Jan Hoheisel
08e5cf11bd
Planungszeitraum und historischer Zeitraum koennen sich jetzt ueberlappen. So lassen sich einzelne Dienste (z.B. von einer Familie) nachtraeglich neu planen. historische Dienste werden bei den Constraints 1 Dienst pro Tag und 1 Dienst pro Woche korrekt beruecksichtigt elterndienstplaner.py erzeugt jetzt ausgaben-gesamt.csv, die fuer spaetere Aufrufe als Eingabe vorherige-dienste.csv verwendet werden kann.
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# Elterndienstplaner
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Automatische Zuteilung von Elterndiensten im Kinderladen unter Berücksichtigung von Fairness und Präferenzen.
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## Überblick
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Der Elterndienstplaner verteilt monatliche Dienstzuteilungen optimal auf die Eltern durch Lösung eines linearen Optimierungsproblems. Das System berücksichtigt:
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- **Harte Constraints (C1-C4):** Müssen immer eingehalten werden
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- **Fairness-Constraints (F1-F4):** Werden optimiert
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- **Präferenzen (P1-P2):** Werden berücksichtigt, wenn möglich
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## Diensttypen
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- **F** - Frühstücksdienst (täglich, 1 Person)
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- **P** - Putznotdienst (täglich, 1 Person)
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- **E** - Essensausgabenotdienst (täglich, 1 Person)
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- **K** - Kochen (ca. alle 2 Wochen, 1 Person)
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- **A** - Elternabend (ca. einmal im Monat, 2 Personen)
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## Eingabedateien
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### eingabe.csv
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Tägliche Dienste und Eltern-Verfügbarkeiten/Präferenzen für den Planungsmonat.
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**Format:**
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```csv
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Datum,Wochentag,Dienste,Kind1,Kind2,...
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2026-01-06,Montag,FPE,x,F+,...
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```
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**Spalten:**
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- Datum (YYYY-MM-DD)
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- Wochentag
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- Dienste (Kombination aus F/P/E/K/A)
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- Pro Familie: `x` (abwesend), `Kürzel+` (bevorzugt), `Kürzel-` (abgelehnt), leer (verfügbar)
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### eltern.csv
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Dienstfaktoren (Anzahl Kinder) pro Familie und Zeitraum.
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**Format:**
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```csv
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Name_Kind(er),Zeitraum_Beginn,Zeitraum_Ende,Dienstfaktor,...
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Sarah & Tim,2024-09-01,2025-07-31,2
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Leon,2024-09-01,2024-12-31,1,2025-01-01,2025-07-31,0
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```
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**Hinweise:**
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- Dienstfaktor = Anzahl Kinder
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- Faktor 0 = keine Dienstpflicht (z.B. Vorstand)
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- Mehrere Zeiträume möglich für Änderungen im Jahr
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### vorherige-ausgaben.csv (optional)
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Historische Dienstzuteilungen für Jahres-Fairness. Format wie `ausgabe.csv` bzw. `ausgabe-gesamt.csv`.
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Hier kann die `ausgabe-gesamt.csv`, die bei der letzten Planung generiert wurde eingespielt werden.
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## Ausgabedatei
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### ausgabe.csv
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Die neu zugeteilten Dienste.
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```csv
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Datum,Wochentag,Frühstücksdienst,Putznotdienst,Essensausgabenotdienst,Kochen,Elternabend
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2026-01-06,Montag,Sarah & Tim,Leon,Erika,,
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```
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### ausgabe-gesamt.csv
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Wie `ausgabe.csv`, enthält aber neben den neu geplanten Diensten auch die historischen Dienste, die über `vorherige-ausgaben.csv` übergeben wurden. Die Datei `ausgabe-gesamt.csv` kann bei der nächsten Planung wieder als Eingabe `vorherige-ausgaben.csv` verwendet werden.
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## Verwendung
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```bash
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./elterndienstplaner.py <eingabe.csv> <eltern.csv> <ausgabe.csv> [<vorherige-ausgaben.csv>]
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```
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## Constraints
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### Harte Constraints (müssen erfüllt sein)
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- **C1:** Maximal 1× pro Woche pro Diensttyp
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- **C2:** Maximal 1 Dienst pro Tag
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- **C3:** Nur bei Verfügbarkeit (keine `x` in eingabe.csv)
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- **C4:** Alle benötigten Dienste werden besetzt
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### Fairness (werden optimiert)
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- **F1 (Global):** Faire Jahresverteilung pro Diensttyp
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- **F2 (Lokal):** Faire Monatsverteilung pro Diensttyp
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- **Besonderheit:** Abwesenheitstage = Dienstfaktor 0, werden nicht nachgeholt im selben Monat
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- **F3 (Global):** Ausgewogene Gesamtdienste über Jahr
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- **F4 (Lokal):** Ausgewogene Gesamtdienste im Monat
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### Präferenzen (niedrige Gewichtung)
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- **P1:** Bevorzugte Dienste (`+`) werden bevorzugt zugeteilt
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- **P2:** Abgelehnte Dienste (`-`) werden vermieden
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## Technische Details
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### Optimierungsproblem
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**Entscheidungsvariablen:**
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- Binär: `x[eltern, tag, dienst]` = 1 wenn zugeteilt, 0 sonst
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**Zielfunktion:**
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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).
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### Lokale vs. Globale Fairness
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**Lokal (F2/F4):**
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- Nur aktueller Planungsmonat
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- Abwesenheitstage: Dienstfaktor = 0
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- Ziel: Gleichmäßige Verteilung im Monat
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**Global (F1/F3):**
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- Historische Daten + aktueller Monat
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- Abwesenheitstage: Dienstfaktor wie in eltern.csv
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- Ziel: Ausgleich über das Kitajahr
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- Bereits geleistete Dienste werden abgezogen
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## Programmausgabe
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1. **Zuteilungen pro Familie:** Anzahl je Diensttyp
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2. **Dienstfaktoren-Summe:** Im Planungszeitraum
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3. **Verteilungsvergleich:** Soll (lokal/global) vs. Ist
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4. **Präferenz-Verletzungen:** Anzahl abgelehnte/nicht-erfüllte Präferenzen
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## Troubleshooting
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**"Keine optimale Lösung gefunden":**
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- Zu viele Abwesenheiten
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- Nicht genug verfügbare Eltern für benötigte Dienste
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**"Unfaire Verteilung":**
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- Dienstfaktoren in `eltern.csv` prüfen
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- `vorherige-ausgaben.csv` auf Korrektheit prüfen
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