Inhalte der Master-Lehrveranstaltungen

Nachfolgend finden Sie zu unseren Master-Lehrveranstaltungen jeweils eine inhaltliche Kurzbeschreibung, die Ihnen helfen kann, die in den Veranstaltungen behandelten Themen besser einschätzen zu können. Für Teilnehmer-beschränkte Veranstaltungen werden die Bewerbungsdetails ca. 2 Monate vor Semesterbeginn auf der entsprechenden Veranstaltungsseite bekanntgegeben.

Die Einordnung der Lehrveranstaltungen in die 4 OR-Mastermodule

• Operations Research im Supply Chain Management (Koordinator: Prof. Nickel)
• Service Operations (Koordinator: Prof. Nickel)
• Mathematische Optimierung (Koordinator: Prof. Stein)
• Stochastische Optimierung (Koordinator: Prof. Rebennack)

können Sie dem Master-Lehrangebot des IOR entnehmen.

Operations Research in Supply Chain Management (englisch)

Das Supply Chain Management dient als allgemeines Instrument zur Planung logistischer Prozesse in Wertschöpfungsnetzwerken. In zunehmendem Maße werden hierbei zur quantitativen Entscheidungsunterstützung Modelle und Methoden des Operations Research eingesetzt. Die Vorlesung "OR in Supply Chain Management" vermittelt grundlegende Konzepte und Ansätze zur Lösung praktischer Problemstellungen und bietet einen Einblick in forschungsaktuelle Themen und Fragestellungen. Im Mittelpunkt der Vorlesung stehen dabei Modellierungsmöglichkeiten und Lösungsverfahren für Anwendungen aus verschiedenen Bereichen einer Supply Chain. Aus methodischer Sicht liegt der Schwerpunkt auf der Vermittlung mathematischer Vorgehensweisen, wie z.B. dem Einsatz gemischt-ganzzahliger Programme, Valid Inequalities oder dem Column Generation Verfahren, sowie auf der Herleitung optimaler Lösungsstrategien. Inhaltlich geht die Vorlesung auf die verschiedenen Ebenen des Suppy Chain Managements ein: Nach einer kurzen Einführung werden im taktisch-operativen Bereich Lagerhaltungsmodelle, Scheduling-Verfahren sowie Pack- und Verschnittprobleme genauer besprochen. Aus dem strategischen Supply Chain Management wird die Layoutplanung vorgestellt. Einen weiteren Themenschwerpunkt der Vorlesung bildet der Einsatz von Verfahren der Online-Optimierung. Diese erlangt aufgrund des steigenden Anteils dynamischer Informationsflüsse einen immer wichtigeren Stellenwert bei der Optimierung einer Supply Chain.

Operations Research in Health Care Management (englisch)

Die Vorlesung beschäftigt sich mit der Anwendung von Operations Research Methoden auf Planungsprobleme im Gesundheitswesen. Zunächst wird dabei das deutsche Gesundheitssystem im Allgemeinen besprochen, um Verantwortlichkeiten und Finanzierungsgrundsätze der einzelnen Akteure und Einrichtungen zu verstehen. Insbesondere beschäftigen wir uns hier mit Krankenhäuser. Reformen im Gesundheitswesen haben die Krankenhäuser in den letzten Jahren unter ständig steigenden Kosten- und Wettbewerbsdruck gesetzt. Beispielsweise wurde mit der Einführung von diagnosebasierten Fallpauschalen (DRG) das Selbstkostendeckungsprinzip zugunsten einer medizinisch-leistungsgerechten Vergütung abgeschafft, um Anreize für das in der Vergangenheit oftmals fehlende wirtschaftliche Verhalten zu schaffen. Das Gesamtziel ist eine nachhaltige Verbesserung von Qualität, Transparenz und Wirtschaftlichkeit stationärer Krankenhausleistungen. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, bestehende Prozesse zu analysieren und bei Bedarf effizienter zu gestalten. Hierfür bietet das Operations Research zahlreiche Methoden, deren Anwendung zu deutlichen Verbesserungen führen können. Eine Besonderheit liegt jedoch darin, dass der Fokus nicht nur auf die Wirtschaftlichkeit gelegt werden darf, sondern dass auch die Berücksichtigung von Behandlungsqualität und Patientenzufriedenheit unerlässlich sind. In der Vorlesung werden die folgenden Planungsprobleme angesprochen: Terminplanung, interner Patiententransport, OP-Raum-Planung, Personal- und Dienstplanung sowie Layout-Planung. Zum Schluss gehen wir noch auf die Standortplanung (von Krankenhäuser, Arztpraxen, Rettungswachen, etc.) ein.

Graph Theory and Advanced Location Models (englisch)

Die Graphentheorie ist eine wichtige Teildisziplin der diskreten Mathematik. Ein besonderer Reiz liegt in ihrer Anschaulichkeit und der Vielfalt der verwendbaren Beweistechniken. Gegenstand des ersten Teils „Graph Theory“ ist die Vermittlung grundlegender graphentheoretischer Konzepte und Algorithmen, die in vielen Bereichen des Operations Research Anwendung finden. Im Mittelpunkt stehen dabei die Modellierung verschiedener Probleme mittels graphentheoretischer Methoden und deren Lösung durch effiziente Algorithmen. Wesentliche Themenschwerpunkte sind Kürzeste Wege, Flüsse, Matchings, Färbungen und Matroide. Das Anwendungsfeld der Standorttheorie hat in den letzten Jahrzehnten zunehmendes Forschungsinteresse auf sich gezogen, da Standortentscheidungen ein kritischer Faktor der strategischen Planung sind. Im zweiten Teil „Advanced Location Models“ werden nach einer kurzen Einführung einige forschungsaktuelle Fragestellungen der modernen Standortplanung besprochen. Dabei werden praktische Modelle und geeignete Lösungsmethoden für Standortprobleme auf allgemeinen Netzwerken vorgestellt. Die Vorlesung geht genauer auf Pareto-Lösungen auf Netzwerken, Ordered Median Probleme, Covering Probleme und Zuordnungsprobleme ein.

Praxis-Seminar: Health Care Management (Teilnehmer-beschränkt)

Im Praxis-Seminar: Health Care Management bearbeiten Gruppen von 2 bis 4 Studierenden Problemstellungen unserer Praxispartner aus dem Gesundheitswesen mit Hilfe von Operations Research Methoden. Praxispartner sind dabei in den meisten Fällen Krankenhäuser und Arztpraxen aus der näheren Umgebung. Typische Fragestellungen betreffen die Verbesserung (logistischer) Prozesse und die damit einhergehende Planung von Patientenflüssen und Ressourcen. Oft ist die genaue Definition der zu bearbeiten Fragestellung Teil des Praxis-Seminars. Zunächst müssen die bestehenden Prozesse analysiert und entsprechende Daten gesammelt und ausgewertet werden. Diese Informationen dienen dann als Input für Operations Research Modelle. Hier werden häufig mathematische Optimierung, Warteschlagentheorie und/oder Simulation unter Nutzung der dazu passenden Software wie zum Beispiel CPLEX Optimization Studio oder AnyLogic verwendet. Die Studierenden müssen schlussendlich die Ergebnisse aufbereiten und interpretieren sowie mögliche Handlungsempfehlungen ableiten. Die Resultate sind in einer schriftlichen Ausarbeitung zusammenzufassen und werden am Lehrstuhl sowie beim Praxispartner präsentiert.

Modellieren und OR-Software: Fortgeschrittene Themen (Teilnehmer-beschränkt)

Die Vertiefungsvorlesung richtet sich an Masterstudenten, die bereits die Einführung gehört bzw. vergleichbare Kenntnisse z. B. in einer Bachelorarbeit erlangt haben. Es werden fortgeschrittene Themen und Methoden des Operations Research behandelt, u.a. Schnittebenenverfahren, Column Generation und Constraint Programming. Für die Bearbeitung der Aufgaben wird die Software IBM ILOG CPLEX Optimization Studio verwendet, sowie die zugehörigen Modellierungs- bzw. Programmiersprachen OPL and ILOG Script.

Ereignisdiskrete Simulation in Produktion und Logistik (Teilnehmer-beschränkt)

Simulation von Produktions- und Logistiksystemen ist ein Querschnittsthema. Es verbindet Fachkenntnisse aus der Produktionswirtschaft und dem Operations Research mit Kenntnissen aus dem Bereich Mathematik/Statistik sowie aus der Informatik und dem Software Engineering. Nach erfolgreicher Belegung der Vorlesung kennen die Studierenden die statistischen Grundlagen der diskreten Simulation, sie können entsprechende Software einordnen und anwenden, kennen die Bezüge zwischen Simulation und Optimierung sowie eine Reihe von Anwendungsbeispielen. Sie wissen ferner, wie eine Simulationsstudie zu strukturieren und worauf im Projektablauf zu achten ist.

Challenges in Supply Chain Management (englisch, Teilnehmer-beschränkt)

Im Rahmen der Veranstaltung werden bei der BASF Fallstudien zu zukünftigen Herausforderungen im Supply Chain Management bearbeitet. Die Veranstaltung zielt somit auf die Präsentation, kritische Bewertung und exemplarische Diskussion aktueller Fragestellungen im Supply Chain Management ab. Der Fokus liegt hierbei neben aktuellen Trends vor allem auf zukünftigen Herausforderungen, auch hinsichtlich der Anwendbarkeit in praktischen Anwendungen (v.a. in der Chemie-Industrie). Der Hauptteil der Veranstaltung besteht aus der Bearbeitung projektbezogener Fallstudien der BASF in Ludwigshafen. Die Studierenden sollen dabei eine praktische Fragestellung wissenschaftlich umsetzen: Die Vertiefung eines wissenschaftlichen Spezialthemas macht die Studierenden somit einerseits mit wissenschaftlicher Literatur bekannt, andererseits aber auch mit für die Praxis entscheidenden Argumentationstechniken. Des Weiteren wird auch Wert auf eine kritische Diskussion der Ansätze Wert gelegt. Inhaltlich behandelt die Veranstaltung zukunftsweisende Thematiken wie Industrie 4.0, Internet der Dinge in der Produktion, Supply Chain Analytics, Risikomanagement oder Beschaffung und Produktion im Supply Chain Management. Die Projektberichte werden somit sowohl in Bezug zu industrierelevanten Herausforderungen als auch zu aufkommenden theoretischen Konzepten stehen. Die genauen Themen werden immer zu Semesterbeginn in einer Vorbesprechung bekanntgegeben.

Demand-Driven Supply Chain Planning (englisch, Teilnehmer-beschränkt)

Supply Chain Management involves the coordination of different parties within and across companies, such as sales and marketing affiliates, manufacturing sites, logistics, suppliers, customers, and wholesalers. With increasing size of an organization and its supply chain structures, global supply chain management (SCM) requires adequate visibility and decision support. Furthermore SCM is today increasingly faced with the need of a new Demand Driven operating model for the highly digital interlinked Supply Chains and the highly volatile and complex business environment becoming the New Normal. Advanced Planning Systems like SAP SCM APO and SAP IBP (Integrated Business Planning) are used to standardize global planning processes and to solve the required planning tasks, such as statistical forecasting, inventory and supply network planning. In many large corporations, they form today the backbone of global supply chain planning. This course discusses how SCM and Demand Driven Adaptive Planning Principals can be supported by integrated business planning systems. Key topics include demand planning, supply network planning, production planning & scheduling, as well as other related topics, such as global availability check, inventory & supply network replenishment.