系统建模与仿真期末大作业.docx
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系统建模与仿真期末大作业
基于关键链的病人排队
信息系统开发
专业工业工程
姓名
学校
起止日期2012.4.6-2012.6.6
报告提交日期2012年6月6日
基于关键链的病人排队信息系统开发
摘要
当今社会医疗服务中的排队等待问题是不可避免的,也已经成为影响医院服务水平和服务质量的一大问题，如何采用新的思路和方法来缩短排队时间，提高医院服务效率，是大家关注的一个普遍问题。
本课题针对病人在医院就诊过程中，在挂号、检测、检验、诊断过程中的多次排队等待的问题，将基于FlexsimHealthcare医疗专用仿真软件，把病人在医院中的就诊流程模型还原，进而建立病人排队优化调度模型，以此开发医院病人排队调度管理信息系统，从而优化病人排队结构，节省病人排队等待时间，显著改善医院的服务效率和服务质量。
关键词：
医院；病人排队；FlexsimHealthcare；仿真模型；优化
PatientQueuingInformationSystemDevelopmentBasedonCriticalChain
Abstract
Intoday'ssociety,waitingduringthemedicalserviceprocessingisinevitable,andhasalsobecomeabigproblemwhichaffectsservicelevelandtheservicequalityinhospital.Howtoadoptnewideasandwaystoshortenqueuingtime,andhowtoimprovetheefficiencyofhospitalservices,hascausedacommonattention.Thistopicaimedatpatientswaitingformanytimesintheprocessofregistered,detection,inspection,andthediagnosisinhospital,willbebasedontheFlexsimHealthcarewhichisspecialsimulationsoftwareformedicaltreatment,torestorethemodeloftheprocessofpatientdoctoringinthehospital,andtosetupthepatientqueuingoptimizationschedulingmodel,thentodeveloppatientqueuingmanagementinformationsystemforhospital,soastooptimizethepatientliningupstructure,savepatientswaitingfortime,andimprovetheserviceefficiencyandhospitalservicequality.
KeyWords：
hospital;patientqueuing;FlexsimHealthcare;optimization
1.绪言
医院病人多次排队是一个普遍性问题，目前中国医院的病人排队采用的是单级排队方法，不能处理多级排队。
本课题选题结合医院实际需求，利用当今前沿的信息技术，提出了一种解决医院多级排队问题的方法和手段，并使用FlexsimHealthcare对医院病人的就诊流程做了模型仿真分析。
选题既符合工业工程学生的专业方向，又结合社会实际，具有一定的理论意义和现实价值。
仿真是一种基于模型的活动，他通过对系统模型的实验已达到研究系统的目的。
仿真技术在航空领域、工厂布局、十字路口交通状况等方面有了成功的应用并取得了良好效果。
目前从国内外,引入了虚拟现实技术和仿真技术,本课题正是基于先进的仿真技术对医院中病人多次排队的问题进行分析和研究，并提出较合理的改进方案。
2.课题研究
2.1研究地点：
昆华医院（云南省第一人民医院）
2.2研究时间：
2012年4月6日～6月6日
2.3研究背景：
因我国国情及人口因素，导致我国医院排队现象较之海外异常复杂。
医院就诊“常排队，排队长”是导致形成医患“双亏局面”的重要因素．由于医疗服务能力与病人需求不可能完全匹配．比如多数医院受成本、设施、人员等客观条件的限制，不能轻易增加设备和人员，以适应和配合病人需求的变化；或者医疗需求较难预测，而医疗服务能力缺乏相应的弹性．因此病人在医疗服务中排队等待是客观存在，不可避免．我们只能通过各种手段缩短病人的等待时间，最大限度的满足病人的需求，以提高病人的满意度。
国内对排队系统的研究概述如下：
在就医模式上，国外的病人都是首先到所在的社区医院预约，大医院没有那么集中的就诊量。
而我国受“大医院”情结影响，很多人即使患感冒也要到三甲医院就诊，这就造成了门诊量一直居高不下．另外我国各种保险，大病统筹，公费医疗名目繁多，手续复杂，即使开辟多个窗12划价收费，也不能完全改变窗口前的“常排队，排长队”现象．为了解决这一现象，一些研究者致力于研究医疗体制的改革，通过就医模式的转变来缓解大医院的就诊压力，以图分散病人将他们分流到各中小医院。
运用医院排队系统优化是集挂号、检测、检验、诊断及取药为一体，在高效完成病人服务的同时，减少病人排队等待时间，显著改善医院的服务效率和服务质量。
2.4研究目的:
希望通过本课题的研究，利用实地调查的方式采集相关数据，并对这些数据进行一系列的分析，应用虚拟仿真软件FlexsimHealthcare进行仿真，利用互联网分布调度信息，发现在医院就诊过程中的导致病人多次排队的原因和瓶颈，提出一定的改进方案，从而减少病人排队等待的时间,显著改善医院的服务效率和服务质量。
2.5研究方法:
分别选取儿科诊室、药房，通过实地观察，采集到病人在等待和接受服务过层中所耗用的时间，应用EXCEL、Minitab等软件进行数据分析，AutoCAD进行画图，最后应用虚拟仿真软件FlexsimHeathcare3进行仿真。
此外，还通过询问病人的具体情况，获得其真实的就诊流程，我们再根据经验归纳出了一条最复杂的病人就诊流程，通过仿真模拟，给出了形象的模型分析。
3.理论分析
3.1数据采集方法：
（1）现场调查、定点观察
（2）主要针对较拥挤的科室
3.2数据样本分析：
经逐步确定，我们拟定研究8个科室和三条病人就诊流程（简单、稍复杂、最复杂的流程）的情况，其中我将在本报告中介绍两个科室（儿科诊室和取药）及一条最复杂的就诊流程情况。
3.3数据分析方法：
（1）调查收集原始数据
（2）Excel统计并初步处理数据
（3）Minitab做出统计图
（4）应用《概率论与数理统计》中的相关知识进行数据分布分析
3.4建模方法
（1）实地考察真实科室情况，了解就诊流程
（2）选定仿真建模的软件工具（FlexsimHealthcare），根据实际情况确定模型实体，建模仿真
4.昆华医院平面布局图
昆华医院就诊部共五个楼层，每层分设不同的诊区和诊室，以下便是每个楼层的平面布局图。
一楼：
二楼：
三楼：
四楼：
五楼：
5.昆华医院就诊流程汇总
合理分析和优化就诊流程是解决医院“排队长”缓解拥挤的重要方面。
医院是对公众或特定的人群实施诊断治疗的场所，拥有一定的基础设施和一定数量的病床、相应的医务人员和必要的诊疗设备；通过医务人员的集体协作，对住院或门诊病人实施科学的和正确的诊疗的机构。
同时，医院又属于服务行业，它以满足病人和一定社会人群的医疗保健需求为服务宗旨．因此，“以病人为中心，面向服务”逐渐成为各大医院服务的主导思想。
下图对昆华医院分散的的就诊流程进行了汇总整合：
6.科室数据分析及仿真模型
6.1取药分析及模型
6.1.1取药数据分析
（1）收费的大致流程：
（2）我们采用定点观察法，对昆华医院的药房进行数据采集。
得到数据，然后通过minitab对数据进行图形分析，如下：
取药服务时间拟合直方图：
由图可知，取药的服务时间基本符合正太分布；
有图可知，病人在整个取药过程中，排队等待的时间占总服务时间中相当大的比重，可见，取药过程中存在不合理的流程安排，需要进一步的优化。
6.1.2取药仿真模型
通过实地观察昆华医院大药房的人流过程，我们通过定点观察对其进行了数据采集，并建立了其仿真模型，展示如下：
表1药房设施与模型实体对照表
仿真实体
绿门
箭头
大厅
桌子
女工
红门
药房设施
病人到达
排队等待
缴费
取药
护士
离开
参数设置
erlang（0,5,2）
可容纳6人
可容纳1人，用时10S
可容纳2人，用时20S
引导缴费和取药
自行离开
由于取药数据采集不是很合理，没能够准确拟合出合适的到达分布，故在此使用爱尔朗分布来设置模拟参数。
静态模型：
动态模型：
6.2儿科科室分析及模型
6.2.1儿科科室数据分析
我们通过对儿科中比较拥挤、排队人数较多的科室进行针对性的观察，获得了以下数据，并通过minitab对数据进行了图形分析，如下：
（1）描述性统计:
儿科服务时间
平均值下四分
变量NN*平均值标准误标准差方差最小值位数中位数
儿科服务时间300501.146.1252.563768.5132.0292.5454.5
上四分众数
变量位数最大值模式的N
儿科服务时间714.8990.0*0
儿科服务时间拟合线图：
有图可知，儿科科室的服务时间，基本服从正太分布。
（2）多项式回归分析:
儿科服务时间与儿科序列
回归方程为
儿科服务时间=606.6+17.91儿科序列-3.716儿科序列**2+0.1093儿科序列**3
S=238.131R-Sq=20.3%R-Sq（调整）=11.1%
方差分析
来源自由度SSMSFP
回归33749221249742.200.112
误差26147436556706
合计291849287
方差的序贯分析
来源自由度SSFP
线性1317510.490.490
二次12512484.330.047
立方1919231.620.214
6.2.2儿科科室仿真模型
通过实地观察昆华医院儿科科室的人流过程，我们通过定点观察对其进行了数据采集，并建立了其仿真模型，展示如下：
表2儿科科室与模型实体对照表
模型实体
绿门
箭头
桌子
检测室
粉衣女工
白衣女工
红门
儿科科室
顾客到达
排队等待
挂号
就诊
挂号处护士
诊室医生
离开
参数设置
Express-ionorvalue4.5
可容纳6人
可容1人，用时5S
可容1人，用时10S
引导去诊室
诊断
自行离开
由于调查实际情况的限制，我们只能采集到儿科服务时间的数据，而无法获得病人的达到情况数据，而诊室里是每出来一位病人则有另外一位进去，故在此常数设置到达的参数。
静态模型：
动态模型：
7.典型复杂就诊流程及仿真模型
根据实地考察或通过询问病人，我们总结出了几条比较有代表性的病人就诊流程，现将其完整的流程图及仿真模型图展示如下。
（1）本流程我分别使用了流程图和干特图进行了绘制，如下：
流程图：
复杂就诊过程流程图
流程甘特图：
到达
挂号
就诊
缴费
检查1
检查2
检查3
复诊
缴费
住院
离开
病人就诊复杂过程流程图
（2）仿真模型图：
由于所使用的软件FlexsimHealthcare对模型中实体数量和活动数量都有限制，故仿真模型没能把完整的流程展现出来，已经被省略了一些地方，但还可以表现出基本的情况。
仿真模型图如下：
由于我们是根据访问虚设的这样一个复杂就诊流程，并不是某个具体的常用的流程，故病人到达的分布并未能获得，我们根据经验虚设其服从指数分布，具体设置先下表。
表3病人就诊最复杂流程设施与模型实体对照表
流程设施
模型实体
参数设置
病人到达
绿门
exponential（0,10,1）
排队挂号区
箭头区域
可容纳10人
挂号台
挂号室
可容纳1人，用时3S
候诊区
等待室
可容纳10人
诊室
检测室
可容纳1人，用时6S
缴费
大厅
可容纳2人，用时4S
检测1
设备1
可容纳1人，用时5S
检测2
设备2
可容纳1人，用时4S
检测3
设备3
可容纳1人，用时5S
住院部
床
1人/床，治疗5S，康复1S
医生
白衣男工
负责看病，复诊，治疗
护士
粉衣女工
陪同病人缴费、检查、恢复
离开
红门
自行离开
静态模型：
动态模型：
8.结果分析与结论
8.1分析与结论
通过多次实地考察、数据分析和模型仿真，我们了解到昆华医院的看病环境并不乐观。
空间狭窄，可供使用的资源受限，等待看病的病人又非常多。
医护人员上班时间每天都处于“忙”的状态，尤其是病人特别多的上午。
时刻都处于工作紧张状态，工作的热情自然就被消磨殆尽，经常还会因心情烦躁而与病人吵起来，十分影响工作质量和医院的形象。
而病人更是不停排队的受害者，有些病人可能要连续几天去医院，要么是为了等待复诊的医生，要么是为了某项检验。
因为有些检验要排队很长时间，一两个小时已不新鲜，检验完后可能还要等待检验结果。
这些都给病人造成了极大地不便。
8.2改进建议
经我们研究，造成昆华医院病人拥挤现象的原因可能是，医院的工作结构方式存在不合理或病人对就诊时间段（几乎都是早上去医院看病）选择的不合理。
因此，我们建议可以考虑，让医院中比较拥挤的几类病种科室错开工作时间，这样既可以缓解医院里上午人流量的现象，也可以间接地为病人选择了就诊时间。
还有，可以根据具体情况适当的增设一些诊室，缓解排队长的现象。
此外，还可以向广大病人宣传合理选择就诊时间。
9.个人总结
通过本次的课程研究，我收获最大的是学会了社会调研的方法，并意识到调研应该选择合理的时间和地点，比如调查时间应选择正常工作时间，而不是周末，这样的数据才有代表性和研究意义；而地点则是要选择存在问题比较严重的地方，比如选择昆华医院而不是延安医院，这样的研究才有意义。
另外，我还自学了FlexsimHealthcare，从完全不知如何下手到懵懵懂懂，再到轻车熟路。
整个自学过程中我意识到探索新的知识领域不是一件容易的事，但只要耐心的钻研，还是会有很大收获的。
课程研究是一种比较好的教学方式，因为可以带领我们把书面知识运用到实际中来，而不再是纸上谈兵。
这样我们对知识的理解和掌握更牢靠，此外还锻炼了我们的实践动手能力，对于以后走上工作岗位也还是有很大好处的。
10.参考文献
【1】苏春.制造系统建模与仿真.北京：
清华大学出版社.2008.8
【2】易树平，郭伏主编.基础工业工程,北京：
机械工业出版社.2007.3
【3】孙洪华，曾超.基于排队论医院仿真优化研究.
【4】候晓军.排队论模型在医院管理中的应用.2010
【5】杨凤，刘迪.排队论在改进门诊排队管理中的应用
【6】运筹学.清华大学出版社.2010.9
11.附件
附件一：
取药数据
到达时间
开始服务时间
排队等待时间
离去时间
服务时间
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