# Elterndienstplaner

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

## Überblick

Der Elterndienstplaner verteilt monatliche Dienstzuteilungen optimal auf die Eltern durch Lösung eines linearen Optimierungsproblems. Das System berücksichtigt:

- **Harte Constraints (C1-C4):** Müssen immer eingehalten werden
- **Fairness-Constraints (F1-F4):** Werden optimiert
- **Präferenzen (P1-P2):** Werden berücksichtigt, wenn möglich

## Diensttypen

- **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 (ca. einmal im Monat, 2 Personen)

## Eingabedateien

### eingabe.csv

Tägliche Dienste und Eltern-Verfügbarkeiten/Präferenzen für den Planungsmonat.

**Format:**
```csv
Datum,Wochentag,Dienste,Kind1,Kind2,...
2026-01-06,Montag,FPE,x,F+,...
```

**Spalten:**
- Datum (YYYY-MM-DD)
- Wochentag
- Dienste (Kombination aus F/P/E/K/A)
- Pro Familie: `x` (abwesend), `Kürzel+` (bevorzugt), `Kürzel-` (abgelehnt), leer (verfügbar)

### eltern.csv

Dienstfaktoren (Anzahl Kinder) pro Familie und Zeitraum.

**Format:**
```csv
Name_Kind(er),Zeitraum_Beginn,Zeitraum_Ende,Dienstfaktor,...
Sarah & Tim,2024-09-01,2025-07-31,2
Leon,2024-09-01,2024-12-31,1,2025-01-01,2025-07-31,0
```

**Hinweise:**
- Dienstfaktor = Anzahl Kinder
- Faktor 0 = keine Dienstpflicht (z.B. Vorstand)
- Mehrere Zeiträume möglich für Änderungen im Jahr

### vorherige-ausgaben.csv (optional)

Historische Dienstzuteilungen für Jahres-Fairness. Format wie `ausgabe.csv`.

## Ausgabedatei

### ausgabe.csv

```csv
Datum,Wochentag,Frühstücksdienst,Putznotdienst,Essensausgabenotdienst,Kochen,Elternabend
2026-01-06,Montag,Sarah & Tim,Leon,Erika,,
```

## Verwendung

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

## Constraints

### Harte Constraints (müssen erfüllt sein)

- **C1:** Maximal 1× pro Woche pro Diensttyp
- **C2:** Maximal 1 Dienst pro Tag
- **C3:** Nur bei Verfügbarkeit (keine `x` in eingabe.csv)
- **C4:** Alle benötigten Dienste werden besetzt

### Fairness (werden optimiert)

- **F1 (Global):** Faire Jahresverteilung pro Diensttyp
- **F2 (Lokal):** Faire Monatsverteilung pro Diensttyp
  - **Besonderheit:** Abwesenheitstage = Dienstfaktor 0, werden nicht nachgeholt im selben Monat
- **F3 (Global):** Ausgewogene Gesamtdienste über Jahr
- **F4 (Lokal):** Ausgewogene Gesamtdienste im Monat

### Präferenzen (niedrige Gewichtung)

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

## Technische Details

### Optimierungsproblem

**Entscheidungsvariablen:**
- Binär: `x[eltern, tag, dienst]` = 1 wenn zugeteilt, 0 sonst

**Zielfunktion:**

Minimiert gewichtete Summe der Abweichungen von fairer Verteilung unter Berücksichtigung von Präferenzen. Lokale Fairness (aktueller Monat) hat höchste Priorität, gefolgt von globaler Fairness (ganzes Jahr).

### Lokale vs. Globale Fairness

**Lokal (F2/F4):**
- Nur aktueller Planungsmonat
- Abwesenheitstage: Dienstfaktor = 0
- Ziel: Gleichmäßige Verteilung im Monat

**Global (F1/F3):**
- Historische Daten + aktueller Monat
- Abwesenheitstage: Dienstfaktor wie in eltern.csv
- Ziel: Ausgleich über das Kitajahr
- Bereits geleistete Dienste werden abgezogen

## Programmausgabe

1. **Zuteilungen pro Familie:** Anzahl je Diensttyp
2. **Dienstfaktoren-Summe:** Im Planungszeitraum
3. **Verteilungsvergleich:** Soll (lokal/global) vs. Ist
4. **Präferenz-Verletzungen:** Anzahl abgelehnte/nicht-erfüllte Präferenzen

## Troubleshooting

**"Keine optimale Lösung gefunden":**
- Zu viele Abwesenheiten
- Nicht genug verfügbare Eltern für benötigte Dienste

**"Unfaire Verteilung":**
- Dienstfaktoren in `eltern.csv` prüfen
- `vorherige-ausgaben.csv` auf Korrektheit prüfen