現(xiàn)場服務(wù)排隊近似M-G-m模型系統(tǒng)仿真及應(yīng)用.pdf

1、大多西方發(fā)達國家在20世紀70年代就進入服務(wù)經(jīng)濟社會。我國服務(wù)業(yè)的發(fā)展集中在改革開放以后,據(jù)統(tǒng)計,服務(wù)業(yè)占我國國民經(jīng)濟總量的比重從1978年的23.7％上升到了2009年的39.3％,服務(wù)業(yè)就業(yè)比重從1978年的12.2％上升到2010年的40％。在一些經(jīng)濟發(fā)達地區(qū),服務(wù)業(yè)比重早已經(jīng)達到或超過50％,進入服務(wù)經(jīng)濟社會。有預(yù)測表明2020年服務(wù)業(yè)在我國國民經(jīng)濟總量的比重和就業(yè)比重將分別達到48.2％和51％。服務(wù)業(yè)在我國將扮演著越來越重要

2、的角色,尤其是在消費者個性化需求快速增長的年代,各種各樣定制服務(wù)蓬勃發(fā)展,許多企業(yè)逐漸走出固定的營業(yè)場地推出上門服務(wù)活動,此舉為顧客提供了更多的便利,也使企業(yè)更加接近顧客。這同時要求服務(wù)代表在顧客所在地為顧客提供服務(wù),也就是需要采用現(xiàn)場服務(wù)的服務(wù)方式。
　　 現(xiàn)場服務(wù)是服務(wù)業(yè)的一個重要范疇,涉及到產(chǎn)品的最終使用,因此在國外受到廣泛的研究和關(guān)注,我國的服務(wù)業(yè)發(fā)展滯后,所以多數(shù)人對現(xiàn)場服務(wù)比較陌生。時下備受國內(nèi)外媒體矚目的是豐田“召

3、回門”事件的處理方式,豐田在中國和美國采用了截然不同的處理方式,如豐田針對美國的消費者提供上門維修并有相關(guān)補償?shù)?而在中國則需要消費者到4S店維修并無任何賠償措施。顯然豐田在美國采用現(xiàn)場服務(wù)模式,在中國則僅僅采用普通服務(wù)模式,由此更加凸顯了我國現(xiàn)場服務(wù)研究的滯后。在未來,隨著我國的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向機械化,自動化和智能化方向發(fā)展,大眾消費品向高科技化方向發(fā)展,現(xiàn)場服務(wù)必將占據(jù)越來越重要的位置?，F(xiàn)場服務(wù)除了和盈利性企業(yè)運營緊密相關(guān)外,和公共服務(wù)

4、領(lǐng)域也密切聯(lián)系,諸如警務(wù)治安,消防救護和賑災(zāi)搶險等都可以囊括在現(xiàn)場服務(wù)范疇,因此有關(guān)現(xiàn)場服務(wù)的研究有其深遠的理論意義和實踐價值。
　　 服務(wù)業(yè)面臨的最大問題是資源的有限性,在此情況下,服務(wù)系統(tǒng)不可避免地涉及排隊等待問題,排隊論便在解決此類問題的情況下應(yīng)運而生。現(xiàn)場服務(wù)業(yè)由于涉及到服務(wù)代表的旅行,而現(xiàn)場服務(wù)中心與客戶之間的空間距離,以及服務(wù)代表數(shù)量的制約都是難以逾越的,所以資源有限性的特點就愈加明顯。除了少數(shù)幾種特殊排隊系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)

5、特征描述能夠用數(shù)學(xué)方式明確地表述外,大多數(shù)排隊系統(tǒng)難以用數(shù)學(xué)方式表述,現(xiàn)場服務(wù)排隊系統(tǒng)由于其復(fù)雜性不僅難以用準確的數(shù)學(xué)公式描述,而且采用接近方法研究也有其局限性。仿真一直是評估復(fù)雜系統(tǒng)表現(xiàn)的重要工具,因此,本文選擇仿真作為研究現(xiàn)場服務(wù)排隊系統(tǒng)的主要方法。
　　 目前有一些關(guān)于單服務(wù)臺排隊系統(tǒng)(如M/M/1,GI/GI/1,Geo/M/1,損失制M/G/1等)的仿真研究,然而只有少數(shù)幾篇關(guān)于M/M/m和Geo/M/m多服務(wù)臺排隊系

6、統(tǒng)的仿真研究。由于可供參考的文獻有限,而現(xiàn)場服務(wù)的排隊過程比較復(fù)雜,本文在馬爾科夫過程和經(jīng)典M/M/m排隊系統(tǒng)的理論知識基礎(chǔ)上,建立基于馬爾科夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程的排隊系統(tǒng)仿真理論。仿真過程模擬排隊系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移變化,實現(xiàn)事件的生滅過程,改變服務(wù)臺的忙閑狀態(tài)和服務(wù)代表的位置(針對現(xiàn)場服務(wù))等等。本文率先利用該理論建立M/M/m排隊系統(tǒng)的仿真模型,利用Matlab強大的矩陣運算功能匯編仿真程序,在不同參數(shù)設(shè)定情況下試驗M/M/m(m>3)仿真模

7、型以獲得其特征描述,并與理論值相比較。仿真結(jié)果幫助解決了兩個問題,一是設(shè)定合適的仿真次數(shù),二是驗證仿真理論的科學(xué)性和準確性。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)循環(huán)20000次時,仿真結(jié)果和理論值十分接近,并比現(xiàn)有的一些仿真結(jié)果優(yōu)越(Queue2.0)。隨后吸納了遞歸降維分析法的基本思想,將二優(yōu)先權(quán)M/M/m模型推廣到三優(yōu)先權(quán)或三優(yōu)先權(quán)以上M/M/m模型,再次利用基于馬爾科夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程的排隊系統(tǒng)仿真理論分別建立三優(yōu)先權(quán)非搶占M/M/m模型,三優(yōu)先權(quán)搶占M/M

8、/m系列衍生模型,突破了目前多數(shù)文獻只能求解二優(yōu)先權(quán)排隊系統(tǒng)的瓶頸,仿真結(jié)果與現(xiàn)有的理論結(jié)論相吻合.
　　 Kimura和Yao等學(xué)者在20世紀80年代采用逼近方法獲得M/G/m模型的接近解,Tang在Yao的擴散逼近M/G/m模型基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)場服務(wù)的特點提出現(xiàn)場服務(wù)支持系統(tǒng)的狀態(tài)相關(guān)排隊近似M/G/m模型,用此模型來制定售后現(xiàn)場服務(wù)人力資源計劃。Tang并沒有對整個系統(tǒng)進行模擬仿真,另外也沒有獲得該系統(tǒng)的特征描述?，F(xiàn)場服務(wù)排隊

9、近似M/G/m模型的總服務(wù)時間包括服務(wù)代表的旅行時間和服務(wù)代表的現(xiàn)場服務(wù)時間,本文在M/M/m模型狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程中導(dǎo)入服務(wù)代表的旅行,分別建立基于服務(wù)代表最早空閑時間和服務(wù)代表最早響應(yīng)時間的仿真模型。基于服務(wù)代表最快響應(yīng)時間的現(xiàn)場服務(wù)排隊近似M/G/m模型和Tang的現(xiàn)場服務(wù)支持系統(tǒng)的狀態(tài)相關(guān)排隊近似理論相吻合,仿真結(jié)果也證明基于服務(wù)代表最快響應(yīng)時間的仿真模型比基于服務(wù)代表最早空閑時間的仿真模型優(yōu)越,統(tǒng)稱基于服務(wù)代表最快響應(yīng)時間的仿真模型

10、為現(xiàn)場服務(wù)排隊近似M/G/m模型。該模型可以配合網(wǎng)絡(luò)選址理論用來確定滿足現(xiàn)場服務(wù)提供商提出的“X小時響應(yīng)時間”服務(wù)保證所需要的服務(wù)代表數(shù)量,以及制定服務(wù)代表在外地駐扎的服務(wù)策略。首先根據(jù)客戶擁有的設(shè)備數(shù)量對客戶間距離矩陣加權(quán)處理,獲得任意客戶到達其他客戶的N維加權(quán)距離和向量,結(jié)合距離矩陣的聚類分析結(jié)果可以幫助選擇某公司的服務(wù)中心和子服務(wù)中心的最佳位置。其次以平均響應(yīng)時間(即客戶等待時間)為評估排隊系統(tǒng)性能的重要依據(jù),利用現(xiàn)場服務(wù)排隊近似

11、M/G/m模型確定滿足某服務(wù)保證的最少服務(wù)代表數(shù)量。最后將服務(wù)代表配置在不同的駐扎地點形成多種配置策略,通過仿真結(jié)果輔佐選擇最優(yōu)配置策略。
　　 現(xiàn)場服務(wù)過程中優(yōu)先權(quán)問題十分普遍,最后本文進一步利用基于馬爾科夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程的排隊系統(tǒng)仿真理論將多優(yōu)先權(quán)M/M/m排隊系統(tǒng)和現(xiàn)場服務(wù)排隊近似M/G/m模型整合,建立多優(yōu)先權(quán)非搶占現(xiàn)場服務(wù)排隊近似M/G/m模型,多優(yōu)先權(quán)搶占現(xiàn)場服務(wù)排隊近似M/G/m系列衍生模型(其中包括搶占中斷恢復(fù),搶

12、占中斷重新開始,以及混合高優(yōu)先權(quán)搶占中優(yōu)先權(quán)非搶占等)。同一排隊系統(tǒng)在不同的優(yōu)先權(quán)策略下,各優(yōu)先權(quán)客戶的特征描述大相徑庭,如果能夠準確地描述各模型的特征,無疑可以掌握其適應(yīng)范圍,并幫助企業(yè)或事業(yè)單位的管理者根據(jù)資源和服務(wù)特性選擇合適的優(yōu)先權(quán)模式。此外多優(yōu)先權(quán)現(xiàn)場服務(wù)排隊近似M/G/m模型也可以和子現(xiàn)場服務(wù)中心選址結(jié)合,確定排隊系統(tǒng)所需要的服務(wù)代表數(shù)量和制定服務(wù)代表在外地駐扎策略等。
　　 本文的創(chuàng)新之處主要體現(xiàn)在以下幾個方面:<

13、br>　　 (1)建立基于馬爾科夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程的排隊系統(tǒng)仿真理論。馬爾科夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程是研究排隊系統(tǒng)的重要手段,本文在汲取現(xiàn)有仿真方法和排隊系統(tǒng)理論研究的基礎(chǔ)上構(gòu)建基于馬爾科夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程的排隊系統(tǒng)仿真理論,并用來仿真M/M/m模型,多優(yōu)先權(quán)M/M/m模型(大于或等于三優(yōu)先權(quán)),M/G/m模型,現(xiàn)場服務(wù)排隊近似M/G/m模型,以及多優(yōu)先權(quán)現(xiàn)場服務(wù)排隊近似M/G/m模型,仿真結(jié)果驗證了該仿真理論的普適性。
　　 (2)除了獲得經(jīng)

14、典M/M/m模型和M/G/m模型的特征描述外,本文同時獲得目前還難以準確描述的三優(yōu)先權(quán)M/M/m系列衍生模型的特征描述,現(xiàn)場服務(wù)排隊近似M/G/m模型的特征描述,以及三優(yōu)先權(quán)現(xiàn)場服務(wù)排隊近似M/G/m系列衍生模型的特征描述。通過修改后可以獲得更多模型的特征描述。
　　 (3)實現(xiàn)現(xiàn)場服務(wù)排隊模型和現(xiàn)場服務(wù)中心選址的有機結(jié)合。傳統(tǒng)的排隊模型和現(xiàn)實情況有一定差異,所以應(yīng)用上有一定局限性。本文論證了響應(yīng)時間作為評估現(xiàn)場服務(wù)排隊系統(tǒng)性能

15、的理論依據(jù),并將現(xiàn)場服務(wù)排隊模型和現(xiàn)場服務(wù)中心選址結(jié)合在一起,用來決定保證“服務(wù)承諾”所需的服務(wù)代表數(shù)量,選擇服務(wù)代表的外駐地點,確定服務(wù)代表的外駐策略,以及制定排隊系統(tǒng)的優(yōu)先策略等。
　　 通過本文的研究,最終形成一套完整的排隊系統(tǒng)仿真理論體系,和一套完整的現(xiàn)場服務(wù)運營策略決策體系。受到篇幅的限制,本文研究的重點有所局限,然而其實際價值卻遠不限于此。第一,重點研究先到先服務(wù)(FCFS)服務(wù)規(guī)則的排隊系統(tǒng),但通過適當(dāng)修改可以拓展