Unternehmen, die einen 24/7-Betrieb unterhalten (wie Bahnbetreiber), müssen Mitarbeiter rund um die Uhr einsetzen. Dienste zu unregelmäßigen Zeiten (insbesondere in der Nacht oder am Wochenende), eine geringe Anzahl von Pausen (vor allem am Wochenende) und vor allem ein Mangel an langfristigen Stabilität in den kommunizierten Plänen führt zu Unzufriedenheit und auf lange Sicht zu gesundheitlichen Problemen und Ausfällen oder Kündigungen. Als es bei dieser Ausgangslage zu Verhandlungen zwischen den Arbeitnehmervertretern (Betriebsrat) und der Arbeitgeberseite kam, wurden wir Mathematiker als Berater hinzugezogen, um den Prozess mit unserem wissenschaftlichen Hintergrund in der mathematischen Optimierung zu begleiten.

Im Rahmen dieses Projektes entwickelten wir ein Modell zur Optimierung zulässiger Arbeitspläne für die Arbeitnehmer (Lokführer und Zugbegleiter). In einem zweiten Schritt wurde dann die langfristige Stabilität unserer Pläne mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationsverfahren ausgewertet.

Die größte Schwierigkeit war die inhärente Komplexität des Problems. Um zulässig zu sein, hat ein Arbeitsplan viele komplexe, arbeitsrechtliche und tarifliche Vorschriften zu erfüllen. Die daraus resultierende Optimierungsmodelle sind bei weitem zu groß, um direkt selbst mit einem modernen Löser und schneller Hardware gelöst werden. Daher haben wir mehrere Zerlegungsregeln entwickelt, um die großen Problem in eine Reihe von kleineren aufzubrechen (unter Verwendung von rollierenden Horizonten und anderen Techniken). Anschließend kombinieren wir die einzelnen Lösungen der Teilprobleme zu einer globalen Lösung für das Gesamtproblem.

Partner

• Technische Universität Darmstadt

Industriepartner / Finanzierung

• DB Regio AG, Frankfurt.

Vorträge

1. Schichtplanung bei der Deutschen Bahn, International Conference on Operations Research OR 2008, Augsburg, Germany, 3.9.2008.