中北大學校醫(yī)院急診看病排隊系統(tǒng)建模與仿真課程設(shè)計說明書

1、各專業(yè)全套優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計圖紙目錄1、系統(tǒng)描述22、系統(tǒng)分析2 2.1系統(tǒng)實體分析2 2.2實體狀態(tài)及活動分析2 2.3實體狀態(tài)變化分析2 2.4對引起各實體變化的分析3 2.5系統(tǒng)流程圖3 2.6排隊規(guī)則43、系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集與分析4 3.1數(shù)據(jù)收集與分布表4 3.2分布直方圖7 3.3分布假設(shè)7 3.4參數(shù)估計7 3.5擬合度檢驗8 3.6相關(guān)性分析94、wintess建模與仿真10 4.1系統(tǒng)的wintess模型界面10 4.2建模元素定義10 4.3對各個元素進行可視化設(shè)計10 4.4建模元素細節(jié)設(shè)置155、系統(tǒng)仿真的輸出分析186、結(jié)果分析207、設(shè)計心得208參考文獻2022 中北大學校醫(yī)

2、院急診看病排隊系統(tǒng)建模與仿真課程設(shè)計說明書1、 系統(tǒng)描述 中北大學校醫(yī)院是服務中北大學廣大師生的醫(yī)院，是在校師生看病常去的地方，為我們提供日常衛(wèi)生服務。在日常生活中，我們生病都會去校醫(yī)院買藥或看病，醫(yī)院每天的人流量也很大，當患者過多時，就會面臨排隊等待看病的情況，這給我們及時就診帶來很大的不便。建模的目的是假設(shè)患者到達的時間間隔和醫(yī)生服務時間服從一定的概率分布，考察醫(yī)務人員的忙閑狀態(tài)和服務質(zhì)量，并提出一些改進建議。2、 系統(tǒng)分析 2.1系統(tǒng)實體分析 校醫(yī)院急診服務屬于一種單隊單服務臺型服務系統(tǒng)，假設(shè)為mm1型。由3種實體組成：醫(yī)務人員、患者、排隊隊列。其中醫(yī)務人員為永久實體，患者為流動實體，排

3、隊隊列為特殊實體。 2.2實體狀態(tài)及活動分析 醫(yī)務人員有“給患者看病”和“休息”兩種活動，分別處于“忙”和“閑”兩種狀態(tài)，患者有“接收治療，配合醫(yī)生完成看病活動”和“排隊等待”兩種活動，分別處于“接收服務”和“等待服務”兩種狀態(tài)，排隊隊列用隊長來描述。三者的活動及狀態(tài)有一定的邏輯聯(lián)系。 2.3實體狀態(tài)變化分析 當某一患者到達醫(yī)院時，如果醫(yī)生處于“閑”的狀態(tài)則患者進入“接收服務”狀態(tài)，如果醫(yī)生處于“忙”的狀態(tài)，則患者進入“等待服務”狀態(tài)。處于排隊等待的患者，如果醫(yī)生對前一患者完成服務，則進入“接收服務”狀態(tài)，如果沒有完成，則繼續(xù)“等待服務”狀態(tài)。醫(yī)務人員完成對某一患者的看病服務后，如果隊列處于“

4、非零”狀態(tài)則立即開始下一服務，進入“忙”狀態(tài)，否則，進入“閑”狀態(tài)。2.4對引起各實體變化的分析“患者到達”或“患者結(jié)束排隊”導致醫(yī)務人員服務開始，患者看病結(jié)束導致醫(yī)務人員服務結(jié)束，但是患者結(jié)束排隊是以醫(yī)生結(jié)束服務為條件，是條件事件?；颊叩竭_醫(yī)院，使醫(yī)務人員由“閑”變“忙”，或者隊列長度加1?；颊呓Y(jié)束服務離開醫(yī)院，使醫(yī)務人員有“忙”變“閑”,或者隊列長度減1。 2.5系統(tǒng)流程圖開始患者到達醫(yī)生閑進入排隊noyes排隊等待患者接受服務yesno排在隊首醫(yī)生忙患者離開醫(yī)生閑結(jié)束 系統(tǒng)流程圖2.6排隊規(guī)則 由于校醫(yī)院急診屬于單隊單服務臺服務系統(tǒng)，所以采取先到先服務排隊規(guī)則，即每名患者到達時排在隊尾，

5、醫(yī)務人員從隊首開始一次服務。3、 系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集與分析 由于此排隊系統(tǒng)會受季節(jié)，天氣等原因的影響，建模收集數(shù)據(jù)時有時間的限制，我選擇在6月3日上午8點到下午3點的時間來收集數(shù)據(jù)，由于近期天氣炎熱，又有流行性感冒或中暑，此時間段醫(yī)院流動人員較多，可能收集數(shù)據(jù)并不能完全代表真實狀況。 3.1數(shù)據(jù)收集與分布表中北大學校醫(yī)院急診排隊系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集與分析表顧客到達到達時刻 到達間隔 （min）開始時間 結(jié)束時間 服務時間 （min）等待時間 （min）工作人員休息時間18:1308:138:1630028:2078:208:2660438:2228:278:3144048:33118:338:3850358

6、:3968:398:4340168:4788:478:5030479:09229:099:13401989:1019:139:1963099:1339:199:23460109:1859:239:26350119:29119:299:31203129:3129:31 9:37600139:3329:379:41440149:46139:469:51505159:4939:519:54320169:5239:549:58420179:5759:5810:024101810:05810:0510:105031910:171210:1710:203072010:18110:2010:23320211

7、0:27910:2710:314042210:33610:3310:352022310:441110:4410:484092410:561210:5611:004082510:58211:0011:055202611:03511:0511:105202711:05211:1011:166502811:09411:1611:193702911:13411:1911:223603011:22911:2211:264003111:23111:2611:304303211:27411:3011:355303311:32511:3511:416303411:34211:4111:487703511:56

8、2211:5612:004083612:182212:1812:2350183712:20212:2312:285303812:371712:3712:43609391:02251:021:053019401:1081:101:16605411:1221:161:22640421:1531:221:26403431:2491:261:34805441:36121:361:44804451:3821:441:50660461:4021:501:599100471:4111:592:045180481:4872:042:084160492:01132:082:12470502:1092:122:1

9、53203.2分布直方圖3.2.1患者到達時間間隔分布3.2.2服務時間分布直方圖3.3 分布假設(shè)由上面分布直方圖可以假設(shè)患者到達時間間隔是負指數(shù)分布，醫(yī)務人員服務時間服從泊松分布。3.4 參數(shù)估計3.4.1 樣本的平均值和方差患者到達時間間隔平均值：患者到達時間間隔樣本方差：=38.04醫(yī)務人員服務時間樣本平均值：4.58醫(yī)務人員服務時間樣本方差：=2.293.4.2 估計量的選取 患病兒童到達時間服從負指數(shù)分布，其估計量選取為：0.14 對于工作人員服務時間服從泊松分布，所以，起估計量選取為：4.583.5 擬合度檢驗（1） 患者到達時間間隔擬合度檢驗區(qū)間0-52523-24 0.175-

10、10 101000010-15 1011 110.0915-2011 00020-2545 -110.2 計算得： =0.46查表得到：自由度為5-1=4，當p=0.97時，卡方值為0.4840.46，所以服從負指數(shù)分布。（2）工作人員服務時間擬合度檢驗區(qū)間 0-2220002-42625110.044-61820-240.2 6-833000 8-1010110計算得：=0。24查表得到：自由度為5-1=4，當p=0.99時，卡方值為0.2970.24，所以服從泊松分布。3.6 相關(guān)性分析3.6.1 患者到達時間間隔散點圖由散點圖可以看出，患者到達時間間隔與患兒到達人數(shù)沒有明顯的相關(guān)性。3.

11、6.2 服務時間散點圖 由上述散點圖不難看出，工作人員的服務時間與患者的到達人數(shù)沒有明顯相關(guān)性，與患者的到達時間間隔也無明顯相關(guān)性。4、 wintess建模與仿真由前面的數(shù)據(jù)分析，結(jié)合輸入數(shù)據(jù)分析可以認為患者的達到時間間隔服從參數(shù)為7.14的負指數(shù)分布，醫(yī)院工作人員服務時間服從參數(shù)為4.58的泊松分布。4.1 系統(tǒng)的witness 模型界面4.2 建模元素的定義名稱類型數(shù)量說明huanzhepart1患者jifenpart1對患者隊長積分paiduibuffer1患者隊列yishengmachine1醫(yī)生jifen1variable(type:real)1患者積分顯示duichangtimes

12、eries1患者隊長顯示4.3對各個元素進行可視化設(shè)置4.3.1在元素選擇窗口選擇 huanzhe元素，鼠標右鍵點擊display,跳出display對話框，設(shè)置它的text、icon。4.3.2在元素選擇窗口選擇jifen元素，鼠標右鍵點擊display,跳出display對話框，設(shè)置它的text屬性。4.3.3buffer元素可視化設(shè)置在元素選擇窗口選擇paidui元素，鼠標右鍵點擊display,跳出display對話框，設(shè)置它的text、icon、rectangle、part queue。 4.3.4 machine元素可視化設(shè)置在元素選擇窗口選擇yisheng元素，鼠標右鍵點擊dis

13、play,跳出display對話框，設(shè)置它的text、icon、part queue。4.3.5variable元素可視化設(shè)置 在元素選擇窗口選擇jifen1元素，鼠標右鍵點擊display,跳出display對話框，設(shè)置它的text、value。4.3.6timeseries元素可視化設(shè)置在元素選擇窗口選擇duichang元素，鼠標右鍵點擊display,跳出display對話框，設(shè)置它的text、timeseries。4.4 建模元素細節(jié)設(shè)置4.4.1 對part元素huanzhe細節(jié)設(shè)置type:activeinput to model.inter arrival: -7.14*ln(r

14、andom(1)lot size：1input to model.to.:push to paiduiactions on create:icon=73detail part對話框如圖所示：4.4.2 對part元素jifen細節(jié)設(shè)置type：activeinput to model.inter arrival :1.0lot size:1input to model.to.:push to shipactions on create:jifen1=jifen1+nparts(paidui)4.4.3對buffer元素paidui細節(jié)設(shè)置capacity:1004.4.4 對machine元素

15、yisheng細節(jié)設(shè)置type:singleinput.from:pull from paiduiduration.cycle time:poisson(4.58，1)output.to.:push to ship4.4.5對timeseries元素duichang細節(jié)設(shè)置recording:5.0在plot expressions 下第一個plot中將“undefined”改為nparts（paidui）在plot expressions下第一個plot中將“undefined”改為nparts（yisheng）detail timeseries 對話框如圖所示。5 系統(tǒng)仿真的輸出分析模型仿

16、真鐘系統(tǒng)默認的 1 的時間單位為 1min，運行 600 仿真時間單位。將結(jié)果記錄到下表，并修改患者達到的時間分布與醫(yī)務工作人員服務時間分布的參數(shù)，在相同的仿真運行單位下運行，將結(jié)果統(tǒng)計后一并記錄到下表。結(jié)果如下：變量為（7.14,4.58）變量為（7.14,3.58）變量為（6,4.58）當前優(yōu)化1 優(yōu)化2 變 量（7.41，4.58） （7.41，3.58） （6，4.58）平均逗留人數(shù)（avg w.i.p.） 1.15 0.74 2.63平均逗留時間（avg time ）8.30 5.4614.73最大隊長（max） 5 4 8最小隊長（ min ）000平均隊長（ avg size）

17、0.54 0.261.86平均等待時間（avg time） 3.93 1.9410.41空閑率（idle） 39.53% 52.50%22.90%忙碌率（busy） 60.47%47.50% 77.10%參數(shù)匯總比較表：6. 結(jié)果分析： 對收集的數(shù)據(jù)進行仿真，得到的醫(yī)務工作人員的工作率為60.47，故其工作量不算太大，工作不太忙，因此，不需要外加服務臺數(shù)量。 通過對比標準數(shù)據(jù)和仿真1的數(shù)據(jù)不難看出，縮短醫(yī)務工作人員的服務時間可以提高服務質(zhì)量，減少患者的等待時間和最大隊長，也會減輕醫(yī)務工作人員的工作負荷。改進措施：對醫(yī)務工作人員進行崗前培訓，保證服務質(zhì)量的同時，提高服務速度，同時盡量建議各位患者不在高峰期去校醫(yī)院看病。通過對比標準數(shù)據(jù)和仿真2的數(shù)據(jù)不難看出，通過縮短患者到達時間間隔可以提高服務質(zhì)量，增加工作人員的工作負荷，但是最大隊長將會變大。通過上述仿真實驗，不難看出，通過對校醫(yī)院醫(yī)務工作人員進行崗前培訓，對患者進行醫(yī)務知識教育，能夠大大提升醫(yī)務工作人員的服務質(zhì)量以及縮短服務時間，同時能夠大大提高整個系統(tǒng)的工作效率。7、課程設(shè)計心得 通過為期一周的生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真