Die nächste Generation der Tourenplanung

Bei der Tourenplanung geht es grundsätzlich darum, eine möglichst gute Zuordnung von Aufträgen zu Fahrzeugen zu finden - sowie für jedes Fahrzeug eine ideale Reihenfolge der zu bedienenden Kundenstandorte. Unter Einbeziehung zusätzlicher Restriktionen, wie einer begrenzten Transportkapazität pro Fahrzeug oder einem heterogenen Fuhrpark, ergeben sich äußerst komplexe Problemstellungen. Für deren Lösung ist hoch entwickelte Software im Einsatz. Moderne dynamische Systeme berücksichtigen dabei ständig aktualisierte Verkehrsinformationen bei der Optimierung der Gesamtroute.

Die klassischen Probleme der Tourenplanung

Die Tourenplanung als ein Teilgebiet der Distributions-Logistik Distributions-Logistik befasst sich mit den Problemen der Planung, Steuerung und Kontrolle von Transport- und Lagersystemen. Als Tourenplanungsprobleme bezeichnet man dabei eine ganze Reihe von Problemen, für die im Folgenden stellvertretend ein klassisches Auslieferungsproblem geschildert wird:
Eine Anzahl von Kunden aus einer Region, deren Bedarf und Standorte bekannt sind, soll mit einer Anzahl von Fahrzeugen mit bestimmten Kapazitäten von einem Depot Depot aus mit einer Ware beliefert werden. Ziel ist es, die Kunden unter Einhaltung aller Restriktionen kostenminimal zu beliefern.
Die Tourenplanungsprobleme unterscheiden sich voneinander in einer Vielzahl von Aspekten. Beispiele sind:

Sammelprobleme, bei denen nichts ausgeliefert wird, sondern beispielsweise Postbriefkästen geleert werden müssen.
Pick-up & Delivery-Probleme, bei denen die Belieferung von Kunden und die Entgegennahme von Leergut gleichzeitig erfolgen - etwa bei Brauereien.
Mehrdepot-Auslieferungsprobleme, die sich durch die Verfügbarkeit mehrerer Depots Depot auszeichnen, z. B. bei der Belieferung von verschiedenen Tankstellen mit Kraftstoffen aus mehreren Lagerstätten.
Das Problem der depotfreien Auslieferung, bei der Aufträge nicht von einem Depot Depot zu den Kundenorten, sondern zwischen den Kundenorten transportiert werden, z. B. beim Einsatz von Taxis.
Tourenprobleme mit Kundenzeitfenstern, bei denen bestimmte Kunden innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls bedient werden. Diese Problemstellungen sind in der Praxis wegen ständig steigender Anforderungen an den Lieferservice Lieferservice von großer Bedeutung.

Die hier vorgestellten Probleme stellen nur einen Ausschnitt aus der großen Menge in der Praxis auftretender Probleme dar.

Die möglichen Ziele der Tourenplanung

Die Ziele der Tourenplanung können sehr unterschiedlich sein und hängen letztlich vom Zweck der durchgeführten Planung ab. Neben einer Kostenminimierung werden häufig auch die Minimierung der zu bewältigenden Gesamtentfernungen und eine möglichst geringe zeitliche Dauer der Tour angestrebt. Ein Ziel kann aber auch die Minimierung der Anzahl eingesetzter Fahrzeuge sein. Zudem sind monetär nicht oder nur schwer quantifizierbare Aspekte wie ein optimaler Lieferservice Lieferservice oder eine gleichmäßige Auslastung der Fahrzeuge als Ziel vorstellbar.
Vielfach stehen die Ziele im Widerspruch zueinander, eine gleichzeitige Optimierung ist daher nicht möglich. Wenn zum Beispiel unterschiedliche Straßentypen wie Landstraße und Autobahn zur Auswahl stehen, kann die von der Distanz her kürzeste Route von der zeitlich schnellsten Route abweichen. Für den Kapitalbedarf der Auslieferungsflotte ist eine Minimierung der Anzahl eingesetzter Fahrzeuge von Bedeutung - wenn z. B. längere Routenzeiten pro Fahrzeug in Kauf genommen werden. Eine möglichst gleichmäßige Auslastung der Fahrzeuge ist aus betriebswirtschaftlicher Sicht eigentlich nicht relevant. Allerdings kann unter den Fahrern Unzufriedenheit entstehen, wenn eine Tour über einen längeren Zeitraum kürzer ist als die restlichen Touren.
Zur hohen Komplexität der Tourenplanung trägt im konkreten Fall der Paketzustellung auch die Möglichkeit der Kunden bei, eine Zustellung vor einem bestimmten Zeitpunkt zu wählen - beispielsweise vor 11 Uhr. Zudem können einzelne Kunden sich an eine Anlieferung in einem bestimmten Zeitraum gewöhnt haben und es schätzen, möglichst jeden Tag in diesem Zeitintervall ihre Pakete zu erhalten. All diese Aspekte sollten im Rahmen einer optimalen Tourenplanung berücksichtigt werden.

Der Einsatz von EDV für die optimale Tourenplanung

Aus den genannten Faktoren geht bereits die hohe Bedeutung von EDV für die Tourenplanung hervor. Grundsätzlich handelt es sich nämlich um rein mathematische Optimierungsprobleme, die unter Einbeziehung einer Vielzahl von Variablen und Restriktionen gelöst werden müssen. Für eine Effizienzsteigerung bietet es sich zudem an, die Tourenplanung mit dem Enterprise Resource Planning Enterprise Resource Planning (ERP) des Unternehmens zu verknüpfen.
Zumindest für kleinere und mittlere Unternehmen sind jedoch die hohen Kosten für Softwarelizenzen, Schulungen und Wartungen ein wesentliches Hemmnis. Diese stehen einem schwer zu beziffernden Kostensenkungspotenzial gegenüber. Weitere Probleme ergeben sich aus den teilweise sehr spezifischen Anforderungen von Unternehmen an die Tourenplanungssoftware. Daher werden individuell programmierte Lösungen gegenüber Standardlösungen häufig vorgezogen. Nicht zuletzt kann auch eine mangelnde Akzeptanz der Systeme ein Problem sein, z. B. wenn die automatisch generierten Touren nicht nachvollzogen werden können.

Die aktuellen Entwicklungen in der Tourenplanung

In den vergangenen Jahren ist der Stellenwert der Tourenplanung deutlich angestiegen. Dafür gibt es einige zentrale Ursachen, die im Folgenden kurz dargestellt werden:

Der höhere Stellenwert von Kundenservice und die höheren Ansprüche der Kunden. So lassen sich beispielsweise nur mit einer effizienten Tourenplanung etliche Kunden in dem für sie optimalen Zeitfenster beliefern.
Der überproportionale Anstieg operativer Kostenblöcke, die im Zusammenhang mit der Tourenplanung stehen, z. B. Treibstoffkosten und Personalkosten.
Das allgemein gestiegene Umweltbewusstsein, das zu einem höheren Stellenwert einer möglichst geringen gefahrenen Wegstrecke führt.
Das gestiegene Verkehrsaufkommen und die damit verbundene optimale Routenbestimmung bei Staus und verstopften Straßen.

Die Suche nach der optimalen Tour ist also eine Herausforderung, der Unternehmen sich in naher Zukunft stellen müssen, um nicht gravierende Nachteile gegenüber Wettbewerbern in Kauf nehmen zu müssen. Als Beispiel für moderne Lösungen wird im Folgenden ein Konzept für dynamische Tourenplanung geschildert, das vom DHL Innovation Center derzeit entwickelt wird.

Die dynamische Tourenplanung am Beispiel der Telematik-Software von DHL

Als dynamische Tourenplanung bezeichnet man grundsätzlich Tourenplanungsprobleme, bei denen sich die Auftragslage während der Planung dynamisch verändert, z. B. durch neu hinzukommende oder stornierte Aufträge oder eine Änderung der Umweltbedingungen.
Verkehrstelematik bezeichnet elektronische Steuerungssysteme, mit denen Verkehr optimiert werden soll. Damit können unnötige Staus vermieden bzw. umfahren werden, bei denen alleine in Deutschland jährlich ca. 14 Milliarden Liter Kraftstoff unnötig verbraucht werden. Dies schadet offensichtlich der Natur, aber auch der Wirtschaft - etwa durch verlorene Arbeitszeit.
Das DHL Innovation Center arbeitet in Kooperation mit Innovationspartnern aus Wirtschaft und Wissenschaft an einer Software, mit der die Disposition der DHL-Fahrzeuge und die Planung ihrer Stopps erheblich verbessert werden kann. Die dynamische, also am aktuellen Verkehrsaufkommen orientierte, Disposition dieser Fahrten ist besonders in Ballungsräumen interessant. Obwohl sich natürlich auch auf dem Land durch optimierte Tourenplanung erhebliche Wege einsparen lassen.
Schon heute ist es mit satellitenbasierten Navigationssystemen sehr gut möglich, eine stabile entfernungsabhängige Tourenplanung vorzunehmen. In Zukunft werden aber auch noch weitaus umfassendere Informationen berücksichtigt werden können, z. B. in Bezug auf Verkehrsverhältnisse, Ampelschaltungen und Baustellen. Auch Linksabbiegen kann dann so weit wie möglich vermieden werden, da es Zeit und Treibstoff kostet. Unter Berücksichtigung solcher Aspekte sind heutige Tourenplanungssysteme aber noch weit vom Optimum entfernt.
Eine besondere Stärke des neuen Systems liegt zudem in der Berücksichtigung potenzieller Treffen von Auslieferungsfahrern. Es wird ständig und in Echtzeit Echtzeit beobachtet, welche Fahrzeuge gerade wie weit voneinander entfernt sind. Sollte sich durch ein Treffen zweier Fahrer mit Übergabe bzw. Austausch von Paketen - ein so genanntes Rendezvous - eine Möglichkeit der Tourenoptimierung ergeben, so wird es sofort durchgeführt. Dies spart Kosten und Zeit und führt zu einer signifikanten Minderbelastung der Umwelt mit schädlichen Treibhausgasen. Selbstverständlich lernt das System und berechnet die Touren auf einer immer größeren Datenmenge.
In einigen Jahren soll das System im großen Stil einsatzfähig sein. Schon in diesem Jahr werden erste Prototypen fertig gestellt.

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