Strategische Produktions- und Distributionsplanung

1. Einleitung.- 2. Grundlagen der strategischen Produktions- und Distributionsplanung und Definition des Grundproblems.- 2.1 Standortoptimierung als zentrale Komponente der strategischen Produktions- und Distributionsplanung.- 2.1.1 Aufgaben und Entscheidungsfelder der Produktions- und Distributionsplanung.- 2.1.2 Begriff des Produktions- und Distributionssystems.- 2.1.3 Die kostenminimale Gestaltung des Produktions- und Distributionssystems als Problem der strategischen Produktions- und Distributionsplanung.- 2.1.3.1 Ziele des Produktions- und Distributionsdesigns.- 2.1.3.2 Rahmenbedingungen des Produktions- und Distributionsdesigns.- 2.1.3.3 Ein hierarchischer Planungsansatz zur strategischen Produktions- und Distributionsplanung.- 2.1.3.3.1 Das Konzept der hierarchischen Planung.- 2.1.3.3.2 Der Einsatz hierarchischer Planung beim Design eines Produktions- und Distributionssystems.- 2.1.3.3.3 Das strategische Produktions- und Distributionsdesign.- 2.2 Kostendegressionseffekte im Bereich der Produktion.- 2.2.1 Begriff der Economies of Scale.- 2.2.2 Ursachen der Kostendegression.- 2.2.3 Auftreten von Economies of Scale.- 2.2.4 Abbildung und Berücksichtigung von Economies of Scale bei der Planung.- 2.3 Das Entscheidungsproblem des strategischen Produktions- und Distributionsdesigns.- 2.3.1 Charakterisierung der Systemkomponenten.- 2.3.1.1 Beschreibung der Produktionsstruktur.- 2.3.1.2 Beschreibung der Nachfragestruktur.- 2.3.1.3 Beschreibung der Distributionsstruktur.- 2.3.2 Charakterisierung der Planungsaufgabe.- 2.4 Prämissen und Alternativen einer modellgestützten Planung.- 3. Diskrete Modelle zur mathematischen Abbildung des Grundproblems.- 3.1 Mathematische Formulierungen für das Grundproblem.- 3.1.1 Formulierung als gemischt-ganzzahliges Optimierungsproblem.- 3.1.2 Formulierung als kontinuierliches Optimierungsproblem.- 3.1.3 Die Beziehung der Modellformulierungen zueinander.- 3.2 Beziehungen des Grundproblems zu anderen Optimierungsproblemen.- 3.2.1 Spezielle Ausprägungen des Grundproblems — Wichtige Teilprobleme.- 3.2.1.1 Das Production-Allocation Problem mit konkaven Produktionskosten.- 3.2.1.2 Warehouse Location Probleme.- 3.2.1.3 Das lineare Transportproblem.- 3.2.1.4 Das Production-Distribution Problem.- 3.2.2 Verwandte Problemstellungen.- 3.2.3 Beziehungen zu weiteren kombinatorischen Optimierungsproblemen.- 3.3 Mathematische Eigenschaften der Modelle zum Grundproblem und ihrer Lösungen.- 4. Verfahren zur Lösung des Grundproblems.- 4.1 Heuristische Verfahren.- 4.1.1 Verfahren zur Ermittlung einer zulässigen Lösung.- 4.1.1.1 ADD- und DROP-Vorgehensweisen.- 4.1.1.2 Verfahren der sukzessiven linearen Programmierung.- 4.1.1.2.1 Zwei einfache Linearisierungsverfahren.- 4.1.1.2.2 Ein iteratives Linearisierungsverfahren.- 4.1.1.2.3 Ein iteratives Lösungsverfahren bei expliziter Berücksichtigung von Fixkosten.- 4.1.2 Verfahren zur Verbesserung einer zulässigen Lösung.- 4.1.2.1 Lokale Suchverfahren.- 4.1.2.1.1 Abstiegsverfahren — „Traditionelle“ deterministische lokale Suche.- 4.1.2.1.2 Simulated Annealing.- 4.1.2.1.3 Tabu Search.- 4.1.2.2 Genetische Algorithmen.- 4.2 Exakte Verfahren.- 4.2.1 Prinzipielle Vorgehensweise eines Branch & Bound-Verfahrens.- 4.2.2 Branch& Bound -Verfahren auf Basis der kontinuierlichen Modell-formulierung.- 4.2.2.1 Initialisierung der globalen oberen Schranke.- 4.2.2.2 Charakterisierung der Teilprobleme.- 4.2.2.3 Möglichkeiten der Ermittlung unterer Schranken — Boundingregeln.- 4.2.2.3.1 Untere Schranken auf Basis einer primalen Vorgehensweise.- 4.2.2.3.2 Untere Schranken auf Basis dualer Konzepte.- 4.2.2.4 Möglichkeiten des Auslotens und Logische Tests — Auslotregeln.- 4.2.2.5 Verzweigung von Teilproblemen — Verzweigungs- und Auswahlregeln.- 4.2.2.6 Abgrenzung ausgewählter Branch & Bound-Verfahren.- 4.2.3 Branch &Bound -Verfahren auf Basis der gemischt -ganzzahligen Modellformulierung.- 4.3 (Unvollständige) Cross Dekomposition.- 4.4 Verwendung relaxierter Modelle.- 5. Numerische Ergebnisse und Verfahrensvergleiche.- 5.1 Hard- und Softwareumgebung.- 5.2 Testdaten.- 5.3 Numerische Untersuchungen und Bewertung der Verfahren.- 5.3.1 Heuristische Verfahren.- 5.3.1.1 Verfahren der sukzessiven linearen Programmierung.- 5.3.1.2 Verfahren zur Verbesserung einer zulässigen Lösung.- 5.3.1.2.1 Deterministische Abstiegsverfahren.- 5.3.1.2.2 Simulated Annealing.- 5.3.1.2.3 Tabu Search.- 5.3.1.2.4 Genetische Algorithmen.- 5.3.1.3 Cross Dekomposition.- 5.3.2 Exakte Verfahren.- 5.3.2.1 Vergleich unterschiedlicher Ansätze zur Ermittlung unterer Schranken.- 5.3.2.2 Branch&Bound-Verfahren mit primalem Bounding.- 5.3.2.3 Branch &Bound-Verfahren mit dualem Bounding.- 5.3.3 Abschließende Bewertung der Lösungsverfahren.- 6. Zusammenfassung und Ausblick.- Stichwortverzeichnis.