Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

RelKV – Simulationsbasierte Analyse der Transportkosten und -dauern im Kombinierten Straßen-/Schienengüterverkehr und Straßengüterverkehr auf Relationsebene

Kombinierter Straßen-/Schienengüterverkehr (KV) kann für KMU-Speditionen ein Ansatz zur erfolgreicheren Positionierung in einem durch geringe Margen und hohen Wettbewerbsdruck geprägten Transportmarkt sein. Die Vielzahl der Schnittstellen beim Umschlag zwischen den Verkehrsträgern und die damit verbundene erhöhte Komplexität der Transportorganisation stellen jedoch im Vergleich zum unimodalen Straßengüterverkehr (SV) wesentliche Eintrittsbarrieren für KMU-Speditionen dar. Zudem treten im Vergleich zum SV aufgrund der Mehrgliedrigkeit der Transportkette zusätzliche Unsicherheiten an Knoten (z.B. Umschlagterminals) und Kanten (z.B. Vor-, Haupt- und Nachlauf) bei der Durchführung der Transportdienstleistung auf. Während KMU-Speditionen beim SV die Transportkosten mit vergleichsweise einfach handhabbaren Fahrzeugkostenrechnungen sowie Transportdauern und -pünktlichkeit mit kommerzieller Routenplanungssoftware bestimmen können, stellt die Abschätzung dieser Größen beim KV KMU-Speditionen vor große Herausforderungen.

Zielsetzung des Projekts ist es daher, eine Vergleichsmöglichkeit der Kosten- und Qualitätskriterien (Transportdauer, -pünktlichkeit und Umweltverträglichkeit) relationsbezogen für den KV und SV unter Berücksichtigung verschiedener Unsicherheitseinflüsse umzusetzen, um die Evaluation des KVs als systematische Erweiterung des Dienstleistungsangebots bei KMU-Speditionen zu ermöglichen. Im Ergebnis erhalten KMU-Speditionen eine Auswertung ihrer individuellen Relationen, die eine hohe KV-Affinität aufweisen. Hierdurch soll die strategische Entscheidung zur Nutzung des alternativen Verkehrsmittels KV im Rahmen der Verkehrsmittelwahl unterstützt werden.

Das angestrebte Ergebnis ist eine über eine Internetplattform zugängliche Simulationsanwendung, welche die KV-Machbarkeit von Relationen mit Quelle oder Ziel in Deutschland (insbesondere unter Berücksichtigung der TEN-T Korridore) aus der individuellen Unternehmensperspektive simulationsbasiert bewertbar macht.

Ergebniszusammenfassung:

Zielstellung des Projekts war die Entwicklung eines Entscheidungsunterstützungssystems zur Verkehrsträgerwahl Kombinierter Verkehr Straße/Schiene (KV) oder Straßengüterverkehr unimodal (SV), welches besonders kleinen und mittleren Spediteuren (KMU-Spediteuren) für eine gebebene Menge Transportaufträge eine Empfehlung ausgibt, welche Aufträge mittels KV oder SV zu transportieren sind. Hierfür wurde ein kombiniertes stochastisches Optimierungs- und Simulationsmodell entwickelt. Das Modell berücksichtigt dabei mögliche Verspätungen im SV und KV, sodass die Auftragszuteilung zu den Verkehrsträgern nicht nur auf einer Minimierung der Transportkosten, sondern auch auf einer Einhaltung entsprechender Pünktlichkeitsvorgaben basiert. Modellanwender erhalten dadurch einen konkreten Planungsvorschlag, welche Aufträge für den KV geeignet sind und welche Verspätungen entstehen können. Dadurch werden besonders KMU-Spediteure unterstützt, nicht pauschal alle Aufträge im SV zu transportieren, sondern gezielt solche Aufträge für den KV zu selektieren, welche dort besonders kostengünstig und pünktlich transportiert werden können.

Das im Projekt entwickelte kombinierte stochastische Optimierungs- und Simulationsmodell berücksichtigt die Rahmenbedingungen der Transportprozesse im KV und SV aus der betrieblichen Praxis, sodass plausible Modellempfehlungen generiert werden können. Für das Optimierungsproblem wurden eigene heuristische Lösungsverfahren konzipiert und umgesetzt, sodass auch große Modellinstanzen mit einer Vielzahl an Transportaufträgen in kurzer Rechenzeit gelöst werden können. Die Modellrealisierung erfolgte in der Java-basierten Software AnyLogic. Das Modell wurde zum Projektabschluss in eine internetbasierte Cloud zur öffentlichen Nutzung transferiert.