Luftfracht optimieren
Ein ULD (Unit Load Device, die Standard-Ladeeinheit der Luftfracht) wird nach Volumen gepackt. Hält das automatisch den Schwerpunkt ein? Welches ULD kommt auf welche Position im Flugzeug, damit der Schwerpunkt bei vollem UND leerem Tank stimmt? Darf ein Gefahrgut-ULD neben einem anderen stehen? Und wann lohnt es sich, eine Buchungsanfrage abzulehnen, obwohl noch Platz ist? Vier Fragen, vier Demos, jede mit einem eigenen gemessenen Befund.
Diese Seite zeigt die Kette vom Packen über die Zuordnung im Flugzeug bis zur Buchungsannahme, die Verbindungen zu drei bereits vorhandenen Themen des Portfolios (Packen, Hafenlogistik, Seefracht) und was diese vier Stücke jeweils dazu Neues zeigen.
Alle vier Modelle sind bewusst einfach, die Parameter erfunden: die Zahlen zeigen, wie groß ein Effekt in diesem Modell ist und wovon er abhängt, nicht, was er bei einer bestimmten Airline oder einem bestimmten Frachtgut bringt.
Hinweis: Alle Demos rechnen mit synthetischen oder frei verfügbaren Beispieldaten und laufen auf einem externen Anbieter (Datenschutz). Bitte geben Sie darin keine vertraulichen oder personenbezogenen Daten ein. Die Ergebnisse gelten für die jeweilige Demo-Instanz und lassen sich nicht ungeprüft auf reale Fälle übertragen; für darauf gestützte Entscheidungen übernehme ich keine Gewähr.
Zuletzt aktualisiert:
Zum Nachlesen: erst einfach, dann fachlich
Gefahrgut im Laderaum verständlich erklärt
Wie oft eine nur nach Gewicht und Schwerpunkt optimierte Beladung unsicher ist und wann die Trennregeln Ladegewicht kosten: erst für Einsteiger ohne Formeln, dann für Fachleute mit Modell, Formeln und Messwerten.
Vom Packen zur Buchungsannahme
Vor dem Packen steht die Buchung: welche Anfrage wird angenommen, bevor überhaupt feststeht, wie viel Platz am Ende gebraucht wird. Danach wird gepackt: Boxen werden in ein einzelnes ULD gesetzt. Am Ende steht die Zuordnung im Flugzeug: welches ULD auf welche Laderaumposition, mit dem Zusatz Gefahrgut-Trennung, wenn gefährliche Güter an Bord sind.
Kräftig grüner Rahmen = eigene Demo dieser Seite · helles Grau mit petrolfarbener Umrandung = Zusatz (hebt eine Annahme des Kernstücks auf).
Die drei Abschnitte sind in Wirklichkeit nicht streng nacheinander: Buchungsannahme und Beladeplanung hängen zusammen (wie viel Gewicht überhaupt zugesagt werden kann), hier zur Übersicht in der zeitlichen Reihenfolge gezeigt.
Was Luftfracht-Planung im Alltag schwer macht
Weight & Balance
Sowohl ein einzelnes ULD als auch das ganze Flugzeug haben ein Schwerpunktfenster, das eingehalten werden muss, beim Flugzeug sogar an zwei Zeitpunkten: mit vollem und mit leerem Tank.
Gefahrgut-Trennung
Bestimmte Gefahrgutklassen dürfen nicht auf benachbarten Positionen stehen. Eine gewichtsoptimale Zuordnung ist nicht automatisch eine sichere.
Buchung vor Planung
Welche Fracht am Ende tatsächlich ankommt, steht erst nach der Buchungsannahme fest, und die muss entscheiden, bevor die Beladung geplant werden kann.
Packen, Zuordnen, Trennen, Buchen
Packt man nach Volumen automatisch schwerpunktgerecht?
Ein ULD wird nach Volumen gepackt, mit zwei Konturen (Palette, LD3-artig gerundet). Reine Volumen-Packung verletzt das Schwerpunktfenster oft (bei enger Toleranz bis 100 % der Instanzen). Eine schwerpunkt-bewusste Regel senkt das deutlich, aber nicht auf null; die gerundete Kontur kostet 13,3 % nutzbares Volumen bei gleicher Außenhülle. Ausprobieren: ULD-Beladung.
Welche ULDs, welche Position?
ULDs werden Laderaumpositionen zugeordnet, mit CP-SAT als exaktem Maßstab. Eine Regel ohne Balance-Bewusstsein verletzt oft das Schwerpunktfenster (bis 100 % der Instanzen bei engem Fenster) und kostet dadurch 10,3 bis 55,3 % Ladegewicht, je nach Fensterbreite. Das Schwerpunktfenster muss an zwei Zeitpunkten halten. Ausprobieren: Beladeplan.
Sicher UND schwer beladen?
Baut auf dem Beladeplan auf: ULDs bekommen eine Gefahrgutklasse, bestimmte Klassenpaare dürfen nicht benachbart stehen. Eine Regel ohne Gefahrgutwissen erzeugt oft eine unsichere Zuordnung (im Mittel 44 % der Instanzen). Bei genug Positionen kostet die Einhaltung kaum, bei wenigen Positionen real Ladegewicht. Ausprobieren: Gefahrgut-Trennung.
Wann lohnt Ablehnen, obwohl noch Platz ist?
Buchungsanfragen mit zufälligem Gewicht treffen nacheinander ein. Wer einfach der Reihe nach annimmt, verliert im Mittel 30 % Umsatz gegenüber einer Bid-Price-Regel (dynamische Programmierung); eine feste Preisschwelle holt das meiste zurück, wird aber mit mehr Restzeit schwächer. Ausprobieren: Buchungsannahme.
Alle vier Demos rechnen mit erfundenen Parametern in stilisierten Modellen; die Prozentzahlen gelten für diese Modelle und wurden über 60 bis 200 gepaarte Wiederholungen je Zelle ermittelt.
Optimal bezüglich einer Sache ist nicht optimal bezüglich aller
In allen vier Stücken taucht dasselbe Muster auf: Eine Regel, die nur auf EIN Ziel optimiert (Volumen, Gewicht, Umsatz), verfehlt dabei oft ein anderes, das nicht im Ziel steht: den Schwerpunkt, die Gefahrgut-Trennung, den Wert der Restkapazität. Die Demos zeigen jeweils, wie oft das passiert und was es kostet, beides gleichzeitig zu erfüllen.
Das ist kein Sonderfall der Luftfracht: Dasselbe Muster trägt die Themenseite Bestandsmanagement optimieren (dort sieht die Glättung bei festgehaltenem Sicherheitsfaktor billiger aus und verschlechtert dabei den Service).
Wo Luftfracht an andere Themen anschließt
Dieselbe Packtechnik, andere Kulisse
Die ULD-Beladung übernimmt die Extreme-Point-Heuristik aus der 3D-Packungsoptimierung und hebt deren Annahme „keine Gewichtsverteilung“ auf. Mehr auf der Seite Packen und Zuschnitt optimieren.
Dasselbe Schwerpunkt-Muster wie im Hafen
Die Schwerpunkt-/Momentengrenze im Beladeplan ist mit der Schiffsstauplanung verwandt (dort ein diskretes Stapel-Raster mit Umstau-Sequenz, hier eine Auswahl mit zwei Zeitpunkten). Mehr auf der Seite Hafenlogistik optimieren.
Buchungsannahme mit und ohne Einheitsnachfrage
Die Buchungs-/Slot-Vergabe der Seefracht löst dieselbe Frage mit fester Einheitennachfrage und der geschlossenen Littlewood-Formel; hier verbraucht jede Buchung ein eigenes Gewicht, das braucht eine dynamische Programmierung statt einer Formel. Mehr auf der Seite Seefracht optimieren.
Wie ich Luftfracht-Planung angehe
Ziel und Nebenbedingungen trennen
Was zählt (Volumen, Gewicht, Umsatz), und was muss unabhängig davon gelten (Schwerpunkt, Gefahrgut-Trennung)? Beide werden getrennt sichtbar gemacht, statt sie in einer Kennzahl zu vermischen.
Exaktes Verfahren, wo die Größe es erlaubt
Bei Zuordnungsproblemen dieser Größe (10 Positionen, bis 16 ULDs) rechnet CP-SAT in Millisekunden exakt, und es gibt keinen Grund, mit einer Heuristik allein zu vergleichen, wenn ein bewiesenes Optimum zur Verfügung steht.
Gegenprobe an einfachen Regeln
Jede optimale Regel wird gegen eine naheliegende einfache Regel (FCFS, feste Schwelle, gewichtsblinde Zuordnung) gemessen, damit der tatsächliche Wert der Optimierung sichtbar wird, nicht nur ihre Existenz.
Umgesetzt in Scala oder Python, auf Wunsch als eigener Webservice mit API für Ihre Systeme (mehr unter Leistungen).
Wie die Stücke zusammenhängen
Die ULD-Beladung baut auf der 3D-Packungsoptimierung auf und hebt deren Annahme „keine Gewichtsverteilung“ auf. Der Beladeplan übernimmt das Schwerpunkt-/Momentengrenze-Muster der Schiffsstauplanung, aber mit Auswahl statt Vollbelegung und zwei Zeitpunkten statt einem. Die Gefahrgut-Trennung baut direkt auf dem Beladeplan auf. Die Buchungsannahme übernimmt die Annahme-/Ablehnungs-Grundidee der Buchungs-/Slot-Vergabe, aber mit Gewichtsverbrauch statt Einheitsnachfrage.
Durchgezogen dunkel = baut aus (hebt eine Annahme des Vorgängers auf) · gepunktet Grau = Technik aus einer anderen Linie.
Vier Demos zur Luftfracht
Alle Demos laufen als eigenständige Anwendungen: Sie stellen Parameter ein und sehen, wie sich die Regeln unterscheiden.
ULD-Beladung: Volumen gegen Schwerpunkt
Stellen Sie Kontur, Boxzahl und Dichtestreuung ein. Die Anwendung packt ein Luftfracht-ULD rein nach Volumen und vergleicht es mit einer schwerpunkt-bewussten Regel. Reine Volumen-Packung verletzt das Schwerpunktfenster oft (bis 100 % bei enger Toleranz); die Gegenregel senkt das deutlich, aber nicht auf null. Die gerundete Kontur (LD3-artig) kostet 13,3 % nutzbares Volumen.
Demo starten →Beladeplan: welche ULDs, welche Position?
Stellen Sie Schwerpunktfenster, ULD-Zahl und Gewichtsniveau ein. Die Anwendung ordnet ULDs den Laderaumpositionen zu, mit CP-SAT als exaktem Maßstab. Eine Regel ohne Balance-Bewusstsein verletzt oft das Schwerpunktfenster (bis 100 % der Instanzen bei engem Fenster) und kostet dadurch 10,3 bis 55,3 % Ladegewicht, je nach Fensterbreite; die schwerpunkt-bewusste Regel liegt in 42 von 45 gemessenen Zellen exakt beim CP-SAT-Optimum. Das Schwerpunktfenster muss an zwei Zeitpunkten halten: mit vollem und mit leerem Tank.
Demo starten →Gefahrgut-Trennung: sicher UND schwer beladen?
Stellen Sie Gefahrgutanteil, Trennvorschrift-Stärke und Positionszahl ein. Die Anwendung vergleicht eine gewichts-/schwerpunktoptimale Zuordnung mit einer, die auch die Gefahrgut-Trennvorschrift einhält. Eine Regel ohne Gefahrgutwissen erzeugt oft eine unsichere Zuordnung (im Mittel 44 % der Instanzen); die Einhaltung kostet bei genug Positionen kaum, bei wenigen Positionen real Ladegewicht.
Verständlich erklärt: erst für Einsteiger, dann für Fachleute
Demo starten →Buchungsannahme mit Gewichtslimit
Stellen Sie Restzeit, Gewichtslimit und Preisschwelle ein. Die Anwendung vergleicht Annahmeregeln für Luftfracht-Buchungen mit zufälligem Gewicht je Anfrage gegen eine Bid-Price-Regel (dynamische Programmierung). Wer Buchungen einfach der Reihe nach annimmt, verliert im Mittel 30 % Umsatz; eine feste Preisschwelle holt das meiste zurück, wird aber mit mehr Restzeit schwächer.
Demo starten →Verwandte Fragestellungen: dreidimensionales Packen auf der Seite Packen und Zuschnitt optimieren, Schwerpunkt- und Stauprobleme auf der Seite Hafenlogistik optimieren, Buchungsannahme mit Einheitsnachfrage auf der Seite Seefracht optimieren.
Luftfracht: kurze Antworten
Was ist ein ULD (Unit Load Device)?
Ein ULD ist die genormte Ladeeinheit der Luftfracht: ein Container oder eine Palette, die zusammen mit der Fracht in den Laderaum des Flugzeugs geladen wird. Manche ULD-Typen (z. B. LD3) haben eine an die Rumpfkontur angepasste, nicht rechteckige Grundfläche.
Was bedeutet Weight and Balance in der Luftfracht?
Weight and Balance bezeichnet die Prüfung, dass Gesamtgewicht und Schwerpunkt eines beladenen Flugzeugs innerhalb der zulässigen Grenzen liegen: sowohl beim Start (voller Tank) als auch nach dem Treibstoffverbrauch (leerer Tank). Ein einzelnes ULD hat dabei sein eigenes Schwerpunktfenster, das Flugzeug als Ganzes ein weiteres.
Warum reicht eine gewichtsoptimale Beladung nicht für Gefahrgut?
Gefahrgut-Vorschriften verlangen zusätzlich, dass bestimmte Stoffklassen nicht auf benachbarten Positionen stehen (Trennvorschrift) oder an bestimmten Positionen gar nicht geladen werden dürfen. Eine Regel, die nur Gewicht und Schwerpunkt kennt, erfüllt das nicht automatisch. In der Demo verletzt die freie Lösung die Trennvorschrift im Mittel in 44 % der Instanzen.
Warum sollte man eine Buchung ablehnen, obwohl noch Platz ist?
Weil eine spätere, besser bezahlte Buchung sonst keinen Platz mehr findet. Eine Regel, die den Wert der verbleibenden Kapazität kennt (Bid-Price-Kontrolle), hält deshalb bewusst Kapazität zurück. In der Demo erzielt sie so mehr Umsatz bei geringerer Auslastung als eine Regel, die einfach der Reihe nach annimmt.
Wie viel lässt sich durch Optimierung sparen?
Das hängt stark vom Ausgangszustand und vom Regime ab und lässt sich seriös nur an Ihren Daten beziffern. Die Demos zeigen, wovon ein Effekt abhängt: Die Buchungsannahme-Regel bringt im Mittel rund 30 % gegenüber einer einfachen Reihenfolge-Regel, die Größenordnung bei den anderen Stücken hängt stark von Positionszahl und Toleranz ab.
Bieten Sie fertige Luftfracht-Planungssoftware an?
Ich entwickle Lösungen nach Maß: Modell, Algorithmus und Software aus einer Hand, auf Wunsch als eigener Webservice mit API für Ihre Systeme. Für Standardfälle ist zusätzlich ein nutzungsbasiertes API-Produkt in Aufbau.
Das könnte Sie auch interessieren
Tourenplanung optimieren
Nah- und Fernverkehr, Elektro-Lkw und der Anschluss an Netz, Hof und Lager: 7 Demos.
Netzwerkdesign optimieren
Warenflüsse und Linien gestalten: Der Fluss ist einfach, das Design ist schwer.
ÖPNV und Fernverkehr optimieren
Liniennetz, Rufbus, Tarif und Takt im Betrieb: 4 Demos.
Schienenverkehr optimieren
Vom Takt bis zur Zugbildung: 7 Demos, jede mit einem gemessenen Befund.
Packen und Zuschnitt optimieren
Container, Paletten und Rollen: weniger Leerraum und Verschnitt, mit mathematischen Untergrenzen.
Lagerlogistik optimieren
Kommissionierung, Tor-Zuordnung, Umschlagpunkte und Wellenfreigabe als Gesamtsystem: 4 Demos.
Hof- und Yard-Management optimieren
Fahraufträge für Wechselbrücken und Ankunftstermine: Fristen halten, Leerfahrten sparen.
Hafenlogistik optimieren
Die ganze Prozesskette vom Kai bis zum Gate: 11 Demos, jede mit einem gemessenen Befund.
Seefracht optimieren
Die Prozesskette einer Reise vom Buchen bis zur Leercontainer-Rückführung: 7 Demos, jede mit einem gemessenen Befund.
Schichtplanung optimieren
Personalbedarf stundengenau decken, und wann eine einfache Rechnung schon exakt ist.
Clusteranalyse
Punkte ohne Vorgaben gruppieren: welches Verfahren zu Ihren Daten passt, von k-Means bis HDBSCAN.
Anomalie-Erkennung
Was aus dem Rahmen fällt, ohne dass vorher jemand sagt, wie es aussieht: neun Verfahren von der robusten Ellipse bis zum Autoencoder.
Bestandsmanagement optimieren
Nachschub, Lieferkette, Losgrößen und Sicherheitsbestand: 2 Demos, dazu vorab gerechnete Anwendungsfälle.
Ihre Luftfracht, Ihre Regeln?
Schildern Sie mir kurz, wie Sie heute planen und was dabei nicht funktioniert. Ob sich eine Optimierung lohnt, lässt sich meist schon im kostenlosen Erstgespräch einschätzen.