Simulace přepážek na městském úřadu (Simprocess)

Tato stránka slouží jako Výzkumná zpráva "Simulace přepážek na městském úřadu" k semestrálnímu projektu pro předmět 4IT495 Simulace systémů (LS 2016/2017) na VŠE v Praze.

Zadání

Název simulace: Simulace přepážek na městském úřadu

Předmět: 4IT495 Simulace systémů (LS 2016/2017)

Autor: Petr Krejča (xkrep35)

Modelovací nástroj: SIMPROCESS

Definice problému

Na městském úřadu funguje množství přepážek, u kterých si lidé mohou vyřídit nejrůznější věci. Lidé si při příchodu berou pořadová čísla a čekají ve frontě. Fronty jsou rozdělené podle typu věcí, které si lidé jdou vyřídit na: registr vozidel; dovozy, stavby a přestavby vozidel; zprostředkovatelé; řidičské průkazy; evidence obyvatel; žádost o osobní doklad; výdej osobního dokladu; pokladna; platba komunálního odpadu; ověřování písemností a Czechpoint.

Přepážky mají přiřazeny druhy činností, které vyřizují: osobní doklady, řidičské průkazy, registr vozidel, pokladnu, CzechPoint atd. Například přepážka osobní doklady vyřizuje žádosti o osobní doklad, výdej osobního dokladu a evidenci obyvatel.

Cílem simulace je zjistit nejlepší možné rozdělení druhu přepážek tak, aby lidé čekali ve frontě co nejkratší dobu. Cílem je tedy minimalizovat celkovou dobu čekání ve frontě.

Byla použita reálná data z městského úřadu v Říčanech z vyvolávacího systému CALL250V od společnosti Kadlec - Elektronika s.r.o.

Na městském úřadu v Říčanech funguje v současnosti 16 přepážek, které jsou rozděleny tímto způsobem:

• Registr vozidel – 5 přepážek
• Registr vozidel, zprostředkovatelé – 1 přepážka
• Řidičské průkazy – 2 přepážky
• Dovozy, stavby a přestavby vozidel – 2 přepážky
• Žádost o osobní doklad, výdej osobního dokladu – 3 přepážky
• Žádost o osobní doklad, výdej osobního dokladu, evidence obyvatel – 1 přepážka
• Ověřování písemností, CzechPoint, platba komunálního odpadu – 1 přepážka
• Pokladna, platba komunálního odpadu – 1 přepážka

Metoda

Simulaci je možné realizovat prostřednictvím metody Monte Carlo v Excelu nebo pomocí programu SIMPROCESS. Protože Excel není přímo uzpůsoben pro vytváření tohoto druhu simulací, rozhodl jsem se využít programu SIMPROCESS, který je na tyto simulace vhodnější. Obsahuje pokročilé funkce a nastavení a umožňuje vytvářenou simulaci naklikat pomocí uživatelského rozhraní. Vzhledem k omezení zkušební verze SIMPROCESSu (umožňuje vytvořit pouze 5 entit, 5 zdrojů a 25 procesů/aktivit) jsem byl nucen sloučit některé činnosti a přepážky následujícím způsobem dohromady:

• Registr vozidel, zprostředkovatelé – 6 přepážek
• Řidičské průkazy – 2 přepážky
• Dovozy, stavby a přestavby vozidel – 2 přepážky
• Žádost a výdej osobního dokladu, evidence obyvatel – 4 přepážky
• Ověřování písemností, CzechPoint, platba komunálního odpadu, pokladna – 2 přepážky

Model

Entity

• Registr vozidel, zprostředkovatelé – člověk, který přijde na registr vozidel nebo zprostředkovatele.
• Řidičské průkazy – člověk, který přijde na řidičské průkazy.
• Dovozy, stavby a přestavby vozidel – člověk, který přijde na dovozy vozidel.
• Žádost a výdej osobního dokladu, evidence obyvatel – člověk, který přijde na osobní doklady.
• Ověřování písemností, CzechPoint, platba komunálního odpadu, pokladna – člověk, který přijde na CzechPoint nebo pokladnu.

Zdroje

• Přepážka registr vozidel – výchozí hodnota 6 přepážek
• Přepážka řidičské průkazy – výchozí hodnota 2 přepážky
• Přepážka dovozy, stavby a přestavby vozidel – výchozí hodnota 2 přepážky
• Přepážka osobní doklady – výchozí hodnota 4 přepážky
• Přepážka CzechPoint, pokladna – výchozí hodnota 2 přepážky

Otevírací doba

Otevírací doba přepážek podle činností

	Pondělí	Úterý	Středa	Čtvrtek	Pátek
Registr vozidel, zprostředkovatelé	7:00 – 12:00 12:30 – 18:00	7:00 – 12:00	7:00 – 12:00 12:30 – 18:00	7:00 – 12:00
Řidičské průkazy	7:00 – 12:00 12:30 – 18:00	7:00 – 12:00	7:00 – 12:00 12:30 – 18:00	7:00 – 12:00
Dovozy, stavby a přestavby vozidel	7:00 – 12:00 12:30 – 18:00		7:00 – 12:00 12:30 – 18:00
Žádost a výdej osobního dokladu, evidence obyvatel	7:00 – 12:00 12:30 – 18:00	7:00 – 12:00	7:00 – 12:00 12:30 – 18:00	7:00 – 12:00
Ověřování písemností, CzechPoint, platba komunálního odpadu	7:00 – 12:00 12:30 – 18:00	7:00 – 12:00 12:30 – 15:00	7:00 – 12:00 12:30 – 18:00	7:00 – 12:00 12:30 – 15:00	7:00 – 11:00

Otevírací doba přepážek je zanesena do simulace pomocí Resource Shifts.

Na základě analýzy dat o vydávání lístků v čase byla rozdělena otevírací doba na níže uvedené intervaly, ve kterých počet vydaných lístků dosahoval stejné úrovně. Například v případě registru vozidel se ráno vydalo nejvíce lístků, dopoledne intenzita vydávání lístků poklesla, ale držela se na stejné úrovni. Před obědem vydávání téměř opadlo, odpoledne se znovu navýšilo a drželo se na stejné úrovni. Večer již vydávání lístků přestalo skoro úplně.

Ráno	7:00 – 8:00
Dopoledne	8:00 – 11:00
Před obědem	11:00 – 12:00
Odpoledne	12:30 – 17:00
Večer	17:00 – 18:00
Konec (pouze Út a Čt)	14:00 – 15:00

Procesy

Příchod lidí

Intenzita vydávání lístků je vždy dána Poissonovým rozdělením vzhledem k reálným datům vydávání lístků. Jednotlivá rozdělení pro časové intervaly jsou definována v procesu Příchod lidí, aktivity Příchod člověka na registr vozidel, řidičské průkazy, dovozy, stavby a přestavby vozidel, osobní doklady, CzechPoint a pokladnu.

Poissonovo rozdělení je určeno na hodinu, tzn. představuje počet lidí, kteří přijdou za jednu hodinu. Časové intervaly v SIMPROCESSu jsou definovány pomocí Weekly Schedule, kde se dají přesně nastavit jednotlivé dny a hodiny. Entity jsou poté generovány jednou za hodinu (v návaznosti na Poissonovo rozdělení). Lidí ale na úřad nechodí hromadně jednou za hodinu, a proto je za aktivitami generování entit umístěna ještě jedna aktivita, která simuluje průběžný příchod lidí na úřad (v procesu Vydávání lístků).

	Ráno (Po, St)	Dopoledne (Po, St)	Před obědem (Po, St)	Odpoledne (Po, St)	Večer (Po, St)	Ráno (Út, Čt)	Dopoledne (Út, Čt)	Před obědem (Út, Čt)	Odpoledne (Út, Čt)	Konec (Út, Čt)	Ráno (Pá)	Dopoledne (Pá)
Registr vozidel, zprostředkovatelé	Poi(51.0)	Poi(10.0)	Poi(6.0)	Poi(8.0)	Poi(3.0)	Poi(32.0)	Poi(7.0)	Poi(4.0)
Řidičské průkazy	Poi(8.0)	Poi(15.0)	Poi(9.0)	Poi(13.0)	Poi(6.0)	Poi(6.0)	Poi(9.0)	Poi(5.0)
Dovozy, stavby a přestavby vozidel	Poi(7.0)	Poi(3.0)	Poi(2.0)	Poi(3.0)	Poi(1.0)
Žádost a výdej osobního dokladu, evidence obyvatel	Poi(15.0)	Poi(29.0)	Poi(19.0)	Poi(30.0)	Poi(12.0)	Poi(11.0)	Poi(19.0)	Poi(11.0)
Ověřování písemností, CzechPoint, platba komunálního odpadu	Poi(3.0)	Poi(5.0)	Poi(3.0)	Poi(5.0)	Poi(2.0)	Poi(4.0)	Poi(3.0)	Poi(2.0)	Poi(3.0)	Poi(1.0)	Poi(1.0)	Poi(1.0)

V rámci simulace byly dohromady sloučeny dny pondělí a středa, úterý a čtvrtek. Prvním důvodem je stejná otevírací doba přepážek v tyto dny, druhým a hlavním důvodem je shodné množství vydaných lístků v tyto dny v rámci výše definovaných časových intervalů (ráno, dopoledne, před obědem atd). To znamená, že například na registr vozidel v pondělí ráno bylo vydáno skoro stejné množství lístků jako ve středu ráno.

Na konci procesu jsou entity sloučeny do jedné řady pro umožnění přechodu mezi procesy.

Vydávání lístků

Proces začíná aktivitou simulující průběžný příchod lidí na úřad (vysvětleno výše) pomocí exponencionálního rozdělení (Exp (20.0,1) v minutách). Následuje aktivita Vydávání lístků, která představuje požádání o lístek a jeho tisk. Na městském úřadu v Říčanech je totiž tiskárna s lístky umístěna za přepážkou na podatelně a lidé musí o lístek požádat pracovnici úřadu. Důvodem je snaha regulovat distribuci lístků mezi lidi. Pracovnice na podatelně v simulaci není zavedena jako zdroj, protože zkušební verze SIMPROCESSu umožňuje vytvořit pouze 5 zdrojů, které už jsou všechny přiřazené. Aktivita Vydávání lístků má zdržení definované jako exponencionální rozdělení s parametry (Exp (0.4,1) v minutách).

Proces pokračuje simulací předčasného odchodu bez obsluhy na přepážce. Z dostupných dat je zřejmé, že malá část lístků není využita (lidé se nedostaví na přepážku). Důvodem může být ztráta trpělivosti, lístku, nebo předčasný odchod. Malá část entit (0.003) je tedy z procesu vyloučena.

Fronta a obsluha na přepážkách

V rámci procesu jsou nejprve rozděleny entity dle typu (činnosti) a jsou přiřazeny odpovídajícím přepážkám. Každá aktivita, která představuje obsluhu na přepážce má přiřazené zdroje (přepážky).

Doba obsluhy na jednotlivých typech přepážek je založena na dostupných datech z vyvolávacího systému městského úřadu:

• Registr vozidel, zprostředkovatelé – Exp (17.0,1) v minutách
• Řidičské průkazy – Exp (6.0,1) v minutách
• Dovozy, stavby a přestavby vozidel – Exp (19.0,1) v minutách
• Žádost a výdej osobního dokladu, evidence obyvatel – Exp (9.0,1) v minutách
• Ověřování písemností, CzechPoint, platba komunálního odpadu, pokladna – Exp (13.0,1) v minutách

Přepážky (zdroje) mají určenou otevírací dobu podle skutečné otevírací doby na městském úřadu (viz tabulka výše). Otevírací doby jsou rozdílné podle typu přepážek a jsou definovány v nastavení Resource Shifts.

Všechny přepážky mají nastaveny dva globální downtime, ranní rozjezd a polední přestávka. Ranní rozjezd představuje období mezi 7:00 až 7:15, kdy ještě nejsou obsluhování klienti, protože úředníci se připravují ke své práci (zapnutí PC, přihlášení do systému atd.). Polední přestávka je období mezi 12:00 a 12:30, ve kterém mají úředníci pauzu na oběd.

Každá přepážka (zdroj) má také definovaný vlastní downtime: mimo špičku dopoledne, mimo špičku odpoledne. Jsou to období, kdy 50 % přepážek neobsluhuje, protože není tak velký provoz a úředníci se věnují jiným činnostem.

	Mimo špičku dopoledne (Po, Út, St, Čt)	Mimo špičku odpoledne (Po, St)	Pátek
Registr vozidel, zprostředkovatelé	10:00 – 12:00	15:00 – 18:00
Řidičské průkazy	11:00 – 12:00	17:00 – 18:00
Dovozy, stavby a přestavby vozidel	11:00 – 12:00	17:00 – 18:00
Žádost a výdej osobního dokladu, evidence obyvatel	11:00 – 12:00	17:00 – 18:00
Ověřování písemností, CzechPoint, platba komunálního odpadu	11:00 – 12:00	17:00 – 18:00	7:00 – 11:00

Na závěr procesu jsou znovu sloučeny entity, aby mohly přejít do dalšího procesu.

Odchod lidí

Závěrečný proces obsahuje pouze odchod obsloužených lidí z úřadu.

Výsledky

Cílem simulace je minimalizovat celkovou dobu čekání ve frontě. Níže uvedené výsledky simulací jsou vždy po uplynutí 30 dní (od 1.6.2017 do 30.6.2017).

Stávající rozdělení přepážek

Typ přepážky	Průměrná doba čekání (v hod)	Počet případů (v hod)	Celkem čekání (v hod)
Registr vozidel, zprostředkovatelé	0,378	1545	584,01
Řidičské průkazy	0,152	1414	214,93
Dovozy, stavby a přestavby vozidel	0,213	203	43,24
Žádost a výdej osobního dokladu, evidence obyvatel	0,399	2953	1 178,25
Ověřování písemností, CzechPoint, platba komunálního odpadu	0,117	609	71,25
Součet			2 091,68

Z výsledků je zřejmé, že v průměru nejdelší čekání musí lidé vydržet při návštěvě registru vozidel a osobních dokladů. Naopak v průměru nejkratší čekání představuje návštěva CzechPointu (pokladny), dále řidičské průkazy a dovozy, stavby a přestavby vozidel.

Jako nejjednodušší možnost vylepšení se jeví změnit typ přepážek, které mají krátkou dobu čekání na typ přepážek s nejdelší dobou čekání. Tedy změna jedné přepážky z CzechPointu (pokladny) na registr vozidel a změna jedné přepážky řidičských průkazů na osobní doklady.

Úprava rozdělení přepážek č. 1

Rozdělení přepážek:

• Registr vozidel, zprostředkovatelé – 7 přepážek
• Řidičské průkazy – 1 přepážka
• Dovozy, stavby a přestavby vozidel – 2 přepážky
• Žádost a výdej osobního dokladu, evidence obyvatel – 5 přepážek
• Ověřování písemností, CzechPoint, platba komunálního odpadu, pokladna – 1 přepážka

Po úpravách počtu přepážek je nutné upravit downtime mimo špičku typu přepážek, které mají pouze jednu přepážku (řidičské průkazy, Czechpoint), protože v otevírací době musí být vždy otevřena alespoň jedna přepážka daného typu. Tato změna downtime se musí udělat i u dalších verzí úprav rozdělení přepážek.

Typ přepážky	Průměrná doba čekání (v hod)	Počet případů (v hod)	Celkem čekání (v hod)
Registr vozidel, zprostředkovatelé	0,235	1545	363,08
Řidičské průkazy	0,587	1414	830,02
Dovozy, stavby a přestavby vozidel	0,274	203	55,62
Žádost a výdej osobního dokladu, evidence obyvatel	0,196	2953	578,79
Ověřování písemností, CzechPoint, platba komunálního odpadu	0,394	609	239,95
Součet			2 067,45

Celková doba čekání po změnách se trochu snížila. Z porovnání výsledků je patrné, že doba čekání se velmi zvýšila u řidičských průkazů a pokladny. Snížila se doba čekání u osobních dokladů. Nicméně doba čekání se tolik nesnížila u registru vozidel. Proto bude možná lepší změnit zpátky jednu přepážku z registru vozidel na řidičské průkazy.

Úprava rozdělení přepážek č. 2

Rozdělení přepážek:

• Registr vozidel, zprostředkovatelé – 6 přepážek
• Řidičské průkazy – 2 přepážky
• Dovozy, stavby a přestavby vozidel – 2 přepážky
• Žádost a výdej osobního dokladu, evidence obyvatel – 5 přepážek
• Ověřování písemností, CzechPoint, platba komunálního odpadu, pokladna – 1 přepážka

Typ přepážky	Průměrná doba čekání (v hod)	Počet případů (v hod)	Celkem čekání (v hod)
Registr vozidel, zprostředkovatelé	0,373	1545	576,29
Řidičské průkazy	0,142	1414	200,79
Dovozy, stavby a přestavby vozidel	0,242	203	49,13
Žádost a výdej osobního dokladu, evidence obyvatel	0,189	2953	558,12
Ověřování písemností, CzechPoint, platba komunálního odpadu	0,427	609	260,04
Součet			1 644,36

Jedna změna přepážky se ukazuje jako mnohem efektivnější a snížila významně celkovou dobu čekání. Protože cílem je minimalizovat celkovou dobu čekání, je vhodné vyzkoušet ještě variantu s jenom 1 přepážkou na dovozy, stavby a přestavby vozidel kvůli nízkému počtu celkových případů.

Úprava rozdělení přepážek č. 3

Rozdělení přepážek:

• Registr vozidel, zprostředkovatelé – 6 přepážek
• Řidičské průkazy – 2 přepážky
• Dovozy, stavby a přestavby vozidel – 1 přepážka
• Žádost a výdej osobního dokladu, evidence obyvatel – 5 přepážek
• Ověřování písemností, CzechPoint, platba komunálního odpadu, pokladna – 2 přepážky

Typ přepážky	Průměrná doba čekání (v hod)	Počet případů (v hod)	Celkem čekání (v hod)
Registr vozidel, zprostředkovatelé	0,359	1545	554,66
Řidičské průkazy	0,137	1414	193,72
Dovozy, stavby a přestavby vozidel	0,653	203	132,56
Žádost a výdej osobního dokladu, evidence obyvatel	0,167	2953	493,15
Ověřování písemností, CzechPoint, platba komunálního odpadu	0,120	609	73,08
Součet			1 447,16

Významně se sice prodloužila doba čekání u dovozu, staveb a přestaveb vozidel, ale protože se týká pouze malého počtu případů, celková doba čekání se snížila. Vzhledem k počtu případu lze ještě vyzkoušet odebrání jednoho CzechPointu (pokladny) a přidání přepážky na registr vozidel.

Úprava rozdělení přepážek č. 4

Rozdělení přepážek:

• Registr vozidel, zprostředkovatelé – 7 přepážek
• Řidičské průkazy – 2 přepážky
• Dovozy, stavby a přestavby vozidel – 1 přepážka
• Žádost a výdej osobního dokladu, evidence obyvatel – 5 přepážek
• Ověřování písemností, CzechPoint, platba komunálního odpadu, pokladna – 1 přepážka

Typ přepážky	Průměrná doba čekání (v hod)	Počet případů (v hod)	Celkem čekání (v hod)
Registr vozidel, zprostředkovatelé	0,305	1545	471,23
Řidičské průkazy	0,096	1414	135,74
Dovozy, stavby a přestavby vozidel	0,497	203	100,89
Žádost a výdej osobního dokladu, evidence obyvatel	0,180	2953	531,54
Ověřování písemností, CzechPoint, platba komunálního odpadu	0,351	609	213,76
Součet			1 453,16

Varianta s jednou pokladnou a navýšením přepážek na registr vozidel je o trochu horší než předchozí varianta.

Shrnutí

Nejvýhodnější variantou se jeví následující rozdělení přepážek (Úprava rozdělení přepážek č. 3):

• Registr vozidel, zprostředkovatelé – 6 přepážek
• Řidičské průkazy – 2 přepážky
• Dovozy, stavby a přestavby vozidel – 1 přepážka
• Žádost a výdej osobního dokladu, evidence obyvatel – 5 přepážek
• Ověřování písemností, CzechPoint, platba komunálního odpadu, pokladna – 2 přepážky

Oproti současnému stavu se jedná pouze o jednu změnu: snížení přepážky no dovozy vozidel na jednu a navýšení přepážek na osobní doklady.

Závěr

V rámci této simulace jsem dospěl k ideálnímu rozložení počtu přepážek tak, aby se minimalizovala celková doba čekání lidí na obsloužení (Úprava rozdělení přepážek č. 3). Vzhledem k tomu, že zkušební verze SIMPROCESSu obsahuje značná omezení počtu entit, zdrojů a procesů (aktivit), jsem musel sloučit některé typy přepážek a činnosti dohromady a také omezit počet procesů (aktivit). Pro vytvoření simulace, která by lépe odpovídala realitě, bych potřeboval komerční verzi SIMPROCESSu. Přesto jsem se v rámci daných omezení snažil vytvořit, co nejvěrnější simulaci skutečného provozu na přepážkách.

Kód

File:Prepazky.spm