Pathfinder – Een enorme sprong voorwaarts in roosteroptimalisatie

Wat is Pathfinder?

In de kern is Pathfinder een optimalisatietool voor vluchtroosters. Het is een decision support tool die het Operations Control Center helpt om de beste combinatie van vliegtuigen en vluchten te bepalen, enkele dagen vóór vertrek. Pathfinder gebruikt grote hoeveelheden databronnen om een robuust, kostenefficiënt en zo duurzaam mogelijk vluchtschema voor KLM te bouwen met als doel om vertrgingen te minimaliseren.

We begonnen met Pathfinder in samenwerking met Boston Consulting Group, maar sinds 2019 ontwikkelen we de tool volledig in-house door. De tool genereert zogenaamde fleetlines en optimaliseert vluchtschema’s op basis van talloze data-inzichten.

Waarom is Pathfinder een sprong voorwaarts in planning?

Sinds de jaren ’80 maakten we gebruik van verouderde tools die slechts een klein deel van de huidige problemen aankonden. We waren altijd prima in staat om een schema op te bouwen vanuit een operationeel perspectief gebaseerd op onderhoudsritmes en veiligheidseisen. Maar met Pathfinder gaan we een stap verder. We werken nu met een veelvoud aan databronnen en zijn niet langer beperkt tot de kaders van onderhoud.

We houden nu rekening met kostencomponenten zoals brandstofverbruik per route en toestel, maar ook met passagiers- en vrachtkosten. We berekenen de kans én de impact van vertragingen per vlucht: hoeveel passagiers moeten worden omgeboekt, wat betekent dat voor de gateplanning, de crew en de operatie op de grond?

De Pathfinder-engine combineert operations research met AI-voorspellingsmodellen. Hiermee kunnen we verbanden leggen tussen enorm veel data te veel voor een mens om handmatig te verwerken. Het model houdt onder andere rekening met operationele regels, onderhoudsplanning, crewroosters, passagiersgedrag, vertragingen en financiële parameters. Zo ontstaat een robuust en voorspelbaar rooster. Veel van deze informatie ontbrak in de tools van vroeger.

Pathfinder brengt voorspelbaarheid in een hectische omgeving. Wat hebben we nodig in de komende dagen? Hoeveel passagiers verwachten we? Wat betekent dat voor onze vloot? Wat kost het als we niet leveren wat we beloven? We optimaliseren voor het beste schema voor onze klanten, onze medewerkers en onze vloot én houden rekening met de impact op het milieu. Minder kosten betekent vaak ook minder uitstoot van CO₂.

Wat betekent dit voor de organisatie?

We konden prima onze vloot plannen vóór Pathfinder, maar we namen simpelweg te weinig factoren mee. Daardoor gingen er kansen verloren. Dankzij Pathfinder kunnen we nu de schema’s van onze Embraer en Boeing 737-vloot in Europa combineren, wat zorgt voor meer flexibiliteit. Door efficiëntere inzet van vliegtuigen besparen we nu elke maand zo’n 40.000 kilo CO₂.

We konden vroeger wel plannen, maar met Pathfinder hebben we nu ook het financiële bewijs richting Finance: de optimalisatie levert aantoonbaar geld op.

Hoe reageren gebruikers op Pathfinder?

Pathfinder is ontwikkeld met de eindgebruiker in gedachten: onze collega’s van het Operations Control Center. De grootste uitdaging? Ze deden hun werk prima zonder Pathfinder, dus we moesten hun nieuwsgierigheid wekken. We vroegen hen om hun mindset te veranderen, na 10 tot 20 jaar op een bepaalde manier gewerkt te hebben.

Gelukkig konden we nauw samenwerken met deze gebruikers en hen regelmatig nieuwe iteraties laten zien. Zo kregen we waardevolle feedback. In die zin was Covid-19 een onverwachte kans: de crisis maakte veel mensen ontvankelijk voor nieuwe manieren van werken, en daarmee ook voor de nieuwe functies van Pathfinder. Het gaf ons ruimte om de tool opnieuw vorm te geven afgestemd op de nieuwe realiteit en te zorgen dat hij dagelijks gebruikt wordt.

We lieten de gebruikers zien dat dingen die eerst onmogelijk leken, nu wél konden. Minder e-mails, geen printjes meer met lijsten, en concrete tijdswinst op de werkvloer. En misschien wel het belangrijkst: miljoenen euro’s aan besparing een gezamenlijke bijdrage van het team én de gebruikers aan het herstel van KLM. Zo voegden we waarde toe aan een van de meest cruciale processen in onze operatie.

Wat zijn de technische uitdagingen?

We werken met zogenaamde NP-Hard problemen bekend uit de complexiteitstheorie. Hoe groter het probleem (lees: de dataset), hoe meer tijd het kost om de optimale oplossing te berekenen. Om dit aan te pakken moesten we het model écht goed begrijpen. We verkleinden het probleem, maakten het model strakker én sneller. Zo brachten we de rekentijd terug van 20 naar 5 minuten.

Maar dit zijn geen simpele optimalisaties. We modelleren niet alleen de vloot, maar ook passagiersstromen én crewbewegingen. Alles tegelijk volgen is een flinke uitdaging. De grootste uitdaging is echter niet technisch maar zit in het dagelijkse gebruik. Een airline aansturen is complex. Je wilt dat passagiers hun overstap halen, vluchten op tijd vertrekken én de kosten onder controle blijven. De technologie gebruiken om hierin te balanceren, dát is de echte uitdaging.

Waarom is dit project zo leuk om aan te werken?

Pathfinder wordt in-house ontwikkeld door een klein productteam dat werkt als een startup binnen de muren van KLM. Iedereen is gemotiveerd om te leveren, om verder te denken dan corporate kaders en te kijken naar wat wél kan. We wachten niet op instructies. We pakken het probleem, verzinnen oplossingen en bouwen prototypes die we vervolgens direct in productie testen.

Pathfinder maakt deel uit van een suite aan tools waarmee we verstoringen kunnen voorspellen en volgen. De realiteit verandert continu. Elke nieuwe verstoring daagt ons model opnieuw uit. Het is aan ons om slimmer te worden, zónder dat de klant daar iets van merkt.