Schienengüterverkehr

Fairness und Effizienz im Schienengüterverkehr

Viele Waren werden in Europa nach wie vor auf dem Schienenweg transportiert. Damit das funktioniert, ist nicht zuletzt die Zufriedenheit und Motivation der Lokführer entscheidend – Effizienz und Fairness müssen bei den Einsatzplänen beachtet werden. Zu diesem Thema forscht auch Prof. Dr. Silke Jütte von der IUBH Internationalen Hochschule.

 

Ein Großteil des Schienengüterverkehrs in Europa wird nachts abgewickelt. Aus diesem Grund finden viele der Lokführerschichten nachts oder in den frühen Morgenstunden statt. Vor allem die Schichten, die frühmorgens zwischen zwei und fünf Uhr starten, sind beim Personal jedoch unbeliebt: Denn durch die nächtliche Arbeit wird der Biorhythmus nachweislich gestört und die innere Uhr verliert ihren Takt. Wenn sich solche unbeliebten Schichten nicht vermeiden lassen, sollten sie möglichst gleichmäßig auf verschiedene Personalstandorte verteilt werden – andernfalls drohen mangelnde Mitarbeitermotivation oder gar Streiks.

Stellhebel für mehr Fairness

Meine Kollegen und ich haben daher untersucht, wie Fairness-Aspekte in den bestehenden Planungsprozess für die Schichten eines großen europäischen Dienstleisters im Schienengüterverkehr einbezogen werden können. Dabei führen wir in den rechnergesteuerten mathematischen Optimierungsprozess zwei zusätzliche Stellhebel ein: einen, mit dem die Zahl der unbeliebten Schichten im Schichtplan reduziert werden kann, und einen, mit dem sich die bestehenden unbeliebten Schichten möglichst proportional zur Mitarbeiterzahl auf die einzelnen Standorte verteilen lassen. Beide Stellhebel sind allerdings mit zusätzlichen operativen Kosten verbunden, da jeweils Schichten mit geringerer Produktivität als vorher in Betracht gezogen werden müssen.

Nehmen wir beispielshalber an, ein Schichtplan enthält zwei unbeliebte Schichten, die nachts um zwei Uhr starten. Aktuell sind beide Schichten dem Personalstandort Köln zugeordnet. Für die Lokführer am zweiten Personalstandort Frankfurt dagegen liegen keine unbeliebten Schichten vor. Diese unfaire Situation ließe sich auf verschiedene Weise auflösen:

  • Der Schichtplan wird geändert, so dass er keine unbeliebten Schichten mehr enthält. Dafür müssen die bisherigen um zwei Uhr startenden Schichten mit zeitlich vorher ablaufenden Tätigkeiten kombiniert werden. Die geänderten Schichten sind dann in der Regel weniger produktiv, weil beispielsweise lange Wartezeiten des Lokführers während der Schicht in Kauf genommen werden müssen.
  • Der Schichtplan wird geändert, so dass eine der unbeliebten Schichten an den Standort Frankfurt verschoben wird. Dafür muss ein Lokführer aus Frankfurt vorab beispielsweise mit einem Personenverkehrszug von Frankfurt nach Köln fahren, bevor er in Köln den Güterzug übernehmen kann – eine solche Änderung des Schichtplans ist also wieder mit Mehrkosten verbunden.
  • Der Schichtplan wird geändert, so dass für den Standort Frankfurt zusätzlich noch zwei unbeliebte Schichten aufgenommen werden. Dann enthält der Schichtplan insgesamt zwar vier (statt vorher zwei) unbeliebte Schichten, aber diese sind jetzt gleichmäßig auf die Personalstandorte verteilt.

Ohne Abstriche geht es nicht

Das Beispiel zeigt die verschiedenen Möglichkeiten für die Erstellung eines Schichtplans mit unterschiedlichen Zielen – wird ein Ziel (etwa eine höhere Fairness des Plans) erreicht, müssen dafür in der Regel Abstriche bei anderen Zielen (etwa den Kosten des Schichtplans) in Kauf genommen werden. Welche das sind, hängt von der jeweiligen Unternehmensstrategie ab.

 

Weitere Informationen findest Du im Journal of Scheduling 2017, Vol. 20, No. 1, pp. 43-55: „Optimizing railway crew schedules with fairness preferences” von Silke Jütte, Daniel Müller, Ulrich W. Thonemann.

 

Prof. Dr. Silke Jütte ist Professorin für Quantitative Methoden und unterrichtet an der IUBH Internationale Hochschule unter anderem Kurse in Mathematik und Statistik. Im Jahr 2012 promovierte Dr. Jütte an der Universität zu Köln im Fachgebiet Supply Chain Management. In ihrer Dissertation entwickelte sie Methoden zur Lösung großdimensionaler Einsatzprobleme im Schienengüterverkehr.

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