Optimization models for shelf space allocation in retail stores [cumulative dissertation]

The cumulative dissertation "Optimization models for shelf space allocation in retail stores" consists of the four individual scientific contributions listed below: 1. Düsterhöft, Tobias, Hübner, Alexander and Schaal, Kai (2020): A practical approach to the shelf-space allocation and replenishment problem with heterogeneously sized shelves. 2. Hübner, Alexander, Düsterhöft, Tobias and Ostermeier, Manuel (2020): An optimization approach for product allocation with integrated shelf space dimensioning in retail stores. 3. Ostermeier, Manuel, Düsterhöft, Tobias and Hübner, Alexander (2020): A model for the store wide shelf space allocation. 4 Düsterhöft, Tobias (2020): Retail shelf space planning - Differences, problems and opportunities of applied optimization models. The planning and best possible utilization of the available shelf space is of central importance for retailers. Shelf space is a scarce resource in stores today. Shelf planners need to determine optimal shelf spaces for each item within product allocation. Researchers have already developed several decision support models. Usually, these models have in common that they can make a decision on the number of facings per product. A facing is a visible sales unit of a product on the shelf. Behind a facing, depending on the depth of the shelf further sales units are located. With an increase in the number of facings the visibility of the product for customers is also increasing, which is associated with a certain demand effect, the so-called space elasticity. The content of this dissertation are optimization models that extend existing approaches to product allocation significantly and thus also enable a practical application of these approaches. Within the framework of a practical project substantial new contents for the product allocation can be determined. The resulting optimization models build on each other. Initially, in the 1st article the product allocation is extended by an exact consideration of the shelf space dimensions. The resulting question of the optimal shelf layout is the central part of the 2nd article. If the layouts of shelves are determined on the shelf, the total shelf space per category must be known beforehand. This question is dealt with in the 3rd article. Finally, new research fields are identified in the 4th article based on current real processes and requirements.Die kumulative Dissertation „Optimization models for shelf space allocation in retail stores“ (Optimierungsmodelle zur Regalplatzbelegung im Einzelhandel) setzt sich aus den nachfolgend genannten vier wissenschaftlichen Einzelbeiträgen zusammen: 1. Düsterhöft, Tobias, Hübner, Alexander und Schaal, Kai (2020): A practical approach to the shelf-space allocation and replenishment problem with heterogeneously sized shelves. 2. Hübner, Alexander, Düsterhöft, Tobias und Ostermeier, Manuel (2020): An optimization approach for product allocation with integrated shelf space dimensioning in retail stores. 3. Ostermeier, Manuel, Düsterhöft, Tobias und Hübner, Alexander (2020): A model for the store wide shelf space allocation. 4. Düsterhöft, Tobias (2020): Retail shelf space planning - Differences, problems and opportunities of applied optimization models. Die Planung und bestmögliche Ausnutzung des verfügbaren Regalplatzes ist von zentraler Bedeutung für Einzelhändler. Regalplatz ist in Filialen heutzutage eine knappe Ressource. Regalplaner müssen versuchen im Rahmen der Produktallokation - also der Zuweisung eines Produktes auf einen bestimmten Platz im Regal - optimale Entscheidungen zu treffen. Hierzu wurden von Forschern bereits mehrere Entscheidungsunterstützungsmodelle entwickelt. Diese haben in der Regel gemeinsam, dass sie eine Entscheidung über die Anzahl der Facings je Produkt liefern. Ein Facing ist eine sichtbare Verkaufseinheit eines Produktes im Regal. Hinter einem Facing können sich in Abhängigkeit der Regaltiefe noch weitere Verkaufseinheiten befinden. Mit einer Erhöhung der Facings wird also immer die Sichtbarkeit für den Kunden erhöht, was mit einer gewissen Steigerung der Nachfrage in Verbindung gebracht wird, der sogenannten Raumelastizität. Inhalt dieser Dissertation sind Optimierungsmodelle, die bestehende Ansätze zur Produktallokation signifikant erweitern und somit eine praktische Anwendbarkeit der Ergebnisse ermöglichen. Im Rahmen eines Praxisprojekts konnten wesentliche neue Inhalte für die Produktallokation ermittelt werden. Die resultierenden Optimierungsmodelle bauen aufeinander auf. Zunächst wird im 1. Beitrag die Produktallokation um eine exakte Berücksichtigung des Regalplatzes erweitert. Die sich daraus ergebende Frage des optimalen Regalaufbaus ist zentraler Teil des 2. Beitrages. Wenn die Einhängungen von Fachböden im Regal neu ermittelt werden, stellt sich simultan die Frage nach der optimalen Gesamtregalfläche je Kategorie. Diese Frage wird im 3. Beitrag behandelt. Schließlich werden im 4. Beitrag neue Forschungsfelder anhand aktueller Realprozesse ermittelt