Rozwiązanie oparte na sztucznej inteligencji dla skarbnika miejskiego

Jak miasta i gminy mogą osiągnąć większą efektywność swoich budżetów dzięki optymalizacji portfela opartej na sztucznej inteligencji

Streszczenie: Problemem budżetów samorządowych jest nie tylko brak środków finansowych, ale także ich optymalna alokacja

A co by było, gdyby miasto dysponujące tym samym budżetem inwestycyjnym mogło wyremontować więcej szkół, zmodernizować więcej obiektów infrastruktury i osiągnąć większe ogólne korzyści społeczne – wyłącznie dzięki lepszemu połączeniu planowanych projektów?

Planowanie budżetu gminnego należy do najbardziej złożonych zadań decyzyjnych w administracji publicznej.

Skarbnicy miejscy, dyrektorzy ds. finansów, burmistrzowie i radni muszą pogodzić ze sobą liczne projekty inwestycyjne w ramach ograniczonych zasobów finansowych i kadrowych.

Szkoły, przedszkola, drogi, mosty, hale sportowe, budynki administracyjne, cyfryzacja, zaopatrzenie w energię, dostosowanie do zmian klimatu i infrastruktura społeczna konkurują o te same środki budżetowe.

Każde z tych działań może być samo w sobie konieczne, uzasadnione ekonomicznie lub pożądane z politycznego punktu widzenia.

Powstaje jednak kluczowe pytanie:

Czy suma wszystkich przyjętych indywidualnych działań stanowi również najlepszą możliwą kombinację dla całego miasta?

Odpowiedzi na to pytanie nie da się wiarygodnie ustalić wyłącznie poprzez klasyczne ustalanie priorytetów projektów.

Już przy 50 binarnych decyzjach dotyczących projektów powstaje teoretycznie 2^50 = 1 125 899 906 842 624 możliwych kombinacji projektów.

Odpowiada to około 1,126 biliardów teoretycznie możliwych portfeli inwestycyjnych.

Rada miejska może omówić 50 projektów pojedynczo. Nie jest jednak w stanie ręcznie porównać ze sobą więcej niż jednego biliona kombinacji projektów.

Właśnie w tym miejscu pojawia się matematyczna optymalizacja portfela oparta na sztucznej inteligencji.

StratePlan łączy metody z zakresu badań operacyjnych z podejściami optymalizacyjnymi opartymi na sztucznej inteligencji, aby systematycznie badać duże kombinatoryczne przestrzenie decyzyjne.

W połączeniu z symulacją budżetową można porównać różne warunki ramowe finansowania i kombinacje projektów.

Kluczowe pytanie brzmi nie tylko: na jakie projekty nas stać?

Ale: Która kombinacja naszych planowanych projektów przynosi największą określoną łączną korzyść ekonomiczną i społeczną w ramach dostępnego budżetu?

Więcej informacji na temat matematycznej optymalizacji budżetu miejskiego.

1. Dlaczego planowanie budżetu gminnego jest matematycznym problemem portfelowym

Klasyczne planowanie budżetu gminnego opiera się na ustalonym procesie administracyjnym i decyzyjnym.

Wydziały zgłaszają potrzeby inwestycyjne. Wydział finansowy sprawdza możliwości finansowe. Administracja sporządza projekt budżetu. Komisje omawiają projekt. Rada podejmuje decyzję.

Procedura ta jest niezbędna do zapewnienia legitymacji demokratycznej, spełnienia wymogów prawnych oraz odpowiedzialności finansowej.

Nie odpowiada ona jednak automatycznie na matematyczne pytanie o najlepszą kombinację wszystkich projektów inwestycyjnych.

Miasto nie decyduje wyłącznie o poszczególnych projektach.

Podejmuje decyzję w sprawie całego portfela konkurujących ze sobą działań.

Każdy projekt wymaga różnych zasobów:

• kapitał inwestycyjny
• personel i możliwości administracyjne
• możliwości w zakresie planowania i budowy
• Okresy realizacji
• Środki pomocowe i współfinansowanie
• Możliwości zadłużenia i finansowania
• Przyszłe koszty eksploatacji i utrzymania

Wybór projektu może wpłynąć na to, które inne projekty będą jeszcze możliwe do sfinansowania lub realizacji.

Nowa hala sportowa może na przykład mieć sens z ekonomicznego i społecznego punktu widzenia.

Jeśli jednak jej sfinansowanie wyklucza kilka pilnych modernizacji szkół, należy rozpatrywać cały zestaw projektów.

Ekonomiczna i społeczna jakość gminnego programu inwestycyjnego wynika nie tylko z oceny poszczególnych działań, ale z ich całościowego zestawienia.

2. Niewidzialna przestrzeń decyzyjna: 50 projektów gminnych oznacza ponad bilion kombinacji

Rozważmy przykładowe średniej wielkości miasto z 50 planowanymi działaniami inwestycyjnymi.

W uproszczonym modelu binarnym każdy projekt może zostać wybrany lub nie.

Przy N projektach teoretycznie powstaje 2^N możliwych kombinacji.

• 10 projektów: 2^10 = 1 024 kombinacje
• 15 projektów: 2^15 = 32 768 kombinacji
• 20 projektów: 2^20 = 1 048 576 kombinacji
• 30 projektów: 2^30 = 1 073 741 824 kombinacji
• 40 projektów: 2^40 = 1 099 511 627 776 kombinacji
• 50 projektów: 2^50 = 1 125 899 906 842 624 kombinacji

W przypadku 50 projektów teoretyczna przestrzeń decyzyjna obejmuje zatem około 1,126 biliardów kombinacji.

Nie każda z tych kombinacji jest faktycznie dopuszczalna. Obowiązki wynikające z przepisów prawnych, ograniczenia budżetowe, zależności między projektami oraz dostępne zasoby zawężają zakres decyzji.

Niemniej jednak skala ta wyjaśnia, dlaczego klasyczne konsultacje budżetowe mogą uwzględniać jedynie niewielki wycinek wszystkich możliwych portfeli inwestycyjnych.

Przyjęty budżet stanowi wybraną kombinację. Bez odpowiedniej analizy matematycznej nie da się ustalić, czy jest ona optymalna w ramach zdefiniowanych celów i ograniczeń.

3. Symulacja budżetowa i jednoczesna optymalizacja: zasadnicza różnica

Samorządowe planowanie finansowe i matematyczna optymalizacja portfela pełnią różne zadania.

Symulacja budżetowa bada, jak przy określonych założeniach kształtują się dochody, wydatki, inwestycje, zaciągnięte kredyty, płynność finansowa i koszty następcze.

Optymalizacja portfela bada natomiast, która kombinacja projektów w ramach określonych ograniczeń zapewnia najwyższy wkład w realizację celów.

Połączenie obu podejść zapewnia bardziej kompleksową podstawę decyzyjną.

Symulacja budżetowa odpowiada na pytania:

• Jak będzie kształtować się budżet gminy w perspektywie kilku lat?
• Jakie środki inwestycyjne są dostępne?
• Jak wpłyną zmiany w dochodach podatkowych?
• Jakie zaciągnięcie kredytu jest konieczne?
• Jak kształtują się obciążenia z tytułu odsetek i spłat?
• Jakie koszty następcze wynikają z nowych inwestycji?

Matematyczna optymalizacja portfela odpowiada na pytania:

• Które projekty należy wybrać w ramach dostępnego budżetu?
• Która kombinacja zapewnia najwyższą określoną korzyść całkowitą?
• Które działania wykluczają inne projekty?
• Jak projekty obowiązkowe wpływają na wynik?
• Jakie alternatywy pojawiają się przy innych limitach budżetowych?
• Która kombinacja projektów jest szczególnie efektywna w ramach ustalonych ograniczeń?

Połączenie obu podejść pozwala nie tylko symulować rozwój finansowy budżetu, ale jednocześnie matematycznie optymalizować różne portfele inwestycyjne.

Warunkiem jest zebranie odpowiednich danych finansowych i projektowych w spójnym modelu.

4. Przykład praktyczny: 50 projektów, zapotrzebowanie inwestycyjne w wysokości 220 milionów euro i budżet wynoszący zaledwie 81 milionów euro

Miasto dysponuje budżetem inwestycyjnym w wysokości 81 milionów euro.

Jednocześnie planowanych jest 50 projektów inwestycyjnych o łącznym zapotrzebowaniu na finansowanie wynoszącym 220 milionów euro.

Potrzeba inwestycyjna przekracza zatem dostępny budżet o 139 milionów euro.

Miasto nie jest w stanie sfinansować wszystkich projektów jednocześnie.

Klasyczne podejście polega na ustaleniu priorytetów projektów na podstawie pilności, znaczenia politycznego oraz dostępnych środków budżetowych.

Jednak ranking nie daje automatycznie odpowiedzi na pytanie o najlepszą kombinację.

Matematyczna optymalizacja portfela pozwala zbadać, który zestaw projektów w ramach limitu budżetowego wynoszącego 81 milionów euro zapewnia najwyższą zdefiniowaną korzyść całkowitą.

Dodatkowo można uwzględnić projekty obowiązkowe, ograniczenia zasobów oraz wagi strategiczne.

Jakie pytania mógłby bezpośrednio zbadać skarbnik miasta?

• Która kombinacja 50 projektów przy budżecie wynoszącym 81 milionów euro generuje najwyższą modelowaną korzyść całkowitą?
• Które projekty zostałyby wybrane w przypadku zmniejszenia budżetu do 70 milionów euro?
• Jakie dodatkowe działania byłyby możliwe przy budżecie wynoszącym 90 milionów euro?
• Jak zmienia się wybór, jeśli konieczne jest wdrożenie określonych projektów szkolnych i infrastrukturalnych?
• Jak zmienia się portfel projektów, jeśli większą wagę przypisuje się wpływowi na edukację lub klimat?
• Jaki wpływ mają różne kombinacje inwestycji na kolejne lata?

Wyniki można porównać z pierwotnym planem budżetowym.

Dzięki temu widać, jakie korzyści gospodarcze lub społeczne są możliwe w ramach przyjętego modelu.

Miasto niekoniecznie musi wydawać więcej pieniędzy, aby osiągnąć wyższy modelowy efekt ogólny. W niektórych przypadkach wystarczy inna kombinacja istniejących projektów inwestycyjnych.

5. Co oznacza „optymalny” budżet gminny?

W odróżnieniu od czysto ekonomicznej decyzji inwestycyjnej budżet gminny ma kilka celów.

Miasto powinno zachować zdolność do działania w zakresie finansowym, wypełniać zadania ustawowe, a jednocześnie generować jak największe korzyści społeczne.

Istotnymi celami mogą być:

• Stabilność budżetowa
• Możliwości inwestycyjne i finansowe
• Poziom zadłużenia i obciążenie odsetkowe
• Możliwości w zakresie edukacji i opieki
• Jakość transportu i infrastruktury
• Dostępność mieszkań
• Redukcja emisji CO₂
• Wpływ społeczny
• Atrakcyjność lokalizacji
• Długoterminowe koszty eksploatacji i utrzymania

Aby umożliwić matematyczne porównanie różnych kombinacji projektów, należy spójnie zdefiniować wskaźniki docelowe.

Jedną z możliwości jest ocena projektów na podstawie standardowego modelu oddziaływania.

Następnie władze polityczne mogą ustalić wagi.

Przykładowy model mógłby wykorzystywać następujące wagi:

• 40 % stabilność budżetu
• 20% wpływ na klimat
• 20% wpływ społeczny
• 20% rozwój gospodarczy

Wagi te stanowią jedynie przykład ilustrujący. Rzeczywiste priorytety muszą zostać określone przez daną gminę.

Ważne jest również, aby przed zastosowaniem wagi podstawowe wskaźniki oddziaływania zostały ujednolicone w ramach porównywalnej skali.

Optimum matematyczne jest zawsze najlepszym rozwiązaniem w ramach zdefiniowanych celów, modeli oceny i ograniczeń – a nie obiektywną prawdą istniejącą niezależnie od politycznych wyborów wartości.

6. Zadania obowiązkowe i wymogi prawne: co nie podlega dyskusji

Optymalizacja budżetu gminnego nie może traktować zobowiązań ustawowych tak samo jak dowolnie wybieranych alternatyw inwestycyjnych.

Zadania obowiązkowe, wiążące środki bezpieczeństwa i inne wydatki wymagane przez prawo muszą być uwzględnione podczas modelowania.

Jednym z możliwych podejść jest wcześniejsze określenie wiążących projektów.

Środki niezbędne do ich realizacji są uwzględniane w modelu finansowym.

Pozostała część budżetu jest następnie dostępna na optymalizację projektów, które można dowolnie rozplanować.

Alternatywnie projekty obowiązkowe można uwzględnić w modelu optymalizacyjnym jako wiążące ograniczenia.

Gwarantuje to, że matematyczne poszukiwanie uwzględnia wyłącznie dopuszczalne warianty budżetowe.

Inne ograniczenia mogą obejmować:

• przepisy prawa samorządowego
• Wymogi budżetowe danego kraju związkowego
• Już podjęte zobowiązania umowne
• Przeznaczenie środków w ramach programów wsparcia
• Dostępne możliwości kredytowe i finansowe
• Możliwości kadrowe i techniczne w zakresie realizacji
• Zależności projektowe

Matematycznie zoptymalizowane planowanie budżetowe musi być zgodne z prawem, opłacalne finansowo i możliwe do zrealizowania pod względem organizacyjnym.

7. Optymalizacja środków pomocowych: dlaczego połączenie projektów może mieć decydujące znaczenie

Środki pomocowe odgrywają ważną rolę w inwestycjach gminnych.

Rząd federalny, kraje związkowe i Unia Europejska udostępniają programy dotacyjne na różne działania.

Atrakcyjność ekonomiczna projektu może ulec znacznej zmianie dzięki dotacjom.

Jednocześnie dotacje są często związane z określonymi warunkami.

Na przykład:

• Rodzaje inwestycji kwalifikujących się do dofinansowania
• Wkład własny gminy
• Terminy i okresy przyznawania dotacji
• Przeznaczenie środków
• Zasady dotyczące łączenia i kumulacji
• Minimalne wymagania techniczne lub ekologiczne

Matematyczna optymalizacja portfela może uwzględniać takie warunki, o ile zostaną one zamodelowane jako dane i ograniczenia.

Dzięki temu można porównać różne kombinacje projektów, biorąc pod uwagę ich wpływ na środki pomocowe.

Projekt o mniejszym indywidualnym wpływie może na przykład stać się szczególnie atrakcyjny, jeśli dzięki wysokiemu wskaźnikowi dofinansowania wymaga jedynie ograniczonego wkładu własnego gminy.

Z drugiej strony projekt pozornie korzystny może w dłuższej perspektywie generować wysokie koszty następcze dla gminy.

Dlatego decydującym czynnikiem jest nie tylko wysokość dofinansowania, ale całkowity wkład gospodarczy i społeczny dofinansowanej kombinacji projektów.

8. Wieloletnie planowanie budżetowe: dlaczego najlepszy projekt musi być zrealizowany we właściwym czasie

Gminne decyzje inwestycyjne często mają wpływ na kilka lat budżetowych.

Na przykład budowa nowej szkoły może wiązać się z kosztami planowania w pierwszym roku, kosztami budowy w kolejnych latach oraz stałymi kosztami eksploatacji po zakończeniu budowy.

Realistyczna symulacja budżetowa musi uwzględniać te zależności czasowe.

Istotnymi wielkościami mogą być:

• Wydatki inwestycyjne w poszczególnych latach budżetowych
• napływ środków z dotacji
• Zaciągnięte kredyty
• Płatności odsetkowe i spłaty kapitału
• Koszty osobowe
• Koszty eksploatacji i utrzymania
• Czas trwania projektów
• Zależności między działaniami

W przypadku zastosowania wielookresowego modelu optymalizacji planowanie projektu można również przeanalizować pod kątem ograniczeń czasowych.

W związku z tym pojawia się ważne dodatkowe pytanie:

Które projekty należy nie tylko wybrać, ale także w których latach budżetowych je zrealizować?

Optymalizacja czasowa wymaga jednak odpowiednich danych oraz modelu, który wyraźnie uwzględnia terminy rozpoczęcia projektów, czas ich trwania oraz roczne ograniczenia finansowe.

9. Koszty alternatywne: ile kosztuje priorytet polityczny?

Polityka samorządowa musi podejmować decyzje, które nie opierają się wyłącznie na wskaźnikach ekonomicznych.

Legitymizacja demokratyczna, potrzeby społeczne i cele polityczne są nieodzownymi elementami planowania budżetowego.

Optymalizacja matematyczna może jednak pomóc w zwiększeniu przejrzystości skutków różnych decyzji.

Załóżmy, że miasto dysponuje obliczonym portfelem inwestycyjnym.

Rada miejska podejmuje następnie wiążącą decyzję o włączeniu dodatkowego projektu.

W związku z tym zmienia się budżet dostępny na inne działania.

Portfel jest ponownie optymalizowany.

Porównanie obu scenariuszy może wykazać:

• Które inne projekty zostaną wykluczone
• jak zmienia się ogólny efekt
• Jakie dodatkowe koszty wynikające z tego powstają
• Jakie skutki dla finansowania się pojawią
• jak zmieniają się zdefiniowane wskaźniki efektywności

Różnicę między wynikami modelowania można interpretować jako ekonomiczną lub społeczną utratę korzyści wynikającą z dodatkowego wymogu.

Warunkiem jest zachowanie spójności wartości docelowych i kryteriów oceny.

Decyzje dotyczące celów i priorytetów nadal należą do polityków. Matematyka pozwala zrozumieć konsekwencje różnych alternatyw.

10. Ex ante zamiast ex post: poprawa decyzji budżetowych przed ich wdrożeniem

Kontrola finansowa gmin bada między innymi, czy środki publiczne są wykorzystywane zgodnie z prawem, w sposób oszczędny i adekwatny do celu.

Znaczna część tej kontroli odbywa się po lub w trakcie realizacji.

Wybór projektów inwestycyjnych następuje jednak już wcześniej.

Właśnie w tym miejscu pojawia się optymalizacja ex ante.

Analizuje ona możliwe kombinacje inwestycji, zanim zostaną podjęte zobowiązania finansowe lub rozpoczęte projekty.

Dzięki temu można na wczesnym etapie porównać ze sobą różne warianty budżetowe.

Na przykład:

• Projekt budżetu administracji
• Matematycznie zoptymalizowana kombinacja projektów
• Kombinacja projektów dostosowana do uwarunkowań politycznych
• Portfel inwestycyjny przy ograniczonym budżecie
• Portfel inwestycyjny z dodatkowymi środkami pomocowymi

Wyniki te umożliwiają bardziej merytoryczną dyskusję na temat konfliktów celów gospodarczych i społecznych.

Optymalizacja ex ante nie zastępuje kontroli budżetowej. Stanowi jej uzupełnienie, zapewniając matematyczną podstawę do podejmowania decyzji przed zaangażowaniem kapitału.

11. StratePlan: oparta na sztucznej inteligencji matematyczna optymalizacja portfela inwestycji gminnych

StratePlan został opracowany w celu matematycznej optymalizacji złożonych portfeli inwestycyjnych i projektowych.

Technologia ta łączy metody z zakresu badań operacyjnych z podejściami optymalizacyjnymi opartymi na sztucznej inteligencji.

W centrum uwagi nie znajduje się izolowana ocena poszczególnych projektów, lecz analiza ich możliwych kombinacji.

Aby stworzyć podstawowy model optymalizacji ekonomicznej, na początku potrzebne są jedynie trzy dane dla każdego projektu:

1. ID projektu: jednoznaczna identyfikacja przedsięwzięcia
2. Wydatki: planowane wydatki lub inwestycje
3. Przychody: oczekiwane przychody lub zwroty ekonomiczne

Dodatkowo należy określić dostępny budżet inwestycyjny.

Dane można na przykład przenieść z istniejącej listy projektów w programie Excel.

W przypadku wskaźnika „Maximize Net Contribution” głównym celem jest maksymalizacja oczekiwanej wartości dodanej netto w ramach określonych ograniczeń.

Dodatkowo jako wskaźnik ekonomiczny można przedstawić zwrot z inwestycji (ROI) portfela.

W przypadku gminnych celów oddziaływania, których nie da się bezpośrednio wyrazić w euro, konieczne są dodatkowe parametry oceny oraz odpowiedni model oddziaływania.

Rozszerzone modele optymalizacji mogą uwzględniać między innymi następujące aspekty:

• Wagi strategiczne
• Obowiązkowe projekty
• Zależności między projektami
• Ograniczenia dotyczące zasobów i zdolności
• Wieloletnie wytyczne budżetowe
• Ograniczenia czasowe
• Kryteria ryzyka i zrównoważonego rozwoju

Konkretne uwzględnienie tych wymagań zakłada, że zostaną one odzwierciedlone w danym modelu zarówno pod względem technicznym, jak i merytorycznym.

Dzięki temu StratePlan umożliwia przejście od czystego ustalania priorytetów projektów do wspieranego matematycznie wyboru portfeli inwestycyjnych.

12. Na żywo w radzie miejskiej: Jakie kwestie budżetowe można zbadać matematycznie?

Połączenie symulacji budżetowej i optymalizacji portfela staje się szczególnie istotne, gdy porównuje się ze sobą różne scenariusze polityczne i finansowe.

Scenariusz A: Istniejący budżet inwestycyjny

Skarbnik miasta pyta:

„Która kombinacja naszych 50 projektów zapewnia najwyższą zdefiniowaną korzyść całkowitą w ramach dostępnego budżetu inwestycyjnego?”

Projekty są wspólnie modelowane i optymalizowane z uwzględnieniem ustalonych ograniczeń.

Scenariusz B: Ograniczone środki budżetowe

Prezydent miasta pyta:

„Jakie działania powinniśmy wybrać, jeśli musimy zmniejszyć nasz budżet inwestycyjny o 15 %?”

Ograniczenie budżetowe zostaje dostosowane, a portfel ponownie obliczony.

Scenariusz C: Priorytetowe traktowanie inwestycji w szkoły i edukację

Członek rady miejskiej pyta:

„Jak zmieni się nasz portfel inwestycyjny, jeśli przypiszemy większą wagę działaniom edukacyjnym?”

Odpowiednie parametry efektywności zostaną dostosowane, a następnie obliczona zostanie nowa kombinacja projektów.

Scenariusz D: Obowiązkowe uwzględnienie działań obowiązkowych

Dyrektor ds. finansów pyta:

„Jakie będą skutki, jeśli niektóre działania infrastrukturalne będą musiały zostać obowiązkowo zrealizowane?”

Odnośne projekty są uwzględniane jako wiążące ograniczenia.

Scenariusz E: Dodatkowe środki pomocowe

Członek komisji pyta:

„Jakie dodatkowe działania moglibyśmy wdrożyć, gdyby przyznano nam dodatkowe środki?”

Parametry finansowania zostaną dostosowane, a portfel ponownie zoptymalizowany zgodnie z nowymi warunkami.

Zmiana założeń budżetowych. Ponowne obliczenie kombinacji projektów. Porównanie skutków finansowych i społecznych. Podejmowanie bardziej świadomych decyzji.

13. Warunki organizacyjne: Jak gmina może wdrożyć optymalizację matematyczną

Wprowadzenie optymalizacji budżetowej opartej na sztucznej inteligencji nie jest wyłącznie zadaniem technicznym.

Wymaga ona wyraźnego zaangażowania organizacyjnego i merytorycznego.

Wydział finansowy musi wspólnie z odpowiednimi działami merytorycznymi określić, które projekty będą brane pod uwagę i jakie dane są dostępne.

Ponadto należy w sposób przejrzysty uwzględnić w modelu wytyczne prawne i polityczne.

Możliwy proces wdrożenia obejmuje pięć etapów.

Krok 1: Zbiorcze zestawienie projektów inwestycyjnych

Gmina tworzy wspólny przegląd wszystkich istotnych działań inwestycyjnych.

Jako punkt wyjścia mogą posłużyć istniejące listy w formacie Excel lub inne ustrukturyzowane dane dotyczące projektów.

Krok 2: Określenie ram finansowych

Wydział finansowy określa dostępny budżet oraz ograniczenia finansowe istotne dla danego modelu.

Krok 3: Zidentyfikowanie projektów obowiązkowych i zależności

Uwzględnia się działania wymagane przez prawo, już podjęte zobowiązania oraz istotne zależności między projektami.

Krok 4: Określenie celów gospodarczych i społecznych

Gmina określa, które wskaźniki docelowe należy zoptymalizować oraz w jaki sposób można porównać różne skutki.

Krok 5: Obliczenie portfeli i ocena pod kątem politycznym

Obliczone kombinacje projektów są porównywane z dotychczasowymi planami.

Wyniki służą jako podstawa decyzji dla administracji, komisji i rady miejskiej.

Optymalizacja matematyczna nie zastępuje ani kompetencji gminnych, ani demokratycznych procedur decyzyjnych. Tworzy ona dodatkową, przejrzystą podstawę do ich realizacji.

14. Co oznacza optymalizacja budżetu oparta na sztucznej inteligencji dla Frankfurtu, Kolonii, Wormacji i innych miast?

Gminy znacznie różnią się pod względem liczby mieszkańców, kondycji finansowej, potrzeb inwestycyjnych oraz ram prawnych.

Podstawowe pytanie matematyczne jest jednak podobne.

Która kombinacja planowanych działań inwestycyjnych zapewnia najwyższą zdefiniowaną korzyść całkowitą w ramach dostępnych środków?

W przypadku dużych miast nawet niewielkie zmiany procentowe w wkładzie ekonomicznym mogą przekładać się na znaczne kwoty bezwzględne.

Przy modelowej wartości inwestycji wynoszącej miliard euro jeden procent odpowiada matematycznie 10 milionom euro.

Nie oznacza to jednak, że optymalizacja portfela automatycznie skutkuje oszczędnością rzędu jednego procenta lub uwolnieniem odpowiedniej kwoty z budżetu.

Ponadto wyższy wskaźnik oddziaływania społecznego nie jest automatycznie równoznaczny z oszczędnością pieniężną.

Rzeczywisty potencjał poprawy należy obliczyć na podstawie konkretnych danych dotyczących projektów i budżetu.

W przypadku miast takich jak Frankfurt, Kolonia czy Worms mogą na przykład pojawić się następujące pytania:

• Jaka kombinacja działań dotyczących szkół i infrastruktury przynosi największy zdefiniowany efekt w ramach budżetu inwestycyjnego?
• Jak można lepiej połączyć pod względem ekonomicznym inwestycje gminne w nieruchomości?
• Które działania należy traktować priorytetowo w przypadku ograniczonych środków budżetowych?
• Które projekty można sensownie realizować wspólnie, biorąc pod uwagę dotacje i koszty następcze?
• Jak zmienia się portfel inwestycyjny w zależności od różnych priorytetów politycznych?

Dźwignia ekonomiczna niekoniecznie polega na dodatkowych środkach budżetowych, ale może wynikać z lepszego doboru i połączenia już zaplanowanych działań.

15. Skarbnik miasta jako strategiczny architekt portfela

Rola miejskiego skarbnika wykracza daleko poza zwykłą księgowość.

Skarbnicy miejscy i dyrektorzy ds. finansów odpowiadają za zarządzanie finansami gminy i odgrywają kluczową rolę w przygotowywaniu strategicznych decyzji budżetowych.

Matematyczna optymalizacja portfela może poszerzyć tę rolę.

Zamiast wyłącznie wskazywać, które projekty są finansowo wykonalne, skarb miasto może systematycznie porównywać różne kombinacje inwestycji.

Otwiera to nowe możliwości:

• Przejrzyste zestawienie alternatywnych portfeli budżetowych
• Zrozumiała ocena konfliktów celów ekonomicznych
• Kwantyfikacja modelowanych kosztów alternatywnych
• Porównanie priorytetów politycznych
• Analiza różnych ograniczeń budżetowych
• Bardziej rzetelne przygotowanie do konsultacji budżetowych

Nie oznacza to jednak, że wydział finansowy zastępuje decyzje polityczne.

Zyskuje ona dodatkowe narzędzie pozwalające uwidocznić finansowe i społeczne konsekwencje tych decyzji.

Zarządzanie poszczególnymi pozycjami budżetowymi może przekształcić się w sterowanie całym gminnym portfelem inwestycyjnym w sposób w większym stopniu oparty na danych i modelach.

16. Wniosek: Planowanie budżetu gminnego wymaga czegoś więcej niż tylko ustalania priorytetów

Miasta i gminy stoją przed poważnymi wyzwaniami finansowymi i organizacyjnymi.

Rosnące potrzeby inwestycyjne, ograniczone środki budżetowe, niedobór wykwalifikowanych pracowników oraz długoterminowe zobowiązania infrastrukturalne zwiększają wymagania wobec decyzji gminnych.

Klasyczne ustalanie priorytetów poszczególnych projektów pozostaje ważne.

Nie odpowiada ona jednak automatycznie na pytanie, która kombinacja wszystkich dostępnych alternatyw inwestycyjnych zapewni najwyższy zdefiniowany wkład całkowity.

W przypadku 50 projektów teoretycznie powstaje ponad jeden bilion możliwych kombinacji.

Nie da się w pełni ogarnąć tego zakresu decyzyjnego poprzez dodatkowe posiedzenia komisji lub dłuższą listę priorytetów.

Matematyczna optymalizacja portfela pozwala na systematyczną analizę alternatywnych kombinacji projektów.

W połączeniu z symulacją budżetową można porównać warunki ramowe finansowe, zmiany budżetowe i priorytety strategiczne.

W tym celu StratePlan łączy metody z zakresu badań operacyjnych z podejściami opartymi na sztucznej inteligencji.

Decyzja polityczna pozostaje w gestii demokratycznie legitymizowanych osób odpowiedzialnych.

Obliczenia matematyczne dostarczają dodatkowej podstawy do przejrzystej oceny alternatyw.

Dlatego kluczowe pytanie dla skarbników miejskich brzmi nie tylko: jakie projekty możemy sfinansować?

Ale: Która kombinacja naszych projektów przynosi największe ogólne korzyści gospodarcze i społeczne przy wykorzystaniu dostępnych środków budżetowych?

StratePlan – te same projekty. Optymalna kombinacja. Lepsze wyniki.

FAQ – Rozwiązanie AI dla skarbników miejskich i optymalizacja budżetu gminnego

Czym jest rozwiązanie oparte na sztucznej inteligencji dla skarbników miejskich?

Rozwiązanie oparte na sztucznej inteligencji dla skarbników miejskich wspiera osoby odpowiedzialne za finanse gminne w analizie i optymalizacji złożonych decyzji budżetowych i inwestycyjnych.

W kontekście matematycznej optymalizacji portfela badane są różne kombinacje projektów w ramach określonych ograniczeń budżetowych, zasobowych i dotyczących efektów.

Czy sztuczna inteligencja może zoptymalizować budżet gminny?

Optymalizacja matematyczna oparta na sztucznej inteligencji może pomóc w lepszym doborze gminnych projektów inwestycyjnych.

Obliczenia opierają się na zdefiniowanych celach, danych projektowych i ograniczeniach.

Pełna optymalizacja budżetu wymaga dodatkowo uwzględnienia odpowiednich ram prawnych dotyczących samorządów oraz warunków finansowych.

Jaka jest różnica między symulacją budżetu a optymalizacją budżetu?

Symulacja budżetu bada skutki finansowe określonych założeń i decyzji.

Z kolei optymalizacja budżetu ma na celu znalezienie kombinacji projektów, która w najlepszy możliwy sposób spełnia zdefiniowaną wartość docelową w ramach określonych ograniczeń.

Oba podejścia można ze sobą połączyć.

Dlaczego przy 50 projektach powstaje ponad jeden bilion kombinacji?

Jeśli każdy projekt może zostać wybrany lub odrzucony, to przy N projektach teoretycznie powstaje 2^N możliwych kombinacji.

W przypadku 50 projektów jest to 2^50 = 1 125 899 906 842 624 kombinacji.

Czy wszystkie 2^N kombinacji muszą być obliczane pojedynczo?

Nie.

Nowoczesne matematyczne metody optymalizacji pozwalają efektywnie badać duże przestrzenie decyzyjne bez konieczności pełnej analizy każdej teoretycznie możliwej kombinacji z osobna.

Czy sztuczna inteligencja może obiektywnie określić najlepszą kombinację budżetową?

Matematyczne optimum można określić w ramach zdefiniowanego modelu.

Ocena zależy jednak od ustalonych celów, wag, danych i ograniczeń.

Nie zastępuje to politycznych i społecznych decyzji opartych na wartościach.

W jaki sposób uwzględniane są ustawowe obowiązki?

Wiążące działania można ustalić z góry lub uwzględnić w modelu optymalizacji jako sztywne ograniczenia.

Dzięki temu brane są pod uwagę wyłącznie kombinacje projektów, które spełniają odpowiednie wytyczne.

Czy w procesie optymalizacji można uwzględnić środki pomocowe?

Tak, o ile wskaźniki dofinansowania, wkłady własne, przeznaczenie środków i inne warunki dofinansowania zostaną uwzględnione w modelu jako dane i ograniczenia.

Dzięki temu można porównać różne kombinacje inwestycji, uwzględniając wpływ dotacji na poszczególne warianty.

Czy można uwzględnić koszty bieżące ponoszone przez gminę?

Tak, o ile dostępne są niezbędne dane, a model optymalizacji jest odpowiednio skonfigurowany.

Obejmują one na przykład koszty eksploatacji, koszty osobowe, koszty energii, koszty utrzymania oraz koszty finansowania.

Czy StratePlan może również optymalizować skutki społeczne?

Skutki społeczne można uwzględnić, jeśli zdefiniuje się odpowiednie wskaźniki skutków i przełoży je na spójny model oceny.

Mogą to być na przykład skutki w zakresie edukacji, klimatu lub skutki społeczne.

Jakie dane są potrzebne StratePlan do przeprowadzenia wstępnej optymalizacji?

Do stworzenia podstawowego modelu optymalizacji ekonomicznej potrzebne są najpierw trzy dane dla każdego projektu:

• ID projektu
• Wydatki – planowane wydatki
• Przychody – oczekiwane przychody lub zwroty ekonomiczne

Dodatkowo należy określić dostępny budżet inwestycyjny.

Bardziej złożone modele gminne mogą uwzględniać dalsze ograniczenia i parametry oddziaływania.

Czy optymalizacja może uwzględniać kilka lat budżetowych?

Możliwe jest uwzględnienie perspektywy wieloletniej, o ile w modelu uwzględnione zostaną odpowiednie dane czasowe i ograniczenia.

Należą do nich na przykład roczne budżety inwestycyjne, czas trwania projektów oraz koszty następcze.

Czy sztuczna inteligencja zastąpi skarbnika miasta lub radę miejską?

Nie.

Odpowiedzialność polityczna i prawna spoczywa nadal na właściwych organach samorządowych.

Optymalizacja matematyczna wspiera proces podejmowania decyzji poprzez przejrzyste obliczenia i porównanie różnych scenariuszy.

Jak duży jest potencjał oszczędności?

Potencjał poprawy ekonomicznej zależy od konkretnej listy projektów, dostępnych środków budżetowych, ograniczeń oraz zdefiniowanych wartości docelowych.

Nie można na tej podstawie określić ogólnego wskaźnika oszczędności.

Optymizacja może uwidocznić zarówno korzyści ekonomiczne, jak i większy wpływ społeczny w ramach istniejącego budżetu.

Czy matematyczna optymalizacja budżetu nadaje się również dla mniejszych miast?

Tak.

Decydujące znaczenie ma nie tyle liczba mieszkańców, co liczba konkurujących ze sobą projektów inwestycyjnych oraz złożoność decyzji.

Już w przypadku stosunkowo niewielkich portfeli projektów optymalizacja matematyczna może dostarczyć dodatkowych wniosków.

Jaki jest najważniejszy wniosek dla skarbników miejskich i burmistrzów?

Ustalanie priorytetów poszczególnych projektów inwestycyjnych nie prowadzi automatycznie do najlepszego rozwiązania całościowego.

Matematyczna optymalizacja portfela pozwala na systematyczną analizę alternatywnych kombinacji projektów w ramach określonych ograniczeń budżetowych i efektów.

Kluczowe pytanie brzmi: czy zarządzamy poszczególnymi decyzjami inwestycyjnymi, czy też optymalizujemy cały gminny portfel inwestycyjny?

O ile większy efekt kryje się w Państwa gminnym budżecie inwestycyjnym?

Sprawdź, która kombinacja planowanych projektów inwestycyjnych w ramach dostępnego budżetu może przynieść najwyższy zdefiniowany całkowity wkład.

Porównaj dotychczasowe plany projektowe z matematycznie zoptymalizowanymi alternatywami i sprawdź, czy inne zestawienie istniejących działań mogłoby przynieść większe korzyści gospodarcze lub społeczne.

Możesz bezpłatnie zoptymalizować do 15 projektów.

Zoptymalizuj teraz bezpłatnie do 15 projektów →