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Systemanalyse des deutschen Stückgutverkehrs – eine explorative Studie

Köber, Erwin :
Systemanalyse des deutschen Stückgutverkehrs – eine explorative Studie.
TU Darmstadt , Darmstadt
[Masterarbeit], (2016)

Kurzbeschreibung (Abstract)

Ziel der Arbeit ist es, umfassende Einblicke in das System des allgemeinen, deutschen Stückgutverkehrs sowohl auf makroskopischer als auch auf mikroskopischer Ebene, letzteres vor allem durch Interviews mit Experten, zu bekommen. Des Weiteren sollen Optimierungsmodelle, die auf die Planungsprobleme der taktischen und operativen Ebene von Stückgut-Dienstleistern zugeschnitten sind, betrachtet und hinsichtlich einer Anwendung auf die Modellierung der Stückgut-Verkehrserzeugung bewertet werden. Dabei fließen in die Beurteilungskriterien die vorab generierten Erkenntnisse aus der makro- und mikroskopischen Analyse zur Einschätzung der Realitätsnähe der Modelle ein. Als erstes wird das deutsche Stückgut-Transportsystem makroskopisch betrachtet. Es werden finanzielle, Leistungs- sowie Netz-Kennzahlen mit ihren Ausprägungen identifiziert, die den deutschen Stückgut-Markt beschreiben. Dabei stellt sich heraus, dass der Stückgutmarkt durch einen sehr hohen Outsourcing-Anteil sowie einen hohen Konzentrationsgrad gekennzeichnet ist, also wird der weitaus größte Anteil am Gesamt-Volumen von wenigen, großen Stückgut-Anbietern umgesetzt. Daraus lässt sich der Schluss ziehen, dass von wenigen Akteuren eine hohe Verkehrserzeugung ausgeht. Die Modellierung der Verkehrserzeugung könnte sich also auf die großen Anbieter beschränken, um den überwiegenden Teil des Stückgut-Verkehrs abzubilden. Weiterhin kann festgestellt werden, dass sich der Umsatz der zehn größten Dienstleister fast zu gleichen Teilen auf die beiden Unternehmensformen Kooperation und Konzern verteilt. Während Konzerne über ein flächendeckendes, unternehmenseigenes Netzwerk verfügen, ist eine Kooperation eine Vereinigung wirtschaftlich unabhängiger, mittelständischer Spediteure. Des Weiteren können grobe Abschätzungen bezüglich der deutschlandweiten Anzahl aller Stückgut-Depots und der Hubs gemacht werden. Auch Kennwerte bezüglich einzelner Akteure können ausfindig gemacht werden, wie z.B. die durchschnittliche Anzahl nationaler Depots eines Stückgut-Anbieters. Als nächstes werden aktuelle Entwicklungen im Stückgut-Markt aufgezeigt, die Auswirkungen auf die Verkehrserzeugung haben. Beispielhaft sei der Trend der Internationalisierung bzw. Paneuropäisierung genannt. Daraufhin wird der grundlegende Aufbau des Fernverkehrs-Netzwerks eines Stückgut-Dienstleisters charakterisiert. Bei den meisten deutschen Stückgut-Netzen handelt es sich um Mischstrukturen aus Raster- und Mehrhub-Strukturen, das heißt es finden sowohl direkte Transport-Fahrten zwischen den Depots (jedoch nicht allen) als auch Transporte von Sendungen mit einem Umschlag in einem Hub statt. Das Hub kann dabei entweder ein Regional- oder ein Zentralhub sein. Der Ablauf der Transportprozesse findet in Vor-, Haupt- und Nachlauf statt, dessen ungefähre Zeitfenster, getrennt nach Direkt- bzw. Hub-Transport im Fernverkehr, dargestellt werden. Neben der Hub-Bündelung ist auch eine sogenannte Ladegefäß-Konsolidierung möglich, bei der Ladegefäße im direkten Fernverkehr auf dem Weg von Start- zu Ziel-Depot an Zwischen-Depots umgeschlagen werden. Als nächstes werden die Transportsysteme der fünf umsatzstärksten Stückgut-Dienstleister spezifisch betrachtet, die gemeinsam einen über 50-prozentigen Anteil am gesamten Marktvolumen haben. Dabei können einige, nach Dienstleister variierende Informationen gesammelt werden, z.B. über die Anzahl der Depots oder die Anzahl der Fernverkehrs-Linien. Für eine umfassende Beschreibung einzelner Anbieter reichen die gesammelten Informationen nicht aus. Hiernach wird die Kundenseite im Stückgut-System betrachtet. Die meisten, gerade die großen Stückgut-Anbieter, sind nicht auf eine bestimmte Branche spezialisiert, sondern bedienen Kunden aus den verschiedensten Segmenten. Mehr als 50 Prozent des Stückgut-Marktvolumens wird dabei von den drei Branchen Lebensmittel, Metall/Maschinen und Bau nachgefragt. Zum Abschluss der makroskopischen Betrachtung werden die charakterisierenden Merkmale der Netzwerke von Stückgut-Anbietern zusammengestellt und durch bisher recherchierte Erkenntnisse bezüglich der Ausprägungen dieser Merkmale ergänzt. Für die weitere Konkretisierung der Merkmalsausprägungen sind detaillierte Informationen notwendig, welche durch die bisherige Recherche nur teilweise eingeholt werden konnten. Aus diesem Grund werden Experten befragt, deren Erfahrung in der Stückgut-Branche für eine Beantwortung der offenen Fragen genutzt werden soll. Neben der Gewinnung konkreter Merkmalsausprägungen soll mit den Experten-Interviews auch eine Überprüfung bereits gewonnener Erkenntnisse erfolgen, bisher unbeachtete Zusammenhänge entdeckt und Parameterwerte für die Optimierungsmodelle gewonnen werden. Es wird hierfür die Methode des problem- bzw. themenzentrierten, halbstrukturierten Experteninterviews gewählt. Dazu wird ein Leitfaden entworfen, der hauptsächlich auf den vorher erwähnten, charakteristischen Merkmalen eines Stückgut-Netzwerks aufbaut. Bei der Auswahl der Experten spielen einerseits theoriegeleitete Aspekte eine Rolle, wie beispielsweise die Umsatzstärke des Stückgut-Dienstleisters des Gesprächspartners, um eine hohe Repräsentativität bezüglich der Verkehrserzeugung zu gewährleisten. Andererseits müssen aufgrund der beschränkten Verfügbarkeit potentieller Gesprächspartner bezüglich dieser Aspekte Abstriche gemacht werden. Dennoch können hochqualifizierte Interview-Partner von DHL, CargoLine, IDS, 24plus und VTL gewonnen werden, darunter zwei Geschäftsführer von Stückgut-Kooperationen. Ausgewertet werden die Interviews auf eine Weise, die sich an der Methode der qualitativen Inhaltsanalyse orientiert. Die Ergebnisse der Auswertung werden genutzt, um die befragten Stückgut-Akteure und ihr Netzwerk, ergänzt durch Informationen aus frei zugänglichen Quellen, mikroskopisch beschreiben zu können. Eine umfassende Beschreibung kann aufgrund der Interview-Aussagen nur bei 3 der 5 Akteure durchgeführt werden. Die Vertreter von 24plus und VTL können nur sehr wenige bzw. gar keine Informationen zum Nahverkehr sowie bezüglich der Direktverkehre im Fernverkehr liefern, da besagte Kooperationen fast ausschließlich für den Fernverkehr, der über Zentral- oder Regionalhub umgeschlagen wird, zuständig sind. Daraufhin erfolgt eine Diskussion der Interview-Ergebnisse, bei der diese in drei Kategorien eingeteilt werden: Bestätigende Erkenntnisse, die grundsätzlich in Übereinstimmung mit den bisherigen Beobachtungen stehen, widerlegende Erkenntnisse, die im Gegensatz zu diesen stehen, und neue Erkenntnisse, deren Inhalt aus den Interview-Aussagen erzeugt wird. Nach der Diskussion der Ergebnisse erfolgt noch eine kritische Beurteilung der Interviews und der hiermit erzielten Ergebnisse. Erwähnt wurde schon, dass zwei der fünf Gesprächspartner wenige (24plus) bis gar keine (VTL) Einblicke in den Nahverkehr geben können, und auch im Fernverkehr auf den Hub-Verkehr fokussiert sind. Als Vertreter eines Konzerns, bei dem auch die zentrale Planungsstelle bis hin zum Nahverkehr in die zumindest taktische Planung eingreift, kann der DHL-Vertreter die meisten Informationen geben. Allgemeine Kritikpunkte sind die fehlende Tiefe mancher Informationen (vor allem bezüglich der Parameterwerte und des Nahverkehrs) und die unausgewogene Zusammensetzung der Interview-Partner. Als letztes Teilgebiet werden die Optimierungsmodelle behandelt. Hierzu werden erst die verschiedenen Planungsebenen der Stückgut-Dienstleister, insbesondere die taktischen und operativen, getrennt nach Nah- und Fernverkehr, dargelegt. Dadurch sollen die grundlegenden Problemstellungen, mit denen sich die Optimierungsmodelle zu beschäftigen haben, vorab beschrieben und somit eingegrenzt werden. Im Fernverkehr findet taktisch die Organisation der Linien und operativ die Disposition von Teil- und Sammelladungen, im Nahverkehr taktisch die Tourgebietsplanung und operativ die Nahverkehrsdisposition für ein Depot statt. Daraufhin werden Optimierungsmodelle für den Nahverkehr betrachtet. Das dabei zu behandelnde Problem wird vorab aufgrund der Nahverkehrs-Struktur als Vehicle Routing Problem festgelegt und anschließend anhand der Problem-, Depot-, Kunden-, Fahrzeug- und Zielsetzungscharakteristik im Stückgut-Nahverkehr weiter eingegrenzt. Daraufhin werden auf dieser Basis vier verschiedene Modelle vorgestellt und nach Struktur, Datengrundlage, Lösungsverfahren und erzielten Ergebnissen beurteilt. Aufgrund einer vergleichenden Bewertung wird für die Modellierung der Verkehrserzeugung die Verwendung eines Vehicle Routing Problem with Time Windows mit einem Cluster-First-Route-Second-Lösungsverfahren empfohlen. Die Vorteile dieses Modells im Vergleich mit den anderen liegen in der einfacheren Struktur und dem einfacheren Lösungsverfahren, das zudem ein praxisnahes Vorgehen ermöglicht. Bei diesem Lösungsvorgehen könnten im ersten Schritt der Clusterung Aspekte der tatsächlichen, praktischen Tourgebietsplanung einfließen (z.B. Orientierung an der Postleitzahl). Alternativ könnte die Tourgebiets-Modellierung auch mit dem Vehicle Routing Problem with Stochastic Customers and Demands stattfinden. Es ist anzumerken, dass keines der besprochenen Nahverkehrsmodelle eine besonders herausragende, realitätsnähe Abbildung verspricht. Anpassungen bezüglich der Tourgebiete und der Kombination von Vor- und Nachlauf erscheinen notwendig. Im Fernverkehr wird das auftretende Planungsproblem in der allgemeinen Klassifizierung als Netzwerkflussproblem identifiziert. Es werden verschiedene Optimierungsmodelle, wie z.B. das klassische Transportproblem, aufgrund ihrer für den Stückgut-Fernverkehr ungenügenden Struktur vorab von der weiteren Untersuchung ausgeschlossen. Daraufhin werden das allgemeine Mehrgüterflussproblem (MCNF) und ein speziell auf den Stückgutverkehr ausgerichtetes Service Network Design Problem (SNDP) untersucht und beurteilt. Letzteres wird für die Modellierung der Verkehrserzeugung im Fernverkehr empfohlen, weil es deutliche Vorteile bezüglich einer realitätsnahen Abbildung des Stückgut-Verkehrs gegenüber dem MCNF hat. Dieser Nachteil des MCNF kann durch seine Vorteile bezüglich der Einfachheit von Struktur und Lösungsverfahren nicht ausgeglichen werden. Allerdings sind auch beim SNDP Anpassungen bezüglich seiner Struktur, in Abhängigkeit vom konkret zu modellierenden Stückgut-Netzwerk, nötig. Es sind also sowohl für das empfohlene Nah- als auch das Fernverkehrsmodell weitere Anpassungen bzw. Ergänzungen bezüglich der Situation im Stückgut-Verkehr notwendig, bevor die angestrebte Modellierung der Verkehrserzeugung mit Hilfe dieser Optimierungsmodelle erfolgen kann. Auch sind weitere Datenerhebungen bezüglich der Parameterwerte für die Modelle erforderlich, da die aus den Interviews gewonnenen Daten nur einen groben Anhaltspunkt diesbezüglich liefern. Allgemein erfordern die aus den Interviews erkannten Zusammenhänge weitere Konkretisierungen. Auch wäre es wünschenswert, die Aussagen des DHL-Gesprächspartners durch Informationen eines Vertreters eines anderen Konzerns zu überprüfen sowie weitere Informationen bezüglich des Nahverkehrs zu beschaffen.

Typ des Eintrags: Masterarbeit
Erschienen: 2016
Autor(en): Köber, Erwin
Titel: Systemanalyse des deutschen Stückgutverkehrs – eine explorative Studie
Sprache: Deutsch
Kurzbeschreibung (Abstract):

Ziel der Arbeit ist es, umfassende Einblicke in das System des allgemeinen, deutschen Stückgutverkehrs sowohl auf makroskopischer als auch auf mikroskopischer Ebene, letzteres vor allem durch Interviews mit Experten, zu bekommen. Des Weiteren sollen Optimierungsmodelle, die auf die Planungsprobleme der taktischen und operativen Ebene von Stückgut-Dienstleistern zugeschnitten sind, betrachtet und hinsichtlich einer Anwendung auf die Modellierung der Stückgut-Verkehrserzeugung bewertet werden. Dabei fließen in die Beurteilungskriterien die vorab generierten Erkenntnisse aus der makro- und mikroskopischen Analyse zur Einschätzung der Realitätsnähe der Modelle ein. Als erstes wird das deutsche Stückgut-Transportsystem makroskopisch betrachtet. Es werden finanzielle, Leistungs- sowie Netz-Kennzahlen mit ihren Ausprägungen identifiziert, die den deutschen Stückgut-Markt beschreiben. Dabei stellt sich heraus, dass der Stückgutmarkt durch einen sehr hohen Outsourcing-Anteil sowie einen hohen Konzentrationsgrad gekennzeichnet ist, also wird der weitaus größte Anteil am Gesamt-Volumen von wenigen, großen Stückgut-Anbietern umgesetzt. Daraus lässt sich der Schluss ziehen, dass von wenigen Akteuren eine hohe Verkehrserzeugung ausgeht. Die Modellierung der Verkehrserzeugung könnte sich also auf die großen Anbieter beschränken, um den überwiegenden Teil des Stückgut-Verkehrs abzubilden. Weiterhin kann festgestellt werden, dass sich der Umsatz der zehn größten Dienstleister fast zu gleichen Teilen auf die beiden Unternehmensformen Kooperation und Konzern verteilt. Während Konzerne über ein flächendeckendes, unternehmenseigenes Netzwerk verfügen, ist eine Kooperation eine Vereinigung wirtschaftlich unabhängiger, mittelständischer Spediteure. Des Weiteren können grobe Abschätzungen bezüglich der deutschlandweiten Anzahl aller Stückgut-Depots und der Hubs gemacht werden. Auch Kennwerte bezüglich einzelner Akteure können ausfindig gemacht werden, wie z.B. die durchschnittliche Anzahl nationaler Depots eines Stückgut-Anbieters. Als nächstes werden aktuelle Entwicklungen im Stückgut-Markt aufgezeigt, die Auswirkungen auf die Verkehrserzeugung haben. Beispielhaft sei der Trend der Internationalisierung bzw. Paneuropäisierung genannt. Daraufhin wird der grundlegende Aufbau des Fernverkehrs-Netzwerks eines Stückgut-Dienstleisters charakterisiert. Bei den meisten deutschen Stückgut-Netzen handelt es sich um Mischstrukturen aus Raster- und Mehrhub-Strukturen, das heißt es finden sowohl direkte Transport-Fahrten zwischen den Depots (jedoch nicht allen) als auch Transporte von Sendungen mit einem Umschlag in einem Hub statt. Das Hub kann dabei entweder ein Regional- oder ein Zentralhub sein. Der Ablauf der Transportprozesse findet in Vor-, Haupt- und Nachlauf statt, dessen ungefähre Zeitfenster, getrennt nach Direkt- bzw. Hub-Transport im Fernverkehr, dargestellt werden. Neben der Hub-Bündelung ist auch eine sogenannte Ladegefäß-Konsolidierung möglich, bei der Ladegefäße im direkten Fernverkehr auf dem Weg von Start- zu Ziel-Depot an Zwischen-Depots umgeschlagen werden. Als nächstes werden die Transportsysteme der fünf umsatzstärksten Stückgut-Dienstleister spezifisch betrachtet, die gemeinsam einen über 50-prozentigen Anteil am gesamten Marktvolumen haben. Dabei können einige, nach Dienstleister variierende Informationen gesammelt werden, z.B. über die Anzahl der Depots oder die Anzahl der Fernverkehrs-Linien. Für eine umfassende Beschreibung einzelner Anbieter reichen die gesammelten Informationen nicht aus. Hiernach wird die Kundenseite im Stückgut-System betrachtet. Die meisten, gerade die großen Stückgut-Anbieter, sind nicht auf eine bestimmte Branche spezialisiert, sondern bedienen Kunden aus den verschiedensten Segmenten. Mehr als 50 Prozent des Stückgut-Marktvolumens wird dabei von den drei Branchen Lebensmittel, Metall/Maschinen und Bau nachgefragt. Zum Abschluss der makroskopischen Betrachtung werden die charakterisierenden Merkmale der Netzwerke von Stückgut-Anbietern zusammengestellt und durch bisher recherchierte Erkenntnisse bezüglich der Ausprägungen dieser Merkmale ergänzt. Für die weitere Konkretisierung der Merkmalsausprägungen sind detaillierte Informationen notwendig, welche durch die bisherige Recherche nur teilweise eingeholt werden konnten. Aus diesem Grund werden Experten befragt, deren Erfahrung in der Stückgut-Branche für eine Beantwortung der offenen Fragen genutzt werden soll. Neben der Gewinnung konkreter Merkmalsausprägungen soll mit den Experten-Interviews auch eine Überprüfung bereits gewonnener Erkenntnisse erfolgen, bisher unbeachtete Zusammenhänge entdeckt und Parameterwerte für die Optimierungsmodelle gewonnen werden. Es wird hierfür die Methode des problem- bzw. themenzentrierten, halbstrukturierten Experteninterviews gewählt. Dazu wird ein Leitfaden entworfen, der hauptsächlich auf den vorher erwähnten, charakteristischen Merkmalen eines Stückgut-Netzwerks aufbaut. Bei der Auswahl der Experten spielen einerseits theoriegeleitete Aspekte eine Rolle, wie beispielsweise die Umsatzstärke des Stückgut-Dienstleisters des Gesprächspartners, um eine hohe Repräsentativität bezüglich der Verkehrserzeugung zu gewährleisten. Andererseits müssen aufgrund der beschränkten Verfügbarkeit potentieller Gesprächspartner bezüglich dieser Aspekte Abstriche gemacht werden. Dennoch können hochqualifizierte Interview-Partner von DHL, CargoLine, IDS, 24plus und VTL gewonnen werden, darunter zwei Geschäftsführer von Stückgut-Kooperationen. Ausgewertet werden die Interviews auf eine Weise, die sich an der Methode der qualitativen Inhaltsanalyse orientiert. Die Ergebnisse der Auswertung werden genutzt, um die befragten Stückgut-Akteure und ihr Netzwerk, ergänzt durch Informationen aus frei zugänglichen Quellen, mikroskopisch beschreiben zu können. Eine umfassende Beschreibung kann aufgrund der Interview-Aussagen nur bei 3 der 5 Akteure durchgeführt werden. Die Vertreter von 24plus und VTL können nur sehr wenige bzw. gar keine Informationen zum Nahverkehr sowie bezüglich der Direktverkehre im Fernverkehr liefern, da besagte Kooperationen fast ausschließlich für den Fernverkehr, der über Zentral- oder Regionalhub umgeschlagen wird, zuständig sind. Daraufhin erfolgt eine Diskussion der Interview-Ergebnisse, bei der diese in drei Kategorien eingeteilt werden: Bestätigende Erkenntnisse, die grundsätzlich in Übereinstimmung mit den bisherigen Beobachtungen stehen, widerlegende Erkenntnisse, die im Gegensatz zu diesen stehen, und neue Erkenntnisse, deren Inhalt aus den Interview-Aussagen erzeugt wird. Nach der Diskussion der Ergebnisse erfolgt noch eine kritische Beurteilung der Interviews und der hiermit erzielten Ergebnisse. Erwähnt wurde schon, dass zwei der fünf Gesprächspartner wenige (24plus) bis gar keine (VTL) Einblicke in den Nahverkehr geben können, und auch im Fernverkehr auf den Hub-Verkehr fokussiert sind. Als Vertreter eines Konzerns, bei dem auch die zentrale Planungsstelle bis hin zum Nahverkehr in die zumindest taktische Planung eingreift, kann der DHL-Vertreter die meisten Informationen geben. Allgemeine Kritikpunkte sind die fehlende Tiefe mancher Informationen (vor allem bezüglich der Parameterwerte und des Nahverkehrs) und die unausgewogene Zusammensetzung der Interview-Partner. Als letztes Teilgebiet werden die Optimierungsmodelle behandelt. Hierzu werden erst die verschiedenen Planungsebenen der Stückgut-Dienstleister, insbesondere die taktischen und operativen, getrennt nach Nah- und Fernverkehr, dargelegt. Dadurch sollen die grundlegenden Problemstellungen, mit denen sich die Optimierungsmodelle zu beschäftigen haben, vorab beschrieben und somit eingegrenzt werden. Im Fernverkehr findet taktisch die Organisation der Linien und operativ die Disposition von Teil- und Sammelladungen, im Nahverkehr taktisch die Tourgebietsplanung und operativ die Nahverkehrsdisposition für ein Depot statt. Daraufhin werden Optimierungsmodelle für den Nahverkehr betrachtet. Das dabei zu behandelnde Problem wird vorab aufgrund der Nahverkehrs-Struktur als Vehicle Routing Problem festgelegt und anschließend anhand der Problem-, Depot-, Kunden-, Fahrzeug- und Zielsetzungscharakteristik im Stückgut-Nahverkehr weiter eingegrenzt. Daraufhin werden auf dieser Basis vier verschiedene Modelle vorgestellt und nach Struktur, Datengrundlage, Lösungsverfahren und erzielten Ergebnissen beurteilt. Aufgrund einer vergleichenden Bewertung wird für die Modellierung der Verkehrserzeugung die Verwendung eines Vehicle Routing Problem with Time Windows mit einem Cluster-First-Route-Second-Lösungsverfahren empfohlen. Die Vorteile dieses Modells im Vergleich mit den anderen liegen in der einfacheren Struktur und dem einfacheren Lösungsverfahren, das zudem ein praxisnahes Vorgehen ermöglicht. Bei diesem Lösungsvorgehen könnten im ersten Schritt der Clusterung Aspekte der tatsächlichen, praktischen Tourgebietsplanung einfließen (z.B. Orientierung an der Postleitzahl). Alternativ könnte die Tourgebiets-Modellierung auch mit dem Vehicle Routing Problem with Stochastic Customers and Demands stattfinden. Es ist anzumerken, dass keines der besprochenen Nahverkehrsmodelle eine besonders herausragende, realitätsnähe Abbildung verspricht. Anpassungen bezüglich der Tourgebiete und der Kombination von Vor- und Nachlauf erscheinen notwendig. Im Fernverkehr wird das auftretende Planungsproblem in der allgemeinen Klassifizierung als Netzwerkflussproblem identifiziert. Es werden verschiedene Optimierungsmodelle, wie z.B. das klassische Transportproblem, aufgrund ihrer für den Stückgut-Fernverkehr ungenügenden Struktur vorab von der weiteren Untersuchung ausgeschlossen. Daraufhin werden das allgemeine Mehrgüterflussproblem (MCNF) und ein speziell auf den Stückgutverkehr ausgerichtetes Service Network Design Problem (SNDP) untersucht und beurteilt. Letzteres wird für die Modellierung der Verkehrserzeugung im Fernverkehr empfohlen, weil es deutliche Vorteile bezüglich einer realitätsnahen Abbildung des Stückgut-Verkehrs gegenüber dem MCNF hat. Dieser Nachteil des MCNF kann durch seine Vorteile bezüglich der Einfachheit von Struktur und Lösungsverfahren nicht ausgeglichen werden. Allerdings sind auch beim SNDP Anpassungen bezüglich seiner Struktur, in Abhängigkeit vom konkret zu modellierenden Stückgut-Netzwerk, nötig. Es sind also sowohl für das empfohlene Nah- als auch das Fernverkehrsmodell weitere Anpassungen bzw. Ergänzungen bezüglich der Situation im Stückgut-Verkehr notwendig, bevor die angestrebte Modellierung der Verkehrserzeugung mit Hilfe dieser Optimierungsmodelle erfolgen kann. Auch sind weitere Datenerhebungen bezüglich der Parameterwerte für die Modelle erforderlich, da die aus den Interviews gewonnenen Daten nur einen groben Anhaltspunkt diesbezüglich liefern. Allgemein erfordern die aus den Interviews erkannten Zusammenhänge weitere Konkretisierungen. Auch wäre es wünschenswert, die Aussagen des DHL-Gesprächspartners durch Informationen eines Vertreters eines anderen Konzerns zu überprüfen sowie weitere Informationen bezüglich des Nahverkehrs zu beschaffen.

Ort: Darmstadt
Fachbereich(e)/-gebiet(e): Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, Civil and Environmental Engineering > Institut für Verkehr > Fachgebiet Verkehrsplanung und Verkehrstechnik
Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, Civil and Environmental Engineering > Institut für Verkehr
Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, Civil and Environmental Engineering
Hinterlegungsdatum: 15 Feb 2016 14:21
Gutachter / Prüfer: Boltze, Prof. Dr. Manfred ; Rolko, M.Sc. Kevin
Alternatives oder übersetztes Abstract:
AbstractSprache
The objective of this thesis is to gain comprehensive insights into the system of the German general less-than-truckload transport segment, both at the macroscopic and the microscopic level, the latter especially by interviews with experts. Furthermore, optimization models which are tailored to the tactical and operative planning problems of less-than-truckload service providers will be analyzed and evaluated regarding their application to the modeling of traffic generation of the less-than-truckload transport segment. The insights, generated previously from the macro- and microscopic analysis for assessment of closeness to reality of the models, enter evaluation criteria of the models. First the system of the German less-than-truckload transport segment is analyzed from a macroscopic point of view. Financial, performance and network key figures with their manifestations, which describe the German less-than-truckload segment, are identified. It turns out that the less-than-truckload market is characterized by a very high level of outsourcing and degree of concentration, so by far the largest part of the entire market volume is transacted by few, large less-than-truckload providers. It can be concluded that few providers are the origin of a high traffic generation. So modeling of traffic generation could be limited to the large providers to display the major part of the less-than-truckload traffic. Furthermore, it can be noticed that the turnover of the ten largest providers is distributed in almost equal proportions among the two business forms cooperation and group. While groups have a nationwide, captive network, a cooperation is an association of economically independent, medium-sized forwarders. Moreover, vague estimations regarding the Germany-wide number of less-than-truckload depots and hubs can be made. Characteristic values regarding individual players can also be detected, e.g. the average number of national depots of a less-than-truckload provider. Next, current developments at the less-than-truckload market, which have effects on the traffic generation, are shown. An example is the trend towards internationalization and pan-Europeanization, respectively. After that the fundamental structure of a less-than-truckload service provider´s long-distance traffic network is characterized. Most of the less-than-truckload networks are mixed structures consisting of grid- and multihub-structures, i.e. there are both direct transport trips between the depots (but not all of them) and transports with a transshipment at a hub. The hub can be either a regional or a central hub. The procedure of the transport processes takes place by pre-run, main run and post-run, their approximate time windows, separated according to direct- respectively hub-transport at long-distance traffic, are pictured. In addition to the hub consolidation, a so-called loading device consolidation is possible, too. In this process the loading devices are transshipped at a depot during their way from starting to destination depot at direct long-distance traffic. Next, the transportation systems of the five less-than-truckload service providers with the strongest revenues (combined, they have a share of over 50 percent of the entire market volume) are analyzed separately, yielding valuable information specific to the respective service provider, e.g. about the number of depots or the number of long-distance lines. The collected information is not sufficient for a comprehensive description of an individual provider. After this the customer side at the less-than-truckload system is considered. Most of the service providers, especially large ones, are not focused on a special sector, but they serve customers form different segments. Over 50 percent of the less-than-truckload market volume is demanded by the three sectors food, metal/machines and construction. At the end of the macroscopic consideration the characterizing features of service providers´ networks are compiled and complemented by so far researched findings regarding the manifestations of these features. For the further clarifying of the feature manifestations detailed information is required, which could be gathered only partially by the previous research. For this reason experts are consulted, whose experience at the less-than-truckload sector should be used to answer open questions. In addition to the generating of concrete feature manifestations, by the expert interviews a review of the already gained findings should be made, previously unnoticed interdependencies should be detected and parameter values for the optimization models should be gained. For this purpose the method of the problem- respectively theme-centered, semi-structured expert interviews is chosen. To that a guideline is created, which is mainly built on the previously mentioned, characteristic features of a less-than-truckload network. Theory-based aspects, e.g. the interlocutor´s service provider´s turnover level to represent a high degree of traffic generation, play a role at choosing the experts on the one hand. On the other hand the requirements regarding these aspects have to be lowered because of the potential interlocutors´ limited availability. However, highly skilled interview partner from DHL, CargoLine, IDS, 24plus and VTL can be gained, including two chief executive directors of less-than-truckload cooperations. The interviews are evaluated in a way which follows the method of the qualitative content analysis. The results of the evaluation are used to describe microscopically the questioned less-than-truckload players and their networks, complemented by information from freely accessible sources. A comprehensive description can only be carried out with 3 of 5 players due to interview statements. The representatives of 24plus and VTL can only provide very few respectively no information about the local short-distance traffic and the direct transports in long-distance traffic, because the mentioned cooperations are almost exclusively responsible for long-distance traffic which is transshipped at a central- or regional hub. After that a discussion of the interview results follows, whereby they are divided into three categories: Confirming findings, which are basically in accordance with the previous observations, disproving findings, which are in contrast to them, and new findings, whereby their content is generated from the interview statements. After the discussion of the results a critical assessment of the interviews and the hereby achieved results follows. It was already mentioned that two of the five interlocutors can give few (24plus) respectively no (VTL) insights into short-distance traffic; moreover they are focused on hub transports in long-distance traffic. The interview partner of DHL can give the most information as a representative of a group, whereby the central planning office even intervenes in short-distance traffic, at least for tactical planning. General points of criticism are the missing depth of some information (especially regarding the parameter values and the short-distance traffic) and the unbalanced composition of the interview partner. At last the optimization models are dealt with. For this purpose the different planning levels of less-than-truckload service providers are shown, especially the tactical and operative ones, separated to short-distance and long-distance traffic. Thus the basic problems, the optimization models have to handle with, will be previously described and thereby restricted. In long-distance traffic there is the organization of the lines at the tactical level and the operative scheduling of less-than-truckload shipments, in short-distance traffic there is tactically the planning of the tour areas and operatively the short-distance scheduling for a depot. Thereupon optimization models for the short-distance traffic are analyzed. The problem is previously specified as a Vehicle Routing Problem due to the short-distance structure and then further localized with the problem, depot, customer, vehicle and objective characteristic of the less-than-truckload traffic. After that on this foundation four different models are presented and assessed on structure, data basis, solution methods and achieved results. Due to a comparing evaluation the usage of a Vehicle Routing Problem with Time Windows with a Cluster-First-Route-Second-solution method is recommended for modeling of the traffic generation. The advantages of this model, compared to others, are the easy structure and the easy solution method, which additionally enables a practically oriented procedure. At the first step of this solution method, the clustering, aspects of the actual, practical planning of tour areas could flow in (e.g. orienting towards postal code). Alternatively the modeling of tour areas could be made with the Vehicle Routing Problem with Stochastic Customers and Demands. In this respect it is noted that none of the discussed short-distance models promises an especially outstanding, realistic representation. Modifications regarding tour areas and the combined pre- and post-run seem necessary. In long-distance traffic the occurring planning problem is identified as network-flow problem at the general classification. Different optimization models, e.g. the classical transport problem, are previously excluded from further exploration due to their insufficient structure for the less-than-truckload long-distance traffic. After that the general Multi Commodity Network Flow Problem (MCNF) and a Service Network Design Problem (SNDP), which is especially adjusted to less-than-truckload traffic, are explored and evaluated. The latter one is recommended for the modeling of traffic generation in long-distance traffic, because there are clear advantages regarding a realistic representation compared to the MCNF. This disadvantage of the MCNF cannot be compensated by its advantages regarding simplicity of structure and solution methods. However, the SNDP also needs modifications regarding its structure, depending of the concrete less-than-truckload network which will be modeled. There are further modifications and additions regarding the situation of less-than-truckload traffic necessary for both the recommended short-distance and long-distance model, before the aspired modeling of traffic generation can be done with these optimization models. Further data collections regarding the parameter values for the models are also required, because the data gained from the interviews only provides a rough indication. Generally the interdependencies detected from the interviews need further specifications. Additionally it would be desirable to check the DHL interview partner´s statements through information from a representative of another group and to get further information regarding short-distance traffic.Englisch
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