De gemeentelijke begroting optimaliseren met AI - De gemeentelijke begroting optimaliseren - Strategische begrotingsplanning voor steden met AI

Gemeentelijke begrotingsoptimalisatie met AI: begrotingssimulatie en wiskundige optimalisatie live in de gemeenteraad

Van een statisch begrotingsplan naar een interactieve begrotingssimulatie in de financiële commissie

Wat als een gemeenteraad niet alleen over een voorgelegd begrotingsontwerp zou kunnen stemmen, maar tijdens de vergadering verschillende begrotingsvarianten direct zou kunnen simuleren, wiskundig optimaliseren en met elkaar vergelijken?

Dat is precies waar StratePlan om de hoek komt kijken.

Gemeenten staan voor een steeds moeilijkere taak: stijgende sociale uitgaven, infrastructuur die aan renovatie toe is, investeringen in scholen, digitalisering, klimaatbescherming en openbare voorzieningen botsen met beperkte financiële middelen.

De uitdaging bestaat niet alleen uit het terugdringen van uitgaven of het prioriteren van afzonderlijke projecten op basis van hun urgentie.

De cruciale vraag luidt:

Welke combinatie van gemeentelijke projecten levert binnen het beschikbare begrotingsbudget het grootst mogelijke maatschappelijke, economische en strategische totaalvoordeel op?

Met StratePlan kan deze vraag systematisch worden onderzocht door middel van wiskundige portefeuilleoptimalisatie.

Daarbij worden de vaktechnische beoordelingen van het bestuur, de financiële randvoorwaarden en de politieke doelstellingen samengebracht in één gezamenlijk besluitvormingsmodel.

Het resultaat is een nieuwe vorm van gemeentelijke begrotingssturing: transparant, traceerbaar, dynamisch en direct inzetbaar in politieke besluitvormingsorganen.

1. Het kernprobleem: één begroting, veel projecten, beperkte middelen

Laten we eens kijken naar een voorbeeld van een Duitse stad:

• Beschikbaar investeringsbudget: 81 miljoen euro
• Geplande investeringsprojecten: 50
• Totale investeringsbehoefte: 220 miljoen euro

De stad kan dus niet alle geplande maatregelen tegelijkertijd financieren.

Er moeten keuzes worden gemaakt.

Welke scholen worden gerenoveerd? Welke straten worden vernieuwd? Welke administratieve gebouwen worden gemoderniseerd? Welke klimaatmaatregelen worden doorgevoerd? Welke sociale instellingen krijgen extra middelen?

Bij de traditionele begrotingsplanning worden deze vragen vaak beantwoord door middel van vaktechnisch overleg, politieke onderhandelingen en de stapsgewijze aanpassing van afzonderlijke begrotingsposten.

Het probleem: elke beslissing beïnvloedt de resterende financiële speelruimte voor andere projecten.

Bij 50 onafhankelijk te selecteren projecten ontstaan er wiskundig gezien:

²⁵⁰ = 1.125.899.906.842.624 mogelijke projectcombinaties.

Dat komt neer op ongeveer 1,126 biljoen combinaties.

Niet elke combinatie is financieel of organisatorisch haalbaar. Toch maakt dit getal duidelijk waarom een puur handmatige beoordeling van afzonderlijke projecten geen systematisch onderzoek van de gehele beslissingsruimte kan bieden.

De uitdaging ligt niet in de beoordeling van een afzonderlijk project, maar in de selectie van de best mogelijke combinatie van alle projecten binnen de bestaande budgetbeperkingen.

Dat is precies een klassieke opgave van combinatorische optimalisatie uit de operations research.

2. De eenvoudige start: project-ID, uitgaven en inhoudelijke weging

Een gemeentelijke begrotingssimulatie hoeft niet te beginnen met een omvangrijk IT-project.

Voor een eenvoudig optimalisatiemodel volstaan in eerste instantie drie gegevens per project:

1. Project-ID: unieke identificatie van de maatregel
2. Uitgaven (Expenses): geplande financiële behoefte van het project
3. Weging (Weight): op basis van vaktechnische criteria vastgestelde relatieve belangrijkheid of urgentie

De weging vindt plaats op een schaal van 0,01 tot 0,99.

Een hogere waarde betekent een hoger vaktechnisch beoordeeld belang binnen het overeengekomen beoordelingsmodel.

Voorbeeld van een gemeentelijke projectlijst

Illustratieve voorbeeldwaarden, geen echte gemeentelijke projectgegevens.

De gegevens kunnen bijvoorbeeld in een eenvoudige Excel-tabel worden ingevoerd.

Het belangrijkste kenmerk: de weging wordt bepaald door de vakafdelingen

StratePlan moet niet zelfstandig beslissen of een school belangrijker is dan een weg of dat een brandweerkazerne urgenter is dan een administratief gebouw.

Deze vakkundige bevoegdheid ligt bij de verantwoordelijke afdelingen en vakdiensten.

De afdeling onderwijs kent de bouwkundige staat van de scholen en de daadwerkelijke renovatiebehoefte. De dienst openbare werken kent de infrastructuur, de toestand van de wegen en de technische risico’s. De brandweer kent haar operationele vereisten. De afdeling sociale zaken kan het maatschappelijke belang van sociale voorzieningen beoordelen.

Daarom worden de wegingsfactoren voorafgaand aan de begrotingssimulatie vastgesteld door de respectieve specialisten van de afdelingen.

De beoordeling kan onder andere worden gebaseerd op urgentie, strategisch belang, maatschappelijke impact, technische risico’s en tijdsvereisten.

Om ervoor te zorgen dat de wegingsfactoren tussen de verschillende afdelingen onderling vergelijkbaar zijn, moeten alle afdelingen een gemeenschappelijk beoordelingsschema gebruiken.

De financiële afdeling coördineert dit proces en consolideert de gegevens.

De vakkennis blijft binnen het bestuur. StratePlan neemt de wiskundige analyse van de mogelijke projectcombinaties voor zijn rekening.

3. Van vaktechnische weging naar wiskundige beslissingsruimte

Voor elk project wordt een binaire beslissingsvariabele gedefinieerd:

_xi ∈ {0,1}

• 1: Het project wordt opgenomen in de berekende portefeuille.
• 0: Het project wordt niet opgenomen in de berekende portefeuille.

Bij 50 projecten levert dit 50 binaire beslissingsvariabelen op.

StratePlan onderzoekt mogelijke combinaties van deze variabelen, rekening houdend met het beschikbare budget en andere gedefinieerde randvoorwaarden.

Een vereenvoudigd wiskundig model luidt als volgt:

Maximaliseer de gewogen projectwaarde:

Max Σ (_wi×xi)

Onder de budgetbeperking:

Σ (_ci×xi) ≤ B

Waarbij:

• _wi: vaktechnisch vastgestelde weging
• _ci: geplande projectuitgaven
• _xi: Binaire selectiebeslissing
• B: Beschikbaar begrotingsbudget

Dit vereenvoudigde model laat zien hoe vaktechnische beoordelingen en financiële beperkingen wiskundig met elkaar kunnen worden gekoppeld.

Het maximaliseert de som van de wegingen van geselecteerde projecten. Dit staat niet automatisch gelijk aan een maximalisatie van de monetaire ROI of een volledige maatschappelijke effectbeoordeling.

Afhankelijk van het concrete optimalisatiemodel kan rekening worden gehouden met aanvullende criteria, zoals projectafhankelijkheden, beperkingen op het gebied van middelen, wettelijke verplichtingen of meerjarige begrotingslimieten.

Het doel is niet om zoveel mogelijk projecten te financieren, maar om binnen de beschikbare middelen de best mogelijke projectcombinatie te vinden volgens de vastgestelde criteria.

4. Live begrotingssimulatie in de financiële commissie of de gemeenteraad

De daadwerkelijke meerwaarde ontstaat wanneer de wiskundige optimalisatie rechtstreeks in het politieke besluitvormingsproces wordt geïntegreerd.

Laten we ons een vergadering van de financiële commissie voorstellen.

De financiële dienst presenteert een begrotingsontwerp met 50 projecten en een beschikbaar investeringsbudget van 81 miljoen euro.

De vakafdelingen hebben hun projecten vooraf beoordeeld en de bijbehorende wegingsfactoren vastgelegd.

StratePlan berekent op basis daarvan een geoptimaliseerde projectportefeuille.

Op het scherm verschijnen de geselecteerde projecten, de daarvoor benodigde begrotingsmiddelen, de resterende begrotingsruimte en de in het model bereikte totale beoordeling.

Nu begint de politieke discussie.

Scenario A: De uitgangsberekening

De financiële commissie bekijkt eerst de combinatie van projecten op basis van de oorspronkelijk vastgestelde wegingen.

Welke projecten zouden bij een budget van 81 miljoen euro moeten worden uitgevoerd, als de inhoudelijke beoordelingen ongewijzigd blijven?

StratePlan levert een berekende projectcombinatie als basis voor de besluitvorming.

Scenario B: Onderwijs krijgt een hogere prioriteit

Een gemeenteraadslid stelt de vraag:

„Wat gebeurt er als we meer gewicht toekennen aan de renovatie van onze scholen?“

De weging van geselecteerde schoolprojecten wordt bijvoorbeeld verhoogd van 0,75 naar 0,95.

Vervolgens wordt de gehele portefeuille opnieuw berekend.

Het college kan direct nagaan:

• Welke schoolprojecten worden er nu geselecteerd?
• Welke andere projecten worden mogelijk verdrongen?
• Hoe verandert de totale beoordeling?
• Blijft het budget binnen de perken?
• Welke politieke doelconflicten ontstaan er?

In plaats van uitsluitend over afzonderlijke begrotingsposten te discussiëren, kan het comité de gevolgen van een gewijzigde prioriteit voor de gehele projectportefeuille in kaart brengen.

Scenario C: Meer nadruk op infrastructuur

Een ander lid stelt voor om wegen, bruggen en gemeentelijke gebouwen hoger te waarderen.

De bijbehorende wegingsparameters worden aangepast.

StratePlan berekent een nieuwe projectcombinatie.

Vervolgens kunnen de resultaten direct worden vergeleken met het oorspronkelijke scenario en het onderwijsscenario.

Zo wordt duidelijk welke gevolgen verschillende beleidsprioriteiten binnen hetzelfde begrotingskader hebben.

Scenario D: Het budget verandert

Ook het beschikbare budget kan onderwerp van de simulatie zijn.

Wat gebeurt er als er in plaats van 81 miljoen euro slechts 75 miljoen euro beschikbaar is?

Of als extra subsidiegelden het budget verhogen tot 90 miljoen euro?

StratePlan kan de projectcombinatie opnieuw optimaliseren binnen de gewijzigde budgetbeperkingen.

Zo wordt niet alleen gediscussieerd over de hoogte van het budget, maar ook over de concrete gevolgen voor de uitvoerbare projecten.

5. Scenario’s vergelijken in plaats van afzonderlijke posten geïsoleerd te bespreken

Het doorslaggevende voordeel ligt in de systematische vergelijking van verschillende begrotingsvarianten.

De werkelijke resultaten vloeien voort uit de berekening met de volledige projectgegevens.

De leden van het financiële comité kunnen hierdoor zien welke projecten in alle scenario's behouden blijven en welke projecten afhankelijk zijn van gewijzigde wegingen.

Ook kan worden onderzocht welke projecten met elkaar concurreren om dezelfde begrotingsmiddelen.

Elke wijziging van een parameter kan aanleiding geven tot een nieuwe wiskundige berekening van de gehele projectportefeuille.

Het is van cruciaal belang dat de gebruikte wegingen, begrotingsaannames en berekeningsresultaten worden gedocumenteerd.

6. De nieuwe samenwerking tussen vakdepartementen, de financiële dienst en de politiek

De invoering van een wiskundige begrotingssimulatie verandert niets aan de democratische bevoegdheden.

Het verandert wel de informatiebasis waarop beslissingen worden genomen.

De vakafdelingen beoordelen

De verantwoordelijke vakafdelingen leveren de projectinformatie, de geplande uitgaven en de vaktechnische wegingen.

Zij kennen de technische, sociale en organisatorische vereisten van hun maatregelen en kunnen de respectieve urgentie het beste inschatten.

De financiële afdeling coördineert en modelleert

De financiële afdeling brengt de projectinformatie samen, controleert de beschikbare begrotingsmiddelen en zorgt ervoor dat aan de relevante financiële en wettelijke kadervoorwaarden wordt voldaan.

Zij bereidt de begrotingssimulatie voor en zorgt ervoor dat de wegingen gebaseerd zijn op een transparante, departementoverschrijdend vergelijkbare basis.

De financiële commissie simuleert en bespreekt

In de financiële commissie worden de voorbereide scenario’s gepresenteerd.

Politieke prioriteiten kunnen worden gemodelleerd als gewijzigde wegingsfactoren of begrotingsparameters en vervolgens opnieuw worden berekend.

Zo wordt duidelijk welke gevolgen bepaalde prioriteiten hebben voor de gehele investeringsportefeuille.

De gemeenteraad beslist

De uiteindelijke politieke verantwoordelijkheid blijft bij de democratisch gelegitimeerde besluitvormers.

StratePlan vervangt noch de vaktechnische beoordeling door het bestuur, noch de politieke beslissing.

De technologie berekent de gevolgen van gedefinieerde aannames. De politiek beslist welke doelstellingen en prioriteiten doorslaggevend moeten zijn.

7. Verplichte taken, projectafhankelijkheden en wettelijke voorschriften

Niet elke gemeentelijke maatregel kan vrijelijk worden bepaald.

Wettelijke verplichte taken, contractuele verplichtingen of reeds bindend vastgestelde maatregelen moeten bij het modelleren dienovereenkomstig in aanmerking worden genomen.

Voor een eenvoudige begrotingssimulatie kunnen vaste uitgaven in eerste instantie van het beschikbare budget worden afgetrokken.

Alleen het resterende beschikbare budget wordt vervolgens geoptimaliseerd voor de selectie van optionele projecten.

Voorbeeld

• Totaalbudget: 81 miljoen €
• Bindend vastgestelde maatregelen: 21 miljoen €
• Resterend optimalisatiebudget: 60 miljoen €

De vastgelegde maatregelen worden apart gedocumenteerd en hoeven niet opnieuw te worden behandeld als vrij te kiezen projecten.

Ook projectafhankelijkheden zijn relevant.

Als bijvoorbeeld een energetische renovatie van een gebouw onlosmakelijk verbonden is met een dakrenovatie, mogen deze maatregelen niet onafhankelijk van elkaar worden beoordeeld.

In een vereenvoudigd model kunnen dergelijke maatregelen worden samengevoegd tot één gezamenlijk project.

In uitgebreide optimalisatiemodellen kunnen dergelijke afhankelijkheden ook expliciet als randvoorwaarden worden weergegeven.

Zo blijft de berekening afgestemd op de feitelijke organisatorische en juridische randvoorwaarden.

8. Waarom de weging de sleutel is tot politieke simulatie

De weging tussen 0,01 en 0,99 vormt een verbinding tussen vakmatige inschatting en wiskundige berekening.

Hierdoor kunnen verschillende prioriteiten als parameters in het model worden opgenomen.

Daarbij is een belangrijk onderscheid nodig:

Een weging is geen objectieve waarheid, maar een gedocumenteerde beoordeling binnen een vastgesteld model.

Een schoolproject met een weging van 0,95 is niet automatisch maatschappelijk waardevoller dan een infrastructuurproject met een weging van 0,80.

De waarden geven de relatieve prioriteit weer volgens de overeengekomen beoordelingscriteria.

Daarom is de voorbereiding door de specialisten van de ministeries van cruciaal belang.

Zij kunnen hun beoordelingen onderbouwen aan de hand van transparante criteria. De financiële commissie kan vervolgens onderzoeken hoe gewijzigde politieke prioriteiten het totaalresultaat beïnvloeden.

Gevoeligheidsanalyse door gewijzigde wegingsfactoren

Door herhaalde berekeningen kunnen belangrijke vragen worden beantwoord:

• Hoe stabiel is de oorspronkelijke projectselectie?
• Welke projecten worden zelfs bij sterk gewijzigde wegingen nog steeds geselecteerd?
• Bij welke projecten leiden zelfs kleine parameterwijzigingen al tot een andere beslissing?
• Welke investeringsmaatregelen concurreren bijzonder sterk met elkaar?
• Welke politieke prioriteiten beïnvloeden de begrotingsstructuur het sterkst?

Deze informatie kan de kwaliteit van het beleidsadvies aanzienlijk verbeteren.

9. Van eenmalige begrotingsplanning naar continue sturing

Een gemeentelijke begrotingssimulatie hoeft niet beperkt te blijven tot de jaarlijkse begrotingsopstelling.

In de loop van een begrotingsjaar kunnen belangrijke randvoorwaarden veranderen.

Bouwkosten stijgen. Subsidies worden toegekend of komen te vervallen. Projecten lopen vertraging op. Er ontstaan nieuwe wettelijke vereisten. Extra investeringen worden noodzakelijk.

Met een bijgewerkte dataset kunnen de gevolgen van dergelijke veranderingen opnieuw worden berekend.

Ook een meerjarige investeringsplanning kan met een dienovereenkomstig uitgebreid model worden onderzocht.

Hierbij wordt onder andere rekening gehouden met jaarlijkse begrotingslimieten, projectlooptijden, tijdsafhankelijkheden en de beschikbaarheid van middelen.

Zo kan de financiële afdeling overstappen van een overwegend statische begrotingsanalyse naar een dynamische beslissingsondersteuning.

De centrale vraag luidt dan niet langer alleen:

„Welke projecten staan in de begroting?“

Maar:

„Welke combinatie van projecten is de beste binnen de huidige financiële, vaktechnische en politieke randvoorwaarden?“

10. Transparantie en democratische verantwoordelijkheid

Wiskundige optimalisatie mag niet worden verward met een geautomatiseerde politieke beslissing.

Een optimalisatiemodel kan alleen rekening houden met de doelstellingen, wegingen en beperkingen die vooraf zijn gedefinieerd.

Daarom is de transparantie van de procedure van cruciaal belang.

Voor elke simulatie moeten de gebruikte projectinformatie, wegingen, budgetlimieten en andere aannames op een begrijpelijke manier worden gedocumenteerd.

Ook moeten de berekende projectcombinaties en wijzigingen ten opzichte van eerdere scenario’s duidelijk zichtbaar zijn.

Dit maakt een inhoudelijke discussie mogelijk over de daadwerkelijke gevolgen van verschillende beslissingen.

StratePlan dient als wiskundig instrument ter ondersteuning van de besluitvorming – niet als vervanging van het democratische besluitvormingsproces.

11. Hoe een gemeente met StratePlan aan de slag kan gaan

Een eerste proefproject kan worden uitgevoerd met een beperkt aantal gemeentelijke investeringsprojecten.

De financiële afdeling stelt het beschikbare budget vast en verzamelt de geplande maatregelen.

De betreffende vakafdelingen leveren de uitgaven en hun op vaktechnische gronden gebaseerde wegingen aan.

Vervolgens worden de gegevens overgebracht naar een uniforme projectlijst.

Al met de drie basisparameters – project-ID, uitgaven en weging – kan een vereenvoudigd gemeentelijk portefeuilleoptimalisatiemodel worden opgesteld.

Na de eerste berekening kunnen alternatieve wegingen en budgetlimieten worden getest.

De resultaten kunnen vervolgens worden gepresenteerd tijdens een workshop met de financiële afdeling, in de financiële commissie of in de gemeenteraad.

Zo wordt het nut van wiskundige optimalisatie aangetoond aan de hand van concrete gemeentelijke besluitvormingsvraagstukken, zonder dat dit in eerste instantie een volledige omschakeling van de bestaande begrotingssoftware vereist.

12. Conclusie: De gemeenteraad van de toekomst bespreekt niet alleen begrotingscijfers – hij simuleert beslissingen

Gemeentelijke begrotingsplanning is een van de meest veeleisende taken van het openbaar bestuur.

De beperkte middelen moeten worden verdeeld over talrijke projecten met uiteenlopende vaktechnische, maatschappelijke en politieke doelstellingen.

Traditionele methoden stoten met name op hun grenzen wanneer de wisselwerkingen tussen veel projecten en begrotingsbeperkingen moeten worden onderzocht.

StratePlan biedt een aanvullende aanpak.

De vakafdelingen beoordelen de urgentie van hun projecten.

De financiële afdeling stelt het financiële kader vast en consolideert de gegevens.

De wiskundige optimalisatie berekent geschikte projectcombinaties.

De politieke organen kunnen verschillende scenario’s direct met elkaar vergelijken.

De weging aanpassen. De portefeuille opnieuw berekenen. De gevolgen zichtbaar maken. Scenario’s vergelijken. Op een beter onderbouwde manier beslissen.

Zo wordt een statisch begrotingsontwerp een dynamisch te onderzoeken beslissingsruimte.

Niet de wiskunde bepaalt de toekomst van een stad.

Maar wiskunde kan wel zichtbaar maken welke gevolgen verschillende beslissingen hebben binnen een beperkt budget.

Hoeveel meer impact zit er in uw gemeentelijke begroting?

Ontdek hoe gemeentelijke investeringsprojecten met slechts enkele invoergegevens wiskundig kunnen worden gemodelleerd, geoptimaliseerd en vergeleken in verschillende begrotingsscenario’s.

StratePlan – Gemeentelijke begrotingen simuleren. Projectportfolio’s optimaliseren. Politieke beslissingen onderbouwen.

Optimaliseer nu tot 15 projecten gratis →