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Decision making under uncertainty in routing problems for reverse logistics

Wollenberg, Nadine

We consider a stochastic extension of the vehicle routing problem with simultaneous delivery and pickup. While delivery amounts are assumed to be fixed and known in advance, pickup amounts are stochastic and revealed only after the determination of an a priori route. This may lead to arriving at a customer with insufficient capacity to collect the realized pickup demand. Such a situation is referred to as a failure. As corrective action an additional route is computed to collect the pickup amounts which are left at the failure points. The objective is to minimize the distance traveled in the first-stage with known delivery quantities plus the expected distance traveled along the corrective route. For the single vehicle case, we present a two-stage stochastic programming model with recourse as well as an exact algorithm to solve it. The proposed algorithm is based on an extension of the Integer L-Shaped method adapted for stochastic vehicle routing problems. Risk neutral and risk averse routing decisions are examined and compared.

In der vorliegenden Dissertationsschrift befassen wir uns mit einer Erweiterung des Tourenplanungsproblems mit simultaner Auslieferung und Abholung. Es wird angenommen, dass Auslieferungsaufträge im Voraus bekannt sind, Abholungen jedoch stochastisch sind und erst bekannt werden, nachdem eine a priori Route bestimmt wurde. Dies kann dazu führen, unzureichende Fahrzeugkapazität zu haben, um den realisierten Abholbedarf eines Verbrauchers einzusammeln. Diese Situation wird als Ausfall bezeichnet. Als Korrekturmaßnahme wird eine zusätzliche Route berechnet, um die Abholungsmengen an den Ausfall-Punkten einzusammeln. Das Ziel ist, die zurückgelegte Strecke der ersten Stufe mit bekannten Auslieferungsaufträgen, sowie die erwartete zusätzliche Strecke der Korrekturroute zu minimieren. Wir beschränken uns auf den Fall nur ein Fahrzeug zur Verfügung zu haben und präsentieren ein zweistufiges stochastisches Modell mit Korrekturmaßnahmen, sowie einen exakten Algorithmus, um dieses zu lösen. Der vorgeschlagene Algorithmus basiert auf einer Anpassung des Integer L-Shaped Verfahrens für stochastische Tourenplanungsprobleme. Risikoneutrale und risikoscheue Routing-Entscheidungen werden untersucht und verglichen.

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Wollenberg, Nadine: Decision making under uncertainty in routing problems for reverse logistics. 2015.

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