1.3.4 医院挂号窗口的吞吐量和响应时间曲线

下面以一个医院挂号窗口的处理为例来感性描述吞吐量和响应时间的关系及优化方式。事实上，类似于医院挂号窗口的业务在现实世界中随处可见。

假设医院有4个挂号窗口，每个窗口的服务能力完全一样，每个窗口每分钟处理1个病人，每个病人的服务要求为最长等待时间不超过10分钟，这就意味着排队队伍不能超过10个病人。当维持有10个病人排队的时候，只需要开放1个窗口就可以满足业务需求，这个吞吐量是每分钟1个病人，响应时间（病人从入队到离队的时间）是10分钟。可以看到，在这种情况下每多开1个窗口，响应时间就会相应缩短。当有2个窗口提供服务时，每个队伍只有5个病人，响应时间为5分钟；当有3个窗口提供服务时，每个窗口只有3～4个病人，响应时间则为3～4分钟；当有4个窗口提供服务时，每个窗口只有2～3个病人，响应时间为2～3分钟。这时大家可以看到，无论是响应时间还是吞吐量都在快速上升。但是，随着每分钟排队病人的进一步增加，吞吐量将不再增加，而响应时间则会增加，当每个队伍增加为10个病人排队的时候，响应时间则相应变为10分钟，吞吐量为每分钟4个病人。当每个队伍的病人继续增加的时候，响应时间将线性增加，服务质量迅速恶化，吞吐量则基本不会上升。

下面看看在病人大规模增加而窗口规模保持不变的情况下应如何保证接收的服务质量。

首先简单分解挂号流程：

主流程：挂号职员接卡→获知挂号科室和医生→刷卡→选择科室→收钱→找钱→打印凭据→将卡和凭据还给病人。

副流程：填写病人信息→输入病人信息→制卡。

由上可以看到，这个处理流程的关键是要让挂号职员更加有效地利用其时间来处理信息，也就是尽可能地使其减少无效的等待时间。

服务改善方法之一：流程改善，同步操作异步化。

很明显，可以异步化的操作为：打印凭证和填写病人信息。事实上，打印凭证和填写病人信息也是最为耗时的操作。打印凭证是主流程的部分，至少达到总处理时间的1/3甚至以上，而填写病人信息则同样费时，假设也为总处理时间的1/3，需要填写病人信息的病人为总病人的10%，则这两部分异步化应该可以增加病人挂号吞吐量的35%甚至以上。

具体的异步化办法为：打印凭证时就可以让病人出队，在打印凭证的同时开始处理下一个病人的挂号。填写病人信息时可采用类似方法处理。这样一来，每个病人的服务时间并不会减少，甚至还会略微增加，但是每个病人的响应时间则缩短了35%以上，自然吞吐量也增加了35%以上。

服务改善方法之二：完全流程异步化以进一步增加吞吐量。

医院可以通过增加人手，把挂号处理流程变成流水化作业。假设是完全平均分担，即从1个人变成2个人，2个人变成4个人，则处理效率会相应地增加2倍，而响应时间则缩减为一半。为了支持更多的病人加入，可以不断增加人手，直到增加的人手不足以抵消流水线之间的交互为止。流水线化增加了单个病人的处理时间，但极大程度地增强了窗口处理能力，使其吞吐量大幅度增加，病人挂号的响应时间也大幅度降低。当然，流水线方式也会引入额外的成本，如流水线之间的沟通和交互时间等，而且窗口会存在接收和完成之间的冲突，当人手的增加不足以抵消协调和冲突成本时，吞吐量将达到极限。

服务改善方法之三：窗口人手并行化处理。

每个窗口安排2支队伍，而且安排2个职员提供服务，从而提供更高的吞吐量，缩短响应时间。如果需要进一步提高吞吐量，则可以在每个窗口安排更多的队伍和更多的服务人手。显然并行化方式会受到以下条件的限制：一是窗口之间的空间不足以安排更多的队伍（不过，虚拟排队可以部分解决这个问题）；二是由于单个窗口为很多队伍提供服务，所以会导致病人服务之间的冲突，当队伍的增加不足以抵消窗口冲突成本的时候，吞吐量将达到极限。