Stadt-Kämmerer KI-Lösung

Wie Städte und Kommunen mit KI-gestützter Portfoliooptimierung mehr Wirkung aus ihrem Haushaltsbudget erzielen können

Executive Summary: Das Problem kommunaler Haushalte ist nicht nur fehlendes Geld – sondern auch die optimale Verteilung

Was wäre, wenn eine Stadt mit demselben Investitionsbudget mehr Schulen sanieren, mehr Infrastruktur modernisieren und einen höheren gesellschaftlichen Gesamtnutzen erzielen könnte – allein durch eine bessere Kombination ihrer geplanten Projekte?

Kommunale Haushaltsplanung gehört zu den komplexesten Entscheidungsaufgaben der öffentlichen Verwaltung.

Stadtkämmerer, Finanzdezernenten, Oberbürgermeister und Stadträte müssen zahlreiche Investitionsvorhaben innerhalb begrenzter finanzieller und personeller Ressourcen miteinander in Einklang bringen.

Schulen, Kindertagesstätten, Straßen, Brücken, Sporthallen, Verwaltungsgebäude, Digitalisierung, Energieversorgung, Klimaanpassung und soziale Infrastruktur konkurrieren um dieselben Haushaltsmittel.

Jede dieser Maßnahmen kann für sich genommen notwendig, wirtschaftlich sinnvoll oder politisch gewünscht sein.

Doch daraus ergibt sich eine zentrale Frage:

Ist die Summe aller beschlossenen Einzelmaßnahmen auch die bestmögliche Kombination für die gesamte Stadt?

Die Antwort lässt sich durch klassische Projektpriorisierung allein nicht zuverlässig bestimmen.

Bereits bei 50 binären Projektentscheidungen entstehen theoretisch 2^50 = 1.125.899.906.842.624 mögliche Projektkombinationen.

Das entspricht rund 1,126 Billiarden theoretisch möglichen Investitionsportfolios.

Ein Stadtrat kann 50 Projekte einzeln diskutieren. Er kann jedoch nicht mehr als eine Billiarde Projektkombinationen manuell miteinander vergleichen.

Genau hier setzt KI-gestützte mathematische Portfoliooptimierung an.

StratePlan verbindet Verfahren aus dem Operations Research mit KI-gestützten Optimierungsansätzen, um große kombinatorische Entscheidungsräume systematisch zu untersuchen.

In Verbindung mit einer Haushaltssimulation lassen sich unterschiedliche finanzielle Rahmenbedingungen und Projektkombinationen vergleichen.

Die entscheidende Frage lautet nicht nur: Welche Projekte können wir uns leisten?

Sondern: Welche Kombination unserer geplanten Projekte erzielt innerhalb des verfügbaren Haushaltsbudgets den höchsten definierten wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Gesamtnutzen?

Weitere Informationen zur mathematischen Stadt-Haushalts-Optimierung.

1. Warum kommunale Haushaltsplanung ein mathematisches Portfolio-Problem ist

Die klassische kommunale Haushaltsplanung folgt einem etablierten Verwaltungs- und Entscheidungsprozess.

Fachbereiche melden Investitionsbedarfe an. Die Kämmerei prüft finanzielle Spielräume. Die Verwaltung erstellt einen Haushaltsentwurf. Ausschüsse beraten. Der Rat entscheidet.

Dieses Verfahren ist notwendig, um demokratische Legitimation, rechtliche Anforderungen und finanzielle Verantwortung sicherzustellen.

Es beantwortet jedoch nicht automatisch die mathematische Frage nach der besten Kombination aller Investitionsvorhaben.

Eine Stadt entscheidet nicht ausschließlich über einzelne Projekte.

Sie entscheidet über ein gesamtes Portfolio konkurrierender Maßnahmen.

Jedes Projekt beansprucht unterschiedliche Ressourcen:

• Investitionskapital
• Personal und Verwaltungskapazitäten
• Planungs- und Baukapazitäten
• Zeitliche Umsetzungsfenster
• Fördermittel und Kofinanzierung
• Verschuldungs- und Finanzierungsspielräume
• Künftige Betriebs- und Unterhaltungskosten

Die Auswahl eines Projekts kann dadurch beeinflussen, welche anderen Projekte noch finanzierbar oder umsetzbar sind.

Eine neue Sporthalle kann beispielsweise wirtschaftlich und gesellschaftlich sinnvoll sein.

Wenn ihre Finanzierung jedoch mehrere dringende Schulmodernisierungen verdrängt, muss die gesamte Projektkombination betrachtet werden.

Die wirtschaftliche und gesellschaftliche Qualität eines kommunalen Investitionsprogramms entsteht nicht allein durch die Bewertung einzelner Maßnahmen, sondern durch deren Zusammenstellung.

2. Der unsichtbare Entscheidungsraum: 50 kommunale Projekte bedeuten mehr als eine Billiarde Kombinationen

Betrachten wir eine beispielhafte mittelgroße Stadt mit 50 geplanten Investitionsmaßnahmen.

In einem vereinfachten binären Modell kann jedes Projekt entweder ausgewählt oder nicht ausgewählt werden.

Bei N Projekten entstehen theoretisch 2^N mögliche Kombinationen.

• 10 Projekte: 2^10 = 1.024 Kombinationen
• 15 Projekte: 2^15 = 32.768 Kombinationen
• 20 Projekte: 2^20 = 1.048.576 Kombinationen
• 30 Projekte: 2^30 = 1.073.741.824 Kombinationen
• 40 Projekte: 2^40 = 1.099.511.627.776 Kombinationen
• 50 Projekte: 2^50 = 1.125.899.906.842.624 Kombinationen

Bei 50 Projekten umfasst der theoretische Entscheidungsraum somit rund 1,126 Billiarden Kombinationen.

Nicht jede dieser Kombinationen ist tatsächlich zulässig. Gesetzliche Pflichtaufgaben, Budgetrestriktionen, Projektabhängigkeiten und verfügbare Ressourcen schränken den Entscheidungsraum ein.

Dennoch verdeutlicht die Größenordnung, warum klassische Haushaltsberatungen nur einen kleinen Ausschnitt aller möglichen Investitionsportfolios betrachten können.

Der beschlossene Haushalt ist eine ausgewählte Kombination. Ob sie innerhalb der definierten Ziele und Restriktionen optimal ist, lässt sich ohne entsprechende mathematische Untersuchung nicht feststellen.

3. Haushaltssimulation und gleichzeitige Optimierung: Der entscheidende Unterschied

Kommunale Finanzplanung und mathematische Portfoliooptimierung erfüllen unterschiedliche Aufgaben.

Eine Haushaltssimulation untersucht, wie sich Einnahmen, Ausgaben, Investitionen, Kreditaufnahmen, Liquidität und Folgekosten unter bestimmten Annahmen entwickeln.

Eine Portfoliooptimierung untersucht dagegen, welche Kombination von Projekten innerhalb definierter Restriktionen den höchsten Zielbeitrag erzielt.

Werden beide Ansätze miteinander verbunden, entsteht eine umfassendere Entscheidungsgrundlage.

Haushaltssimulation beantwortet:

• Wie entwickelt sich der kommunale Finanzhaushalt über mehrere Jahre?
• Welche Investitionsmittel stehen zur Verfügung?
• Wie wirken sich veränderte Steuereinnahmen aus?
• Welche Kreditaufnahme ist erforderlich?
• Wie entwickeln sich Zins- und Tilgungsbelastungen?
• Welche Folgekosten entstehen durch neue Investitionen?

Mathematische Portfoliooptimierung beantwortet:

• Welche Projekte sollten innerhalb des verfügbaren Budgets ausgewählt werden?
• Welche Kombination erzielt den höchsten definierten Gesamtnutzen?
• Welche Maßnahmen verdrängen andere Projekte?
• Wie verändern Pflichtprojekte das Ergebnis?
• Welche Alternativen ergeben sich bei anderen Budgetgrenzen?
• Welche Projektkombination ist unter den festgelegten Restriktionen besonders leistungsfähig?

Die Verbindung beider Ansätze ermöglicht es, nicht nur die finanzielle Entwicklung eines Haushalts zu simulieren, sondern gleichzeitig unterschiedliche Investitionsportfolios mathematisch zu optimieren.

Voraussetzung ist, dass die relevanten Finanz- und Projektdaten in einem konsistenten Modell zusammengeführt werden.

4. Praxisbeispiel: 50 Projekte, 220 Millionen Euro Investitionsbedarf und nur 81 Millionen Euro Budget

Eine Stadt verfügt über ein Investitionsbudget von 81 Millionen Euro.

Gleichzeitig liegen 50 geplante Investitionsprojekte mit einem gesamten Finanzierungsbedarf von 220 Millionen Euro vor.

Der Investitionsbedarf übersteigt das verfügbare Budget somit um 139 Millionen Euro.

Die Stadt kann nicht sämtliche Projekte gleichzeitig finanzieren.

Die klassische Vorgehensweise besteht darin, Projekte nach Dringlichkeit, politischer Bedeutung und verfügbaren Haushaltsmitteln zu priorisieren.

Doch eine Rangliste beantwortet nicht automatisch die Frage nach der besten Kombination.

Eine mathematische Portfoliooptimierung kann untersuchen, welche Auswahl unter dem Budgetlimit von 81 Millionen Euro den höchsten definierten Gesamtnutzen erzielt.

Zusätzlich können verbindliche Projekte, Ressourcenrestriktionen und strategische Gewichtungen berücksichtigt werden.

Welche Fragen könnte der Stadtkämmerer unmittelbar untersuchen?

• Welche Kombination der 50 Projekte erzeugt bei 81 Millionen Euro Budget den höchsten modellierten Gesamtnutzen?
• Welche Projekte würden bei einer Budgetreduzierung auf 70 Millionen Euro ausgewählt?
• Welche zusätzlichen Maßnahmen wären bei einem Budget von 90 Millionen Euro möglich?
• Wie verändert sich die Auswahl, wenn bestimmte Schul- und Infrastrukturprojekte zwingend umgesetzt werden müssen?
• Wie verändert sich das Portfolio, wenn Bildungs- oder Klimawirkung stärker gewichtet werden?
• Welche Auswirkungen haben unterschiedliche Investitionskombinationen auf die Folgejahre?

Die Ergebnisse können mit der ursprünglichen Haushaltsplanung verglichen werden.

Dadurch wird sichtbar, welche wirtschaftlichen oder gesellschaftlichen Verbesserungen innerhalb des zugrunde gelegten Modells möglich sind.

Die Stadt muss nicht zwangsläufig mehr Geld ausgeben, um eine höhere modellierte Gesamtwirkung zu erzielen. Unter Umständen reicht eine andere Kombination der vorhandenen Investitionsprojekte.

5. Was bedeutet „optimal“ im kommunalen Haushalt?

Anders als bei einer rein wirtschaftlichen Investitionsentscheidung besitzt ein kommunaler Haushalt mehrere Zielgrößen.

Die Stadt soll finanziell handlungsfähig bleiben, gesetzliche Aufgaben erfüllen und gleichzeitig einen möglichst hohen gesellschaftlichen Nutzen erzeugen.

Relevante Zielgrößen können sein:

• Haushaltsstabilität
• Investitions- und Finanzierungsspielraum
• Schuldenstand und Zinsbelastung
• Bildungs- und Betreuungskapazitäten
• Verkehrs- und Infrastrukturqualität
• Wohnraumversorgung
• CO2-Reduktion
• Soziale Wirkung
• Standortattraktivität
• Langfristige Betriebs- und Unterhaltungskosten

Damit unterschiedliche Projektkombinationen mathematisch verglichen werden können, müssen die Zielgrößen konsistent definiert werden.

Eine Möglichkeit besteht darin, Projekte anhand eines standardisierten Wirkungsmodells zu bewerten.

Die politische Führung kann anschließend Gewichtungen festlegen.

Ein beispielhaftes Modell könnte folgende Gewichtungen verwenden:

• 40 % Haushaltsstabilität
• 20 % Klimawirkung
• 20 % Soziale Wirkung
• 20 % Wirtschaftliche Entwicklung

Diese Gewichtungen sind lediglich ein illustratives Beispiel. Die tatsächlichen Prioritäten müssen von der jeweiligen Kommune festgelegt werden.

Wichtig ist außerdem, dass die zugrunde liegenden Wirkungskennzahlen vor der Gewichtung auf eine vergleichbare Skala gebracht werden.

Das mathematische Optimum ist immer die beste Lösung innerhalb der definierten Ziele, Bewertungsmodelle und Restriktionen – nicht eine unabhängig von politischen Wertentscheidungen existierende objektive Wahrheit.

6. Pflichtaufgaben und gesetzliche Vorgaben: Was nicht zur Disposition steht

Kommunale Haushaltsoptimierung darf gesetzliche Verpflichtungen nicht wie frei wählbare Investitionsalternativen behandeln.

Pflichtaufgaben, verbindliche Sicherheitsmaßnahmen und andere rechtlich vorgeschriebene Ausgaben müssen bei der Modellierung berücksichtigt werden.

Eine mögliche Vorgehensweise besteht darin, verbindliche Projekte vorab festzulegen.

Die dafür erforderlichen Mittel werden im Finanzmodell berücksichtigt.

Das verbleibende Budget steht anschließend für die Optimierung der disponiblen Projekte zur Verfügung.

Alternativ können Pflichtprojekte als verbindliche Restriktionen in das Optimierungsmodell aufgenommen werden.

Dadurch wird sichergestellt, dass die mathematische Suche nur zulässige Haushaltsvarianten berücksichtigt.

Weitere Restriktionen können sein:

• Kommunalrechtliche Vorgaben
• Haushaltsrechtliche Anforderungen des jeweiligen Bundeslandes
• Bereits eingegangene vertragliche Verpflichtungen
• Förderrechtliche Zweckbindungen
• Verfügbare Kredit- und Finanzierungsspielräume
• Personelle und technische Umsetzungskapazitäten
• Projektabhängigkeiten

Eine mathematisch optimierte Haushaltsplanung muss rechtlich zulässig, finanziell tragfähig und organisatorisch umsetzbar sein.

7. Fördermittel optimieren: Warum die Kombination von Projekten entscheidend sein kann

Fördermittel spielen bei kommunalen Investitionen eine wichtige Rolle.

Bund, Länder und Europäische Union stellen für unterschiedliche Maßnahmen Förderprogramme bereit.

Die wirtschaftliche Attraktivität eines Projekts kann sich durch Fördermittel erheblich verändern.

Gleichzeitig sind Förderungen häufig an bestimmte Voraussetzungen gebunden.

Beispielsweise:

• Förderfähige Investitionsarten
• Eigenanteile der Kommune
• Fristen und Bewilligungszeiträume
• Zweckbindungen
• Kombinations- und Kumulierungsregeln
• Technische oder ökologische Mindestanforderungen

Eine mathematische Portfoliooptimierung kann solche Bedingungen berücksichtigen, sofern sie als Daten und Restriktionen modelliert werden.

Dadurch lassen sich unterschiedliche Projektkombinationen unter Berücksichtigung ihrer Fördermittelwirkungen vergleichen.

Ein Projekt mit geringerer Einzelwirkung kann beispielsweise besonders attraktiv werden, wenn es durch eine hohe Förderquote nur einen begrenzten kommunalen Eigenanteil erfordert.

Umgekehrt kann ein vermeintlich günstiges Projekt langfristig hohe kommunale Folgekosten verursachen.

Die entscheidende Größe ist deshalb nicht allein die Höhe der Förderung, sondern der gesamte wirtschaftliche und gesellschaftliche Beitrag der geförderten Projektkombination.

8. Mehrjährige Haushaltsplanung: Warum das beste Projekt auch zum richtigen Zeitpunkt umgesetzt werden muss

Kommunale Investitionsentscheidungen wirken häufig über mehrere Haushaltsjahre.

Ein Schulneubau kann beispielsweise Planungskosten im ersten Jahr, Baukosten in den Folgejahren und dauerhafte Betriebskosten nach Fertigstellung verursachen.

Eine realistische Haushaltssimulation muss diese zeitlichen Zusammenhänge berücksichtigen.

Relevante Größen können sein:

• Investitionsausgaben je Haushaltsjahr
• Fördermittelzuflüsse
• Kreditaufnahmen
• Zins- und Tilgungszahlungen
• Personalkosten
• Betriebs- und Unterhaltungskosten
• Projektlaufzeiten
• Abhängigkeiten zwischen Maßnahmen

Wird ein mehrperiodiges Optimierungsmodell verwendet, kann die Projektplanung auch hinsichtlich zeitlicher Restriktionen untersucht werden.

Dadurch entsteht eine wichtige zusätzliche Fragestellung:

Welche Projekte sollten nicht nur ausgewählt, sondern in welchen Haushaltsjahren umgesetzt werden?

Die zeitliche Optimierung erfordert allerdings entsprechende Daten und ein Modell, das Projektstarts, Laufzeiten und jahresbezogene Finanzrestriktionen ausdrücklich berücksichtigt.

9. Opportunitätskosten: Was kostet eine politische Priorität?

Kommunalpolitik muss Entscheidungen treffen, die nicht ausschließlich auf wirtschaftlichen Kennzahlen beruhen.

Demokratische Legitimation, gesellschaftliche Bedürfnisse und politische Zielsetzungen sind unverzichtbare Bestandteile der Haushaltsplanung.

Mathematische Optimierung kann jedoch helfen, die Auswirkungen unterschiedlicher Entscheidungen transparenter zu machen.

Angenommen, eine Stadt verfügt über ein berechnetes Investitionsportfolio.

Der Stadtrat beschließt anschließend, ein zusätzliches Projekt verbindlich aufzunehmen.

Dadurch verändert sich das verfügbare Budget für andere Maßnahmen.

Das Portfolio wird erneut optimiert.

Der Vergleich beider Szenarien kann zeigen:

• Welche anderen Projekte entfallen
• Wie sich die Gesamtwirkung verändert
• Welche zusätzlichen Folgekosten entstehen
• Welche Auswirkungen auf die Finanzierung auftreten
• Wie sich definierte Wirkungskennzahlen verändern

Die Differenz zwischen den modellierten Ergebnissen kann als wirtschaftlicher oder gesellschaftlicher Opportunitätsverlust der zusätzlichen Vorgabe interpretiert werden.

Voraussetzung ist, dass die Zielgrößen und Bewertungsmaßstäbe konsistent bleiben.

Die Politik entscheidet weiterhin über Ziele und Prioritäten. Die Mathematik macht die Konsequenzen unterschiedlicher Alternativen nachvollziehbar.

10. Ex ante statt ex post: Haushaltsentscheidungen vor der Umsetzung verbessern

Kommunale Finanzkontrolle untersucht unter anderem, ob öffentliche Mittel rechtmäßig, wirtschaftlich und zweckentsprechend eingesetzt werden.

Ein wesentlicher Teil dieser Kontrolle erfolgt nach oder während der Umsetzung.

Die Auswahl der Investitionsprojekte wird jedoch bereits vorher getroffen.

Genau hier setzt die Ex-ante-Optimierung an.

Sie untersucht mögliche Investitionskombinationen, bevor finanzielle Verpflichtungen eingegangen oder Projekte gestartet werden.

Dadurch können unterschiedliche Haushaltsvarianten frühzeitig miteinander verglichen werden.

Beispielsweise:

• Haushaltsentwurf der Verwaltung
• Mathematisch optimierte Projektkombination
• Politisch angepasste Projektkombination
• Investitionsportfolio bei reduziertem Budget
• Investitionsportfolio mit zusätzlichen Fördermitteln

Die Ergebnisse ermöglichen eine fundiertere Diskussion über wirtschaftliche und gesellschaftliche Zielkonflikte.

Ex-ante-Optimierung ersetzt keine Haushaltskontrolle. Sie ergänzt diese um eine mathematische Entscheidungsgrundlage vor der Kapitalbindung.

11. StratePlan: KI-gestützte mathematische Portfoliooptimierung für kommunale Investitionen

StratePlan wurde entwickelt, um komplexe Investitions- und Projektportfolios mathematisch zu optimieren.

Die Technologie verbindet Verfahren aus dem Operations Research mit KI-gestützten Optimierungsansätzen.

Im Mittelpunkt steht nicht die isolierte Bewertung einzelner Projekte, sondern die Untersuchung ihrer möglichen Kombinationen.

Für ein grundlegendes wirtschaftliches Optimierungsmodell werden zunächst lediglich drei Angaben je Projekt benötigt:

1. Projekt-ID: Eindeutige Identifikation der Maßnahme
2. Expenses: Geplante Ausgaben beziehungsweise Investitionen
3. Income: Erwartete Einnahmen oder wirtschaftliche Rückflüsse

Zusätzlich wird das verfügbare Investitionsbudget definiert.

Die Daten können beispielsweise aus einer bestehenden Excel-Projektliste übernommen werden.

Bei Maximize Net Contribution steht die Maximierung des erwarteten Netto-Wertbeitrags innerhalb der definierten Restriktionen im Mittelpunkt.

Der Portfolio ROI kann ergänzend als wirtschaftliche Kennzahl ausgewiesen werden.

Für kommunale Wirkungsziele, die sich nicht unmittelbar in Euro ausdrücken lassen, sind zusätzliche Bewertungsparameter und ein geeignetes Wirkungsmodell erforderlich.

Erweiterte Optimierungsmodelle können unter anderem folgende Aspekte berücksichtigen:

• Strategische Gewichtungen
• Verbindliche Pflichtprojekte
• Projektabhängigkeiten
• Ressourcen- und Kapazitätsrestriktionen
• Mehrjährige Budgetvorgaben
• Zeitliche Restriktionen
• Risiko- und Nachhaltigkeitskriterien

Die konkrete Berücksichtigung dieser Anforderungen setzt voraus, dass sie im jeweiligen Modell technisch und fachlich abgebildet werden.

StratePlan ermöglicht damit den Übergang von einer reinen Projektpriorisierung zu einer mathematisch unterstützten Auswahl von Investitionsportfolios.

12. Live im Stadtrat: Welche Haushaltsfragen lassen sich mathematisch untersuchen?

Besonders relevant wird die Kombination aus Haushaltssimulation und Portfoliooptimierung, wenn unterschiedliche politische und finanzielle Szenarien miteinander verglichen werden.

Szenario A: Das bestehende Investitionsbudget

Der Stadtkämmerer fragt:

„Welche Kombination unserer 50 Projekte erzielt innerhalb des verfügbaren Investitionsbudgets den höchsten definierten Gesamtnutzen?“

Die Projekte werden gemeinsam modelliert und unter Berücksichtigung der festgelegten Restriktionen optimiert.

Szenario B: Reduzierte Haushaltsmittel

Der Oberbürgermeister fragt:

„Welche Maßnahmen sollten wir auswählen, wenn wir unser Investitionsbudget um 15 % reduzieren müssen?“

Die Budgetrestriktion wird angepasst und das Portfolio neu berechnet.

Szenario C: Schul- und Bildungsinvestitionen priorisieren

Ein Mitglied des Stadtrats fragt:

„Wie verändert sich unser Investitionsportfolio, wenn wir Bildungsmaßnahmen stärker gewichten?“

Die entsprechenden Wirkungsparameter werden angepasst und eine neue Projektkombination berechnet.

Szenario D: Pflichtmaßnahmen verbindlich aufnehmen

Der Finanzdezernent fragt:

„Welche Auswirkungen hat es, wenn bestimmte Infrastrukturmaßnahmen zwingend umgesetzt werden müssen?“

Die betreffenden Projekte werden als verbindliche Restriktionen berücksichtigt.

Szenario E: Zusätzliche Fördermittel

Ein Ausschussmitglied fragt:

„Welche zusätzlichen Maßnahmen könnten wir umsetzen, wenn weitere Fördermittel bewilligt werden?“

Die Finanzierungsparameter werden angepasst und das Portfolio unter den neuen Bedingungen erneut optimiert.

Haushaltsannahmen verändern. Projektkombination neu berechnen. Finanzielle und gesellschaftliche Auswirkungen vergleichen. Fundierter entscheiden.

13. Organisatorische Voraussetzungen: Wie eine Kommune mathematische Optimierung einführen kann

Die Einführung einer KI-gestützten Haushaltsoptimierung ist nicht ausschließlich eine technische Aufgabe.

Sie erfordert eine klare organisatorische und fachliche Einbindung.

Die Kämmerei muss mit den zuständigen Fachbereichen definieren, welche Projekte betrachtet werden und welche Daten verfügbar sind.

Außerdem müssen rechtliche und politische Vorgaben nachvollziehbar modelliert werden.

Ein möglicher Einführungsprozess umfasst fünf Schritte.

Schritt 1: Investitionsprojekte zusammenführen

Die Kommune erstellt eine gemeinsame Übersicht aller relevanten Investitionsmaßnahmen.

Bestehende Excel-Listen oder andere strukturierte Projektdaten können als Ausgangspunkt dienen.

Schritt 2: Finanzielle Rahmenbedingungen festlegen

Die Kämmerei definiert das verfügbare Budget sowie die für das jeweilige Modell relevanten Finanzrestriktionen.

Schritt 3: Pflichtprojekte und Abhängigkeiten erfassen

Gesetzlich verbindliche Maßnahmen, bereits eingegangene Verpflichtungen und relevante Projektabhängigkeiten werden berücksichtigt.

Schritt 4: Wirtschaftliche und gesellschaftliche Ziele definieren

Die Kommune legt fest, welche Zielgrößen optimiert werden sollen und wie unterschiedliche Wirkungen vergleichbar gemacht werden.

Schritt 5: Portfolios berechnen und politisch bewerten

Die berechneten Projektkombinationen werden der bisherigen Planung gegenübergestellt.

Die Ergebnisse dienen als Entscheidungsgrundlage für Verwaltung, Ausschüsse und Stadtrat.

Die mathematische Optimierung ersetzt weder kommunale Zuständigkeiten noch demokratische Entscheidungsverfahren. Sie schafft eine zusätzliche, nachvollziehbare Grundlage für deren Ausübung.

14. Was bedeutet KI-gestützte Haushaltsoptimierung für Frankfurt, Köln, Worms und andere Städte?

Kommunen unterscheiden sich erheblich hinsichtlich Einwohnerzahl, Finanzkraft, Investitionsbedarf und rechtlicher Rahmenbedingungen.

Die mathematische Grundfrage ist jedoch vergleichbar.

Welche Kombination der geplanten Investitionsmaßnahmen erzielt innerhalb der verfügbaren Mittel den höchsten definierten Gesamtnutzen?

Bei großen Städten können bereits geringe prozentuale Veränderungen im wirtschaftlichen Wertbeitrag erhebliche absolute Beträge betreffen.

Bei einem modellierten Investitionsvolumen von einer Milliarde Euro entspricht ein Prozent rechnerisch 10 Millionen Euro.

Dies bedeutet allerdings nicht, dass eine Portfoliooptimierung automatisch eine Einsparung von einem Prozent oder eine entsprechende Budgetfreisetzung bewirkt.

Ein höherer gesellschaftlicher Wirkungsindex ist zudem nicht ohne Weiteres mit einer monetären Einsparung gleichzusetzen.

Die tatsächlichen Verbesserungspotenziale müssen anhand der konkreten Projekt- und Haushaltsdaten berechnet werden.

Für Städte wie Frankfurt, Köln oder Worms können sich beispielsweise folgende Fragestellungen ergeben:

• Welche Kombination von Schul- und Infrastrukturmaßnahmen erzeugt innerhalb des Investitionsbudgets die höchste definierte Wirkung?
• Wie können kommunale Immobilieninvestitionen wirtschaftlich besser kombiniert werden?
• Welche Maßnahmen sollten bei knappen Haushaltsmitteln bevorzugt werden?
• Welche Projekte lassen sich unter Berücksichtigung von Fördermitteln und Folgekosten sinnvoll gemeinsam umsetzen?
• Wie verändert sich das Investitionsportfolio bei unterschiedlichen politischen Prioritäten?

Der wirtschaftliche Hebel liegt nicht zwingend in zusätzlichen Haushaltsmitteln, sondern möglicherweise in einer besseren Auswahl und Kombination der bereits geplanten Maßnahmen.

15. Der Stadtkämmerer als strategischer Portfolio-Architekt

Die Rolle der kommunalen Kämmerei geht weit über die reine Buchführung hinaus.

Stadtkämmerer und Finanzdezernenten verantworten die finanzielle Steuerung der Kommune und wirken maßgeblich an der Vorbereitung strategischer Haushaltsentscheidungen mit.

Mathematische Portfoliooptimierung kann diese Rolle erweitern.

Statt ausschließlich darzustellen, welche Projekte finanziell möglich sind, kann die Kämmerei unterschiedliche Investitionskombinationen systematisch miteinander vergleichen.

Damit entstehen neue Möglichkeiten:

• Transparente Gegenüberstellung alternativer Haushaltsportfolios
• Nachvollziehbare Bewertung wirtschaftlicher Zielkonflikte
• Quantifizierung modellierter Opportunitätskosten
• Vergleich politischer Prioritäten
• Untersuchung unterschiedlicher Budgetrestriktionen
• Fundiertere Vorbereitung von Haushaltsberatungen

Die Kämmerei wird dadurch nicht zum Ersatz für politische Entscheidungen.

Sie erhält ein zusätzliches Instrument, um deren finanzielle und gesellschaftliche Konsequenzen sichtbar zu machen.

Aus der Verwaltung einzelner Haushaltspositionen kann eine stärker daten- und modellgestützte Steuerung des gesamten kommunalen Investitionsportfolios werden.

16. Fazit: Kommunale Haushaltsplanung braucht mehr als Priorisierung

Städte und Gemeinden stehen vor erheblichen finanziellen und organisatorischen Herausforderungen.

Steigende Investitionsbedarfe, begrenzte Haushaltsmittel, Fachkräftemangel und langfristige Infrastrukturverpflichtungen erhöhen die Anforderungen an kommunale Entscheidungen.

Die klassische Priorisierung einzelner Projekte bleibt wichtig.

Sie beantwortet jedoch nicht automatisch die Frage, welche Kombination aller verfügbaren Investitionsalternativen den höchsten definierten Gesamtbeitrag erzielt.

Bei 50 Projekten entstehen theoretisch mehr als eine Billiarde mögliche Kombinationen.

Dieser Entscheidungsraum lässt sich nicht durch zusätzliche Ausschusssitzungen oder eine längere Prioritätenliste vollständig überblicken.

Mathematische Portfoliooptimierung ermöglicht es, alternative Projektkombinationen systematisch zu untersuchen.

In Verbindung mit einer Haushaltssimulation können finanzielle Rahmenbedingungen, Budgetveränderungen und strategische Prioritäten miteinander verglichen werden.

StratePlan verbindet dafür Verfahren aus dem Operations Research mit KI-gestützten Ansätzen.

Die politische Entscheidung bleibt bei den demokratisch legitimierten Verantwortlichen.

Die mathematische Berechnung liefert eine zusätzliche Grundlage, um Alternativen nachvollziehbar zu bewerten.

Die entscheidende Frage für Stadtkämmerer lautet deshalb nicht nur: Welche Projekte können wir finanzieren?

Sondern: Welche Kombination unserer Projekte erzielt mit den verfügbaren Haushaltsmitteln den höchsten wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Gesamtnutzen?

StratePlan – Gleiche Projekte. Optimale Kombination. Mehr Ergebnis.

FAQ – Stadt-Kämmerer KI-Lösung und kommunale Haushaltsoptimierung

Was ist eine Stadt-Kämmerer KI-Lösung?

Eine Stadt-Kämmerer KI-Lösung unterstützt kommunale Finanzverantwortliche bei der Analyse und Optimierung komplexer Haushalts- und Investitionsentscheidungen.

Im Kontext mathematischer Portfoliooptimierung werden unterschiedliche Projektkombinationen unter definierten Budget-, Ressourcen- und Wirkungsrestriktionen untersucht.

Kann KI einen kommunalen Haushalt optimieren?

KI-gestützte mathematische Optimierung kann helfen, die Auswahl kommunaler Investitionsprojekte zu verbessern.

Die Berechnung erfolgt auf Grundlage definierter Ziele, Projektdaten und Restriktionen.

Eine vollständige Haushaltsoptimierung erfordert zusätzlich die Berücksichtigung der relevanten kommunalrechtlichen und finanzwirtschaftlichen Rahmenbedingungen.

Was ist der Unterschied zwischen Haushaltssimulation und Haushaltsoptimierung?

Eine Haushaltssimulation untersucht die finanziellen Auswirkungen bestimmter Annahmen und Entscheidungen.

Eine Haushaltsoptimierung sucht dagegen nach einer Projektkombination, die eine definierte Zielgröße innerhalb vorgegebener Restriktionen bestmöglich erfüllt.

Beide Ansätze können miteinander verbunden werden.

Warum entstehen bei 50 Projekten mehr als eine Billiarde Kombinationen?

Wenn jedes Projekt entweder ausgewählt oder nicht ausgewählt werden kann, entstehen bei N Projekten theoretisch 2^N mögliche Kombinationen.

Bei 50 Projekten sind es 2^50 = 1.125.899.906.842.624 Kombinationen.

Müssen alle 2^N Kombinationen einzeln berechnet werden?

Nein.

Moderne mathematische Optimierungsverfahren können große Entscheidungsräume effizient untersuchen, ohne jede theoretisch mögliche Kombination einzeln vollständig auszuwerten.

Kann KI die beste Haushaltskombination objektiv bestimmen?

Ein mathematisches Optimum kann innerhalb eines definierten Modells bestimmt werden.

Die Bewertung hängt jedoch von den festgelegten Zielen, Gewichtungen, Daten und Restriktionen ab.

Politische und gesellschaftliche Wertentscheidungen werden dadurch nicht ersetzt.

Wie werden gesetzliche Pflichtaufgaben berücksichtigt?

Verbindliche Maßnahmen können vorab festgelegt oder als harte Restriktionen in das Optimierungsmodell aufgenommen werden.

Dadurch werden nur Projektkombinationen betrachtet, die die entsprechenden Vorgaben erfüllen.

Können Fördermittel in die Optimierung einbezogen werden?

Ja, sofern Förderquoten, Eigenanteile, Zweckbindungen und andere Förderbedingungen als Daten und Restriktionen modelliert werden.

Dadurch können unterschiedliche Investitionskombinationen unter Berücksichtigung ihrer Fördermittelwirkungen verglichen werden.

Können kommunale Folgekosten berücksichtigt werden?

Ja, sofern die erforderlichen Daten vorliegen und das Optimierungsmodell entsprechend ausgestaltet ist.

Dazu gehören beispielsweise Betriebs-, Personal-, Energie-, Unterhaltungs- und Finanzierungskosten.

Kann StratePlan auch gesellschaftliche Wirkung optimieren?

Gesellschaftliche Wirkungen können berücksichtigt werden, wenn geeignete Wirkungskennzahlen definiert und in ein konsistentes Bewertungsmodell überführt werden.

Dazu können beispielsweise Bildungswirkung, Klimawirkung oder soziale Wirkung gehören.

Welche Daten benötigt StratePlan für eine erste Optimierung?

Für ein grundlegendes wirtschaftliches Optimierungsmodell werden zunächst drei Angaben je Projekt benötigt:

• Projekt-ID
• Expenses – geplante Ausgaben
• Income – erwartete Einnahmen beziehungsweise wirtschaftliche Rückflüsse

Zusätzlich wird das verfügbare Investitionsbudget festgelegt.

Komplexere kommunale Modelle können weitere Restriktionen und Wirkungsparameter berücksichtigen.

Kann die Optimierung mehrere Haushaltsjahre berücksichtigen?

Mehrjährige Betrachtungen sind möglich, wenn entsprechende zeitliche Daten und Restriktionen im Modell berücksichtigt werden.

Hierzu gehören beispielsweise jährliche Investitionsbudgets, Projektlaufzeiten und Folgekosten.

Ersetzt KI den Stadtkämmerer oder den Stadtrat?

Nein.

Die politische und rechtliche Verantwortung verbleibt bei den zuständigen kommunalen Organen.

Mathematische Optimierung unterstützt die Entscheidungsfindung durch nachvollziehbare Berechnungen und den Vergleich unterschiedlicher Szenarien.

Wie hoch ist das mögliche Einsparpotenzial?

Das wirtschaftliche Verbesserungspotenzial hängt von der konkreten Projektliste, den verfügbaren Haushaltsmitteln, den Restriktionen und den definierten Zielgrößen ab.

Eine pauschale Einsparquote lässt sich daraus nicht ableiten.

Die Optimierung kann sowohl wirtschaftliche Verbesserungen als auch höhere gesellschaftliche Wirkung innerhalb eines bestehenden Budgets sichtbar machen.

Ist mathematische Haushaltsoptimierung auch für kleinere Städte geeignet?

Ja.

Entscheidend ist weniger die Einwohnerzahl als die Anzahl konkurrierender Investitionsprojekte und die Komplexität der Entscheidung.

Bereits bei vergleichsweise kleinen Projektportfolios kann eine mathematische Optimierung zusätzliche Erkenntnisse liefern.

Was ist das wichtigste Fazit für Stadtkämmerer und Oberbürgermeister?

Die Priorisierung einzelner Investitionsprojekte führt nicht automatisch zur besten Gesamtlösung.

Mathematische Portfoliooptimierung ermöglicht es, alternative Projektkombinationen unter definierten Haushalts- und Wirkungsrestriktionen systematisch zu untersuchen.

Die entscheidende Frage lautet: Verwalten wir einzelne Investitionsentscheidungen – oder optimieren wir das gesamte kommunale Investitionsportfolio?

Wie viel mehr Wirkung steckt in Ihrem kommunalen Investitionsbudget?

Untersuchen Sie, welche Kombination Ihrer geplanten Investitionsprojekte innerhalb des verfügbaren Budgets den höchsten definierten Gesamtbeitrag erzielen kann.

Vergleichen Sie Ihre bisherige Projektplanung mit mathematisch optimierten Alternativen und prüfen Sie, ob eine andere Zusammenstellung vorhandener Maßnahmen einen höheren wirtschaftlichen oder gesellschaftlichen Nutzen ermöglichen könnte.

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