Fünf Aufsätze zur Regalplatzplanung im Einzelhandel [kumulative Dissertation]

Die Beiträge der kumulativen Dissertation beschäftigen sich mit Regalplatzplanungsproblemen im Einzelhandel. Zunehmende Sortimentsvielfalt und sinkende Regalflächenproduktivität zwingen Einzelhändler zunehmend, den ihnen zur Verfügung stehenden, limitierten Regalplatz effizient zu nutzen und einzelnen Produkten die richtige Menge an Regalplatz zuzuweisen. Optimierungsmodelle unterstützen Einzelhändler bei dieser Entscheidung. Der erste Beitrag geht der Frage nach, wie Nachfrageschwankungen (Stochastik) in Modelle zur Regalplatzplanung integriert werden können. Das entwickelte Optimierungsmodell betrachtet als relevante Nachfrageeffekte neben der Stochastik weiterhin Regalplatzelastizitäten, Kreuzregalplatzelastizitäten sowie die vertikale Regalposition von Produkten. Eine spezialisierte Heuristik liefert nahezu optimale Ergebnisse in kürzester Rechenzeit. Der zweite Beitrag greift das im ersten entwickelte Optimierungsmodell auf und untersucht mit Hilfe umfangreicher numerischer Analysen den Einfluss von Kreuzplatzelastizitäten auf optimale Regalmengen. Der Beitrag zeigt, dass Kreuzplatzelastizitäten einen zu vernachlässigenden Einfluss auf Regalentscheidungen haben und daher aufwendige Messungen dieser Elastizitäten sowie die Entwicklung entsprechender Optimierungsmodelle in Zukunft aus Forschungssicht nicht relevant sind. Der dritte und fünfte Beitrag erweitern das im ersten entwickelte Optimierungsmodell um benachbarte Entscheidungsprobleme. Der dritte Beitrag integriert die Sortimentsentscheidung und unterstützt Einzelhändler somit bei der Auswahl der anzubietenden Produkte. Dabei wird neben Regalplatzelastizitäten das Substitutionsverhalten von Kunden in Fällen von Nichtverfügbarkeit von Ware modelliert und gezeigt, dass sich beide Nachfrageeffekte gegenseitig verstärken und daher integriert betrachtet werden müssen. Der fünfte Beitrag beantwortet, wie Einzelhändler zudem die effiziente Wiederbefüllung ihrer Regale gewährleisten können und untersucht, inwiefern die Verfügbarkeit eines an die Filiale angeschalteten Filiallagers optimale Regalmengen beeinflusst. Der vierte Beitrag zeigt, wie der für die Lösung des Optimierungsmodells des dritten Beitrags verwendete Algorithmus technisch so weiterentwickelt werden kann, dass höhere Gewinne in kürzerer Rechenzeit erzielt werden.The essays of the cumulative dissertation are concerned with the topic of retail shelf-space optimization. Increasing product proliferation as well as decreasing space productivity force retailers to efficiently use the limited retail shelf space and assign the right shelf quantities to products they offer to customers. Optimization models support retailers with these decisions. The first essay analyzes how demand volatility can be integrated into shelf-space optimization models. The developed optimization model furthermore accounts for space- and cross-space elasticities as well as vertical shelf positions. A specialized heuristic solves the model efficiently and returns near-optimal results. The second essay builds on the optimization model developed in the first essay and conducts extensive numerical analyses to examine the impact of cross-space elasticities on optimal shelf quantities. The essay shows that cross-space elasticities have a negligible impact on space decisions. Therefore, the complex measurement as well as the development of corresponding optimization models are of minor relevance for future research. The third and fifth essay extend the optimization model from the first essay by integrating adjacent decision problems. The third essay accounts for the assortment decision, i.e., supports retailers in selecting the products to offer. Apart from space elasticities, the model accounts for substitution behavior in case items are unavailable and shows that both demand effects reinforce each other, which is why they should be accounted for simultaneously. The fifth essay shows how retails can furthermore guarantee the efficient replenishment of shelves and examines the impact of the availability of a backroom on optimal shelf quantities. The fourth essay improves the algorithm developed for the optimization model from the third essay. The improved heuristic yields higher retail profits in shorter runtime