Statische und dynamische Planungsmodelle zur Gestaltung von Hub&Spoke-Flugnetzwerken
E-Book, Deutsch, 361 Seiten, eBook
Reihe: Logistik und Verkehr
ISBN: 978-3-8350-9047-7
Verlag: Deutscher Universitätsverlag
Format: PDF
Kopierschutz: Wasserzeichen (»Systemvoraussetzungen)
Dr. Mark Jacquemin promovierte bei Prof. Dr. Heinz Isermann am Seminar für Logistik und Verkehr an der Universität Frankfurt am Main. Er arbeitet als Projektmitarbeiter in der Zentrale Logistik bei der Deutsche Amphibolin-Werke in Ober-Ramstadt und befasst sich dort mit der Gestaltung der Logistiknetzwerke für Farben, Lacke und Bautenschutz.
Zielgruppe
Research
Weitere Infos & Material
1;Geleitwort;6
2;Vorwort;10
3;Inhaltsverzeichnis;12
4;Abbildungsverzeichnis;16
5;Tabellenverzeichnis;18
6;Verzeichnis der verwendeten Symbole;20
7;Abkürzungsverzeichnis;34
8;1 Einleitung;40
8.1;1.1 Zielsetzung der Arbeit;40
8.2;1.2 Aufbau der Arbeit und Gang der Untersuchung;42
9;2 Grundlagen des Netzmanagements von Fluggesellschaften;45
9.1;2.1 Kapitelüberblick;45
9.2;2.2 Charakterisierung von Fluggesellschaften;45
9.3;2.3 Systeme und deren Representation in Modellen;54
9.4;2.4 Systemtheoretische Betrachtung des Luftverkehrsmarktes;57
9.4.1;2.4.1 Das Nachfragesystem;58
9.5;2.5 Das Transportsystem einer Fluggesellschaft;71
9.5.1;2.5.1 Prozess- und ressourcenorientierte Perspektive des Transportsystems;71
9.5.2;2.5.2 Institutionelle Perspektive des Transportsystems;90
9.5.3;2.5.3 Verknüpfung der beiden Perspektiven;93
9.6;2.6 Das Netzmanagement einer Fluggesellschaft;96
9.6.1;2.6.1 Einführung in das Netzmanagement;96
9.6.2;2.6.2 Ziele und Aufgaben des Netzmanagements;100
9.7;2.7 Einordnung der vorliegenden Arbeit in das Netzmanagement von Fluggesellschaften und weitere Vorgehensweise;110
10;3 Deterministisch- statische Planungsansätze zur isolierten Strukturkonfiguration von Hub& Spoke- Flugnetzwerken;112
10.1;3.1 Kapitelüberblick;112
10.2;3.2 Netzentwicklung als Führungsprozess;112
10.3;3.3 Hub& Spoke- Flugnetzwerke;118
10.3.1;3.3.1 Gestaltung von Hub&Spoke-Flugnetzwerken: Das Hub Location Problem;118
10.4;3.4 Planungsmodelle zur Losung des p- Hub Median Problems;139
10.4.1;3.4.1 Das p-Hub Median Problem mit Einfachzuordnung;140
10.4.2;3.4.2 Das p-Hub Median Problem mit Mehrfachzuordnung;147
10.5;3.5 Planungsmodelle zur Lösung des Hub Location Problems im engeren Sinn;150
10.5.1;3.5.1 Das Hub Location Problem mit Einfachzuordnung;156
10.5.2;3.5.2 Das Hub Location Problem mit Mehrfachzuordnung;158
10.5.3;3.5.3 Erweiterung: Zulässigkeit von Direktverbindungen;161
10.6;3.6 Weitere Vorgehensweise;170
11;4 Deterministisch- statische Planungsansätze zur Struktur- und Ressourcenkonfiguration von Hub& Spoke- Flugnetzwerken;173
11.1;4.1 Kapitelüberblick;173
11.2;4.2 Berücksichtigung mengenabhängiger Transportkosten für Hubverbindungen;174
11.3;4.3 Berücksichtigung von hubknotenbezogenen Kapazitätsrestriktionen;182
11.4;4.4 Berücksichtigung von pfeilbezogenen Kapazitätsrestriktionen;195
11.4.1;4.4.1 Pfeilbezogene Gesamtkapazitäten;196
11.4.2;4.4.2 Pfeilbezogene Flugzeugkapazitäten;200
11.5;4.5 Berücksichtigung preisabhängiger Transportaufkommen;218
11.6;4.6 Weitere Vorgehensweise;221
12;5 Stochastisch- dynamische Planungsansätze zur Bewertung von Rekonfigurationsstrategien für Hub& Spoke- Flugnetzwerke;223
12.1;5.1 Kapitelüberblick;223
12.2;5.2 Kritische Würdigung der Grundmodelle;224
12.3;5.3 Stochastisch- dynamische Planungsmodelle;232
12.4;5.4 Hierarchische Zerlegung der Planungsaufgaben;248
12.5;5.5 Bewertungskonzept I: Ermittlung von dynamischen Rekonfigurationsstrategien für die Kapazitäten von Hubflughafen;254
12.6;5.6 Bewertungskonzept II: Ermittlung von dynamischen Rekonfigurationsstrategien für die Kapazitäten von Hubflughäfen und für den Flugzeugbestand;285
12.6.1;5.6.1 Einführende Überlegungen zum Bewertungskonzept II;285
12.6.2;5.6.2 Annahmen des Bewertungskonzepts II;287
12.6.3;5.6.3 Top-Modell II: Rekonfiguration der Hubknotenkapazitäten und des Flugzeugbestands;287
12.6.4;5.6.4 Basis-Modell II: Strukturkonfiguration für das Hub&Spoke-Flugnetzwerk;292
12.6.5;5.6.5 Lösungsmöglichkeiten für Bewertungskonzept II;293
12.7;5.7 Weitere Vorgehensweise;294
13;6 Informationssysteme zur Unterstützung des Netzmanagements von Fluggesellschaften;295
13.1;6.1 Kapitelüberblick;295
13.2;6.2 Betriebliche Informations- und Kommunikations- Systeme;295
13.2.1;6.2.1 Computerunterstützung von Aufgabenträgern;296
13.2.2;6.2.2 Entscheidungsunterstützungssysteme: Grundlagen und Funktionsweise;299
13.3;6.3 Aufbau der Entscheidungsunterstützungssysteme von Fluggesellschaften;304
13.4;6.4 Eine entscheidungsuntersützende Software- Applikation für die Netzentwicklung einer Fluggesellschaft;311
13.4.1;6.4.1 Überblick über den Aufbau der Software-Applikation;311
13.4.2;6.4.2 Illustratives Anwendungsbeispiel;315
13.4.3;6.4.3 Darstellung und Interpretation der durch die prototypische Software-Applikation gewonnenen Ergebnisse;329
14;7 Zusammenfassung und Anknüpfungspunkte für weitere Forschungsaktivitäten;334
15;Anhang;342
15.1;Anhang A-1: Lingo-Syntax und Solution Report für USAHLP;342
15.2;Anhang A-2: Lingo-Syntax und Solution Report für UMAHLP;344
15.3;Anhang A-3: Lingo-Syntax und Solution Report für USAHLPD;346
15.4;Anhang A-4: Lingo-Syntax und Solution Report für das modifizierte USAHLPD;348
15.5;Anhang A-5: Lingo-Syntax und Solution Report für Grundmodell I;350
15.6;Anhang A-6: Lingo-Syntax fur Basis- Modell I bzw. II;352
15.7;Anhang A-7: Planungsrelevanten Daten für das Beispiel;354
15.8;Anhang A-8: Rechenergebnisse für das Anwendungsbeispiel;356
16;Literaturverzeichnis;360
Grundlagen des Netzmanagements von Fluggesellschaften.- Deterministisch-statische Planungsansätze zur isolierten Strukturkonfiguration von Hub&Spoke-Flugnetzwerken.- Deterministisch-statische Planungsansätze zur Struktur- und Ressourcenkonfiguration von Hub&Spoke-Flugnetzwerken.- Stochastisch-dynamische Planungsansätze zur Bewertung von Rekonfigurationsstrategien für Hub&Spoke-Flugnetzwerke.- Informationssysteme zur Unterstützung des Netzmanagements von Fluggesellschaften.- Zusammenfassung und Anknüpfungspunkte für weitere Forschungsaktivitäten.
1 Einleitung (S. 1)
1.1 Zielsetzung der Arbeit
Der Personen- und Güterverkehr ist notwendiger Bestandteil arbeitsteiliger Volkswirtschaften. Die Entwicklung des Luftverkehrs erlaubt es, Personen und Güter über große Entfernungen in angemessener Transportzeit zu befördern und nahezu jeden Punkt der Erde innerhalb von 36 Stunden zu erreichen. Fluggesellschaften leisten heute und in Zukunft einen bedeutenden Beitrag zur weltweiten Mobilität von Personen und Gütern. Dabei sind zwei Entwicklungen bemerkenswert: Einerseits wird das Passagier- bzw. Luftfrachtsendungsaufkommen weltweit stetig ansteigen. So wird beispielsweise bis zum Jahr 2023, so die Prognose von Boeing, das Passagieraufkommen jährlich um durchschnittlich 4,8% wachsen und auf 9.497 Mrd. RPK angestiegen sein.
Airbus geht von ähnlich optimistischen Wachstumsprognosen aus und kommt zu dem Schluss, dass im Jahr 2023 weltweit 21.759 Passagier- Flugzeuge im Einsatz sein werden. ,Andererseits steht dieser attraktive Transportmarkt unter zunehmendem Wettbewerbsdruck, weil in den letzten Jahren zahlreiche Verkehrsgebiete dereguliert wurden und ehemals staatlich abgeschottete Teilmärkte nun von mehreren Fluggesellschaften bedient werden können.
Es stellt sich unter diesen Rahmenbedingungen für die Entscheidungsträger von Fluggesellschaften die spannende Frage, wie die zur Erstellung von Transportleistungen erforderlichen Transportsysteme gestaltet sein müssen, um einerseits das prognostizierte Verkehrswachstum zu bewältigen und andererseits erfolgreich gegen die Konkurrenz auf den relevanten Teilmärkten zu bestehen. Viele Fluggesellschaften haben diese Frage mit dem Umbau ihrer bestehenden Direktverkehrssysteme beantwortet: Zahlreiche Transportsysteme besitzen heute eine Hub&,Spoke-Struktur.
Transportsysteme mit einer Hub&,Spoke-Struktur sind dadurch gekennzeichnet, dass ausgewählte Konsolidierungspunkte zur zeitlichen und ortlichen Bündelung des Passagier- und Luftfrachtsendungsaufkommens eingerichtet werden. Dieser spezielle Netztyp gestattet es der netzbetreibenden Fluggesellschaft, eine Reihe von Vorteilen insbesondere auf der Kostenseite zu erzielen.
Da sich jedoch das Verkehrsmittel Flugzeug zu einem Massengut entwickelt hat und die Luftfahrt-Branche immer starken Überkapazitaten sowie wechselhaften Betriebsergebnissen leidet, treten neben Kostenaspekten insbesondere Kundenbedürfinisse stärker in den Vordergrund. Dabei entsteht jedoch folgendes Spannungsfeld: Einerseits versuchen Fluggesellschaften möglichst viele direkte Flugrouten einzurichten, da diese aus Kundensicht attraktiv sind. Andererseits tendieren Fluggesellschaften insbesondere in ICrisenzeiten dazu, aus Kostengründen ihre Transportkapazitaten auf die großen Verkehrsdrehkreuze zu konzentrieren. Durch diese Konzentration entstehen aber viele indirekte und daher aus Kundensicht unattraktive Flugrouten, die diese Hubflughafen passieren müssen.
Der Gestaltung und Nutzung des realen Transportsystems einer Fluggesellschaft kommt daher in diesem Kontext eine wesentliche Bedeutung zu. Diese zentrale Managementaufgabe wird in Theorie und Praxis unter dem Begriff Netzmanagement subsumiert. Das Netzmanagement ist einer der wesentlichen Erfolgsfaktoren von Fluggesellschaften und umfasst drei hierarchisch interdependente Planungsebenen. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der strategischen Planungsebene der Netzentwicklung. Im Rahmen der Netzentwicklung ist u. a. über die Struktur- und Ressourcenkonfiguration des Produktionssystems einer Fluggesellschaft zu disponieren.
Durch die Strukturkonfiguration werden langfristig wirksame Entscheidungen hinsichtlich der Anzahl zu bedienender Flughafen sowie der einzurichtenden Flugverbindungen zwischen den Flughäfen getroffen. Die zur Erstellung von Transportleistungen erforderliche Ressourcenkonfiguration beinhaltet kurz- bis mittelfiistig irreversible Entscheidungen bezüglich der Kapazitat und Technologie von stationären und mobilen Ressourcen. Die modellgestützte Struktur- und Ressourcenkonfiguration eines Hub&,Spoke-Systems wird in der relevanten Standortplanungsliteratur unter dem Begriff Hub Location Problem diskutiert.
Die vorliegende Arbeit greift diese anspruchsvolle Problemstellung auf. Das zentrale Forschungsziel besteht in der Entwicklung theoretisch und methodisch fundierter Planungsansätze zur zielgerichteten Gestaltung des Hub&,Spoke-Produktionssytems einer Fluggesellschaft. Auf Basis klassischer Planungsansätze zum Hub Location Problem werden zwei hierarchische Bewertungskonzepte zur dynamischen Struktur- und Ressourcenkonfiguration unter Berücksichtigung stochastischer Schwankungen des Passagier- bzw. Luftfrachtsendungsaufkommens entwickelt.
