Bloggens huvudartikel:
Kommunal AI – från lokala optimala lösningar till det globala optimat
Varför det bästa enskilda beslutet inte automatiskt leder till det bästa helhetsresultatet
Kommunala beslut fattas sällan under idealiska förhållanden. De fattas under tidspress, med begränsade budgetmedel, politiska målkonflikter och ökande komplexitet.
Städer och kommuner måste samtidigt investera i skolor, infrastruktur, digitalisering, klimatskydd, sociala inrättningar och allmän säkerhet. De tillgängliga budgetmedlen räcker dock ofta inte till för att genomföra alla projekt.
I praktiken leder detta till ett välkänt mönster: enskilda projekt utvärderas utifrån sakliga kriterier, prioriteras politiskt och tas därefter med i budgeten.
Men även om varje enskilt beslut verkar rimligt behöver den samlade projektportföljen som blir resultatet inte alls vara optimal.
Det projekt som är bäst på lokal nivå ingår inte automatiskt i den bästa projektportföljen på övergripande nivå.
Det är just här som den strategiska betydelsen av matematisk portföljoptimering med StratePlan kommer in.
1. Lokala optimeringar: Plausibla, men systematiskt ofullständiga
I klassiska kommunala budget- och investeringsprocesser betraktas projekt ofta först var för sig:
- Projekt A är ekonomiskt förnuftigt.
- Projekt B är absolut nödvändigt ur fackmässig synvinkel.
- Projekt C ligger i linje med en politisk prioritering.
- Projekt D lovar en stor samhällseffekt.
Var och en av dessa bedömningar kan i sig vara korrekt.
Den egentliga utmaningen uppstår dock i samspelet mellan projekten.
- Projekten konkurrerar om samma budgetmedel.
- Stödprogram förändrar de faktiska finansieringsbehoven.
- Beroenden mellan projekten påverkar genomförbarheten.
- Tidsbegränsningar begränsar genomförandet.
- Olika kombinationer ger olika sammanlagda effekter.
En isolerad projektbedömning kan därför leda till ett val som visserligen verkar rimligt, men som inte utnyttjar den tillgängliga budgeten på bästa sätt.
Ett lokalt bra resultat innebär inte nödvändigtvis en globalt optimerad portfölj.
2. Varför kommunala investeringsbeslut blir exponentiellt komplexa
Så snart flera projekt står till val samtidigt ökar antalet möjliga projektkombinationer exponentiellt.
I en förenklad modell kan varje projekt antingen genomföras eller inte genomföras.
Detta innebär att det vid N oberoende valbara projektteoretiskt sett finns 2N möjliga kombinationer.
- 10 projekt: 1 024 kombinationer
- 20 projekt: 1 048 576 kombinationer
- 30 projekt: 1 073 741 824 kombinationer
- 40 projekt: 1 099 511 627 776 kombinationer
- 50 projekt: 1 125 899 906 842 624 kombinationer
Med endast 50 projekt uppstår således ett teoretiskt beslutsutrymme på cirka 1,126 biljoner möjliga projektkombinationer.
Alla kombinationer är inte tillåtna på grund av budgetbegränsningar, lagstadgade krav eller projektberoenden. Ändå illustrerar storleksordningen den matematiska utmaningen.
En manuell granskning eller jämförelse av ett fåtal budgetvarianter kan inte systematiskt avbilda detta beslutsutrymme.
Även klassiska kalkylblad och enkla prioriteringsmetoder stöter på praktiska gränser vid komplexa kombinatoriska uppgifter. Specialiserade optimeringsmetoder kan däremot söka målmedvetet efter särskilt effektiva projektkombinationer.
Den avgörande frågan är därför inte vilket enskilt projekt som lovar störst nytta, utan vilken kombination av alla tillgängliga projekt som ger det bästa totalresultatet inom de givna begränsningarna.
3. Det centrala tankesviktet: att prioritera projekt istället för att optimera portföljer
Prioritering och optimering är två olika uppgifter.
Vid prioritering utvärderas projekt utifrån vissa kriterier och rangordnas.
Vid portföljoptimering undersöks däremot vilken kombination av projekt som, med hänsyn till tillgängliga medel och övriga ramvillkor, ger det högsta definierade totalvärdet.
Ett enkelt exempel illustrerar skillnaden.
En stad har en investeringsbudget på 10 miljoner euro.
- Projekt A: Kostnad 7 miljoner euro, nyttovärde 90
- Projekt B: Kostnad 5 miljoner euro, nyttovärde 75
- Projekt C: Kostnad 5 miljoner euro, nyttovärde 70
Om man enbart prioriterar utifrån det högsta enskilda värdet skulle projekt A hamna på första plats.
Den återstående budgeten på 3 miljoner euro räcker dock inte till för något av de två andra projekten.
Det totala nyttovärdet uppgår därmed till 90.
Om däremot projekten B och C genomförs tillsammans utnyttjas budgeten fullt ut och en total nyttovärde på 145 uppnås.
Portföljen bestående av B och C uppnår i detta förenklade exempel ett totalt nyttovärde som är cirka 61 % högre än om endast projekt A valdes.
Siffrorna är endast avsedda som illustration. De visar dock en grundläggande princip:
Den bästa kombinationen behöver inte nödvändigtvis innehålla det projekt som har högst värdering enskilt.
4. Från fackmässig prioritering till matematisk beräkning
Med StratePlan kan kommunala investeringsprojekt betraktas som en sammanhängande portfölj och optimeras matematiskt.
För en enkel kommunal beslutsmodell behövs inledningsvis endast tre uppgifter per projekt:
- Projekt-ID: Unikt identifieringsnummer för projektet
- Utgifter (Expenses): Planerat investeringsbehov
- Viktning (Weight): Fackmässigt fastställd relativ brådska eller betydelse
Viktningen kan till exempel ligga mellan 0,01 och 0,99.
Ju högre viktning, desto större relativ betydelse har projektet inom den överenskomna utvärderingsmodellen.
De fackansvariga avdelningarna står för den avgörande bedömningen
Viktningarna bör inte fastställas godtyckligt av en programvara.
De fastställs i förväg av de ansvariga fackavdelningarna och deras specialister.
Skolförvaltningen känner till hur brådskande skolbyggnadsåtgärderna är. Väg- och anläggningsförvaltningen känner till tillståndet hos den kommunala infrastrukturen. Brandkåren bedömer sina tekniska och insatsrelaterade krav. Socialförvaltningen utvärderar behovet av sociala inrättningar.
Avdelningsspecialisterna har den nödvändiga sakkunskapen för att bedöma hur brådskande deras projekt är.
För att dessa bedömningar ska vara jämförbara bör ekonomiförvaltningen fastställa ett enhetligt, resortsövergripande bedömningsschema.
StratePlan utför därefter den matematiska analysen av de möjliga projektkombinationerna.
På så sätt uppstår en tydlig uppgiftsfördelning:
- Fackavdelningar: Utvärdera projekt och fastställa viktningar
- Ekonomiförvaltningen: Definiera budgetbegränsningar och ramvillkor
- StratePlan: Matematiskt optimera projektkombinationer
- Finansutskottet och kommunfullmäktige: Jämföra scenarier och fatta politiska beslut
5. Praktiskt exempel: 50 projekt, en budget på 81 miljoner euro
Låt oss titta på en exempelstad i Tyskland med följande utgångsdata:
- 50 planerade investeringsprojekt
- 220 miljoner euro i totalt investeringsbehov
- 81 miljoner euro i tillgänglig investeringsbudget
Staden kan därmed endast finansiera en del av de planerade åtgärderna.
De ansvariga förvaltningarna har i förväg utvärderat projekten och tilldelat dem viktningar.
Ekonomiförvaltningen överför dessa uppgifter till optimeringsmodellen.
StratePlan beräknar därefter en projektkombination med hänsyn till den tillgängliga budgeten och de fastställda utvärderingsparametrarna.
Resultatet visar vilka projekt som ingår i den beräknade portföljen, vilka utgifter som uppstår och vilket sammanlagt betyg portföljen uppnår.
På så sätt omvandlas en lista över konkurrerande investeringsönskemål till ett matematiskt analyserbart beslutsutrymme.
6. Budget simulering live i finansutskottet eller kommunfullmäktige
Den matematiska portföljoptimeringen blir särskilt intressant när den direkt integreras i den politiska beslutsprocessen.
Låt oss föreställa oss ett möte i finansutskottet.
Ekonomiförvaltningen presenterar utgångsberäkningen för investeringsbudgeten på 81 miljoner euro.
Nu ställer en ledamot i utskottet frågan:
”Vad händer om vi prioriterar våra skolor högre?”
Viktningen av utvalda skolprojekt höjs till exempel från 0,75 till 0,95.
StratePlan beräknar hela projektportföljen på nytt.
Finansutskottet kan därefter konstatera:
- Vilka ytterligare skolprojekt som beaktas?
- Vilka andra projekt kan eventuellt uteslutas?
- Hur förändras den totala värderingen av portföljen?
- Hur stor budget krävs?
- Vilka målkonflikter uppstår till följd av den ändrade prioriteringen?
En annan fullmäktigeledamot frågar:
”Vilka konsekvenser skulle det få om vi istället lägger större vikt vid den kommunala infrastrukturen?”
Parametrarna justeras på nytt och en ny beräkning görs.
Även budgetförändringar kan simuleras:
- Vad förändras med en budget på 75 miljoner euro?
- Vilka ytterligare projekt skulle vara möjliga med 90 miljoner euro?
- Vilken kombination blir resultatet om viktningarna förblir oförändrade?
- Vilka projekt förblir en del av portföljen även vid olika politiska prioriteringar?
Ändra viktningen. Beräkna på nytt. Jämför scenarier. Förstå konsekvenserna.
På så sätt kan ett finansutskott diskutera olika politiska mål utifrån deras konkreta effekter på hela investeringsportföljen.
7. Känslighetsanalys: Hur stabila är kommunala investeringsbeslut?
En väsentlig fördel med matematiska budgetsimuleringar är att man inte bara kan beräkna ett enda resultat.
Genom målinriktade förändringar av viktningar och budgetbegränsningar kan olika scenarier undersökas.
Dessa känslighetsanalyser ger svar på viktiga frågor:
- Vilka projekt väljs ut i nästan alla scenarier?
- Vilka projekt reagerar särskilt känsligt på förändrade viktningar?
- Vilka prioriteringar leder till de största förändringarna i portföljen?
- Vilka projekt konkurrerar direkt om samma budgetmedel?
- Hur påverkar ökade eller minskade budgetar projektkombinationen?
Ett projekt som väljs ut under många olika antaganden kan betraktas som särskilt robust inom den aktuella modellen.
Andra projekt beaktas eventuellt endast inom ramen för vissa politiska inriktningar.
Därmed blir det tydligt vilka beslut som är stabila även vid förändrade antaganden och vilka som är särskilt beroende av politiska prioriteringar.
8. Det som inte beräknas systematiskt förblir ett ofullständigt urval
I traditionella budgetförhandlingar jämförs ofta endast ett fåtal alternativ med varandra.
Till exempel det ursprungliga budgetförslaget, en reviderad variant från förvaltningen och enskilda ändringsförslag från de politiska grupperna.
Dessa varianter kan vara noggrant utarbetade. Ändå utgör de, vid ett större antal projekt, endast en mycket liten del av det teoretiska beslutsutrymmet.
Vid 50 projekt finns det teoretiskt sett mer än en biljon kombinationer att välja mellan.
Att granska fem eller tio budgetvarianter ger därför i sig inget matematiskt bevis för att den bästa möjliga projektkombinationen har hittats.
Det är just här som specialiserade optimeringsalgoritmer kommer in i bilden.
StratePlan använder matematiska och AI-stödda optimeringsmetoder för att effektivt undersöka stora kombinatoriska beslutsutrymmen och beräkna högpresterande projektportföljer.
Beroende på problemställningen och den använda metoden kan man därigenom fastställa en optimal eller approximativt optimal lösning. Ett matematiskt bevisat globalt optimum förutsätter ett motsvarande optimalitetsbevis.
Det avgörande framsteget består i att inte begränsa kommunala investeringsbeslut enbart till ett fåtal manuellt utarbetade varianter, utan att systematiskt undersöka beslutsutrymmet matematiskt.
9. Globalt optimum: Matematiskt definierat, politiskt ansvarat
Ett globalt optimum är ingen politisk åsikt.
Det betecknar en tillåten lösning som inom ramen för en fullständigt definierad matematisk modell uppnår det bästa möjliga målvärdet.
En sådan modell kräver tydligt definierade mål och begränsningar.
Dessa inkluderar till exempel:
- Den tillgängliga investeringsbudgeten
- De tekniska viktningarna av projekten
- Lagstadgade och avtalsenliga förpliktelser
- Beroendeförhållanden mellan enskilda projekt
- Tillgängliga personal- och tekniska resurser
- Tidsmässiga och organisatoriska ramvillkor
Utifrån dessa antaganden kan en matematisk optimering fastställa den bästa möjliga tillåtna projektkombinationen eller närma sig den med lämpliga metoder.
Man bör dock beakta att flera olika portföljer kan uppnå samma optimala målfunktionsvärde.
Resultatet beror dessutom alltid på de tidigare definierade viktningarna och begränsningarna.
Matematiken är transparent inom ramen för modellen. Fastställandet av de politiska målen förblir en mänsklig och demokratisk uppgift.
StratePlan ersätter därför varken kommunfullmäktige, ekonomiförvaltningen eller den fackliga förvaltningen.
Det kompletterar deras arbete med en matematisk beslutsgrund.
10. Från prioritering till optimering: En ny roll för ekonomiförvaltningen
Den traditionella ekonomiförvaltningen sammanställer budgetförslag, granskar det finansiella utrymmet och förbereder beslut för de politiska organen.
Med matematisk portföljoptimering kan denna uppgift utvidgas med en ytterligare strategisk funktion.
Ekonomiförvaltningen blir samordnare för en dynamisk budget- och investeringssimulering.
Den sammanställer de fackliga utvärderingarna från de olika avdelningarna, fastställer de tillgängliga medlen och utarbetar alternativa budgetvarianter.
I finansutskottet eller kommunfullmäktige kan dessa alternativ sedan analyseras matematiskt och jämföras med varandra.
Därmed förändras den centrala frågeställningen inom den kommunala budgetplaneringen.
I stället för att enbart fråga:
”Vilka projekt har vi råd med?”
kan man dessutom fråga:
”Vilken kombination av våra projekt ger den högsta definierade totala effekten med de tillgängliga medlen?”
Och dessutom:
”Hur förändras denna kombination om vi anpassar våra politiska prioriteringar eller ekonomiska ramvillkor?”
11. Kommunal AI innebär inte automatisering av politiska beslut
Användningen av AI i den kommunala budgetplaneringen får inte förväxlas med en automatisk överföring av politiskt ansvar till programvara.
StratePlan syftar till ex ante-optimering: den matematiska analysen av möjliga beslut innan dessa fattas politiskt.
Den fackliga förvaltningen bidrar med sin expertis.
Ekonomiförvaltningen fastställer de finansiella och organisatoriska ramarna.
Den matematiska optimeringen undersöker möjliga projektkombinationer.
De demokratiskt legitimerade organen fattar beslut om det faktiska genomförandet.
De använda viktningarna, begränsningarna och resultaten bör dokumenteras så att beräkningarna förblir spårbara och kontrollerbara.
AI tar inte på sig det politiska ansvaret. Den utvidgar den matematiska grunden på vilken politiska beslut kan fattas.
12. Slutsats: Från det lokalt bästa projektet till den bästa möjliga samlade projektportföljen
Kommunal budgetplanering handlar inte bara om begränsade ekonomiska resurser.
Den handlar framför allt om ett komplext urvalsbeslut mellan ett stort antal konkurrerande projekt.
Ju fler möjliga investeringar, desto svårare blir det att bedöma deras inverkan på varandra och kombinationerna enbart med manuella metoder.
Den avgörande förändringen ligger därför i övergången från isolerad projektprioritering till matematisk portföljoptimering.
De fackansvariga avdelningarna utvärderar. Ekonomiförvaltningen samordnar. StratePlan beräknar. Kommunfullmäktige beslutar.
Med en interaktiv budgetsimulering kan politiska organ modellera olika prioriteringar, ändra budgetparametrar och jämföra de projektportföljer som blir resultatet.
Detta möjliggör ett beslutsstöd på kommunal nivå av en helt ny kvalitet:
- Systematisk undersökning av komplexa projektkombinationer
- Effektivare användning av begränsade budgetmedel
- Överskådlig jämförelse av politiska scenarier
- Transparent redovisning av målkonflikter
- Välgrundade investeringsbeslut
Framtiden för kommunal budgetplanering ligger inte enbart i att bättre prioritera projekt, utan i att beräkna den bästa möjliga kombinationen av dem.
StratePlan gör komplexa kommunala beslutsutrymmen matematiskt analyserbara och skapar därmed en ytterligare grund för transparenta, verkningsinriktade budgetbeslut.
Hur mycket större effekt finns det i er kommunala investeringsbudget?
Upplev hur kommunala investeringsprojekt kan optimeras matematiskt och hur olika budgetscenarier kan jämföras.
Samma projekt. Samma budget. Matematiskt optimerade kombinationer.