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排队论公式

2020年6月16日  来源:群体性愚昧:为什么精英在一起也会干蠢事 作者:【德】冈特.迪克 提供人:shiya45......

排队论公式

假设你在一家仅有一个收银台的商店里工作,每隔几分钟都有顾客来往(数学理论假设,顾客以一种随机的泊松过程到来,这也是符合实际的)。每个顾客都必须在收银台前通过,有时候要排长队,有时候来了马上就可以付款,收银员几乎很少在空等顾客的到来。等候排队的平均长度与收银员的负荷有关,我们通过数学公式看到:

收银台等候的顾客人数=负荷/(1–负荷)

下面,我用一个案例来更清楚地解释这个公式,然后我们马上回到上面的案例里。

有时候顾客来得很少,譬如在午休时段,有时候又一下子来了很多。收银员有时候无事可做,有时候又非常忙碌。忙的时候,许多顾客就会推着满满的购物车发牢骚,因为队伍前进太慢。前不久,收银员在很长的人群队伍里问她的一个熟人,他的金婚庆典搞得怎么样。这时候,等在队伍中的一个人发火了。“这里还有时间聊家常!”他吼道,“快点继续!我们不想浪费时间!”

从这方面看,收银台的工作时紧时松,是很不均衡的,但老板还是不满意,他拿着秒表进行抽样测试,看看收银员究竟有多少时间真的在工作,有多少时间在空等;结果是85%的时间是忙碌,“15%的时间在空坐着等候”。他把结果拿给收银员看,收银员则大声申辩,认为工作已经让人忙得筋疲力尽了。而老板不要听这样的话,反而扩大了他的货品种类,商店门口还要另增货架。这样他也多赚不了多少钱,但他认为收银台的人员反正已经是现成的了。这下一来,店里的顾客果然增加了。老板再次测试,看收银员的工作强度究竟增加到了多少个百分点,结果出来了,是90%,这么说还有余地,还可以再往上增,他摆出了更多的货物放到商店门口……

接下来的结果让他大吃一惊,当他再次来到店里检查时,看到店里都是顾客,都在收银台前排队等着结账。他数了数,总共有15人在等候,这可不行,他心里想。他对收银员发火了:“你能不能加快一点儿?”收银员回答时也没有好口气:“以前一切都很顺畅的,现在来了这么多顾客,有时候更是一片混乱,这个收银员我干不了了。经常还有顾客把东西往我这儿一扔就走了;有人还说,如果还一直这样下去,他们以后就不来了。”老板沉不住气了,怎么会是这样,明明收银台还没有满负荷,不是只有92%的工作量吗?他吼开了:“你不是还有8%的时间空着吗?这段时间不也拿薪水吗?你的活怎么会干不完呢?你说呀?”

情况就是这样,现在我们来说说排队论公式。我们的案例中,收银员实际工作时间为0.92(百分数换算成分数值),这个时间参数称为“负荷强度”或称收银员的“利用率”。在排队论中,有两个变量很关键,这可以根据负荷强度计算出来:“队伍的平均长度”和“收银台前预期的顾客人数”。收银台前可能出现的情景有以下三种:①收银台前没有一个顾客;②只有一个在接受服务,但后面没有排队等候的;③有一个正在接受服务,后面还有别的顾客在排队。收银台前的顾客数即是0、1,或1+等候人数。这种情况下的数学表达如下,这里的顾客按照“泊松分布”到达:

收银台前的预期的顾客数=负荷强度/(1–负荷强度)

以及

等候队伍的预期长度=负荷强度×收银台前预期的顾客人数

我们把数值填入公式中:

0.92/(1–0.92)=0.92/0.08=11.50

0.92×11.5=10.58

假设顾客确实是随机进来的,那么我们这个案例中的平均排队长度大于10人!这表明一家只有一个收银台的商店绝对是混乱的。当然,来的人数是波动的,有时候也会很少有顾客来,甚至没有人,这时候收银员确实无事可干,或者很轻松。从总体上看却是乱成一片,有时候20来个人在等待,有时又只有2个人,波动非常大。

我现在不知道读者对这个案例是什么看法。大多数人,而且肯定大多数管理者不相信。他们大多认为,工作实际上要均匀得多。错了,波动相当大,劳动强度大时,收银员没有节余下来的时间用于消化等候的队伍,所以顾客经常会拥堵,滋生极大的不满。

在我们的案例里,收银员以前的负荷强度是85%,我们代入公式中:

0.85/(1–0.85)=0.85/0.15=5.60

0.85×5.6=4.81

我们看到,以前的平均等候长度大约是5人,后来就增加到了超过10人。我们假设在圣诞市场的摊位前,或者一个卖炸薯条的摊位前。有时候站在那里5个人,另一个时间又站了11人。人们会有什么感受?5个人就已经够多了,可11人又会怎么样?我们走过摊位前就不会停下来了。让人生气的事例还有:我们到了一家上衣商店里看看,或是到了一家多媒体商品店里看看,对某个产品想要咨询一下,可是必须要等,看到前面还有10个顾客在等着,售货员此时正在不紧不慢地解答问题,我们会怎么办?我们不买就走了。

我们的案例中,收银员说得对,老板根本不懂,他测出了负荷强度,但他没有想到顾客愿望所引起的变化情况,在负荷强度很高的情况下,波动就增强,造成每个顾客都不满意。

老板自己不明白这样的结果,他自己工作99%,实际没有休息!他是老板!假如他是收银员,那么我们也可以计算一下:

0.99/(1–0.99)=0.99/0.01=99

0.99×99=98.01

假如老板是一个收银员,那么他几乎满负荷地工作,前面将始终等着100个顾客。我曾经给一个较大公司的董事们算过这笔账,他们很惊讶,要有98个顾客在等待?我给他们描述董事长门外接待室里会是怎样一番景象,那儿的三个秘书将日夜不停地打电话,就如同在商店里接待顾客那样,许多下属和经理们要来这里,有的是亲自过来,有的打电话过来,有的发电子邮件。

“我能找一下老板吗”

“不行,老板正好有一个会谈。”

“那什么时候可以?”

“让我看一下日程表,老板的时间已经排满了,您也知道的,这里,三周以后的5点钟。”

“糟了,糟了,这样的话那个项目就要泡汤了。不能早一点儿了?”

“不行,没有更早的了。”

“好吧,我约这个时间了,那么就是三周后的17点。”

“不对,我说的是5点,不是17点。”

“难道是早上?”

“当然是,他6点钟要飞走,此前在登机口等候这段时间有空。”

如果我们拿一家医院的急诊室来想问题,那么肯定可以更全面地理解全部了。这里以前几乎没有什么事情,急救医生在夜里大多还可以睡睡觉。这让医院管理层感到成本太高,他们让不同医院的急救室联合起来,成功地让急救医生的负荷强度达到了85%。这个数据还是让他们感到不够好,但是比以前的60%算是好多了,我们来计算一下:

0.60/(1–0.60)=0.60/0.40=1.50

0.60×1.50=0.9

我们看到,以前在负荷强度60%时,平均只有1个病人在等待,今天达到将近5个。我们进了急救室,“血流不止!”“我们马上就来,还有几针就可以缝完,10分钟就好了。”一个助理人员走了过来:“主任,外面一个疑似心肌梗死。”“哦,那你帮我拿一下手术针,我这里先停一下,后面我们必须再次麻醉。”主任走向心肌梗死病人。此刻来了一位护士:“主任,一个难产孕妇,羊水已经流光了,婴儿或许没命了。”“好吧,让我先管哪个呢?我的秘书怎么说的?”“我来问他!”那位要缝伤口的病人在大叫。“现在痛死啦!我是自费病人!”“哦,糟了,他是自费的,现在怎么跟医保公司算账?”

对于有的职业,他们的负荷强度应当定得很低。消防队的负荷强度不能定60%,否则一栋房子着了火,就只能等着消防队把前面一处火情扑灭了再过来。军队最好是零负荷强度!

管理人员虽然不需要像医生那样抢救流血的伤员,也不需要像消防员那样在火灾中救人,然而把管理层比作消防队,或者比作反应部队都不算错,因为如果遇到有人喊:“老板,这里失火了!”这时候,老板应当随时准备立即帮助。如果他把时间统统排满,就没办法了,因为遇到紧急情况时他没有时间顾及。

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