This paper presents a heuristic solution procedure for a very general resource–constrained project scheduling problem. Here, multiple execution modes are available for the individual activities of the project. In addition, minimum as well as maximum time lags between different activities may be given. The objective is to determine a mode and a start time for each activity such that the temporal and resource constraints are met and the project duration is minimized. Project scheduling problems of this type occur e.g. in process industries. The heuristic is a multi–pass priority–rule method with backplanning which is based on an integration approach and embedded in random sampling. Its performance is evaluated within an experimental performance analysis for problem instances of real–life size with 100 activities and up to 5 modes per activity.
. Hierarchies of criteria and fuzzy rule systems represent an approach which effectively portrays the problem of multiple objectives found in classic decision–making scenarios such as order sequencing or the evaluation of various corporate strategies. They further help the decision–maker to select a concrete course of action. The relevant decision criteria are formalized with the help of linguistic variables. A hierarchy of criteria is then used to relate them to one another and to combine them by rule–bases. Evaluation using fuzzy sets leads to an aggregated rating of the individual alternatives. A problem of such fuzzy systems is the large number of required parameters and their influence on the evaluation results. This article will use the example of a simple criteria hierarchy for a sequencing problem to analyze the effects of individual parameters and their relationships amongst one another in a fuzzy system.
Die Durchführung langfristiger Ereignisstudien setzt ein geeignetes Benchmarkmodell voraus, welches die erwartete Rendite der Untersuchungswertpapiere liefert. In den meisten bisherigen Studien wird diese durch die Änderungsrate eines Aktienindexes approximiert. Nach unseren Simulationsergebnissen entstehen bei einer solchen Vorgehensweise jedoch erhebliche Verzerrungen der Mittelwerte und der dazugehörigen Teststatistiken.
Die intertemporale Allokation knapper öffentlicher Res- sourcen auf die verschiedenen Leistungserbringer hängt von der Zeitpräferenzrate der Entscheidungsträger ab. Die vorliegende Arbeit entwickelt ein Modell der Nicht-Linearen Programmierung, um im Rahmen der Gesundheitsdistriktplanung das Gesundheitsbudget eines fiktiven Distriktes in einem Entwicklungsland auf verschiedene Ebenen des kurativen und präventiven Gesundheitswesens zu verteilen. Dabei zeigt es sich, daß eine hohe Gegenwartsorientierung vermehrt kurative Dienste bevorzugt, während eine geringe Zeitpräferenzrate stärker die Prävention forciert. Die optimale Allokation von Gesundheitsressourcen erfordert folglich eine detaillierte Analyse der Zeitpräferenz einer Bevölkerung. Es ist jedoch fraglich, ob dies in der Entwicklungshilfe, aber auch in der deutschen Gesundheitspolitik bislang ausreichend beachtet wurde.
Präferenzen werden üblicherweise mittels Relationen formalisiert. Berücksichtigt man neben strikter Präferenz und Indifferenz auch Unvergleichbarkeit, dann sind Präferenzrelationen im allgemeinen nicht vollständig. Verschiedene Präferenzrelationen sind außerdem nicht zwangsläufig widerspruchsfrei zueinander. In dieser Arbeit wird ein geeigneter Rahmen zur Systematisierung dieser Beziehungen zwischen Präferenzrelationen entwickelt. Dazu wird insbesondere definiert und analysiert, wann eine Präferenzrelation bezüglich einer anderen vollständiger, konsistent und kompatibel ist. Mit Hilfe des begrifflichen Rahmens können beispielsweise die durch den Dominanzbegriff und durch PROMETHEE induzierten Präferenzrelationen zueinander in Beziehung gesetzt sowie nicht zwingend vollständige, aus der Nutzentheorie herrührende Präferenzrelationen untersucht werden.
. This paper presents a case study for the environment-friendly dismantling and recycling of buildings. Based on material-flow management it is shown how the dismantling on the construction site can be improved using resource-constrained project scheduling. Computational results show that strict environmental requirements like high recycling quotas and the reduction of harmful substances in recycling materials can be satisfied. Moreover, a comparison with results in practice indicates that project scheduling helps to achieve economic advantages for environment-friendly dismantling and recycling strategies.
. One aspect in reverse logistics concerns returns of used products and recovery for another life cycle. Remanufactured parts can be used for assembly of new products or the entire (upgraded) product can be sold again. Limitations and enormous waste disposal cost, the duty for manufacturers to take back used products from customers, and the fact that returned products can be regarded as a resource for material requirements are reasons for a consideration of product recovery. In this paper, we present an optimal control approach to optimize the production, remanufacturing, and disposal strategy with respect to dynamic demand and returns.
. We propose a general modeling and optimization system for the effects of a low toxic air pollutant on the inhabitants of different land-based ecosystems. The pollution load can be traced through different ecotrophic levels, while health effects are quantified on the basis of detailed cytodynamic effects in different organs and tissues. The software package OLAF ( O ptimal L ocating A ir Polluting F acilities) developed on the basis of this model does not only evaluate quantitatively the effects of a proposed decision, but uses an efficient optimization technique to optimize the location of a polluting facility with respect to the adverse effects of the total pollution load on the inhabitants of the region under consideration.
In der neueren Literatur wird empfohlen, eine Zuordnung von (potenziellen) Kunden zu Außendienstmitarbeitern durch eine Verkaufsgebietseinteilung durchzuführen. Dabei werden kleine geographische Gebietseinheiten zu Verkaufsgebieten gruppiert, die jeweils genau einem Außendienstmitarbeiter zugeordnet werden, wobei dann ein Außendienstmitarbeiter ausschließlich für die Kunden seines Verkaufsgebietes zuständig ist. Eine wichtige Zielsetzung dabei ist die Maximierung des erwarteten Deckungsbeitrages. Hierzu wird üblicherweise eine konkave Deckungsbeitragsfunktion herangezogen, die für die einzelnen Gebietseinheiten den Zusammenhang zwischen der aufgewendeten Verkaufszeit (= Fahrtzeit + Besuchszeit) und dem erwarteten Deckungsbeitrag abbildet.
Effiziente Warenverteilung ist auf den gegenwärtigen Märkten von wesentlicher Bedeutung. Für die Konkurrenzfähigkeit eines Logistikdienstleisters ist neben der Planung der externen Transporte auch eine effiziente Gestaltung der innerbetrieblichen Transportleistungen unerlässlich. Der vorliegende Beitrag untersucht in einem Paketzentrum der Deutschen Post World Net die Transporte der Sendungen von den Endstellen, das sind Rutschen, über welche die Sendungen die Sortier- und Verteilanlage in einem Paketzentrum verlassen, zu den Fahrzeugen an den Beladetoren. Dieser Transport erfolgt manuell oder durch Elektroschlepper in Rollbehältern. Eine optimale Gestaltung der innerbetrieblichen Transporte hat verschiedene Besonderheiten zu berücksichtigen, wie beispielsweise unterschiedliche Ausstattungen der Beladetore, aus Zustellungsanforderungen abgeleitete Bedingungen oder eine möglichst gleichmäßige Auslastung der Sort Verteilanlage. In diesem Beitrag wird die vorliegende Problemstruktur analysiert und ein modifiziertes dreidimensionales Zuordnungsmodell zur Problemrepräsentation entwickelt. Zur Lösung wird nach einer heuristischen Dekomposition Standardsoftware zur gemischt-ganzzahligen linearen Optimierung eingesetzt. Die erzielten Ergebnisse erlauben eine Reduktion des Transportaufwands um mehr als 40%.
Ausgangspunkt des Beitrags ist ein klassisches Problem der Investitionsfinanzierung mit beschränkter Haftung und asymmetrischer Information in Bezug auf das Risiko der zugrunde liegenden Verteilung. Der Beitrag analysiert die Informationsrolle von zusätzlichen Kreditsicherheiten im Ex Ante Hidden Information-Kontext (Qualitätsunsicherheit). Bei dem verwendeten Risikobegriff wird auf Rothschild/Stiglitz-Dominanz rekurriert. Der Beitrag kann das überwiegend positive Bild der Rolle von Sicherheiten bei Existenz des Risikoanreizproblems, wie es die informationsökonomische Literatur bislang zeichnet, nicht bestätigen: Insbesondere in dem Fall, daß das im Rothschild/Stiglitz-Sinne riskantere Projekt stets, d.h., bei allen Zusatzbesicherungsniveaus, eine geringere Konkurswahrscheinlichkeit hat, erweist sich das Stellen von Sicherheiten nicht als ein Signalisierungsmechanismus zur Lösung des Identifikationsproblems, d.h., zur Offenlegung ex ante unbeobachtbarer Schuldnercharakteristika, aber auch in anderen Fällen.
. An innovative mathematical programming decision support model – Life Cycle Activity Analysis (LCAA) – is presented, integrating considerations of optimal allocations of resources and impacts upon the environment during the life cycle of products. LCAA is based on the classical formulation of activity analysis and on the life cycle assessment framework. The concept of linear activities is extended to embrace mass and energy fluxes over the entire life cycle of products including their environmental impacts. Special attention is given to the presence of loops in the product chains, such as those occurring when materials/products are recovered (reused, recycled.). An application brought from the Portuguese bottled water industry is described. The model features alternative activities for production technologies and product recovery strategies and permits the joint consideration of monetary costs and environmental burdens. The results obtained under five scenarios, including distinct disposal strategies and environmental constraints, are discussed.
An der Planung eines Investitionsprogramms sind regelmäßig mehrere Entscheidungsträger beteiligt. Dieser Beitrag beschreibt ein Verfahren zur Unterstützung der zugehörigen kooperativen Gruppenentscheidung. Die Teilnehmer einigen sich darin zunächst auf gemeinsame Ziele und ermitteln jeder für sich ein individuell “bestes” Programm von Investitionsprojekten. Dann werden daraus Zielgewichtungen abgeleitet und schließlich Kompromißvorschläge generiert, die akzeptiert oder als Ausgangspunkt für weitere Verhandlungen genutzt werden können. Das Verfahren zeichnet sich neben dem Verzicht auf a priori Informationen über die Präferenzen der Entscheidungsträger vor allem durch die explizite Berücksichtigung von Fairneß als wesentliche Eigenschaft tragfähiger Gruppenentscheidungen aus.
In this paper we study a production system consisting of a group of parallel machines producing multiple job types. Each machine has its own queue and it can process a restricted set of job types only. On arrival a job joins the shortest queue among all queues capable of serving that job. Under the assumption of Poisson arrivals and identical exponential processing times we derive upper and lower bounds for the mean waiting time. These bounds are obtained from so-called flexible bound models, and they provide a powerful tool to efficiently determine the mean waiting time. The bounds are used to study how the mean waiting time depends on the amount of overlap (i.e. common job types) between the machines.
In the design of waiting facilities for the units in a retrial queue, it is of interest to know probability distributions of extreme values of the orbit length. The purpose of this paper is to investigate the asymptotic behavior of the maximum orbit length in the \(M/G/1\) queue with constant retrial rate, as the time interval increases. From the classical extreme value theory, we observe that, under standard linear normalizations, the maximum orbit length up to the nth time the positive recurrent queue becomes empty does not have a limit distribution. However, by allowing the parameters to vary with n, we prove the convergence of maximum orbit lengths to three possible limit distributions when the traffic intensity \(\rho_n\) approaches 1 from below and n approaches infinity.
For many applications of project scheduling to real-life problems, it is necessary to take into account calendars specifying time intervals during which some resources such as manpower or machines are not available. Whereas the execution of certain activities like packaging may be suspended during breaks, other activities cannot be interrupted due to technical reasons. Minimum and maximum time lags between activities may depend on calendars, too. In this paper, we address the problem of scheduling the activities of a project subject to calendar constraints. We devise efficient algorithms for computing earliest and latest start and completion times of activities. Moreover, we sketch how to use these algorithms for developing priority-rule methods coping with renewable-resource constraints and calendars.
. Recently, the increasing focus on environmental protection has led to significant changes in logistics processes. In addition to the distribution process to the customers, re-usable packaging and goods to be recycled or remanufactured have to be transported in the reverse direction. If both tasks have to be performed simultaneously at the customers' locations which are serviced by a fleet of vehicles stationed in a depot or distribution/redistribution center, the vehicle routing problem with simultaneous delivery and pick-up arises. In this paper, the relation between this problem and other vehicle routing problems is investigated. A heuristic construction procedure is suggested. The proposed algorithm is successfully applied to a real-life problem as well as test instances introduced in the literature earlier. In addition, randomly generated instances are tackled in order to try to determine favorable settings for the parameters used in the solution approach.
. Recovery of used products is an issue of growing importance due to customer expectations and environmental regulation. As a consequence, companies need to adapt their material management taking into account inbound flows of used products. Corresponding inventory control models have been proposed in literature. In this paper we address the issue of planning stability in a product recovery context. To this end, we consider rolling horizon planning for a stock point facing stochastic demand and product returns. We analyze the impact of the return flow on planning stability and compare the system behaviour with a traditional production environment. We show that structural results derived for traditional inventory models remain valid in a product recovery context. Moreover we discuss counterintuitive effects resulting from interaction between planning stability and stock levels.
