Wir schreiben Programme, die komplexe Probleme in Data Science, Numerik & Physik  lösen.

Komplexe Optimierungsaufgaben: mathemmatische Optimierung in Operations Research

Wir von der Algorithmus-Schmiede sind spezialisiert auf komplexe Optimierungsaufgaben – den klassischen Themen des Operations Research. Unser Ansatz kombiniert präzise Modellierung, effiziente Implementierung und maßgeschneiderte Algorithmen. So transformieren wir langwierige, teure Analysen in schnelle, belastbare Entscheidungen.

Was uns auszeichnet

  • Starke Modellierung: Von einfachen Produktionsmodellen bis zu realistischen Mehrprodukt-, Preis- und Nachfrageverteilungen mit Alternativrouten in Anlagen.
  • Effiziente Implementierung: Saubere, performante Umsetzung reduziert Rechenzeiten um Faktoren bis zu 1000.
  • Visuelle Aufbereitung: Interaktive, anschauliche Darstellungen beschleunigen Entwicklung und Abstimmung.
  • Passende Verfahren: Standardmethoden, wo sie tragen – individuelle Anpassungen, wo es schneller und besser geht.
  • Frühzeitige Benchmarks: Transparente Messgrößen für Qualität, Fortschritt und Zielerreichung.

Zielgruppe

  • Logistik- und Transportunternehmen – Routenplanung, Flottenmanagement, Lieferzeitoptimierung
  • Produktions- und Fertigungsbetriebe – Produktionsplanung, Losgrößenoptimierung, Kapazitätsauslastung
  • Einzelhandelsunternehmen – Bestandsmanagement, Nachfrageprognosen, Standortplanung
  • Fluggesellschaften – Einsatzplanung von Flugzeugen und Crews, Slot- und Netzwerkoptimierung
  • Energieversorger – Netzplanung, Lastverteilung, Kraftwerkseinsatzplanung
  • Gesundheitseinrichtungen (z. B. Krankenhäuser) – OP-Planung, Personalplanung, Bettenbelegung
  • Finanzdienstleister und Banken – Portfoliooptimierung, Risikomanagement, Kreditentscheidungen
  • Telekommunikationsunternehmen – Netzwerkausbau, Kapazitätsplanung, Verkehrssteuerung
  • Öffentlicher Verkehr und Verkehrsverbünde – Fahrplanerstellung, Umlaufplanung, Ressourceneinsatz
  • Online-Plattformen und Marktplätze – Matching von Angebot und Nachfrage, dynamische Preisgestaltung

Projektbeispiel: 15‑Sekunden-Rentabilitätsrechnung für Baugrund

Ausgangslage

Gemeinden brauchen für Ausschreibungen eine schnelle Rentabilitätsrechnung: Wie viele vermarktbare Grundstücke entstehen? Welche Erschließungskosten fallen an? Klassische Gutachten dauern Monate und kosten mehrere Tausend Euro. Unsere Lösung liefert eine fundierte Abschätzung in 15 Sekunden.

Domäne: Grundstücksparzellierung und Bebauungsplanung

  • Ziel: Rechteckige, bebaubare Parzellen mit sinnvollem Seitenverhältnis (z. B. max. 1:3).
  • Zusatzanforderungen: Fluchten (gerade Linien statt Zickzack), Durchfahrbarkeit (logisch befahrbares Straßennetz), kurze Rechenzeit.
  • Implementierung: AWS-Architektur mit API Gateway, AWS Lambda und angebundener Datenbank – stabil unterhalb des 15‑Sekunden‑Timeouts.

So funktioniert die Lösung

1) Graphbasierte Modellierung

  • Statt einzelne Quadratmeter zu verwalten, modellieren wir die Fläche über Eckpunkte (Knoten) und Kanten.
  • Effiziente Zerlegung der Gesamtfläche in Grundstücke mit minimalen Objekten pro Parzelle.

2) Mehrstufiges Optimierungsverfahren

  • Schritt A: Sicherstellung der Durchfahrbarkeit – Verbindung vorhandener Straßenanschlüsse, Vermeidung unpraktischer Spitzwinkel (> 90 Grad).
  • Schritt B: Zerlegung großer Flächen in Rechtecke – systematische Variantenprüfung, saubere Fluchten, sinnvolle Knotenplatzierung und Verbindungsentscheidungen.
  • Schritt C: Anbindung aller Flächen – modifizierter Dijkstra-Algorithmus für viele potenzielle Startpunkte (Straßennetz) und flexible Zielkanten (Beliebigkeit der Anbindung pro Parzelle).
  • Schritt D: Exakte Unterteilung – große Rechtecke werden mathematisch exakt in kleinere Parzellen (z. B. 500 m²) geschnitten, bei konstanten Flächen und variabler Länge/Breite.

Warum Rechtecke?

  • Mathematische Exaktheit: Flächen lassen sich sauber und sicher in konstante Teilflächen zerlegen.
  • Bauliche Praxis: Rechteckige Grundstücke mit kontrolliertem Seitenverhältnis sind direkt bebaubar und marktgängig.
  • Effizienz: Deutlich weniger Rechenobjekte als bei Rastermodellen.

Konkrete Ergebnisse

  • Beispielgröße: ca. 65.000 m² Gesamtfläche.
  • Parzellierung mit konsistenten Flächen (z. B. 487–488 m²) bei variierender Geometrie.
  • Wahrung von Fluchten, Durchfahrbarkeit und Seitenverhältnissen.
  • Vollständige Berechnung innerhalb von 15 Sekunden.

Mehrwert für Kommunen und Planer

  • Sofortige Entscheidungsgrundlage: Ad-hoc-Rentabilitätsrechnung statt Monate warten.
  • Kosten- und Zeiteinsparung: Automatisierte, reproduzierbare Ergebnisse.
  • Hohe Qualität: Durch Benchmarks, visuelle Validierung und bewährte Operations Research Methodik.
  • Technische Skalierbarkeit: Cloud-basiert mit stabilen Antwortzeiten.

Technologie-Stack

  • AWS API Gateway, AWS Lambda, RDS Datenbankservice
  • Algorithmische Bausteine: Graphmodellierung, heuristische und exakte Optimierungsverfahren, modifizierter Dijkstra

Kontakt

Sie möchten ein komplexes Optimierungsproblem lösen? Sprechen Sie uns an. Wir zeigen Ihnen, wie viel Geld eine optimierte Lösung spart.

Kurzvideo

Präsentation

FAQ

  • Was meinen wir mit „komplexe Optimierungsaufgaben“?
    Realistische, vielschichtige Entscheidungen mit Unsicherheiten (Nachfrage, Preise), mehreren Produkten, alternativen Produktionswegen, Nebenbedingungen und großen Datenmengen – gelöst mit Operations Research und effizienter Implementierung.
  • Was bedeutet „Rentabilitätsrechnung Baugrund Abschätzung“ konkret?
    Schnelle, valide Prognose von Erlösen (Grundstücksverkauf) und Erschließungskosten anhand einer automatisierten Parzellierung und Netzplanung – die Basis für belastbare Investitionsentscheidungen.
  • Wie integrieren wir die Lösung?
    z.B. über eine klare API auf AWS. Die Services lassen sich in bestehende Fachverfahren, GIS-Workflows oder Vergabeprozesse einbinden. Auch lokale Implementierungen auf Workstations sind möglich.

Hinweis zu Suchintention und Keywords

Für Suchanfragen wie „grundstücksparzellierung bebauungsplanung“ und „rentabilitätsrechnung baugrund abschätzung“ bieten wir eine sofort nutzbare, praxiserprobte Lösung. Unsere Kernexpertise liegt in „komplexe optimierungsaufgaben“ mit „operations research“.