Portraits

Von Autos und Sahne

Nach dem Studium: „Und? Was machst du jetzt bei OptWare?“

Als ich nach meinem Mathematikstudium bei OptWare zu arbeiten begann, wurde ich oft von Freunden und Familie gefragt, was ich jetzt nach dem Studium arbeite  und was dabei meine Aufgaben sind. Die Schlagworte "Mathematische Optimierung nutzen, um Probleme zu lösen und die Lösung in Software verpacken" war wohl zu abstrakt. Bei Rückfragen habe ich erklärt, dass ich in verschiedenen Projekten tätig bin und dass die Anforderungen sowie Fragestellungen dabei ganz unterschiedlich sind. Im Grunde lautete meine Antwort meistens: „Kommt ganz auf das Projekt an.“ oder „Das ist unterschiedlich, je nachdem wie der Kunde sich das wünscht.“

 

Sahnebevorratung im Kühlschrank

Für meine Oma habe ich mir dann ein Beispiel einfallen lassen, fernab von Produktionsprozessen oder IT-Sprache: Sahnebevorratung im Kühlschrank.

"Stell dir vor, du kaufst gelegentlich Sahne ein und stellst auf der einen Seite fest, dass du immer mal wieder keine da hast, wenn du kurzfristig welche bräuchtest und auf der anderen Seite deshalb manchmal welche wegen Verderblichkeit wegschmeißt. Du würdest vermutlich ausprobieren, jede Woche eine Sahne zu kaufen und dann feststellen, dass es zu wenig ist um eine Torte zu backen.

Mit so einem Problem würdest du dann zu uns kommen! - Wir würden daraufhin viele Fragen stellen, um möglichst genau herauszufinden, wovon abhängig ist wie viel Sahne du brauchst, was genau deine Fragestellung und dein Ziel ist und wann und wie oft du in der Regel backst und zum Einkaufen gehst. Wir würden vermutlich Recherchen über die Verderblichkeit von Sahne anstellen und vielleicht die zur Auswahl stehenden Tortenrezepte auf den Sahnebedarf hin ansehen. Wir würden versuchen Muster in deinem Verbrauchs-Verhalten zu erkennen. Letztendlich würden wir das ganze modellieren, also „nachbauen“. Am Ende der Optimierung könnte dann die Empfehlung stehen, wann du welche Menge an Sahnebechern kaufen solltest. Im Idealfall stellst du nach unserer Empfehlung fest, dass du immer genug Sahne da hast wenn du welche brauchst und keine mehr wegschmeißt.“

 

Auch Sahnebecher können sehr komplex sein…

Als ich im Nachgang das Thema immer wieder mal verwendet habe um Freunden, die mit IT und Mathematik nichts am Hut haben zu erklären, wie man sich meine Arbeit so vorstellen kann, ist mir aufgefallen wie viele Parallelen man bei dem Beispiel ziehen kann. Die Empfehlung könnte am Ende lauten „Kaufe jede Woche 1 Becher Sahne und alle zwei Wochen noch 1 dazu.“ - also im wöchentlichen Wechsel mal 1 Becher und mal 2 Becher. Ebenso könnte das Ergebnis heißen „Fülle immer auf  2 Sahnebecher auf, also WENN du keine Sahne da hast, kauf 2 Becher, WENN du 1 Becher da hast, kauf 1 und WENN du 2 da hast, kauf keine Sahne“. Ebenso denkbar ist, dass die Lösung abhängig von Parametern und einer besseren Planung ist. Zum Beispiel kann es sinnvoll sein alle Geburtstage der Familie sowie sonstige Feier- und Festtage gesondert zu betrachten.

 

Was heißt das für die Software?

Wenn ich in einer Software denke, bedeutet das, dass ich das Programm mit Daten, z.B.: Kalenderdaten füttere. Einige Termine werden sich Jahr für Jahr ändern, vielleicht kommen neue Geburtstage von Enkeln dazu oder einmalige Ereignisse wie eine bestandene Führerscheinprüfung. Da würde es doch Sinn machen, in der Software eine Möglichkeit zur Verfügung zu stellen, dass der User die Daten selbst anpassen kann. Dafür macht es Sinn eine ergonomische Benutzeroberfläche zu gestalten, so braucht die Oma keine umständlichen Import-Files zu erstellen. Ebenso könnten auch andere Leute das System bedienen ohne Experten zu sein und die genaue Fragestellung zu kennen. Eine weitere Denkrichtung ist die Prognose. Selbst wenn ich alle bekannten Termine (auch Sonn- und Feiertage, an denen der Supermarkt geschlossen hat, haben Auswirkungen auf die Bevorratung) in die Optimierung mit einfließen lasse, wird ein Teil des Sahneverbrauchs spontan sein und dafür macht es vielleicht Sinn, den Verbrauch zu prognostizieren. Vielleicht würde ich auf die Idee kommen, die Kopplung vom spontanen Kuchenkonsum mit Wetterdaten zu untersuchen und feststellen, dass ein starker Zusammenhang besteht. Macht es da nicht Sinn, dass sich das Programm der aktuellen Wetterdaten bedient? Ganz automatisch? Was wäre, wenn sich das Verhalten im Laufe der Zeit ändert. Welche Möglichkeiten gibt es das festzustellen und mitzubekommen? Nehmen wir an, die Oma muss kurzfristig ins Krankenhaus und ein Einkaufsservice würde vielleicht weiterhin immer Sahne bringen…

 

Unterschiedliche Ziele - verschiedene Kaufempfehlungen

Es gibt viele Möglichkeiten auf die Fragestellung zu reagieren. Wesentlich ist dabei immer das Ziel im Auge zu haben (Sahnekaufverhalten zu bestimmen, um immer genug Sahne vorrätig zu haben und möglichst wenig wegzuschmeißen) und sich anzusehen welche Aufwände Sinn machen. Vielleicht ist es ganz nett, die Wetterdaten zu verwenden, um noch genauer zu prognostizieren wie viel ich brauche, aber auch ohne die Kopplung ist das Ziel erreicht, ohne dass ich Sahne wegschmeiße oder anders gesagt: Der erhoffte Mehrwert der Kopplung an die Wetterdaten ist so gering, dass ich das komplexe Thema gänzlich außen vor lassen kann. Vielleicht lautet das Ziel auch: „Sahnekaufverhalten zu bestimmen um keine Sahne wegzuschmeißen und möglichst immer genug da zu haben“. Hier wäre oberstes Ziel keine Lebensmittel wegzuschmeißen und deshalb wäre es der Oma wert, lieber spontan nochmal extra für 1 Sahne zum Einkaufen zu gehen. Weitere Komplexität könnte das Thema gewinnen, wenn ich mehrere Einkaufsmöglichkeiten von Sahne zu unterschiedlichen Preisen und Entfernungen habe oder nur begrenzte Lagerkapazität im Kühlschrank. Vielleicht ergibt sich zusätzlich die Möglichkeit, dass die Nachbarin eine Sahne leiht (gegen erhöhten Preis)…

 

Und was hat das mit Autos zu tun?

Wo beim Thema Sahnebevorratung der Oma meist etwas Erfahrung und Improvisationstalent genügen, da müssen Manager in der Wirtschaft oft andere Geschütze auffahren.

Schlagworte wie Lagerkapazität, Beschaffungszeiten, Absatzprognosen und Preise bestimmen Logistiksystem bei Sahne wie beim Produktionsprozess von Automobilherstellern. Allerdings sind die Fragestellungen hier um Einiges vielfältiger und weitreichender:

Produziere ich eine große Anzahl schwarzer Motorhauben und lagere diese teuer, bis sie gebraucht werden, oder stelle ich für jedes Fahrzeug die Farbe meiner Besprühungsanlage um und produziere einzelne Teile genau nach Bedarf? Soll in jedem Werk nur eine bestimmte Anzahl Modelle gefertigt und dann möglicherweise über große Entfernungen ausgeliefert werden, oder leiste ich mir Produktionsanlagen und spezialisierte Mitarbeiter für jedes meiner Modelle an jedem meiner Standorte?

Fertige ich Fahrzeuge „auf Halde“ und kann damit den Kunden kurze Lieferzeiten bieten, oder fertige ich nach Bedarf und erstelle individuelle Fahrzeuge nach Kundenwunsch und spare mir gleichzeitig die hohen Lagerkosten?

Je mehr Einflussgrößen zu betrachten sind, desto komplexer wird das Problem und desto deutlicher wird, dass der Einsatz von Softwareunterstützung Sinn macht um das optimale Ergebnis zu erhalten.

 

Herausforderung: Softwareentwicklung

Die Entwicklung von Optimierungs-Software beginnt mit der Konzepterstellung: Verschiedene Anforderungen von Kunden, zukünftigen Anwendern und IT-Abteilung müssen gesammelt und abgestimmt werden. Von der Konzeptphase bis zum ersten Login gibt es eine Reihe von Herausforderungen, denen man am besten mit Kreativität, Gespür für das Wesentliche, Ausdauer und Begeisterung für mathematische Sachverhalte begegnet.

 

Und genau das mache ich jetzt bei OptWare :-)