毕业设计（论文）-基于关键链的病人排队信息系统建模与仿真报告.doc

基于关键链的病人排队信息系统开 发建模与仿真 专 业 姓 名 学 校 起 止 日期 报告提交日 期 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 flexsim healthcare 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；flexsim healthcare；仿真模型；优化 patient queuing information system development based on critical chain abstract in todays society, waiting during the medical service processing is inevitable, and has also become a big problem which affects service level and the service quality in hospital. how to adopt new ideas and ways to shorten queuing time, and how to improve the efficiency of hospital services, has caused a common attention. this topic aimed at patients waiting for many times in the process of registered, detection, inspection, and the diagnosis in hospital, will be based on the flexsim healthcare which is special simulation software for medical treatment, to restore the model of the process of patient doctoring in the hospital, and to set up the patient queuing optimization scheduling model, then to develop patient queuing management information system for hospital, so as to optimize the patient lining up structure, save patients waiting for time, and improve the service efficiency and hospital service quality. key words：hospital; patient queuing; flexsim healthcare; optimization 目录 摘要 1绪言1 2.理论分析1 2.1 数据采集方法：.1 2.2 数据样本分析：.1 2.3 数据分析方法：.1 2.4 建模方法.2 3.实验研究2 3.1 研究地点.2 3.2 研究时间.2 3.3 研究目的.2 3.4 研究方法.2 4.数据分析 2 4.1 昆华医院科室调度分析调度分析.2 4.1.1 昆华医院内科调度分析 2 4.1.2 昆华医院胃镜科调度分析 4 5.建模与仿真 7 5.1 昆华医院布局图.7 5.2 医院流程.8 2 5.3 医院各科室的 flexsim实体映射对照 8 6.结果分析与结论10 7.感想11 参考文献12 2 1绪言 医院是一个复杂的系统，由于病人到达时间和患病类型的随机性，排队现 象时有发生， 影响了病人的满意度和医院的服务安排。到医院就诊是一种常见 的现象，病人来到医院寻求服务，而医院的医疗资源有限，二者之间发生冲突 时，就会产生排队现象。如果病人排队时间过长，超过他的承受极限，必将会 导致病人的流失，给医院造成一定的损失，同时也可能会 影响病人的诊断和救治，造成医疗事故。 在这里，我们借助运筹学中的排队论分支，可以对医院目前的排队系统进 行 量化的分析，是通过数学的方法科学、合理的评价上述问题的有效手段。排队 论 模型是通过数学方法定量地、对一个客观复杂的排队系统的结构和行为进行动 态 模拟研究，科学、准确地描述排队系统的概率规律。在实际的病床安排中，我 们 在排队论的基础上，设计一套合理的评价指标体系，对医院门诊病人类型、各 种 手术时间差异及病床排队系统的结构和特点进行重新的分配，然后对已有数据 进 行科学的模拟和系统的研究，从而对诊室和医生安排进行最优设计，以获得反 映。 2.理论分析 2.1 数据采集方法： （1）现场取样调查 （2）实地统计记录 2.2 数据样本分析： 经我们初步确定，拟定研究 3 个科室的情况 2 2.3 数据分析方法： （1）应用概率论与数理统计中的相关知识进行数据分布分析； （2）应用制造系统建模与仿真中的一系列有关数据验证、数据拟合分析； （3）通过使用其他的一些辅导资料（如网上图书馆的一些 pdf 资料、图书馆 的一些有关系统建模的书籍）辅助本研究课题。 2.4 建模方法 （1）排队模型 （2）确定型库存模型 3.实验研究 3.1 研究地点：昆华医院 3.2 研究时间：2011 年 4 月 9 日 6 月 1 日 3.3 研究目的: 希望通过该系统的使用，利用互联网分布调度信息，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。为了医院能更好的 满足病人的需求，提高它的效率，我们通过实地调查的方式采集一系列的数据， 并对这些数据进行了一系列的分析，应用虚拟仿真软件 flexsim 进行仿真，发 现问题，并针对问题提出相应的改进方案。 3.4 研究方法:分别选取内科、胃镜科，通过实地收集就诊间隔时间（调度 时间）排队时间的数据，应用 excel、minitab、等软件进行数据分析和拟合建 模，autocad 进行画图，最后应用虚拟仿真软件 flexsim heathcare3 进行仿真。 2 4.数据分析 4.1 昆华医院科室调度分析 4.1.1 昆华医院内科调度分析 （1 1）内科间隔时间（调度）分析）内科间隔时间（调度）分析 内科序 列 开始时间离开时间 内科服务 时间 19:28:209:36:33493 29:36:339:42:58385 39:42:589:55:28750 49:55:2810:10:15887 510:10:1510:16:10355 610:16:1010:30:15845 710:50:1911:04:40861 811:04:4011:21:10990 911:21:1011:23:22132 1011:23:2211:34:25663 1111:34:2511:43:40555 1211:43:4011:49:22342 1311:49:2211:52:21179 149:38:259:43:28303 159:43:289:47:40252 169:47:409:55:05445 179:55:059:57:22137 189:57:229:59:57155 199:59:5710:09:57600 2010:11:3010:20:17527 2110:20:1710:32:05708 2210:33:4410:38:05261 2311:15:3911:19:44245 2411:19:4411:28:21517 2511:28:2111:35:45444 2611:44:4011:51:20400 2714:09:2614:17:10464 2814:33:1514:45:30735 2914:45:3014:52:48438 由上面的表格可以看出统计的数据没有异常值，所以我们做出下面的图形，并 2 且进行了拟合。 描述性统计描述性统计: 内科服务时间内科服务时间 平均值 下四分 变量 n n* 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 30 0 501.1 46.1 252.5 63768.5 132.0 292.5 454.5 上四分 众数 变量 位数 最大值 模式 的 n 儿科服务时间 714.8 990.0 * 0 图 4-1 内科服务时间数据拟合 从图 4-1 中可以看出儿科服务时间呈正态分布，400s 的人数最多，说明人数一定时， 服务时间在 400s 左右时，工作效率是最高的。 （2 2） 内科排队等待时间内科排队等待时间 2 图 4-2 内科数据拟合 从图 4-2 中可以看出内科排队等待人流量随着时间的推移呈正态分布 xn(501.1,252.5 )变 2 化，人流量分部很不均匀。 多项式回归分析多项式回归分析:内科服务时间内科服务时间 与与 内科序列内科序列 回归方程为 内科服务时间 = 606.6 + 17.91 内科序列 - 3.716 内科序列*2 + 0.1093 内科序列*3 s = 238.131 r-sq = 20.3% r-sq（调整） = 11.1% 方差分析 来源 自由度 ss ms f p 回归 3 374922 124974 2.20 0.112 误差 26 1474365 56706 合计 29 1849287 方差的序贯分析 来源 自由度 ss f p 线性 1 31751 0.49 0.490 二次 1 251248 4.33 0.047 立方 1 91923 1.62 0.214 4.1.2 昆华医院胃镜科调度分析 （1 1）昆华医院胃镜科间隔时间分析）昆华医院胃镜科间隔时间分析 胃镜序 列 开始时间离开时间服务时间 2 19:17:429:48:281846 29:41:1210:47:223970 39:41:1310:49:174084 49:41:1410:54:364402 510:17:1011:01:402670 610:19:3011:01:422532 710:19:3611:02:522596 810:19:4511:11:353110 910:19:5011:19:243574 1010:35:5211:20:382686 1110:35:5311:26:553062 1210:35:5511:30:113256 1310:39:3611:31:323116 1410:39:3711:35:413364 1510:39:3811:35:593381 1610:39:3711:35:413364 1710:39:3811:38:593561 1811:05:4411:39:542050 1911:05:5011:40:132063 2011:05:5311:40:332080 2111:05:5611:41:352139 2211:05:5811:41:542156 2311:09:4911:52:092540 2414:01:0514:31:471842 2514:01:2014:32:141854 2614:01:2914:33:071898 2714:01:3314:34:592006 2814:01:3714:41:482411 2914:02:0614:42:092403 3014:03:1214:44:542502 3114:26:2814:55:241736 3214:26:3914:56:321793 3314:26:4315:00:402037 3414:26:4715:00:492042 3514:38:2015:06:431703 3614:38:3915:14:452166 3714:47:2515:21:412056 3814:49:5815:24:322074 3914:56:4015:30:582058 4014:56:4415:32:112127 描述性统计描述性统计: 胃镜服务时间胃镜服务时间 2 平均值 下四分 变量 n n* 平均值 标准误 标准差 方差 最小值 位数 中位 数 胃镜服务时间 40 0 2558 114 718 515503 1703 2044 2285 上四分 众数 变量 位数 最大值 模式 的 n 胃镜服务时间 3115 4402 3364 2 根据上表绘制出胃镜科间隔时间直方图并拟合出一条间隔时间趋势线图： 图 4-5 胃镜科间隔时间数据拟合 （2 2）昆华医院胃镜排队时间分析）昆华医院胃镜排队时间分析 2 图 4-6 胃镜排队时间数据拟合 由图上的趋势线可以看出，胃镜排队时间的推移呈增长趋势，并且病人的 变化 x 服从 n(2258,114 )。 2 多项式回归分析多项式回归分析: :胃镜服务时间胃镜服务时间 与与 胃镜序列胃镜序列 回归方程为 胃镜服务时间 = 3059 + 75.35 胃镜序列 - 7.825 胃镜序列*2 + 0.1359 胃镜序列*3 s = 518.777 r-sq = 51.8% r-sq（调整） = 47.8% 方差分析 来源 自由度 ss ms f p 回归 3 10415973 3471991 12.90 0.000 误差 36 9688651 269129 合计 39 20104624 方差的序贯分析 来源 自由度 ss f p 线性 1 9181336 31.94 0.000 二次 1 162655 0.56 0.459 立方 1 1071983 3.98 0.054 2 5.建模与仿真 5.1 昆华医院布局图 图 4-18 昆华医院第二层布局 5.2 昆华医院问诊流程 图 4-19昆华医院问诊流程 2 5.3 昆华医院问诊的 flexsim 实体映射对照 5.3.1 昆华医院内科的flexsim 实体映射对照 仿真实体绿门箭头桌子病床医务工作 者 红门 内科科室病人到达排队等待挂号诊断护士、医 生 离开 参数设置 erlang( 0 , 5 , 2 ) 可容纳 5 人 可容纳 1 人，用时 10s 可容纳 4 人，用时 200s 引导病人， 诊断病情 自行离开 5.3.2 昆华医院胃镜科的flexsim 实体映射对照 模型实 体 绿门箭头桌子检测室医务工 作者 医务工 作者 红门 2 胃镜科 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 erlang( 0 , 5 , 2 ) 可容纳 4 人 可容 1 人，用 时 15s 可容 3 人，用 时 300s 引导去 诊室 诊断自行离 开 5.3.3 昆华医院复杂流程的flexsim 实体映射对照 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 erlang( 0 , 5 , 2 ) 排队挂号区箭头区域可容纳 10 人 挂号台桌子可容纳 1 人，用时 10s 候诊区等待室可容纳 20 人 诊室检测室可容纳 6 人，用时 300s 医生男工负责看病，复诊，治疗 护士女工陪同病人检查 离开红门自行离开 图 4-20 flexsim 仿真图 2 6.结果分析与结论 医院排队，从来就不是小问题。凡是去过医院的人，都有排队的深切体会。 挂号要排队、看病要排队、检验交费要排队、检验要排队、处方计价要排队、 取药要排队有人初步估计，要看一次病，做一项简单检查，再取点药就要 排 6 次队，每次排队起码 15 分钟。也就是说，在门诊看一次病就诊时间顶多 20 分钟，而排队时间就可能超过一个小时。 改进方案 医院存在排队难的问题，更重要的还是在医院方面。其一，医院的各种程 序过于烦琐，有些是可以合并的，却没有合并，让患者凭空多出几次排队的“机 会”；其二服务意识欠强，医院的各种窗口过少，有些即便有，也往往处于“观 赏”状态，没有充分发挥作用；其三，技术落后，有些医院没有实施分诊排队管 理系统，结果也造成了患者排队难的问题。 同时提高医疗的速度也是至关重要，可以通过改进成一卡通的形式进行标 准化运作。人手一张卡，与银行卡绑定，卡可作为挂号，排队，缴费，登记病 例，吃饭等等多种用途，从根本上解决排队难，长，烦的问题。 7.感想 在此次系统建模与仿真的作业当中，我参与了数据收集，数据整理，数据 拟合，数据分析，实体建模，仿真以及 ppt 的制作等过程。在这些过程当中， 我深刻的体会到系统建模与仿真对于我和对于工业工程的重要意义。从最初的 选题，到方案分析、数据收集，到后面的数据整理及分析，再到实体建模与仿 真，融合了工业工程基础、应用统计学、系统建模与仿真学科等多门学科的知 识。因此，这次作业让我又重新巩固及加深了数据分析方法、流程分析、人机 环境的研究方法、flexsim 及 excel 软件的应用等。此外我还学会了 minitab、autocad 等软件的应用。 刚开始在确定题目的时候，我们小组决定选昆华医院作为研究对象，但由 2 于对作业的方向不是很明确，所以对所研究的范围不是很清晰，后来在老师的 指导下确定方向。在接下来的数据收集和分析过程中，我和我的队友一起进行 了数据的整理，以及怎样将采集来的数据与后面的建模仿真分析很好的结合的 分析。但中由于对 excel 及 minitab 软件中数据分析方法掌握得不是很好，在 拟合及异常值剔除部分遇到了瓶颈，最后在查资料、向老师请教等各种途径下 完成了数据的分析。