# Elterndienstplaner

Automatische Zuteilung von Elterndiensten im Kinderladen unter Berücksichtigung von Fairness und Präferenzen.

## Verwendung

```bash
./elterndienstplaner.py <eingabe.csv> <eltern.csv> <ausgabe.csv> [<vorherige-ausgaben.csv>]
```

**Parameter:**
- `eingabe.csv`: Benötigte Dienste und Eltern-Präferenzen für den Planungsmonat
- `eltern.csv`: Dienstfaktoren der Eltern (Anzahl betreuter Kinder)
- `ausgabe.csv`: Hier wird die Zuteilung geschrieben
- `vorherige-ausgaben.csv` (optional): Historische Daten für Fairness über das Jahr

## Dienste

- **F** - Frühstücksdienst (täglich, 1 Person)
- **P** - Putznotdienst (täglich, 1 Person)
- **E** - Essensausgabenotdienst (täglich, 1 Person)
- **K** - Kochen (ca. alle 2 Wochen, 1 Person)
- **A** - Elternabend (nach Bedarf, 2 Personen)

Die Planung erfolgt für einen Kalendermonat.

## Eingabedateien

### eingabe.csv

Informationen zu benötigten Diensten und Verfügbarkeit/Präferenzen der Eltern.

**Format:**
```
Datum,Wochentag,Dienste,Eltern1,Eltern2,...
2025-01-06,Montag,FPE,F+,x,...
2025-01-07,Dienstag,FPE,P-,F+P+,...
```

**Spalten:**
1. Datum (ISO-Format: YYYY-MM-DD)
2. Wochentag (zur Information)
3. Benötigte Dienste (z.B. "FPE" für Frühstück, Putzen, Essen)
4-n. Für jeden Elternteil:
   - `x` = nicht verfügbar
   - `F+` = Frühstücksdienst bevorzugt
   - `P-` = Putznotdienst nur notfalls
   - Mehrere Präferenzen kombinierbar: `F+P-E+`
   - Leer = verfügbar, keine Präferenz

### eltern.csv

Dienstfaktoren (= Anzahl betreuter Kinder) pro Elternteil und Zeitraum.

**Format:**
```
Eltern,Beginn,Ende,Faktor,Beginn,Ende,Faktor,...
Müller,2024-09-01,2025-07-31,2
Schmidt,2024-09-01,2024-12-31,1,2025-01-01,2025-07-31,0
```

**Spalten:**
1. Elternname (Kind-Name zur Identifikation)
2-4. Zeitraum 1: Beginn, Ende, Dienstfaktor
5-7. Zeitraum 2: Beginn, Ende, Dienstfaktor (optional)
...

**Hinweise:**
- Bei überlappenden Zeiträumen gilt der letzte Eintrag
- Außerhalb definierter Zeiträume: Faktor = 0 (keine Dienstpflicht)
- Faktor = 0 bedeutet: Befreiung (z.B. durch Vorstandsamt)

### vorherige-ausgaben.csv (optional)

Frühere Ausgaben des Programms zur Berechnung der Jahres-Fairness.

**Format:** Wie `ausgabe.csv` (siehe unten).

**Verwendung:**
- Zu Beginn des Kita-Jahres (September): Keine Datei nötig
- Ab Oktober: Vorherige Ausgaben anhängen für kumulative Fairness
- Im Jahresverlauf sammeln sich die Ausgaben an

## Ausgabe

### ausgabe.csv

Zugeteilte Dienste pro Tag.

**Format:**
```
Datum,Wochentag,Frühstücksdienst,Putznotdienst,Essensausgabenotdienst,Kochen,Elternabend
2025-01-06,Montag,Müller,Schmidt,Weber,,
2025-01-07,Dienstag,Weber,Müller,Schmidt,,
```

## Constraints

### Harte Constraints (müssen erfüllt sein)

- **C1**: Pro Eltern und Dienst maximal **einmal pro Woche** (Mo-So)
- **C2**: Pro Eltern maximal **ein Dienst pro Tag**
- **C3**: Nur **verfügbare** Eltern einteilen
- **C4**: Alle **benötigten Dienste** müssen besetzt werden

### Weiche Constraints (werden optimiert)

**Fairness** (nach Priorität):
- **F1 (Global)**: Dienste proportional zum Dienstfaktor über das **ganze Jahr**
  - Berücksichtigt historische Dienste aus `vorherige-ausgaben.csv`
  - Gewichtung: 40% (zu Jahresbeginn) → 60% (zu Jahresende)

- **F2 (Lokal)**: Dienste proportional zum Dienstfaktor im **aktuellen Monat**
  - Nur aktueller Planungszeitraum
  - Gewichtung: 60% (zu Jahresbeginn) → 40% (zu Jahresende)

- **F3 (Dienstübergreifend)**: Gleiche Gesamtanzahl über alle Diensttypen
  - Verhindert Häufung bei einzelnen Eltern

**Präferenzen** (niedrigere Priorität):
- **P1**: Bevorzugte Dienste (`+`) werden bevorzugt zugeteilt
- **P2**: Abgelehnte Dienste (`-`) werden vermieden

### Fairness-Logik

**Beispiel:** Familie Müller hat 2 Kinder, Familie Schmidt 1 Kind.

**Lokale Fairness (F2):**
- Im Januar sollen beide verfügbar sein
- Müller sollte 2× so viele Dienste bekommen wie Schmidt
- Verhindert: Müller bekommt alle Dienste auf einmal

**Globale Fairness (F1):**
- Müller war im Dezember im Urlaub → 0 Dienste
- Im Januar sollte Müller aufholen
- Über das Jahr: 2:1 Verhältnis wird ausgeglichen

**Gewichtung im Jahresverlauf:**
- **September-November**: F2 (lokal) stärker → sanftes Einführen
- **Dezember-Mai**: Ausgewogen
- **Juni-Juli**: F1 (global) stärker → Jahresausgleich

## Ausgabe-Statistiken

Das Programm zeigt nach der Optimierung:

1. **Dienste pro Eltern**: Übersicht der zugeteilten Dienste
2. **Dienstfaktoren**: Summe im Planungszeitraum
3. **Verteilungsvergleich**: Soll (lokal/global) vs. Ist mit Abweichungen
4. **Präferenz-Verletzungen**: Wie oft wurden Ablehnungen ignoriert

## Troubleshooting

**"Keine optimale Lösung gefunden":**
- Zu viele Eltern nicht verfügbar
- Nicht genug Eltern für alle Dienste
- Widersprüchliche Präferenzen

**"Unfaire Verteilung":**
- Prüfen Sie die Dienstfaktoren in `eltern.csv`
- Stellen Sie sicher, dass `vorherige-ausgaben.csv` korrekt ist
- Mehr Eltern verfügbar machen