Simulácia darcovského centra (Simprocess)

Táto stránka slúži ako výskumná správa k semestrálnej simulácii predmetu 4IT495 Simulace systémů (LS 2020/2021) na VŠE v Prahe.

Zadanie práce

• Název simulace: Simulácia darcovského centra
• Autor: Pirm01 (talk) 20:45, 24 May 2021 (CET)
• 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 z odberných centier v Prahe.

Problémom pri darovaní je častokrát čas, ktorý by mal darca v centre stráviť (podľa centra to je cca 75 minút pre pravidelného darcu a 180 minút pre prvodarcu kvôli administratívnej činnosti). Tento problém spôsobuje nedostatok alebo prebytok kapacít, vzhľadom na veľkosť centra. Na odber je zároveň možné sa zarezervovať v 30 minútových intervaloch s maximálnou kapacitou 15 osôb.

Cieľom je teda nasimulovať:

• bežný provoz darcovského procesu v centre
• tento proces optimalizovať vzhľadom na kapacitu a dĺžku času, ktorý darca v centre strávi
• letný provoz (kedy je počet darcov podstatne menší)
• 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 dostupného 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 tak celkom štandardnú a ucelené 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 model. 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:

Základný model

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% prov/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 poskytuje prvo/darcovi Recepční.

Registrácia

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.

Konzultácia s lekárom

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).

Čakanie na odber

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:

1. Pomalá - 65 minút - 5%
2. Stredná - 50 minút - 70%
3. Rýchla - 40 minút - 25%

Prvodarca má možnosť absolvovať iba pomalú rýchlosť odberu.

Po dokončení odberu je prvo/darcovi vybraná ihla a zafixovaná rana po vpichu, čo zaberie Personalu približne 3 minúty.

Následne prvo/darca uvoľní lôžko pre ďalšieho prvo/darcu.

Odber

5) Oddych po odbere Po odbere sa doporučuje zostať v centre kvôli prípadným nevoľnostiam 15 minut, avšak túto možnosť využíva iba 15% prvo/darcov. V oddychu alebo prípadne po odbere si prvo/darca zoberie zo skrinky svoje veci a uvoľní ju pre ďalšieho prvo/darcu.

Oddych po odbere

6) Odchod z centra Nakoniec prvo/darca dárcovské centrum s dobrým pocitom opustí :-)

Modely

Nižšie sú popísané jednotlivé simulované modely. 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.

Darca a prvodárca

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 centrum využíva:

Zdroje

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.

Darca a prvodárca - optimalizácia

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 efektívnejšiemu využitiu.

Zdroje - optimalizácia

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.

Darca a prvodárca - letný provoz

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 sezóny je možné v časovom intervale 7-12.

V letnej sezóne zároveň centrum nezamestnáva medikov, k dispozícií sú len lekári a zdroje vyzerajú teda následovne:

Zdroje - letný provoz

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.

Zdroje - letný provoz

Kto	Počet
Lekar	2
Personál	2
Lôžko	25
Recepční	1
Skrinka	20

Logicky je nemožné ponechať iba 1 personál či 1 lekára a to z nečekaného urgentného prípadu, kedy by musel zasiahnúť 1 lekár a 1 personál

Výsledky

Porovnanie výsledkov simulácie súčasného a optimalizované provozu

Výsledky súčasného provozu vs. optimalizácie

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 vstav vs. Optimalizácia

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

Výsledky letného provozu vs 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 vstav vs. Optimalizácia

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 To Be Done

Optimalizácia letného provozu To Be Done

Referencie

Boli použité citlivé data od anonymizovaného darcovského centra v Prahe.

Kód modelu

File:SIMPROCESS simulace.zip