Simulácia darcovského centra (Simprocess)
Táto stránka slúži ako výskumná správa k semestrálnej simulácii predmetu 4IT495 Simulace systémů (LS 2020/2021) na VŠE v Prahe.
Contents
Zadanie práce
- Název simulace: Simulácia darcovského centra
- Autor: Bc. Marko Pira, Pirm01 (talk)
- Typ modelu: Diskrétna simulácia
- Modelovací nástroj: SIMPROCESS
Definícia problému
Ako pravidelný darca krvy a krvnej plazmy mám skúsenosti či už s procesom darovania vo verejnom, ale i súkromnom sektore. Nakoľko je súkromný sektor flexibilnejší k možným zmenám a samotné centrum, ktoré navštevujem plánuje v blízkej dobe rekonštrukciu, rozhodol som sa práve preňho. Simulácia sa teda bude zaoberať procesom darovania krvnej plazmy v jednom zo súkromných dárcovskách centier v Prahe.
Problémom pri darovaní je častokrát čas, ktorý by mal darca v centre stráviť (podľa centra to je približne 80 minút pre pravidelného darcu a 180 minút pre prvodarcu kvôli administratívnym záležitostiam). Tento problém spôsobuje nedostatok alebo nadbytok kapacít.
Na odber je možné sa zarezervovať v 30 minútových intervaloch s maximálnou kapacitou 15 osôb. U prvodarcov je tento interval 1x za hodinu.
Cieľom je teda nasimulovať:
- proces odberu krvnej plazmy z pohľadu darcu v bežnom provoze (mimo letnej sezóny) v darcovskom centre
- tento proces optimalizovať vzhľadom na kapacity a dĺžku času, ktorý darca v centre strávi
- letný provoz (jún - august) darcovského centra, kedy je počet darcov podstatne nižší
- tento proces taktiež optimalizovať
Metóda
Modely budú spracované ako diskrétne simulácie prostredníctvom programu SIMPROCESS, Jedná sa o variáciu problematiky front, pretože darcovia musia čakať na dostupnosť lekára, jednotlivé odberné lôžka, skrinku, personál a podobne.
Všetky dáta boli poskytnuté od darcovského centra, ktoré navštevujem a ich spracovanie bolo podstatnou časťou simulácie. Centrum mi poskytlo priemerné data o darcoch, prvodarcoch a štatistikách jednotlivých rezervačných intervalov za jeden deň. Jedná sa o pomerne štandardnú a ucelenú vzorku, nakoľko podľa informácií od centra sa dáta v rôznych dňoch veľmi nelíšia a sú takmer bez výkyvov.
Výsledky tohto spracovania je možné vidieť v časti Detailný popis (základného) modelu a Modely. Zároveň vďaka získaným datam je simulácia detailnejšia a oproti pôvodnému zadaniu obsahuje i entitu “Prvodarca”. Okrem toho bol z pôvodného zadania odobratý zdroj “Tuba plazmy” nakoľko tubu plazmy naplní každý, kto procesom prejde.
Detailný popis (základného) modelu
Aby sme mohli začal simulovať a optimalizovať jednotlivé modely, najskôr si musíme predstaviť základný model - jeho entity, zdroje a procesy. Za základný model budeme považovať ten, ktorý reflektuje súčasný stav bežného provozu. Ten sa skladá z:
Entity
- Darca
- Prvodarca
Zdroje
- Lekar
- Personál
- Lôžko
- Recepční
- Skrinka
Procesy
Model sa skladá zo 6 základných procesov:
1) Registrácia Proces znázorňuje kroky, ktoré musí prvo/darca vykonať pri príchode do centra. Jednotlivé frekvencie príchodov prvo/darcov budú popísané v jednotlivých modeloch. Po príchode do centra má darca možnosť odložiť si veci do skrinky. V prípade bežného provozu využíva skrinku 85% prvo/darcov, v letnej sezóne skrinku použije 20% prvo/darcov. Následne musí každý vyplniť formulár. V prípade prvodarcu sa jedná o komplexný formulár, ktorý vyžaduje rôzne zdravotné informácie a po jeho vyplnenie zaberie 25 minút. Pravidelný darca vyplňuje tlačivo zaoberajúce sa informáciami o jeho aktuálnom zdravotnom stave a vyplnenie zaberie 5 minút. Obe tieto dotazníky si prvo/darca vypýta od Recepční.
2) Konzultácia s lekárom
Po vyplnení dotazníku nasleduje konzultácia s odborníkom. Centrum disponuje veľkou ordináciou, kde sa nachádzajú Lekári a Medici. Prvodarca musí podstúpiť dôkladnú konzultáciu s Lekárom, ktorá trvá 30 minút. Pravidelný dárca absolvuje len rýchle skonzultovanie aktuálneho zdravotného stavu s Medikom.
Medici počas letnej sezóny (jún-august) nie sú prítomní v centre. V tomto prípade ich prácu suplujú Lekári.
3) Čakanie na odber Po skonzultovaní zdravotného stavu následne prvo/darca čaká na samotný odber. Toto čakanie trvá v bežnom provoze 10 minút (kvôli kalibrácií stroja - každé lôžko má svoj stroj) a v letnom provoze 3 minúty (k dispozícií je viac lôžok a teda i strojov a prvo/darcov je menej).
4) Odber Samotný odber začína tým, že si prvo/darcu vyzdvihne Personal a spoločne vyberú Lôžko. Následne je prvo/darcovi vydezinfikovaná oblasť vpichu, po dezinfekcii Personal vpichne ihlu a odoberie vzorky krvy. Tento podproces trvá 5 minút.
Po vpichu si následne pravidelný darca môže zvoliť rýchlosť samotného odberu. Má na výber z troch možností:
- Pomalá - 65 minút - túto rýchlost volí 5% pravidelných darcov
- Stredná - 50 minút - túto rýchlost volí 70% pravidelných darcov
- Rýchla - 40 minút - túto rýchlost volí 25% pravidelných darcov
Prvodarca má možnosť absolvovať iba pomalú rýchlosť odberu.
Po dokončení odberu je prvo/darcovi vybraná ihla a zafixovaná rana po vpichu, čo zaberie Personalu 3 minúty.
Následne prvo/darca uvoľní lôžko pre ďalšieho prvo/darcu.
5) Oddych po odbere Po odbere sa doporučuje zostať v centre kvôli prípadným nevoľnostiam 15 minut, avšak túto možnosť využíva iba 15% prvo/darcov. Po oddychu/odbere si prvo/darca zoberie zo skrinky svoje veci a uvoľní ju pre ďalšieho prvo/darcu.
6) Odchod z centra Nakoniec prvo/darca dárcovské centrum s dobrým pocitom opustí :-)
Modely
Nižšie sú popísané parametre jednotlivých simulovaných modelov. Najprv je vždy predstavený súčasný stav centra a následne je predstavená optimalizovaná verzia vzhľadom na kapacity a čas, ktorý strávi darca v centre.
Bežný provoz - súčasný stav
V bežnom provoze je otváracia doba centra 07:00-19:30 a tabuľky nižšie znázorňujú počet prvo/darcov, ktorý navštívia centrum v danom polhodinovom bloku určenému k rezervácií na odber.
| Kto | Čas | Poissonovo rozdelenie | Frekvencia |
|---|---|---|---|
| Darca | 07:00-08:30 | Poi(10.0) | 30 minút |
| Darca | 08:30-11:30 | Poi(7.0) | 30 minút |
| Darca | 11:30-12:30 | Poi(13.0) | 30 minút |
| Darca | 12:30-16:00 | Poi(6.0) | 30 minút |
| Darca | 16:00-17:30 | Poi(13.0) | 30 minút |
| Darca | 17:30-18:30 | Poi(5.0) | 30 minút |
| Prvodarca | 08:00-17:00 | Poi(1.0) | 1 hodina |
Z dát môžeme vidieť, že centrum má počas dňa 3 vrcholy návštevnosti a to hneď ráno po otvorení (07:00-8:30), v období obeda (11:30-12:30) a v popoludňajších hodinách, po pracovnej dobe darcov (16:00-17:30).
Posledný možný termín na rezervovanie termínu odberu je v čase 17:30-18:30 s maximálnou kapacitou 5 darcov a je vždy plne využitý.
Nakoľko celý proces u prvodarcu trvá dlhšie, v bežnom provoze je schopné centrum prijať jedného prvodarca za hodinu podľa Poissonovho rozdelenia.
Tabuľka nižšie zas predstavuje jednotlivé zdroje, ktoré má centrum k dispozícií:
| Kto | Počet |
|---|---|
| Lekar | 3 |
| Personál | 10 |
| Lôžko | 40 |
| Recepční | 3 |
| Skrinka | 40 |
| Medik | 8 |
Bežný provoz - optimalizácia
V rámci optimalizácie by bolo ideálne učiniť 2 kroky. Prvým z nich je snaha o zredukovanie obednej špičky. To by bolo ideálne dosiahnuť tým, že v dobe 8:30-16:00 by bola maximálna kapacita 9 darcov za 30 minút, čo je reálne dosiahnuť, pokiaľ by sa darcovia z obednej špičky rozmiestnili do zvyšných rezervačných blokov. Čo sa týka prvodarcov, tam by poissonovo rozdelenie zostalo nezmenené.
| Kto | Čas | Poissonovo rozdelenie | Frekvencia |
|---|---|---|---|
| Darca | 07:00-08:30 | Poi(10.0) | 30 minút |
| Darca | 08:30-16:00 | Poi(9.0) | 30 minút |
| Darca | 16:00-17:30 | Poi(13.0) | 30 minút |
| Darca | 17:30-18:30 | Poi(5.0) | 30 minút |
| Prvodarca | 08:00-17:00 | Poi(1.0) | 1 hodina |
Druhým krokom je optimalizácia jednotlivých zdrojov, ktorý povedie k ich efektívnejšiemu využitiu.
| Kto | Počet |
|---|---|
| Lekar | 2 |
| Personál | 4 |
| Lôžko | 37 |
| Recepční | 1 |
| Skrinka | 25 |
| Medik | 7 |
Letný provoz - súčasný stav
V letnom provoze je otváracia doba centra 07:00-17:30.
| Kto | Čas | Poissonovo rozdelenie | Frekvencia |
|---|---|---|---|
| Darca | 07:00-10:00 | Poi(4.0) | 30 minút |
| Darca | 10:00-16:00 | Poi(2.0) | 30 minút |
| Prvodarca | 07:00-12:00 | Poi(2.0) | 5 hodín |
Počas letnej sezóny je centrum vyťažené prevažne v ranných hodinách. Posledný možný termín na registráciu je 16:00.
Rovnako ako počet darcov, i počet prvodarcov je v letných mesiacoch nižší. Zaregistrovať sa ako prvodarca v letnej sezóne je možné v časovom intervale 7-12.
V letnej sezóne zároveň centrum nezamestnáva medikov, k dispozícií sú len lekári a reálne využívane a dostupné zdroje vyzerajú následovne:
| Kto | Počet |
|---|---|
| Lekar | 3 |
| Personál | 10 |
| Lôžko | 40 |
| Recepční | 3 |
| Skrinka | 40 |
Letný provoz - optimalizácia
Vzhľadom k nízkej frekvencii darcov počas letnej sezóny nemá zmysel sa zaoberať optimalizáciou maximálnej kapacity v špičkách. Je relevantné zamerať sa na podstatnú redukciu zdrojov.
| Kto | Počet |
|---|---|
| Lekar | 2 |
| Personál | 2 |
| Lôžko | 25 |
| Recepční | 1 |
| Skrinka | 20 |
Výsledky
Porovnanie výsledkov simulácie súčasného a optimalizované provozu
| Súčasný stav | Total generated | Remaining in system | Total processed | Priemerný čas (h) | Priemerný čas (min) |
|---|---|---|---|---|---|
| Darca | 192 | 8 | 184 | 1,561 | 93,66 |
| Prvodarca | 10 | 0 | 10 | 2,337 | 140,22 |
| Optimalizácia | Total generated | Remaining in system | Total processed | Priemerný čas (h) | Priemerný čas (min) |
| Darca | 211 | 6 | 205 | 1,359 | 81,54 |
| Prvodarca | 11 | 0 | 11 | 2,654 | 159,24 |
| Zdroje | Súčasný stav | Busy | Optimalizácia | Busy |
|---|---|---|---|---|
| Lekar | 3 | 43,817% | 2 | 56,782% |
| Personál | 10 | 17,669% | 4 | 42,209% |
| Lôžko | 40 | 79,783% | 37 | 82,387% |
| Recepční | 3 | 8,825% | 1 | 31,592% |
| Skrinka | 40 | 58,606% | 25 | 84,659% |
| Medik | 8 | 18,75% | 7 | 21,09% |
Porovnanie výsledkov simulácie letného provozu a jeho optimalizácie
| Súčasný stav | Total generated | Remaining in system | Total processed | Priemerný čas (h) | Priemerný čas (min) |
|---|---|---|---|---|---|
| Darca | 53 | 2 | 51 | 1,281 | 76,86 |
| Prvodarca | 4 | 0 | 4 | 1,601 | 96,06 |
| Optimalizácia | Total generated | Remaining in system | Total processed | Priemerný čas (h) | Priemerný čas (min) |
| Darca | 53 | 0 | 53 | 1,237 | 74,22 |
| Prvodarca | 4 | 0 | 4 | 1,822 | 109,32 |
| Zdroje | Súčasný stav | Busy | Optimalizácia | Busy |
|---|---|---|---|---|
| Lekar | 3 | 15,882% | 2 | 21,878% |
| Personál | 10 | 5,092% | 2 | 16,768% |
| Lôžko | 40 | 27,993% | 23 | 36,954% |
| Recepční | 3 | 2,838% | 1 | 8,572% |
| Skrinka | 40 | 5,241% | 20 | 9,126% |
Záver
Optimalizácia súčasného provozu
Výsledky optimalizácie odberového procesu v bežnom provoze sú veľmi pozitívne.
Pri znížení počtu lôžok o 3 ks a skriniek o 15ks, dojde k ich efektívnejšiemu využitiu. Zároveň je možné podstatne zredukovať i "živé zdroje", teda osoby a to dohromady konkrétne až o 10 osôb. I pri tomto celkom výraznom ponížení jednotlivých zdrojov však dojde k ich efektívnejšiemu využívaniu (viz. Výsledky).
V prípade skombinovania takto stanovených a optimalizovaných zdrojov + odstránení obedovej špičky je možné dosiahnúť väčší počet darcov, ktoré má centrum možnosť denne odbaviť (zároveň sa i počet dárcov, ktorý sú "Remaining in system" znížil o 2) a to až o 21 darcov denne. Zároveň je možné denne odbaviť o 1 prvodarcu viac oproti súčasnému stavu.
Okrem možnosti navýšenia počtu prvo/darcov denne je však veľmi zaujímavým faktorom i dĺžka priemerného času, ktorý prvo/darca strávi v centre. Zo zúčastného stavu, kedy je priemerná doba, ktorú darca v centre strávi približne 94 minút, by bolo možné dostať sa na 82 minút. Vzhľadom k tomu, že centrum definuje pre pravidlného darcu čas, ktorý v centre strávi na 80 minút, by táto optimalizácia bola efektívna. Z vlastnej skúsenosti môžem potvrdiť, že v súčasnom stave pravidelný darca v centre stráví naozaj minimálne 95 minút.
Optimalizáciou by sa však zvýšila priemerná doba, ktorú v centre strávi prvodárca. Avšak vzhľadom k tomu, že by bolo možné spracovať o 1 prvodarcu denne viac voči štnadardnému stavu a že prvodárca už vopred počíta s dobou 180 minút (ktorú centrum definuje), je i tento "negatívny" jav optimalizácie akceptovateľný.
Optimalizácia letného provozu
V letných mesiacoch prežíva darcovské centrum obecne náročnejšie obdobie. Počet prvo/darcov je nízky a centrum sa ich snaží nalákať rôznymi marketingovými i motivačnými kampaňami.
Vzhľadom však k podstatne nižšej návštevnosti centra počas letných mesiacoch nemá zmysel zamýšľať sa nad obmedzením maximálnej kapacity v určitých rezervačných intervaloch. Jedinou možnosťou je teda optimalizácia zdrojov. V procese optimalizácie boli zdroje redukované a to o 11 osôb (v tomto prípade nepočítame s Medikmi), 17 lôžok a 20 skriniek. Logicky je nemožné ponechať v centre iba 1 personál či 1 lekára a to z dôvodu nečekaného urgentného prípadu, kedy by musel zasiahnúť lekár či personál a centrum by tak nemal kto obsluhovať.
Optimalizácia zdrojov vo fináne nepriniesie denný nárast darcov ani prvodárcov (avšak vo výsledkoch simulácie sa podarilo znížiť "Remaining in system" na 0), ale dôjde k ich efektívnejšiemu využívaniu.
Čo sa týka priemernej doby strávenej v centre, tá sa u pravidelných dárcov zníži o cca 3 minúty a u prvodárcov ale navýši o minút 13. Tento faktor je však zanedbateľný, nakoľko čas stráveny v centre počas letných mesiacoch pred i po optimalizácií je stále v normo s časom, ktorý definuje darcovské centrum. V letnom období je teda dôležitejšie zamerať sa na znížovanie jednotlivých zdrojov ako na znižovanie doby strávenej darcom v centre.
Referencie
Boli použité citlivé data od anonymizovaného darcovského centra v Prahe.
