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Über dieses Buch

Die Beiträge dieses Buches beschäftigen sich in wissenschaftlich anspruchsvoller und verständlicher Form mit praktischen Anwendungen und aktuellen theoretischen Entwicklungen des Operations Research und angrenzender Gebiete wie Künstliche Intelligenz und Wirtschaftsinformatik.
Die verschiedenen Abschnitte behandeln schwerpunktmäßig neuere Algorithmen und ihre Anwendungen - etwa Heuristiken und genetische Algorithmen, die Modellierung realer Problemstellungen, Fuzzy Sets-Theorie und ihre Anwendungen, insbesondere in wissensbasierten Systemen, Anwendungen in Investition und Finanzierung sowie Planungs- und Informationssysteme.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Editorial

Editorial

Zusammenfassung
Mit vorliegender Festschrift sollen die besten Glückwünsche zum 60. Geburtstag von Prof. Dr. Dr. h.c. Hans-Jürgen Zimmermann überbracht werden. In Aachen wird Operations Research seit dem Aufbau des Lehrstuhls für Unternehmensforschung im Jahre 1969 stets grundlegend und breit aufgefaßt, wobei die Anwendung der Modelle und Methoden des Operations Research in der Praxis stets mit im Vordergrund steht. Das angesprochene breite Interessenspektrum von Hans-Jürgen Zimmermann spiegelt sich auch in den Tätigkeitsbereichen seiner jetzigen und ehemaligen Absolventen, Mitarbeiter und Kollegen wider und kommt in den vorliegenden Beiträgen beispielhaft zum Ausdruck.
Brigitte Werners, Roland Gabriel

Laudatio

Hans-Jürgen Zimmermann, dem unscharfen Freund, dem Kollegen der logischen Unschärfe

Zusammenfassung
Wer sechzig Jahre alt wird, hat zahlreiche Schwellen zur Weisheit gemeistert. Es sind unscharfe Schwellen, jede für sich ist fuzzy, und erst ihr Zusammenspiel und der sichere Abstand von jeder einzelnen bringen Gewißheit: Hans-Jürgen Zimmermann ist nunmehr gut über 3.000 Wochen alt, gut über 20.000 Tage alt, gut über eine halbe Million Stunden alt und gut über 30 Millionen Minuten alt; vier klassische Eintrittsbarrieren in die Gemeinschaft der Weisen. Hans-Jürgen Zimmermann hat mit seinem 60. Geburtstag die vier Schwellen hinreichend klar überschritten, so daß seine Zugehörigkeit zur Menge der „Weisen, altershalber“ nicht in Frage zu stellen ist.
Heiner Müller-Merbach

Neue Algorithmen und ihre Anwendung

Die Einsatzplanung von Zementmischern und ein Traveling Salesman Problem

Zusammenfassung
Wir betrachten das folgende Tourenplanungsproblem: Ein Zementmischer beliefert Kunden K1,…, Kn. Er startet (gefüllt) am Lager L1 und muß zwischen zwei Kunden stets eines von m Lagern anfahren, in denen er wieder aufgefüllt wird. Was ist die kürzeste Tour zur Belieferung aller Kunden? Wir zeigen, daß das allgemeine Problem NP-schwer ist. Im Falle der Beschränktheit von m ist das Problem aber polynomial lösbar. Der Beweis dieser Tatsache führt uns auf eine neue Klasse von polynomial lösbaren Traveling Salesman Problemen.
Eberhard Triesch, Walter Nolles, Jens Vygen

A Perfect Lot-Tree Procedure for the Dynamic Lot-Size Problem with Backlogging

Abstract
This paper considers the dynamic lot-size problem with backlogging. A forward procedure is developed that determines the first lot-size decision in a rolling horizon environment by using forecast data of the minimum possible number of future periods.
Michael Bastian

Über redundante Nebenbedingungen in linearer Programmierung

Zusammenfassung
Nach einer kurzen Rekapitulation der Grundbegriffe aus dem Bereich der redundanten Nebenbedingungen und der Entartungsgraphen wird eine allgemeine Überlegung präsentiert, die sich mit den Fragen der Interpretation der redundanten Nebenbedingungen beschäftigt. Diese Frage ist besonders im Falle (primaler) Entartung relevant.
Tomas Gal

Ein Querverbund-Entscheidungsmodell zur optimalen leitungsgebundenen Wärmeversorgung in Städten

Zusammenfassung
Das hier beschriebene, in der Praxis erprobte Optimierungsmodell ist gekennzeichnet durch eine lineare Zielfunktion mit teilweise nichtlinearen Nebenbedingungen, die einen nichtkonvexen Lösungsraum beschreiben. Die Lösimg des Modells wird möglich durch geeignete Linearisierungen dieser Nebenbedingungen. Die Zulässigkeit der angewandten Linearisierungen ergibt sich aus dem trägen Verhalten von Flüssen in vermaschten Netzen der Energieversorgung. Es gelingt so, mit geeigneten Verfahren der linearen Programmierung ein Optimum zu finden und einen Nachweis für dessen Globalität zu führen.
Werner Braun, Klaus P. Liesenfeld

Wirtschaftlich optimale Netzausbaustrategien in der Ortsgasversorgung — ein heuristischer Ansatz

Zusammenfassung
Wir betrachten das Problem der wirtschaftlich optimalen Versorgung eines bisher noch nicht verrohrten Gebiets (Ort/Ortsteil) mit Erdgas. Dabei muß entschieden werden, welche Straßenabschnitte des Gebiets mit Erdgas zu versorgen sind. Die dazu notwendigen Daten warden vor Ort erfaßt und mittels einer Wirtschaftlichkeitsrechnung in Barwerte umgerechnet, die als Bewertungen in ein Graphenmodell eingehen. Zur Lösung des Problems wurde eine Heuristik entwickelt, die von dem bewerteten Graphen ausgehend Probleminstanzen realistischer Größe auf einem PC innerhalb weniger Sekunden löst und eine geringe durchschnittliche Abweichimg von der Optimallösung aufweist.
Uwe Bath, Tore Grünert

Zwei genetische Algorithmen zur Lösung des Bandabgleichproblems

Zusammenfassung
Nach einer allgemeinen Darstellung des Verfahrenskonzepts genetischer Algorithmen und einer kurzen Einführimg in das Bandabgleichproblem werden je ein genetischer Algorithmus mit problemferner und problemnaher Repräsentationsform zur Lösung des Bandabgleichproblems vorgestellt. Beide Algorithmen werden anhand von Problembeispielen aus der Literatur verglichen. In den Vergleich werden auch zwei heuristische Verfahren einbezogen.
Hermann Gehring, Gerhard Schütz

Symmetrical Probabilistic Intensional Reasoning in Inference Networks in Transition

Zusammenfassung
Seit einigen Jahren sind die probabilistische Wissensrepräsentation und probabilistische Inferenz eine allgemein akzeptierte Grundlage für die Wissensverarbeitung in Expertensystemen. In der vorliegenden Schrift werden Kommunikationsmittel zwischen Benutzer und einem solchen probabilistischen System entwickelt. Das System besteht hierbei aus einer Wahrscheinlichkeits-Verteilung über diskreten Variablen, und die Inferenz wird durch einen entropieoptimalen Abgleich realisiert.
Wilhelm Rödder

Modellierung realer Problemstellungen

Modellierung — ein kritischer Schritt im angewandten Operations Research

Zusammenfassung
Bei Anwendungen des Operations Research in der Unternehmenspraxis muß ein gegebenes Sachproblem zunächst modelliert werden. Die Güte einer OR-Lösung hängt entscheidend von der Qualität des Modells ab. Im folgenden Beitrag wird der Vorgang der Modellierung theoretisch in den Lösungsprozeß eingeordnet. Anschließend wird an einem praktischen Fall aus der Stahlindustrie erläutert, welche nicht-mathematischen Gesichtspunkte bei der Modellierung zu berücksichtigen sind.
Lothar Gutsche

Personaleinsatzplanung und Modellbildung Praxisbeispiel zur Gestaltung und Anwendung von Entscheidungsmodellen

Zusammenfassung
Am Beispiel einer konkreten Anwendungssituation zur Mannschaftsaufstellung im Schwimmsport werden Mängel bei heuristischer Modellbildung aufgezeigt. Zur Behebimg dieser Mängel wird eine mehr analytische Vorgehensweise entwickelt, die Ressourcenbeschränkungen explizit einbezieht und eine bestgeeignete Modellauswahl aus möglichst allen sinnvollen Modellierungsalternativen anstrebt.
Kersten Meier

Modellgestützte Regelkreise im Management

Zusammenfassung
Der vornehmlich konzeptionelle Ansatz der systemorientierten Managementlehre wird in diesem Beitrag mit Hilfe eines speziellen Regelkreises um einen operativen Aspekt erweitert. Hierzu wird schrittweise aus den kybernetischen Grundprinzipien der Regelung und Steuerimg sowie aus Überlegungen zur Modellverwendung in der modernen Betriebswirtschaftslehre ein Regelkreis des Management-Entscheidungsprozesses bei modellgestützter Planung und Steuerung eines Realsystems entwickelt. Auf diese Weise wird eine Brücke geschlagen zwischen den Modellen des Operations Research und der betrieblichen Planung. Dabei wird auf die Notwendigkeit der Verwendung unterschiedlicher Modelltypen in Abhängigkeit von der Entwicklungsstufe des modellgestützten Regelkreises eingegangen. Es wird erläutert, wie der Regelkreis sowohl zur Beschreibung des Modellbildungs- als auch des Managementprozesses eingesetzt werden kann.
D. Günter Liesegang, Klaus Michael Ullmann

Fuzzy Sets Theorie und Anwendungen

Verknüpfungsoperatoren für unscharfe Mengen und ihre Anwendung bei Mehrpersonenentscheidungen

Zusammenfassung
Der Beitrag diskutiert Verknüpfungsoperatoren für unscharfe Mengen im Hinblick auf ihre Anwendung bei betriebswirtschaftlichen Entscheidungen, besonders Mehrpersonenentscheidungen. Anhand eines einfachen, intuitiv verständlichen Modells läßt sich der Egalitätsgrad einer Interessenaggregation auf das generelle Kompensationsverhalten der Verknüpfungsoperatoren zurückführen. Aufgrund der vorausgesetzten starken informationellen Basis zeigen sich aber auch Schwierigkeiten, die einer praktischen Anwendimg entgegenstehen.
Harald Dyckhoff

Approximative Inferenz mit linguistischen Variablen

Zusammenfassung
Von zunehmender Bedeutung für die Anwendung der Theorie unscharfer Mengen (fuzzy sets) ist die Verwendung linguistischer Variablen, um Sachverhalte adäquat auszudrücken. Dies gilt insbesondere für wissensbasierte Systeme, wenn Informationen über Regeln oder Fakten teilweise verbal vorliegen. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über Darstellung und Behandlung linguistischer Variablen als Grundlage für eine Entscheidungsunterstützung. Darauf aufbauend wird ein Vorschlag für die auf einer mehrwertigen Logik basierende approximative Inferenz mit linguistischen Variablen in regelbasierten Systemen entwickelt.
Brigitte Werners

Intelligente Entscheidungsunterstützung bei der Systemkonfigurierung

Zusammenfassung
Intelligente Decision Support Systeme für den Entwurf und die Konfigurierung von Systemen erfordern eine objektorientierte Repräsentation des hybriden Domänenwissens und eine Beschreibung der Entscheidungsprozesse durch Modelle im Sinne des Operations Research. Die Einbeziehung unscharfen Wissens zum Beispiel von Kundenanforderungen und die Möglichkeit multikriterieller Entscheidungsfindung sind die Säulen des innovativen Charakters der entwickelten Modelle und Lösungsstrategien.
Hans-Jürgen Sebastian

Datenanalyse mit Fuzzy Technologie und neuronalen Netzen

Zusammenfassung
Die Datenanalyse stellt ein interdisziplinäres Gebiet dar, in dem unterschiedlichste Methoden und Modelle zur Anwendimg kommen. Insbesondere Fuzzy Technologien und neuronale Netze weisen in diesem Gebiet ein hohes Potential auf. Dieser Beitrag stellt die Entwicklung der unterschiedlichen Bereiche kurz dar und beschreibt die wichtigsten Methoden und Anwendungen der Datenanalyse.
Karl Lieven, Richard Weber

Anwendungen in Investition und Finanzierung

Unternehmensbewertung aus Sicht eines institutionellen Kapitalanlegers

Zusammenfassung
Unternehmensbeteiligungen sind in der Versicherungswirtschaft eine wichtige Form der Kapitalanlage. Dabei kommt der Unternehmensbewertung als Grundlage für die Verkaufsverhandlung besondere Bedeutung zu. Es werden die Rahmenbedingungen für Kapitalanlagen im Versicherungswesen und die wesentlichen Methoden der Unternehmensbewertung aufgezeigt und die erforderlichen Analyseschritte in Theorie und Praxis erörtert.
Gerd-Wolfgang Hintz

Innovative Zinssicherungsinstrumente in der Finanzierungspraxis

Zusammenfassung
Vor dem Hintergrund weltweiter Deregulierungen und Liberalisierungen auf den Geld- und Kapitalmärkten haben Finanzinnovationen in den letzten Jahren eine nach Art und Umfang beispiellose Entwicklung genommen. Dem Anleger dienen sie zur Verbesserung seiner Renditestruktur, dem Kreditnehmer zur Minimierung der Finanzierungskosten. Nach einer Kurzübersicht und Klassifizierimg der wesentlichen Instrumente werden am Beispiel ausgewählter Zinsinnovationen die Wirkungsweisen der Instrumente erläutert und einige typische praktische Anwendungsfälle vorgestellt. Die hohe Komplexität der Zusammenhänge erfordert über die derzeit bestehenden Analysemöglichkeiten hinaus weitergehende Expertensysteme und OR-Modelle, die aus der Analyse der aktuellen Portfoliostruktur, des Marktumfeldes und der künftigen Erwartungen Banken und Anwendern Marktchancen und Risiken aufzeigen und Empfehlungen für z.B. paretooptimale Strategien geben.
Heiner Leberling

Optimale Arbitragestrategien in Terminmärkten

Zusammenfassung
Der Beitrag analysiert das optimale Verhalten eines Anlegers, der Arbitrage zwischen Kassa- und Futuresmärkten betreibt. Gegenüber dem Standardmodell der cash & carry-Arbitrage wird der zulässige Strategieraum des Arbitrageurs erweitert. Es wird im besonderen berücksichtigt, daß der Arbitrageur aufgrund der Marktgängigkeit der Kontrakte in der Vergangenheit eingegangene Arbitragepositionen jederzeit vor Fälligkeit glattstellen kann.
Wolfgang Bühler, Alexander Kempf

Planungs- und Informationssysteme

Die Entwicklung des Projektmanagements

Zusammenfassung
Probleme und Lösungsmethoden im Projektmanagement gewinnen an Aktualität, werden zu Routinethemen oder verlieren an Bedeutung, neue Fragen kommen hinzu. Die Beiträge auf den internationalen Konferenzen der Fachverbände der letzten zwanzig Jahre spiegeln diesen Themenwandel wider. Indikatoren sind auch Nachfrage und Angebot von Projekt-Software. Methodenwandel, differenziertes Software-Spektrum und viele neue Anwendungsfelder, nicht zuletzt durch die Internationalisierimg der Projekte, bedingen neue Qualifikationsanforderungen an das Projektpersonal. Für Hochschulen, Beratungen und die Praxis bieten sich neue Entwicklungschancen für ein Management by Projects.
Sebastian Dworatschek

Computergestützte Tourenplanung

Zusammenfassung
Kundenorientierung und Flexibilität werden bei der Tourenplanung immer bedeutender. Daneben führen die ständig wachsende Leistungsfähigkeit von Arbeitsplatzrechnern und neue dedizierte Softwaretechnologien zu steigenden Ansprüchen an computergestützte Systeme zur Tourenplanung und -Steuerung. Derartige Systeme werden künftig als Bestandteil einer computerintegrierten Logistik (CIL) anzusehen sein. Der Beitrag analysiert die Anforderungen an Tourenplanungssysteme, diskutiert einen organisatorischen Rahmen für die Tourenplanung und -Steuerung und demonstriert die Planungsabläufe anhand eines repräsentativen Planungs- und Dispositionszyklus. Konventionelle Systeme werden in Batch- und Dialogsysteme eingeteilt und in ihren Merkmalen beschrieben. Lücken und Mängel in der Abbildung des realen Planungsgeschehens und -Wissens erfordern die Integration wissensbasierter Komponenten. Der Beitrag stellt die Rolle dieser Komponenten in Tourenplanungssystemen vor. Er schließt mit einer Beurteilung des Nutzens von Wissenskomponenten in Tourenplanungssystemen und einem Ausblick, der die Integrationsaspekte beleuchtet.
Wilhelm Hummeltenberg

Leistungspotentiale und Integrationsmöglichkeiten von OR- und wissensbasierten Systemen

Zusammenfassung
Entscheidungsunterstützungssysteme auf der Basis von Modellen des Operations Research lassen sich häufig in effektiver und wirtschaftlicher Weise durch wissensbasierte Problemlösungsansätze verbessern. Anhand eines konkreten Anwendungsbeispiels der Transportplanung werden zunächst die OR-Systeme den wissensbasierten Systemen gegenübergestellt. Nach einer kritischen Betrachtung der alternativen Lösungsarisätze werden sinnvolle Integrationsmöglichkeiten aufgezeigt. Schließlich werden die Vorteile des Einsatzes beider Systeme in integrierter Form anhand ihrer Leistungspotentiale diskutiert. Eine zusammenfassende Betrachtung und ein Ausblick schließen diesen Beitrag ab.
Roland Gabriel

Entwicklung und Einführung eines Planungssystems für ein Unternehmen der Chemieindustrie

Zusammenfassung
Am Beispiel eines Produktionsplanungssystems wird die Entwicklung und Einführung eines Basis-Informationssystems erläutert. Dieses Basissystem stellt für alle verschiedenen Produktionsbereiche eines Großunternehmens der chemischen Industrie einen einheitlichen Funktionsumfang zur Verfügung, der für Planimgsaufgaben eingesetzt warden kann.
Roderich Plüschke

Operations Research und Fuzzy Logic als Grundlage von Standardsoftware für Industrieanwendungen

Zusammenfassung
Das Aachener Software- und Beratungsunternehmen INFORM Institut für Operations Research und Management GmbH befaßt sich seit 1968 mit dem Einsatz von Entscheidimgsverfahren auf der Basis des Operations Research in der Industrie, im Handel und bei Dienstleistungsunternehmen. Dieser Beitrag stellt erfolgreiche Standardsysteme auf der Basis von OR und ihre Anwendungen sowie ein exemplarisches Fuzzy Logic-Projekt vor.
Klaus Fabian, Andreas Gladis, Bernhard Krause, Ludger Schuh, Adrian Weiler

Zusatzstudium Operations Research

OR — Aufbaustudium an der RWTH Aachen: Ein persönlicher Rückblick

Zusammenfassung
Der Autor weist in dem vorliegenden Artikel auf den Nutzen hin, den er persönlich aus dem Aufbaustudium in Operations Research an der RWTH Aachen gezogen hat. Dabei stehen nicht OR-Algorithmen im Mittelpunkt, sondern Fähigkeiten, die man sich im Verlauf dieses Studiums aneignen kann.
Edgar Ernst

Backmatter

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