Facility location and related problems

PRINTAUSGABE IN HAUPTBIBLIOTHEK NICHT EINGELANGT! -- Bei Standortoptimierungsproblemen geht es um eine strategisch günstige Auswahl von Orten unter den Gesichtspunkten des Nutzens und der Aufwände, die mit den Standort-entscheidungen einhergehen. Beispielsweise können in der Planung die lageabhängigen Betriebskosten und die Errichtungskosten gegeneinander aufgewogen werden. Der zentrale Beitrag der vorliegenden Arbeit sind zwei Erweiterungen von Standortproblemen die durch einen Überblick klassischer Modelle eingefasst werden. Die eine Erweiterung behandelt ein dynamisches Warehouse-Location Problem in einem stochastischen Umfeld: Während mehrerer Perioden können Standorte geöffnet und geschlossen werden. Ziel ist die Minimierung der erwarteten Kosten die sich aus Betriebskosten, Produktionskosten, Transportkosten, Lagerhaltungskosten und Strafkosten bei Fehlmengen zusammensetzen. Ein exaktes und ein heuristisches Lösungsverfahren werden vorgestellt. Die zweite Erweiterung kann man als doppeltes Set-Cover Problem verstehen. Es sollen Kunden mit zwei Dienstleistungen bedient werden, die an Zentren gebunden sind. Jeder Kunde muss von mindestens einem Zentrum eines jeden Dienstleistungstyps erreichbar sein. Gleichzeitig ist darauf zu achten, dass die Anzahl verwendeter Zentren beschränkt ist und dass die Zentren höchstens einer Dienstleistung zugeordnet sind. Es werden verschiedene Anwendungen vorgestellt, und durch Einschränkungen wird versucht die Grenze zwischen Problemen mit polynomiellem Aufwand und NP-schweren Problemen zu ziehen. Im Rahmen einer bioinformatischen Anwendung wird eine Ant-Colony Metaheuristik eingesetzt.Facility location treats the problem of choosing locations while respecting effort and utility. E.g.: we can think of balancing the maintenance and setup costs for a facility. The central contribution of this work are two extensions of classical location models that get enclosed into the presentation of standard facility location models. One of the extensions is a dynamic warehouse location problem in a stochastic environment. Within a planning horizon of given number of periods we are able to open and close facilities and the aim is to minimize the expected costs. The costs consist of operating costs, production costs, inventory costs and penalty costs for shortages. We present an exact method and a heuristic approach. The second extension can be regarded as a double Set Cover Problem. We have to maintain two services by allocating corresponding sites and each customer has to be reachable by at least one of the centers and each service type. Simultaneously we have to respect that the number of used locations is limited, while no location is assigned to two services. We present different applications and by restricting the problem we draw the line between polynomially solvable problems and intractable ones. In the context of an application in bio-informatics we develop an ACO heuristic