelmäßig strategisch neu planen und häufig auch kurzfristig an wechselnde Auftragsbestände anpassen. Tourenplanungssysteme unterstützen dies durch das Bereitstellen folgender Funktionen:
- Stammdatenerfassung und -pflege: Diese umfassen Geo-Daten (Ortsdatenbank, Entfernungswerk), Kundendaten (Kundenname, Anschrift, Lieferzeit) und Fuhrparkdaten (Fahrzeug-Typ und Kennzeichen, Ladekapazität, Einsatzzeiten),
- Auftragsdaten erfassen oder importieren: Hierzu zählen Daten über den Kunden, den Liefertag oder den Lieferzeitraum und die Menge,
- Verortung der Auftragsdaten und Fehlerkontrolle: Die Auftragsdaten werden einem bestimmten Ort zugewiesen,
- Echtzeitunterstützung bei Planungsänderungen,
- flexible Berücksichtigung von Restriktionen,
- mobiler Zugriff,
- Vorgabe von Planungsparametern: Hierzu zählen Schätzwerte über mittlere Kundenentfernungen, mittlere Geschwindigkeiten und mittlere Stopzeiten,
- Optimierung auf Basis der Parametervorgaben,
- manuelle Korrektur der Resultate,
- Resultatausgabe in Karten, Graphiken und Listen beziehungsweise Tabellen [Ohrt08; GrPf19].
Die Tourenplanung erfolgt softwarebasiert
Der Anwendungsschwerpunkt von Tourenplanungssoftware liegt bei der verladenden Industrie und im Außendienst. Mit der zunehmenden Nutzung durchgängiger Unternehmens-EDV-Lösungen und der damit steigenden Datenverfügbarkeit ist mit einem deutlichen Zuwachs von Planungssoftware auch im Transportgewerbe zu rechnen. Kommerzielle Systeme zur Tourenplanung sind in der Regel als Stand-Alone-Lösungen konzipiert, die Daten mit anderen Systemen der Unternehmens-EDV über Schnittstellen austauschen. Moderne Tourenplanungssoftware setzt sich mindestens aus den folgenden Komponenten zusammen:
- Schnittstellen: Automatischer Import und Export aller benötigten Daten,
- Graphische Benutzeroberfläche: Digitalisierte Straßenkarte und tabellarische Darstellungen,
- Planungsfunktion: Automatisch, interaktiv und manuell,
- Restriktionen: Berücksichtigung aller wichtigen Nebenfunktionen,
- Ergebnisaufbereitung: Statistiken und Drucklisten [Ohrt08].
Als Verfahren für die Touren- und Routenplanungsberechnung werden Heuristiken eingesetzt. Da es sich um komplexe Probleme handelt, können keine exakten Verfahren verwendet, sondern nur Näherungswerte für die "optimale" Lösung bereitgestellt werden.
Ein Beispiel für eine Touren- und Routenplanungssoftware ist Map&Guide der PTV Karlsruhe. Mit diesem Programm kann unter anderem die aktuelle Thematik der Mautkosten berücksichtigt werden. Sie ermöglicht neben der Routenplanung streckenbezogene Kalkulationen sowie eine Planung über mautfreie Ausweichstrecken. Zudem können individuelle Routingparameter eingestellt, Sendungsdaten importiert und berechnete Strecken- und Mautparameter (zum Beispiel Entfernungen, Fahrzeiten) exportiert werden [M&G17].
Bei der Touren- und Routenplanung können verschiedene Planungsprobleme auftreten.
- Problem der Planung von Tourgebieten
Dieses Problem besteht, wenn Touren strategisch geplant werden und nicht auf das operative Optimum ausgerichtet sind. Sofern Unteraufträge an verschiedene Logistikdienstleister vergeben werden und gleichzeitig sichergestellt sein soll, dass die Dienstleister ähnliche Auslastungen auf ihrer jeweiligen Tour haben, besteht das Problem der Berechnung eines strategischen Optimums. - Kooperationsproblematik
Jeder Spediteur hat ein eigenes Netz von Lieferbeziehungen. Es kann vorkommen, dass in diesen Netzen Leerfahrten auftreten. Um diese zu vermeiden, können Fahrten entweder über Fracht- und Transportbörsen vermittelt oder im Rahmen fester strategischer Kooperationen koordiniert und abgewickelt werden. Das Problem für die Berechnung besteht darin, Fahrten optimal aus dem Pool 'aufzufüllen'. - Inventory Routing
Das Inventory-Routing-Problem verknüpft ein Tourenplanungsproblem mit dem der optimalen Lagerhaltung und integriert so mehrere Bestandteile der Supply Chain. Es tritt auf, wenn die Nachfrage sich nicht aus einem Kundenauftrag, sondern aus der Verpflichtung des Lieferanten ergibt. Dieser garantiert ein Serviceniveau, das heißt einen bestimmten Bestand für eine bestimmte Ware. Unter Berücksichtigung dieser Zusage kann der Lieferant die Lieferung hinsichtlich Zeitpunkt und Menge frei disponieren [Ohrt08].
