Hub and Spoke Netzwerk

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Nemo1983

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Verfasst am: 06.03.2017, 13:15 Titel: Hub and Spoke Netzwerk

Hallo!

Ich habe eine Bitte - vielleicht kann mir ja jemand helfen:

Ich möchte ein Hub-and-Spoke Netzwerk aufbauen analysieren bzw. optimieren.
Ich habe eine Distanzmatrix und eine dazugehörige Mengenmatrix.

Nun möchte ich im 1. Schritt Positionen für "Sammel-/Verteilpunkte" ermitteln. Das ganze soll Kostenoptimal erfolgen.
Dadurch habe ich natürlich eine Kostenfunktion für den Transport zwischen den Verteilpunkten bzw. Verteilpunkt-Ziel/Quelle. Ebenso kostet die Erstellung eines Sammel/Verteilpunktes.

Wie kann ich soetwas modellieren bzw. anschließend die optimalen Standpunkte/Anzahl ermitteln?

Bin für jede Info dankbar!

Danke,
LG

Nemo1983

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Verfasst am: 07.03.2017, 16:11 Titel:

hmm keiner eine Idee, wie ich so etwas angehe? Sad

Harald

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Verfasst am: 07.03.2017, 16:42 Titel:

Hallo,

ich weiß nicht, wieviele Leute sich mit der Anwendung Hub and Spoke-Netzwerke auskennen... vermutlich extrem wenige.

Hast du mal gegoogelt? Damit habe ich z.B. das gefunden:
https://de.mathworks.com/matlabcent...../60643-dhspk-ga-varargin-

Wenn du ohne Fachausdrücke beschreiben kannst, was du machen möchtest, würde es das ganze deutlich erleichtern.

Grüße,
Harald

Nemo1983

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Verfasst am: 08.03.2017, 11:42 Titel:

Hallo,

vielen Dank für die Antwort. Ja gegoogelt hab ich, aber ich weiß nicht wie ich meine Aufgabenstellung implementieren muss/kann. - den link kenne ich, aber die Problemstellung bei mir ist anders...

Kurzfassung der Aufgabenstellung:
1. Von/Nach Distanzmatrix für ca. 1.500 Knotenpunkte
2. Von/Nach Zeitmatrix für ca. 1.500 Knotenpunkte
3. Von/Nach Mengenmatrix für die Knoten. Also von jedem Knoten kann zu jedem Knoten eine Menge gehen.
4. Errichtungskosten für "Umschlagpunkte". Dies ist eine lineare Kostenfunktion, welche aus einem fixen Sockel (Grundstückskosten, Gebäude, etc.) und einem variablen Anteil besteht (Personal, Energie, usw.). der Variable Anteil errechnet sich anhand der Menge die über diesen Umschlagpunkt läuft.
5. Transportkosten: lineare Kostenfunktion je km + einsatzzeitabhängiger Anteil aufgrund der "Zeitentfernung"
6. Reduzierung der Transportkosten über einen Faktor Alpha (z.B. 0,1*Kt), wenn gebündelter Transport zwischen "Umschlagpunkte" stattfindet
7. Alle Sendungen müssen in zwei Umschlagpunkten bearbeitet werden (diese Eingabe möchte ich aber ändern können, bspw. auf min. 1 & max. 2).

Ziel:
Identifizierung der Knoten, wo Umschlagpunkte errichtet werden müssen, für kostenoptimale Lösung. Denke vom Verfahren her wäre das ein Branch & Bound-Problem.

Habe dazu auch theoretische Unterlagen gefunden, jedoch gehen diese zuerst mit Heuristiken vor und erst anschließend mit Branch&Bound, jedoch ist es eine noch komplexere Problemstellung (mit Kapazitätsbeschränkungen der Umschlagpunkte usw.)

Wenn Bedarf kann ich den Link zum pdf online stellen...

VIELEN DANK für die Hilfe!
LG

Harald

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Verfasst am: 08.03.2017, 12:07 Titel:

Hallo,

der erste Schritt dürfte eine mathematische Formulierung als Optimierungsproblem sein.
Woran kann gedreht werden? --> Position der Umschlagpunkte. Auch Anzahl der Umschlagpunkte?
Was ist die Zielfunktion, was sind die Nebenbedingungen?

Grüße,
Harald

Nemo1983

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Verfasst am: 08.03.2017, 12:52 Titel:

ja genau, optimale Anzahl und Standorte, diese beiden Paramter stehen zur Verfügung. Also welcher Knoten ist ein optimaler "Standort" und wie viele gibt es...

ja mathematische Formulierung bin ich schon dran - formuliere gerade das aus anhand des Beispiels was ich im Internet gefunden habe...

Harald

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Verfasst am: 08.03.2017, 16:15 Titel:

Hallo,

was gegebenenfalls auch helfen kann ist das ganze mit digraph als gerichteten Graphen zu repräsentieren.

Grüße,
Harald

Nemo1983

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Verfasst am: 09.03.2017, 12:43 Titel:

Hallo,

also das ganze ist wirklich kompliziert.... Smile

Ziel:
Min. K=Sum (bij*cikmj)+fk*yk

bij...Sendungen zwischen Pi und Pj
c...Kostensatz für Verbindung (i->k->m->j), wobei k u. m für "Verteilstandorte" stehen
alle Verbindungen müssen über 2 Verteilstandorte (fürs erste, in einer zweiten Version möchte ich jedoch dann, das ich diese Grenze auf 1=>x<=2 ändern kann.

fk..Fixkosten je Verteilpunkte
yk.. Anzahl Verteilpunkte

NB:
- 2 Verteilpunkte müssen zwischen den Knoten liegen, außer Verteilpunkt k/m ist gleich i/j (bzw. ist dann Distanz i->k Null od. j->m Null)
(- eventuell max. zeitliche Entfernung, aber erst im 2. Schritt...)

Nemo1983

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Verfasst am: 09.03.2017, 15:02 Titel:

2Strategische Logistikplanung von Hub&Spoke-Systemen"
bookzz.org suchen...

Seite 165 bzw. Punkt 5.2

Harald

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Verfasst am: 09.03.2017, 16:56 Titel:

Hallo,

sollte in der Zielfunktion nicht noch eine Variable vorkommen, welche Verbindung genommen wird?

Auch die NB müsstest du noch mathematisch formulieren.

Grüße,
Harald

Nemo1983

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Verfasst am: 10.03.2017, 11:00 Titel:

Hallo nochmals,

habe jetzt die Mathe-Formulierung angehängt, jedoch glaube ich, dass bei mir 2-3 Dinge anders laufen, vielleicht kannst du mir da weiter helfen:
ad. 4.5 --> ich will nur Hubverkehr also alle Transportketten müssen über genau (vorerst) 2 Hubs laufen. Benötige ich da in der Funktion noch den Direktverkehr? - Nein oder?
ad. 4.7-4.8 ich habe keine Kapazitätsgrenzen, also wäre Kappa wegzulassen.
4.9-4.13 keine Ahnung.

Vielleicht kann mir jemand weiterhelfen, dass etwas anzupassen... Danke!

Harald

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Verfasst am: 13.03.2017, 19:45 Titel:

Hallo,

das ganze ist doch recht umfangreich und mal nicht eben so nebenbei zu beantworten.

Interessehalber: Handelt es sich um eine Studienarbeit irgendeiner Form oder um ein kommerzielles Projekt? Hast du für dieses Projekt schon mal Kontakt mit MathWorks aufgenommen?

Ich habe Zweifel, dass dieser Thread noch neue Leser und vor allem Schreiber gewinnen wird. Es kann einen Versuch wert sein, die klare Formulierung der Fragestellung in einem neuen Thread zu posten. Ansonsten wäre zu erwägen, die Frage auch mal auf MATLAB Answers zu stellen. Vielleicht findet sich in dieser weltweiten Community jemand, der dir weiterhelfen kann.

Grüße,
Harald

Nemo1983

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Verfasst am: 14.03.2017, 10:56 Titel:

Ist eine Studienarbeit. Wollte das ganze zuerst über Excel machen, aber dann ist es etwas komplexer geworden, da wird das nichts mit den "Excel"-Solvern.
Und in Matlab kenne ich mich (noch) nicht so gut aus...

Ja danke für die Tipps... - siehst du das Problem eher das mathematisch korrekt zu formulieren oder bei der Umsetzung in Matlab?

Harald

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Verfasst am: 14.03.2017, 11:34 Titel:

Hallo,

meiner Erfahrung nach ist die mathematische Formulierung die größere Herausforderung. Sobald die steht, ergibt sich der Rest mehr oder weniger von selbst.

Ich würde vor allem darauf achten, mir selber (und anderen) klar zu machen, welche Parameter fest sind und welche optimiert werden sollen. Wichtig ist auch, ob zu optimierende Parameter Werte frei annehmen können oder z.B. nur 0 oder 1. Mir stellt sich auch die Frage, was nun S_H und S_D sein sollen.

Grüße,
Harald

Nemo1983

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Verfasst am: 14.03.2017, 11:57 Titel:

SD sind Depotstandorte (also Quellen/Senken)
SH sind potentielle Hubstandorte an denen kein Depot vorhanden ist (würde bei meinem Ansatz eigentlich wegfallen, da ich davon ausgehe, dass nur Depotstandorte Hubstandorte werden können...)


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