Wie 100 Fahrzeuge den optimalen Weg einschlagen: Forschungsteam optimiert die Routenplanung für Fahrzeugflotten

Monday, 08. June 2020 um 10:18 Uhr

Wie können Logistik-Unternehmen oder mobile Pflegedienste ihre großen Fahrzeugflotten optimal einsetzen? Wie reagieren sie auf veränderte Bedingungen auf der Strecke – etwa wenn neue Kunden eingeplant oder Baustellen umschifft werden müssen? Mit diesen Forschungsfragen befassen sich die Betriebswirtschaftlerin Professorin Julia Rieck und der Informatiker Professor Lars Schmidt-Thieme. Sie kombinieren in einem Forschungsprojekt bis 2022 betriebswirtschaftliche Methoden der Tourenplanung mit Techniken der Künstlichen Intelligenz. Das Forschungsteam der Universität Hildesheim hat das Bundesforschungsministerium überzeugt, das die Forschung mit 700.000 Euro fördert.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Forschungsprojekt „Learning to Optimize: Dynamische Komplexe Routenoptimierung für Fahrzeugflotten“ am Fachbereich „Mathematik, Naturwissenschaften, Wirtschaft und Informatik“ der Universität Hildesheim. Das Bundesforschungsministerium unterstützt das Projekt mit einer Fördersumme in Höhe von 713.000 Euro von Mai 2020 bis April 2022.

Die Betriebswirtschaftlerin Prof. Dr. Julia Rieck, Expertin für Tourenplanung und Logistik am Institut für Betriebswirtschaft und Wirtschaftsinformatik, und der Informatiker Prof. Dr. Lars Schmidt-Thieme, Experte für Maschinelles Lernen und Big Data am Institut für Informatik, koordinieren das zweijährige Forschungsprojekt.

Das Forschungsteam arbeitet dabei mit der Spediton Hahne in Goslar/Vienenburg und der Firma Spedifix Logistiksoftware in Langelsheim zusammen. Durch die Zusammenarbeit können die entwickelten Methoden an echten Daten aus zwei realen Use-Cases zur Tourenplanung und Tourenreplanung evaluiert werden.

Um die Touren von mehr als mehr als 100 Fahrzeugen gleichzeitig optimal zu planen, nutzt das Forschungsteam Techniken der Künstlichen Intelligenz

„Während die Tourenplanung für kleinere bis mittlere Anzahlen an Fahrzeugen mit Methoden des klassischen ‚Operations Research‘ seit langem zuverlässig gelöst werden kann, stellen Probleme mit mehr als 100 Fahrzeugen sowie komplexen Nebenbedingungen Herausforderungen dar, die im Normalfall sehr lange Rechenzeit in Anspruch nehmen und häufig nur noch näherungsweise gelöst werden können. Unsere Forschung ist zum Beispiel relevant für Logistik-Unternehmen und Flotten großer mobiler Pflegedienste“, erläutert Professorin Julia Rieck.

Um eine Vielzahl von Aufträgen und Touren optimal zu koordinieren, müssen zum Beispiel Logistik-Unternehmen und mobile Pflegedienste ihre großen Fahrzeugflotten sehr gut planen und die Prozesse aufeinander abstimmen, damit Waren on time befördert werden können oder das Pflegepersonal die Pflegebedürftigen in der ambulanten Pflege täglich versorgen kann.

Außerdem müssen Organisationen mit großen Fahrzeugflotten im Alltag auf veränderte Bedingungen reagieren, etwa wenn neue Kunden in einen Tourenplan einbezogen werden müssen, wenn sich längere Streckenfahrzeiten wegen erhöhten Verkehrsaufkommens ergeben oder wenn unbekannte Baustellen oder Unfälle den geplanten Weg blockieren. In solchen Situationen können die Unternehmen oft nur im Einzelfall nach Bedarf reagieren und müssen umplanen. Oftmals entstehen dann  nur Tourenpläne, die weit von der Optimalität entfernt liegen und daher ein großes Verbesserungspotential aufweisen, erläutert Professorin Julia Rieck.

„Wir kombinieren klassische Optimierungsmethoden und Techniken der Künstlichen Intelligenz“, ergänzt Professor Lars Schmidt-Thieme. Dabei nutzt das Forschungsteam vorhandene Daten, die maschinellen Systeme lernen aus Erfahrungen, um die Qualität der künftigen Routenplanung zu erhöhen. So sollen Korrekturen an der ursprünglichen Routenplanung „in nahezu Echtzeit durchgeführt werden können“.

Das Hildesheimer Forschungsteam analysiert zunächst Planungsdaten der Partnerunternehmen aus der Logistik, um anschließend auf dieser Basis geeignete Lösungsmethoden entwickeln und verbessern zu können.


Das Bundesforschungsministerium fördert ein Forschungsprojekt von Professorin Julia Rieck, Expertin für Tourenplanung und Logistik, und Professor Lars Schmidt-Thieme, Experte für Maschinelles Lernen und Big Data, an der Universität Hildesheim. Das Forschungsteam analysiert zunächst Planungsdaten von Unternehmen aus der Logistik, um anschließend geeignete Lösungsmethoden entwickeln und verbessern zu können. Fotos: Isa Lange/Uni Hildesheim, Spedition Hahne

Zu den aktuellen Pressemeldungen