Модель отделения скорой помощи

Имитационная модель отделения скорой помощи была построена в рамках проекта с целью оценки качества обслуживания пациентов в отделении ско­рой помощи и анализа влияния на качество обслуживания возможных изменений количеств ресурсов нескольких разных типов и процесса обслу­живания. Эффективность работы отделения можно охарактеризовать мно­жеством показателей, таких как среднее время нахождения пациента в отде­лении, среднее время ожидания в очередях, загруженность персонала Разработанная модель призвана определить, какие параметры работы госпи­таля и как влияют на эти показатели.

Цели моделирования

Модель строилась для оценки следующих величин:

□ потенциальной пропускной способности системы (при заданных ограни­чениях на максимальное время ожидания в очереди и максимальный ко­эффициент использования ресурса нужно было определить максималь­ную интенсивность входного потока пациентов);

□ среднего времени ожидания в очередях при заданной интенсивности входного потока пациентов (в очереди нужно ждать комнату первичного осмотра, медсестру, процедурный кабинет);

□ среднего времени обслуживания пациентов;
Р среднего числа людей в очередях;

□ некоторых не усредняемых характеристик: например, максимальных вре­мен ожидания в очередях;

□ коэффициентов использования разных типов ресурсов (штата — медсе­стер и врачей, нескольких разных типов помещений, мобильного обору­дования и оборудования, установленного в конкретных помещениях, на­пример рентгеновский аппарат).

Некоторые из этих измеряемых параметров связаны. Например, времена ожидания будут больше в очередях, где ожидается ресурс с высоким коэф­фициентом использования.

Для построения модели системы массового обслуживания, в которой харак­теристики обслуживания существенно зависят от физических размеров и расположения элементов в реальной системе, можно использовать различ­ные подходы. В данной модели принят подход, который описан ранее в разд. 14.5. Объекты модели (расположение ресурсов, точки входа заявок в систему, точки выхода заявок из системы и т. п.) связываются с деталями плана. На этом же плане помещаются пути, по которым должны переме­щаться объекты (заявки, ресурсы), так что объекты и пути образуют сеть. При известной скорости перемещения, зная длины путей, можно автома­тически вычислить время перемещения объектов по ребрам сети. В биб­лиотеке Enterprise Library содержатся блоки, упрощающие построение та­ких моделей.

Этот подход имеет несколько преимуществ как при построении модели, так и при ее использовании. Возможный сценарий использования модели — внесение изменений в описание модели и проигрывание ее с целью получе­ния показателей эффективности. Например, с помощью такой модели мож­но проверить эффект перепрофилирования помещений, изменения распо­ложения комнаты медсестер и тому подобных структурных преобразований, а не только эффект изменения значений параметров (например, количества медперсонала определенной квалификации). Кроме того, наглядность ани-

мационного представления позволяет понять суть процессов, происходящих в модели, выявить узкие места системы до получения количественных оце­нок и т. п.

Статистика

Модель была создана для реального госпиталя. В этом госпитале была соб­рана очень детальная статистика, в частности, были известны:

□ статистика прибытия пациентов за 2 прошедших месяца (в предположе­нии о приблизительной качественной неизменности входного потока бы­ли построены вероятностные законы распределений входных потоков для каждого часа дня);

□ статистика времени обслуживания для каждого шага процесса обслужи­вания пациентов (по ней также были построены законы распределения);

□ графики работы всех ресурсов, как перемещаемых, так и фиксированных (например, рентгеновские установки);

□ скорости передвижения пациентов и персонала по отделению;

□ детальный план помещений.

Модель калибровалась на основе этой статистики.

Модель

Разработанная в рамках этого проекта модель с названием Emergency Department находится в папке Model Examples\Part V. Техника разработки такой модели подробно описана в разд. 14.5. Как и в традиционных моделях дискретных событийных систем здесь имитируется прохождение заявок (па­циентов) по сети, захват ими различных типов ресурсов, задержки на обра­ботку (осмотр, анализ, лечение и т. п.). Модель построена из блоков обра­ботки и направленных связей, соединяющих блоки. В модели отделения скорой помощи такая структура базируется на реальном плане отделения: конкретные процедуры (осмотр, лечение и т. п.) производятся в определен­ных помещениях, поэтому структура сети, которая будет представлять мо­дель, определяется расположением комнат и возможными маршрутами, по которым ходят пациенты.

По прибытию в отделение пациент проходит первичный осмотр, регистра­цию и ожидает в холле, пока медсестра не отведет пациента в назначенную палату. Отделение состоит из двух частей. В первую часть отправляют тяже­лых больных, во вторую — всех остальных. Подробно моделируются процес­сы, происходящие внутри палаты, такие как осмотр доктором, томография и рентгеновские исследования. При генерации времен обслуживания в модели используется реальная статистика работы госпиталя в течение 3 месяцев до начала исследования.

Имитационная модель воспроизводит все события, происходящие в системе. Во время исполнения отображается анимация, на которой видна структура системы, перемещающиеся пациенты и персонал. В отдельном окне анима­ции отображается статистика — коэффициенты использования ресурсов, времени ожидания пациентов в очередях и т. д.

Окно анимации этой модели и собираемая в ней статистика показаны на рис. 21.1 и 21.2.

Анимация построена на основе подробного плана помещения госпиталя. План играет существенную роль в этой модели, поскольку расположение и назначение комнат и реальные расстояния влияют на время передвижения

пациентов и, следовательно, на время их пребывания в госпитале. Кроме того, расположение комнат влияет и на задержки использования ресурсов, например медперсонала.

Заключение

Автор работы [CS99] приводит характеристики имитационного моделирова­ния, которые делают эту технологию уникальной для применения в сфере здравоохранения.

□ Имитационные модели естественным образом непосредственно отражают структуру и логику функционирования системы в противоположность другим подходам, которые абстрагируются от этих характеристик при представлении системы для ее анализа в виде формальной математиче­ской модели. Реальные параметры системы могут быть естественным об­разом связаны с параметрами объектов имитационной модели.

□ Имитационное моделирование обеспечивает эксперименты с моделью для оценки альтернативных вариантов организации системы при относи­тельно невысокой стоимости экспериментов и с отсутствием риска, ко­торый бы несомненно возник, если бы такие альтернативные организа­ционные решения опробывались на реальной, функционирующей структуре при обслуживании ею пациентов.

□ В имитационную модель легко ввести вариативность, стохастичность ха­рактеристик системы. Стохастическая природа процессов, протекающих в организациях предоставления медицинской помощи, связана со слу­чайностью интервалов времени между прибытиями больных, вариативно­стью времени первичного осмотра, непредсказуемостью диагноза, по­ставленного очередному пациенту и т. п.

□ В результате компьютерного эксперимента с имитационной моделью аналитик может подсчитать любые характеристики производительности, представляющие для него интерес, включая те, которые являются уни­кальными для данной конкретной системы. Подобными характеристика­ми, например, могут быть коэффициенты использования уникального оборудования, время перемещения конкретных типов пациентов между процедурами и т. п. Представление подобной информации ведет к глубо­кому пониманию структуры, организации и особенностей функциониро­вания системы предоставления медицинской помощи.

Приведенная в данной главе имитационная модель отделения скорой по­мощи крупного госпиталя обладает всеми этими характеристиками. Она по­зволила решить все поставленные в исследовании задачи в весьма ограни­ченное время и при сравнительно невысоких затратах на разработку модели.

Глава 22

Логистика и транспорт

В современном мире конкурентной борьбы компании все большее внима­ние уделяют оптимизации своей деятельности. Одним из перспективных направлений сокращения издержек компании является оптимизация транс­портировки ее грузов. Обычно решения в этом сложном вопросе принима­ются на основе здравого смысла, на основе интуитивных представлений лю­дей, обладающих опытом в этой сфере деятельности. Однако практика показывает, что оптимизация процесса управления транспортным парком компании позволяет снизить издержки по сравнению с работой на уровне опыта и интуиции до 25 %. В данной главе представлена модель, разрабо­танная в рамках проекта для одной из нефтедобывающих компаний. Целью проекта являлась оптимизация расписания транспортировки нефти танке­рами компании.