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INTRODUZIONE

CAPITOLO I

LA SIMULAZIONE ATTRAVERSO IL PACCHETTO SOFTWARE SIMUL8

1.1 Unintroduzione al software

1.1.1 Settori di applicazione

1.2 Elementi del modello di simulazione

1.3 Lorologio di simulazione

1.3.1 Travel Times

1.3.2 Periodo di riscaldamento (Warm Up Period)

1.4 Modelli deterministici e stocastici

1.4.1 Comportamento deterministico

1.4.2 Comportamento stocastico

1.4.2.1 Le distribuzioni

1.4.2.2 Arrivi dipendenti dal tempo

1.4.2.3 Le interruzioni

1.5 Controllo di un esperimento di simulazione

1.5.1 Esecuzione di una simulazione

1.5.2 SIMUL8 Assistant

1.5.3 Variazione tra le esecuzioni

1.5.4 Limiti di affidabilit

1.5.5 Eseguire Trials

1.5.6 Uso di Excel per lanalisi dei risultati

CAPITOLO II

SIMUL8 IN SANITA

2.1 Applicazioni di SIMUL8 in campo sanitario

2.1.1 SIMUL8 in Telemedicina

2.2 Esempio SIMUL8 nella teledicina

2.3 Telemonitoraggio BCPO

2.3.1 Elementi del modello di simulazione

2.4 Layout grafico del progetto

2.4.1 Modifica delle icone

2.4.2 Modifica dellaspetto degli elementi di lavoro

2.4.3 Raggruppamento delle icone

2.5 Le Risorse

2.6 Le Etichette

2.6.1 Le Priorit

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CAPITOLO III

OBIETTIVI RAGGIUNTI CON LA SIMULAZIONE

3.1 Analisi finanziaria delle prestazioni di un sistema

3.1.1 Baulking e Reneging

3.2 Obiettivi raggiunti dal modello grazie alla simulazione

3.2.1 Linnovazione in campo sanitario

CONCLUSIONI

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INTRODUZIONE

Il lavoro svolto in questa tesi presenta il pacchetto software SIMUL8, simulatore di

eventi discreti. La simulazione permette di rappresentare in modo virtuale sistemi e

situazioni reali grazie al calcolatore. Tramite la simulazione possibile, quindi,

prevedere il comportamento di un modello nelle condizioni di normale funzionamento,

oppure progettare nuovi scenari, per analizzarli virtualmente prima di realizzarli nella

pratica. La simulazione offre lopportunit di studiare e di valutare tutte le possibili

soluzioni a problematiche di progettazione, di organizzazione o di miglioramento di

sistemi.

Mediante un software di simulazione si pu:

- costruire il modello

- controllare il funzionamento del modello

- raccogliere i dati in uscita ed analizzarli

Il software SIMUL8, nello specifico, un simulatore di servizi allavanguardia, con una

buona versatilit e alla portata di tutti. Ben si adatta quindi ad ogni settore di

applicazione, dallindustria, dal settore amministrativo, dai call center, fino ad arrivare

alla sanit, campo oggetto di questo lavoro.

Il primo capitolo introduce e spiega le funzionalit del software, partendo dalla

costruzione di un modello base, spiegandone i comandi, le icone, le modalit di

esecuzione. Di questultima si messo in evidenza il comportamento deterministico e

stocastico, con particolare attenzione alle distribuzioni. Infine sono esposti tutti i

metodi di controllo di un esperimento di simulazione.

Il secondo capitolo si focalizza su un esempio in campo sanitario, il Telemonitoraggio

BCPO, con il quale si sono analizzati ulteriori aspetti di un modello creato con

SIMUL8. Il layout grafico di un progetto, la funzionalit e laspetto delle immagini

delle icone, la modifica dellaspetto degli elementi di lavoro sono gli argomenti trattati

con il supporto grafico dellesempio proposto.

Nellultimo capitolo, quello conclusivo, sono elencati gli obiettivi raggiunti

dallesempio presentato grazie alla simulazione in SIMUL8, e in generale, gli obiettivi

che si possono raggiungere nellintero campo sanitario. Inoltre, sono stati presentati

anche i risultati ottenibili in ambito finanziario attraverso appositi comandi.

Tutti i capitoli e sotto capitoli sono correlati da screen-shot presi direttamente da

SIMUL8. Il lavoro stato completato dalla creazione, in ogni sotto capitolo, di

collegamenti ipertestuali. I collegamenti ipertestuali rimandano al manuale di SIMUL8

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An Introduction to Simulation in the Service Industry using SIMUL8 2012, che stato

tradotto ed analizzato.

Il link conduce alla specifica parte del manuale in cui un comando o un argomento

appena esposto sono spiegati dal punto di vista pratico e modellati tramite esempi. La

comprensione di SIMUL8 e delle sue funzionalit quindi agevolata dallinterazione

teoria/pratica.

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CAPITOLO I

LA SIMULAZIONE ATTRAVERSO IL PACCHETTO

SOFTWARE SIMUL8

1.1 Unintroduzione al software

SIMUL8 un pacchetto software per la simulazione di eventi discreti prodotto dalla

SIMUL8 Corporation. Rispetto ad altri pacchetti software, SIMUL8 stato progettato per

essere alla portata di tutti. La semplicit di comprensione dei modelli creati, la facilit con la

quale si apprendono i comandi e lo stile grafico sono la ragione del suo utilizzo, sempre pi

ampio. La grafica utilizzata quella di Windows, che ha semplificato la scrittura del

software e ha consentito allutente di prendere immediatamente familiarit con lo stile. Il

programma inoltre a basso costo, nonostante sia molto versatile e ben adatto ad ogni

settore di applicazione.

1.1.1 Settori di applicazione

SIMUL8 utilizzato principalmente per la simulazione:

- a livello industriale: nelle industrie automobilistiche, manifatturiere, farmaceutiche,

alimentari..

- di servizi postali

- di call centers

- di banche

- in sanit

La simulazione permette di modellare un qualsiasi sistema al fine di valutarne il suo

funzionamento, prevederne eventuali errori e valutare diverse possibili scelte progettuali

alternative. Alcune delle problematiche affrontate dai modelli sono:

- analisi della produttivit, dei tempi e dei costi di produzione

- analisi e gestione delle chiamate in uscita/entrata

- gestione dei tempi di attesa e delle code

- progetto di strutture ambulatoriali

- ottimizzazione delle risorse

Esempi di semplici modelli creati con SIMUL8 appaiono cos:

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1. Assemblaggio di parti di una macchina

Le parti di una macchina arrivano in ingresso al sistema per poi venire smistate. Prima

della distribuzione potrebbe esserci un ritardo (una coda). Le parti della macchina, se

necessario vengono trasferite in unarea di deposito, ed infine trattate e spedite.

2. Richieste ad uno sportello

I clienti arrivano in ingresso al sistema e vengono messi in attesa prima di passare alla

reception. Dopo la reception, se necessario, i clienti continuano ad aspettare in coda allo

sportello fino a quando la loro richiesta non viene trattata. Le richieste sono trattate da 3

consulenti. Il cliente va via dopo che stata soddisfatta la sua richiesta.

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3. Call center

Le richieste telefoniche arrivano in un call center e vengono messe in attesa prima di essere

pre-elaborate. Il pre-elaboratore raccogliere le informazioni del cliente (dati vocali o

immessi da tastiera). Le chiamate vengono impilate e messe nuovamente in attesa per poi

passare in uno dei 3 sportelli di chiamata. Loperatore risponde allutente e tratta la sua

richiesta, dopo di ci la termina la telefonata.

Questi tre esempi schematizzano le attivit di alcuni centri di lavoro, e sebbene siano molto

differenti presentano analogie dal punto di vista pratico e funzionale. Infatti, sono tutte e tre

dotati degli elementi principali di un modello di simulazione: un punto di partenza e di fine,

una o pi attivit , e una o pi code.

Nel primo e nel secondo sistema sono presenti code fisiche, ovvero persone o oggetti

sostano materialmente. Nel terzo sistema invece la coda virtuale, ovvero le chiamate in

attesa. Anche gli elementi di lavoro si distinguono in fisici, come le parti di una macchina

nel primo sistema, e virtuali, ovvero le richieste allo sportello e al call center. Nonostante

questa differenza, il comportamento di coda/servizo acquisito da SIMUL8 in modo

analogo per tutti e 3 i sistemi.

1.2 Elementi del modello di simulazione

Un modello di simulazione in SIMUL8 formato da quattro elementi principali:

- Punto di partenza (Start Point)

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Il punto di partenza dove gli elementi di lavoro (che

possono essere delle chiamate, delle parti di una macchina,

degli utenti..) entrano nel sistema.

- Coda (Queue)

La coda dove gli elementi di lavoro sostano in attesa di essere elaborati, come ad esempio

magazzini, aree di deposito, o code di attesa per mettersi

in contatto con il centralino del call center. Con SIMUL8

si pu controllare la grandezza di una coda, i tempi di

accumulo degli elementi nella coda e i tempi di attesa.

- Attivit (Activity)

Nellattivit una macchina o un server esegue il lavoro.

Con SIMUL8 si pu gestire il tempo di lavoro di

unattivit e si possono visualizzare i risultati graficamente ed analizzarli in modo

migliorare le prestazioni.

- Punto di fine (End Point)

Nel Punto di fine termina il lavoro del sistema. Pu

capitare di avere pi punti di fine, infatti alla fine di un

processo produttivo possiamo avere oltre agli elementi

utili anche quelli difettosi, oppure in un call center

possiamo avere chiamate insoddisfatte.

Inserire le icone per creare un semplice modello di simulazione.

In un modello di simulazione inoltre, sono presenti altri due importanti elementi:

- Elementi di lavoro (Work Items)

Sono gli elementi che prendono origine dal punto di inizio e si immettono nel sistema.

- Resources (Risorse)

Sono elementi molto spesso indispensabili alla simulazione, aiutano le attivit a svolgere

particolari compiti.

Ad ogni elemento del modello di simulazione si attribuisce un nome che identifica il suo

ruolo, e tra i vari blocchi del modello viene inserito un percorso di frecce. I

Il percorso viene creato automaticamente dal programma, ma pu essere cambiato, rimosso

o nascosto. Rimuovi/Modifica il percorso delle frecce.

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Inoltre su ogni icona possibile visualizzare, oltre al titolo, anche il conteggio del numero

complessivo degli elementi di lavoro simulati. Dare un nome ad ogni elemento del progetto

e visualizzare il conteggio degli elementi di lavoro.

1.3 L orologio di simulazione

Nella schermata di simulazione in alto a sinistra presente

lorologio di simulazione. Lorologio, durante la simulazione, pu

mostrare lo scorrere del tempo sia in formato analogico che in

formato digitale, a discrezione dellutente. Inoltre pu essere

spostato, ed essere collocato vicino alle icone per rendere pi semplice la visualizzazione

dei tempi in cui si verificano gli eventi quando il modello viene eseguito lentamente. I tempi

che vengono mostrati sono ad esempio:

- tempi di arrivo degli elementi di lavoro

- tempi impiegati da un elemento di lavoro per entrare in una coda

- tempi di inizio e di fine di un servizio

- tempi che impiegano gli elementi di lavoro per abbandonare il sistema

- tempi di fine della simulazione

Da default, lunit di misura temporale usata da SIMUL8 il minuto. E possibile cambiare

lunit di misura e impostare in quanti giorni della settimana il modello deve essere eseguito

e ancora, la durata della giornata lavorativa.

Impostare il periodo di raccolta dei risultati, cambiare lunita di misura.

1.3.1 Travel Times

Siccome SIMUL8 progettato per riprodurre la struttura di una fabbrica o in generale di

unorganizzazione, nella simulazione possibile impostare e modificare i travel times

(tempi di lavoro) tra le differenti fasi del modello.

Da default, il software assume che siano zero i travel times:

da uno Punto di inizio ad una coda

da una qualsiasi coda allattivit a cui essa collegata

da una qualsiasi attivit allaltra

mentre, sempre da default, ci sono travel times proporzionali alla distanza sullo schermo:

da unattivit alla coda successiva

da unattivit al punto di fine

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Semplicemente allontanando le icone (quindi aumentando la distanza tra le due icone sullo

schermo) si possono aumentare i tempi di lavoro.

Lutente pu osservare i travel times degli eventi utilizzando lo strumento Step. Questo

comando consente allorologio di simulazione di saltare da un evento allaltro, e quindi

permette di controllare il comportamento del modello attraversandolo e correggerne

eventuali errori.

Uso del comando Step e impostazione dei travel times.

1.3.2 Periodo di riscaldamento (Warm-Up Period)

Quando si avvia una simulazione, generalmente non sono presenti code allinizio, visto che

vi il nulla nel sistema. Quindi se si include questo periodo iniziale nei risultati finali, si

avr che la lunghezza totale media della coda e i risultati medi di attesa della coda saranno

ridotti.

Per questo motivo si utilizza un periodo transitorio o periodo di riscaldamento (warm-

up period), omesso dallinsieme dei risultati finali. Ci permette al sistema di raggiungere

uno stato stazionario prima di raccogliere i risultati, ovvero un periodo in cui la

probabilit di avere una coda ha raggiunto un livello fisso. Il periodo di riscaldamento

permette quindi agli elementi di lavoro di essere distribuiti attraverso il sistema, in questo

modo il risultato finale non mostrer la lunghezza della coda iniziale pari a zero.

Impostare il Warm Up Period.

1.4 Modelli deterministici e stocastici

In un modello di simulazione possiamo distinguere due comportamenti differenti:

- comportamento deterministico

in un modello deterministico gli intervalli di tempo di arrivo e di servizio sono costanti.

- comportamento stocastico

in un modello stocastico gli intervalli di tempo di arrivo e di servizio sono variabili.

1.4.1 Comportamento deterministico

Il comportamento deterministico in SIMUL8 si ottiene impostando una distribuzione Fixed,

cio Fissa o Deterministica, e un Fixed Value cio un valore fisso che indica un intervallo di

tempo costante.

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Grazie alle opzioni grafiche, in

particolare con il comando

Graph, possibile fare il plot dei

risultati di ogni singola attivit o

coda.

Esistono due tipi di opzione

Graph:

Synchonize with other results (sincronizza con gli altri risultati),

selezionata da default

Con questa opzione SIMUL8 raccoglie i dati per il grafico campionando lo

stato dellattivit ad intervalli di tempo prefissati, quindi se durante quellintervallo di

tempo cambia lo stato, il cambiamento non viene riportato graficamente.

Plot every change

Con questa opzione SIMUL8 registra uno stato dellattivit ogni volta che esso si verifica.

Lunit di misura temporale sempre il minuto.

Risultati della simulazione deterministica.

Esempio del plot di un'attivit con Plot every change

In genere il comportamento deterministico non rispecchia completamente un modello reale,

per questo che fondamentale lutilizzo del comportamento stocastico.

1.4.2 Comportamento stocastico

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Il comportamento stocastico di un modello caratterizzato da differenti tipi di distribuzioni,

ognuna con un proprio andamento governato da una legge specifica. Grazie alle

distribuzioni si pu modellare la variabilit dei tempi di arrivo e di servizio.

1.4.2.1 Le distribuzioni

Le distribuzioni presenti in SIMUL8 sono:

Distribuzione Normale

una distribuzione di tipo

simmetrico, ed infatti usata per

modellare tempi di servizio che si

distribuiscono simmetricamente.

I parametri caratteristici della

distribuzione normale sono la media

campionata e la deviazione standard.

Tempi di Pre-Elaborazione, distribuzione Normale.

Distribuzione Esponenziale

La distribuzione esponenziale usata

per rappresentare i tempi di arrivo

casuali.

Arrivi Casuali, distribuzione

Esponenziale.

Distribuzione di Erlang

La distribuzione di Erlang meno simmetrica di quella Normale, ma non ha la stessa

asimmetria dellesponenziale. La famiglia di distribuzioni, usata per simulare i tempi di

servizio, caratterizzata dalla presenza del parametro K. Questo parametro regola

landamento della distribuzione, pi

basso il suo valore, pi la

distribuzione inclinata verso destra

(ha una coda pi lunga verso

destra).

Il parametro K legato alla media e

alla deviazione standard dalla formula:

k = (media/deviazione standard)2

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Tempi di servizio delle Query, distribuzione di Erlang.

Distribuzione Empirica

Se i dati non hanno un andamento

preciso, SIMUL8 permette di creare

una distribuzione empirica chiamata

Probability Profile, cio una

distribuzione nella quale i dati

parlano da soli. Impostando la

frequenza relativa espressa in

percentuale, il numero di colonne, e

il limite superiore di ogni colonna si pu creare il profilo di probabilit dei dati in ingresso.

Tempi di servizio della Query. Distribuzione Empirica.

1.4.2.2 Arrivi dipendenti dal tempo

Le distribuzioni in SIMUL8 possono essere anche tempo-dipendenti, ad esempio nel caso in

cui si voglia simulare elementi di lavoro in arrivo che hanno medie variabili nel corso della

giornata. Ci si pu realizzare modificando le opzioni dellorologio di simulazione e delle

distribuzioni. Quando sono presenti arrivi pi frequenti, ovviamente si formeranno pi code.

Graficamente, con lapposito comando, si pu vedere levoluzione di una coda quando gli

arrivi sono dipendendi dal tempo.

Esempio del grafico di una coda:

1.4.2.3 Interruzioni

La maggior parte dei sistemi reali include interruzioni di servizio, le quali possono essere

programmate e non programmate.

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Esempi di interruzioni programmate in un sistema sono quelle per la manutenzione dei

macchinari e i periodi di riposo programmati dei lavoratori. Interruzioni non programmate

sono quelle dovute alla rottura di un macchinario o interruzioni impreviste dei lavoratori. Le

interruzioni in SIMUL8 sono caratterizzate da:

- la distribuzione del tempo tra le interruzioni

- la distribuzione della durata delle interruzioni

Il linguaggio usato dal software per le interruzioni tratto dallindustria manifatturiera,

nella quale i periodi di inattivit si verificano a seguito di un guasto del macchinario,

piuttosto che a causa della mancata disponibilit di un operatore. Nel settore che non

riguarda lindustria, quello terziario, le interruzioni sono invece dovute alla non

disponibilit di un operatore, anche se potrebbero verificarsi anche guasti meccanici o ai

sistemi di comunicazione.

I tempi di inattivit programmati sono descritti dallo strumento Efficiency, dove possibile

impostare la durata del tempo in cui unattivit ferma (con una distribuzione).

Graficamente si pu valutare linfluenza che hanno questi periodi di fermo su una coda, e in

genere la formazione di una coda coincide con un periodo di interruzione.

Tempi di Inattivit programmati ad intervalli regolari. Tempi di inattivit non programmati.

I risultati di esecuzione del modello stocastico.

1.5 Controllo di un esperimento di simulazione

In una simulazione importante controllare che i dati siano raccolti in modo adeguato, che

non ci siano errori di progetto, e che quindi il modello fa quello che richiediamo. Il modello

deve essere verificato e convalidato.

La verifica rimuove gli errori e assicura che il modello abbia la struttura logica per cui

stato progettato.

La convalida si assicura che il modello produca risultati che concordano con gli aspetti del

sistema reale decisi per il modello.

La verifica assicura che il modello fa quello che richiediamo e la convalida controlla se

questo funzionamento quello giusto.

1.5.1 Esecuzione di una simulazione

Lesecuzione di una simulazione si avvia con il comando Run, che fa letteralmente

correre il modello.

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Per esaminare il comportamento di un modello si pu modificare la sua velocit di

esecuzione. Eseguendo il modello lentamente si pu osservare in dettaglio landamento dei

singoli elementi di lavoro, mentre eseguendolo velocemente si arriva subito al risultato

finale.

1.5.2 Simulation Assistant

SIMUL8 aiuta lutente durante

la progettazione del modello,

dando consigli utili per

semplificare i passaggi o per

evitare errori. Nella parte

superiore dello schermo vi

infatti licona di Simulation

Assistant (Assistente alla

simulazione). Se licona gira,

allora disponibile un consiglio.

Lavviso di SIMUL8 non indica

necessariamente un

errore, ma

semplicemente

uninformazione. Per

visualizzare basta cliccare

sullicona e comparir la finestra

dellassistenza.

1.5.3 Variazione tra le esecuzioni

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Nello studio di una simulazione, spesso si interessati ad analizzare il comportamento del

modello da un giorno allaltro della settimana, o da una settimana allaltra, o ancora da mese

a mese. necessario quindi allungare il periodo di raccolta dei risultati, ed eseguire il

modello svariate volte con differenti numeri casuali in ingresso. SIMUL8 consente di

effettuare delle repliche del modello usando differenti serie di numeri random con il

comando Run the simulation with new random numbers (esegui la simulazione con

differenti numeri casuali).

Dopo aver eseguito una simulazione utile registrare i dati finali in una tabella, in modo da

confrontarli, alla fine del lavoro, con tutte le repliche effettuate e calcolare analiticamente la

media e la deviazione standard.

La deviazione standard, indicata con STDEV o SD, misura la variabilit del rendimento

giornaliero, e circa il 95% dei giorni della simulazione ha un rendimento nel range medio +

2 sd. La stima del range allinterno del quale si prevede il 95% del rendimento giornaliero

viene definito 95% Predictive Interval. Aumentando il numero di repliche

eseguite si ottiene una stima migliore della media, del rendimento, e quindi

del range del 95% del rendimento giornaliero.

La media e la deviazione standard, oltre ad essere registrate in tabella,

possono essere visualizzate anche sotto forma di istogramma, con lapposito comando.

1.5.4 Limiti di affidabilit

Se la simulazione prevede lunghi periodi esecuzione necessario introdurre ulteriori

parametri per dare una buona stima dei risultati in uscita dal sistema. Per prima cosa bisogna

stimare lerrore standard (standard error).

Errore standard= s/

Indicando con s la deviazione standard campionaria (deviazione standard dei valori del

rendimento giornaliero), e con n il numero di repliche (numerosit del campione).

Con un n molto alto, ovvero eseguendo un numero elevato di repliche, per calcolare

lintervallo di affidabilit del 95% si usa la formula:

(media osservata) 2x(standard error) = 2 s/

Se invece il parametro n piccolo, non posso utilizzare la formula precedente, in quanto

lincertezza nella stima della media sarebbe sottostimata, quindi moltiplico lerrore standard

per il parametro t.

(media osservata) t x ( standard error) = txs/

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Il parametro t dipende dalla numerosit del campione ed ha un valore superiore a 2. Tabella

valori di t.

La vera importanza nel calcolo degli intervalli di affidabilit di un sistema risiede nel fatto

che, non sempre tutti gli elementi in ingresso al sistema arrivano alla fine. Per una serie di

ragioni, a seconda del sistema, possono essere persi, e quindi utile studiare il rendimento

medio. Ad esempio, alcuni elementi di lavoro in un sistema di produzione possono essere

respinti da alcune parti del processo, spesso dopo aver tentato di correggerli, oppure in un

call center i chiamanti potrebbero riagganciare dopo aver atteso troppo tempo in una coda.

1.5.5 Eseguire Trials

SIMUL8 usa il termine Trial per indicare esecuzioni multiple o repliche di una simulazione.

Il comando che esegue questo compito Run Trial. Lutente pu impostare quante repliche

devono essere eseguite, e quante serie di numeri casuali devono essere usate. Alla fine del

Trial comparir automaticamente la lista dei risultati. Questo procedimento automatico pi

veloce del precedente, ma i risultati saranno praticamente gli stessi. Anche per i Trials,

aumentando il numero di repliche, si ottiene un miglioramento della precisione, cio una

diminuzione dellintervallo di affidabilit.

Esistono quindi tre livelli di variazione in un esperimento di simulazione:

(i) Il livello pi basso la variazione tra i singoli elementi di lavoro, come ad

esempio i tempi di coda o i tempi spesi nel sistema da ogni elemento di lavoro

simulato.

(ii) Al livello intermedio vi la variazione tra differenti esecuzioni in un Trial. Un

esempio sono i tempi medi di coda simulati giorno dopo giorno o settimana dopo

settimana.

(iii) Lultimo livello, quello pi alto, la variazione tra Trials di simulazione con serie

di numeri casuali differenti. Ogni Trial da un risultato differente, cio un

differente intervallo di affidabilit.

A volte non basta controllare il modello di simulazione solo con i metodi elencati, ma sono

necessari comandi aggiuntivi scrivendo un codice nel linguaggio di programmazione Visual

Basic. Gli analisti esperti di simulazioni tendono ad usare questo linguaggio, soprattutto

perch SIMUL8 aiuta lutente nella scrittura dei comandi grazie a Visual Logic. Una volta

che si stabilita la logica con la quale si vuole procedere, si passa alla scrittura. Lelenco dei

comandi di Visual Logic correlati da spiegazioni si trova nel menu Help.

1.5.6 Uso di Excel per lanalisi dei risultati

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Se si effettua un Trial, SIMUL8 non consente allutente di accedere ai risultati di una

singola replica della simulazione, fatta eccezione che per lultima. Quindi non si pu vedere

il valore della media e della deviazione standard replica dopo replica, a meno che non si

copino i risultati di tutte le repliche di un Trial in Excel. Il supporto del programma Excel

di grande utilit per lanalista, egli infatti pu usufruire dei dati copiati per farne ulteriori

analisi o per produrre grafici.

Esempio di grafico ottenuto dallanalisi dei risultati di Excel

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CAPITOLO II

SIMUL8 IN SANITA

Il pacchetto software SIMUL8, con la sua grande semplicit, si pone come un valido

strumento da utilizzare nella sanit.

Progettare e simulare diventa necessario soprattutto quando quotidianamente ci si trova di

fronte a situazioni di emergenza, come in ambito ospedaliero. Ridurre i tempi ottimizzando i

servizi conferisce maggiore benessere al paziente e allunga la sua prospettiva di vita.

Ma non soltanto questo che fa di SIMUL8 il programma funzionale per questo campo.

Infatti, non da sottovalutare la gestione finanziaria dei fondi ospedalieri. Lazienda

ospedaliera spesso si trova a dover realizzare ambulatori, reparti, sale operatorie con una

limitata disponibilit di risorse finanziarie, e quindi deve saperle sfruttare al meglio per

migliorare il servizio al paziente.

Grazie alla simulazione si possono realizzare gli scenari tipici delle problematiche sanitarie,

e quindi analizzando i risultati e visualizzando il modello graficamente si possono attuare

strategie risolutive diverse.

2.1 Applicazioni di SIMUL8 in campo sanitario

Le problematiche in ambito sanitario che possono essere studiate e risolte grazie al supporto

della simulazione sono ad esempio:

gestione di code e tempi di attesa per una visita specialistica o ambulatoriale

analisi del flusso di pazienti

simulazione dei costi di terapie

ottimizzazione del servizio tramite la qualifica del personale

progettazione delle infrastrutture e dei reparti

coordinamento del personale medico, soprattutto in situazioni di emergenza

dimensionamento delle sale di attesa

Realizzando un modello di simulazione in SIMUL8, si pu vedere in modo pratico il

funzionamento di ogni progetto, e per ognuno di essi, si possono valutare i pregi e i difetti di

una particolare soluzione.

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2.1.1 SIMUL8 in Telemedicina

Il pacchetto software SIMUL8, oltre a mettere in pratica tutti gli scenari appena citati, la

piattaforma tecnologica pi adatta a simulare progetti di telemedicina.

La telemedicina una pratica che permette lo scambio di informazioni a distanza (dati,

video, immagini..) tra il paziente, i medici di medicina generale, gli specialisti ed in

generale tutto il personale medico. Lerogazione dellassistenza sanitaria a domicilio

consente, in tempo reale, di conoscere il quadro clinico del paziente, e quindi di intervenire

prontamente in caso di emergenza. Inoltre riduce i costi di ricovero quando il paziente

necessita di visite specialistiche di controllo o per un peggioramento della malattia.

2.2 Esempio SIMUL8 nella telemedicina

Esaminiamo i vantaggi e le innovazioni apportate dal software SIMUL8 in campo sanitario

grazie ad un esempio di unapplicazione di Telemedicina, il telemonitoraggio BCPO.

La BPCO (Broncopneumopatia Cronica Ostruttiva) una patologia caratterizzata

dallostruzione cronica al flusso daria nelle vie intratoraciche, ed in genere di natura

degenerativa, soprattutto quando associata ad altre malattie. I pazienti con BPCO

manifestano modificazioni acute di sintomatologie abituali quali dispnea e tosse che

determinano la necessit di una ventilazione meccanica. La persona quindi costretta al

ricovero frequente, specie nella fase di riacutizzazione. Si ritiene pertanto necessaria

lospedalizzazione domiciliare sia per agire tempestivamente sulle emergenze, sia per

ridurre i costi di ricovero. I parametri cardiaci e respiratori del paziente vengono monitorati

in modo costante ed inviati allU.O. di Pneumologia di II Livello, che quotidianamente li

esamina e valuta quindi le condizioni di salute del paziente. Il reparto valuta la necessit o

meno di interventi di emergenza o di semplici controlli a domicilio, contattando lo

specialista o il MMG. Un infermiere segue con frequenza predefinita la persona al suo

domicilio, e in caso di necessit si effettuano ulteriori visite di controllo da parte di

specialisti.

La telesorveglianza sanitaria domiciliare si rivela quindi oltre che un valido aiuto, una vera

e propria necessit, migliorando la qualit dellassistenza e quindi della vita del paziente.

Con laiuto di SIMUL8 si pu schematizzare e sintetizzare il percorso di assistenza

domiciliare, mettendo in evidenza i protagonisti e gli stadi del processo.

2.3 Telemonitoraggio BCPO

Gli attori coinvolti nel modello sono:

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paziente

U.O. Pneumologia di II Livello

Specialista

- Infermiere tutor

- Medico di medicina generale (MMG)

Centro Servizi

Descrizione del processo:

Linfermiere tutor chiama periodicamente, tramite il centro servizi, il paziente o i familiari

per acquisire e memorizzare i dati monitorati. Inoltre verifica lo stato dellattrezzatura e

intervista il paziente per controllare il suo stile di vita. Quindi linfermiere tutor procede

allanalisi dei dati e completa il consulto con un referto negativo o positivo. In caso di

referto positivo si procede ad unulteriore analisi da parte di un medico specialista. Dopo

questo ulteriore controllo se il referto continua ad essere positivo, si procede al ricovero in

ospedale o alla visita domiciliare effettuata da un medico specialista ambulatoriale o dal

MMG.

Il processo appena descritto si modella cos:

Telemonitoraggio BCPO

2.3.1 Elementi del modello di simulazione

Start Points

S_PRO

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Chiamate programmate .

Linfermiere tutor contatta telefonicamente il paziente, tramite il

centro servizi, ad orari prestabiliti.

S_NPRO

Chiamate non programmate

Il paziente pu contattare telefonicamente il centro servizi, chiedendo

un supporto. Questo tipo di chiamata si verifica nel caso di uno stato

ansioso o sintomatologico del paziente.

End Points.

E_PRO

Esito positivo. Termina il percorso di controlli e visite

E_PS

Esito negativo del referto. Si procede al ricovero.

Activity

RCC

Linfermiere tutor chiama il centro servizi e chiede di essere

messo in contatto con il paziente.

CONT

Il paziente invia il tracciato al centro servizi, il quale lo memorizza nel fascicolo e

inoltra la chiamata al responsabile clinico e/o allinfermiere dellunit operativa

ospedaliera referente in quella fascia oraria.

CPAZ

In questa attivit avviene la registrazione dei dati clinici.

Il centro servizi si occupa di telefonare al paziente, di

registrare il trend saturimetrico, di inserirlo nella sua

cartella clinica e di metterlo infine in contatto con

linfermiere. Pu anche mettere in contatto il paziente con

linfermiere gi dallinizio della telefonata per registrare

la frequenza cardiaca e il valore puntuale di saturazione

dellossigeno.

CTUT

Linfermiere tutor verifica lo stato dellattrezzatura, lutilizzo di eventuali sistemi di

inalazione e di ossigeno terapia. Indaga inoltre sullo stile di vita del paziente (dieta,

esercizi respiratori, movimento), e gli fa unintervista standard Respircard.

Dallintervista si registrano , se presenti, sintomi quali dispnea, tosse, dolore,

frequenza cardiaca, e se necessario si contatta lo pneumologo. Tutte le informazioni

vengono registrate nel fascicolo del paziente.

23

CMED

Si controllano i tracciati e si verifica lo stato del paziente.

CMMG

Tramite il centro servizi, il responsabile clinico contatta il MMG e

lo aggiorna sullo stato di salute del paziente. Il responsabile

clinico e il MMG concordano uneventuale visita da parte dello

stesso MMG o da parte dello specialista dellunit operativa

ospedaliera.

VSPEC

Visita domiciliare da parte dello specialista pneumologo

VMMG

Visita domiciliare del MMG

AGCS

Lo specialista invia una comunicazione al MMG aggiornandolo

sulle condizioni cliniche del paziente. Sar lMMG, in seguito alle

dichiarazioni dello specialista, o in seguito ad una propria visita, a

contattare il centro servizi per far aggiornare il fascicolo del

paziente.

2.4 Layout grafico del progetto

SIMUL8 consente di trarre grande vantaggio dallinterfaccia grafica, soprattutto durante la

verifica del modello. Migliorare laspetto del modello di simulazione rendendo la grafica

pi informativa, non solo aiuta lanalista nella verifica del processo, ma aiuta il cliente

(soprattutto quello non esperto di simulazione) ad essere coinvolto nella modellizzazione,

riuscendo a fargli capire il progetto e lo scopo del lavoro solo guardando i disegni e la

simulazione animata. Inoltre, rende pi semplice per un altro analista prendere in consegna

il lavoro per farne ulteriori studi e se necessario, modificarlo.

2.4.1 Modifica delle icone

Il modello di Telemonitoraggio BCPO stato reso comunicativo grazie alla modifica

delle icone. SIMUL8 consente di modificare le icone, le quali si possono scegliere da una

vasta serie di cartelle presente allinterno del software sin dallinstallazione. Ci sono cartelle

specifiche per gli start points, per gli end points, per le frecce e per diversi settori

applicativi, come la medicina o la tecnologia.

Nel modello presentato ad esempio, licona dellattivit CMED rappresentata da un

medico. Questo aiuta a spiegare cosa fa lattivit e chi la svolge nella pratica, ovvero il

controllo dei tracciati da parte del medico. Allo stesso modo lEnd Point E_PS

24

rappresentato da unambulanza, che ci comunica uno stato di urgenza, ovvero il referto

negativo e il ricovero immediato. VMMG e VSPEC sono le due attivit che rappresentano la

visita domiciliare da parte del medico di medicina generale e dello specialista, entrambe

sono rappresentate dallicona di unauto ferma vicino ad una casa.

Esempi di frecce di percorso:

Esempio di End Point:

Oltre allimmagine dellicona possibile modificare anche lOffset del titolo dellicona, e

ci consente di compattare le didascalie o di spostarle sopra o sotto limmagine.

SIMUL8 dispone di una vasta disponibilit di immagini, adatte agli scenari pi disparati.

Molte volte per, se non si riesce

a trovare limmagine adatta ad

un particolare contesto si pu

crearla usando il SIMUL8 Image

Editor.

Il SIMUL8 Image Editor mette a

disposizione:

Strumenti per il colore

quali:

- Una palette di colori

- Possibilit di associare

un colore al tasto

destro del mouse

- Possibilit di associare

un colore al tasto

sinistro del mouse

Strumenti per il disegno

quali:

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- Disegno di una scatola

- Disegno di una scatola solida

- Riempimento

- Scrittura di un testo

- Disegno in generale

- Linea

Nella finestra del SIMUL8 Image Editor, sotto i comandi, appare la figura che si sta

disegnando.

La parte fondamentale di un modello di simulazione, oltre alle immagini lanimazione. Il

modello animato spiega se stesso allutente. Con lapposito comando si pu modificare lo

stato attuale di unicona, ad esempio si pu evidenziare con unimmagine il passaggio di

unattivit dallo stato occupato o libero.

Nel modello di telemonitoraggio BCPO, ad esempio, lattivit CPAZ

mostra il disegno di un tracciato quando in funzione. Il suo compito

infatti proprio quello di registrare i dati clinici del paziente.

Altri esempi di unattivit libera e occupata

2.4.2 Modifica dellaspetto degli elementi di lavoro

Con SIMUL8 possibile modificare laspetto degli elementi di lavoro mentre si muovono

attraverso il sistema. Per modelli di grandi dimensioni questa opzione utilissima, permette

infatti di verificare il loro comportamento anche se sono molto complessi.

Elementi di lavoro che

entrano nellesempio

proposto sono le telefonate

26

Altri elementi di lavoro che

entrano nelle varie attivit

sono:

- da CMMG a

VMMG vi

limmagine di un

medico, infatti

rappresenta la visita

del medico di

medicina generale.

- Da CTUT allend point E_PRO compare limmagine di un fascicolo rappresentante

linvio dei dati.

- Da VSPEC a AGCS appare

limmagine di un lettino medico.

Rappresenta la visita medica da

parte dello specialista.

2.4.3 Raggruppamento delle icone

Per modelli di grandi dimensioni, utile racchiudere un gruppo di icone in una singola

icona. Il programma crea quindi una finestra a linguetta, Win 2, dove viene inserito il

sotto processo. Il modello principale invece, viene denominato Main, ed entrambi

compaiono nellangolo in basso a sinistra della finestra di simulazione.

possibile creare un numero qualsiasi di sotto finestre, e per

modelli di grandi dimensioni, anche pi livelli di sotto finestre.

Il nome del gruppo pu essere cambiato, cos come limmagine

utilizzata per rappresentarlo.

2.5 Le Risorse

Il modello completo del Telemonitoraggio BCPO, in realt si presenta cos:

27

Le icone che compaiono in basso, sono le Risorse.

Alcune attivit del modello, infatti, fanno riferimento a questi elementi. Le risorse fungono

da supporto per le attivit e sono indispensabili al loro funzionamento, infatti senza di esse il

modello non potrebbe funzionare. Alcune delle risorse dellesempio sono INF, linfermiere

o mmg, il medico di medicina generale. Ad unattivit possono essere collegate anche pi di

una risorsa.

Grazie alle risorse possibile anche creare turni di lavoro, infatti con lopzione di SIMUL8,

Shift Patterns si assegnano livelli differenti di risorse a seconda del momento della giornata.

necessario definire i tempi dei turni e la disponibilit delle risorse per ogni turno. Si

formeranno pi code quando ovviamente ci sono meno risorse a disposizione, questo lo si

pu verificare graficamente.

28

Esempio di formazione di code durante le ore notturne, quando sono disponibili meno risorse

2.6 Le etichette

Le operazioni del modello di simulazione possono essere controllate maggiormente se si

associano delle etichette agli elementi di lavoro. Le etichette vengono indicate come

attributi. Esse possono essere collegate agli elementi di lavoro non appena essi entrano nella

simulazione oppure in unattivit, e il loro valore pu essere modificato in qualsiasi

momento.

Le etichette possono essere di due tipi:

etichette numeriche (Numeric Labels)

Possono essere usate per orientare il flusso di lavoro, per dare priorit agli elementi di

lavoro allinterno di una coda, e per ottenere diverse serie di risultati per elementi di lavoro

con etichette diverse.

Usi di unetichetta numerica:

- Per definire il percorso da unattivit. Il valore delletichetta pu essere assegnato sia

ad uno start point sia ad unattivit. Per verificare lindirizzamento visivamente si

pu utilizzare letichetta numerica per controllare le immagini delle diverse classi

degli elementi di lavoro.

- Per controllare laspetto degli elementi di lavoro. Si pu controllare visivamente il

comportamento degli elementi di lavoro grazie alle etichette correlate da immagini.

- Per stabilire le priorit degli elementi di lavoro in una coda. Se esistono elementi di

lavoro con alta priorit (VIP) , ad essi pu essere associata unetichetta che gli

permette di distinguersi dagli altri.

- Per separare i risultati.

etichette di testo (Text Labels)

Consentono a differenti distribuzioni di essere usate dalla stessa attivit, a seconda del

valore delletichetta dellelemento di lavoro.

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Usi di unetichetta di testo:

- Per specificare distribuzioni con tempi differenti. Diverse categorie di elementi di

lavoro nella stessa attivit possono avere distribuzioni con tempi differenti. Il nome

delletichetta di testo collegata agli elementi di lavoro anche usato come nome della

corrispondente distribuzione basata su etichetta.

- Per controllare laspetto degli elementi di lavoro. Grazie alle etichette di testo si

possono distinguere graficamente gli elementi di lavoro con pi alta e con pi bassa

priorit.

Inoltre unetichetta pu essere di entrambi i tipi, cio sia numerica, sia di testo.

2.6.1 Le Priorit

Alcuni elementi di lavoro che entrano in una coda potrebbero necessitare di un trattamento

prioritario rispetto agli altri. Assegnare la priorit ad un elemento di lavoro si realizza

creando un ulteriori Start point che ricevono solo elementi VIP. Anche se un elemento VIP

entra in un secondo momento, nella coda sar trattato sempre per primo rispetto agli altri

elementi presenti gi da tempo nella coda.

Le priorit possono essere assegnate anche alle attivit, alcune attivit possono infatti

lavorare sempre, quindi hanno la priorit, mentre altre rimangono inattive. Le attivit

inattive si attivano solo quando le attivit che lavorano costantemente sono tutte occupate,

rendono quindi pi veloce il lavoro.

30

CAPITOLO III

OBIETTIVI RAGGIUNTI CON LA SIMULAZIONE

3.1 Analisi finanziaria delle prestazioni di un sistema

Uno degli obiettivi del software di simulazione quello analizzare i sistemi dal punto di

vista finanziario, in modo da utilizzare al meglio le risorse per ricevere maggiori vantaggi,

quindi ottimizzando i costi per aumentare il profitto.

In modelli simulati con SIMUL8 dove sono presenti code, solitamente vi un trade-off tra il

costo dei servizi e il costo della coda. Il costo della coda pu essere ridotto utilizzando in

modo efficace le risorse, e quindi migliorando la capacit servizio/elaborazione (ad un costo

pi elevato). Viceversa, applicare risorse insufficiente per risparmiare sui costi, pu causare

un aumento dei costi della coda.

Ad esempio:

- in un supermercato se si aumentano il numero di casse in funzione, si riducono i tempi di

attesa dei clienti, che saranno pi soddisfatti del servizio e non faranno acquisti altrove.

Aumentando un costo (le casse in funzione) non c una perdita (clienti che vanno via

dal negozio), anzi un maggiore guadagno.

- in un call center, gli utenti messi in attesa o che riagganciano rappresentano una perdita

di entrate per lazienda. Se si aumentano gli operatori disponibili o si migliora la loro

formazione professionale, il servizio si velocizza e tempi medi di coda si riducono.

In entrambi gli esempi lobiettivo dellazienda quello di trovare un ragionevole trade-off.

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Il comando Finance, presente in ogni elemento del modello, consente di attribuire ad ogni

stadio della simulazione un costo. Vi sono tre tipi di costo:

Capital Cost, un costo che fisso per ogni periodo di raccolta dei

risultati

Usage Cost, il costo sostenuto quando unattivit in uso

Usage Cost (per unit), costo sostenuto per ogni richiesta soddisfatta

Grazie alle opzioni presenti possibile simulare varie risoluzioni del

problema per poi fare un confronto delle differenti strategie sulla base dei

risultati ottenuti.

3.1.1 Baulking e Reneging

Le due situazioni sfavorevoli che possono verificarsi in una simulazione e che provocano

un aumento dei costi della coda sono il Baulking e il Reneging.

Reneging

Il termine Reneging indica labbandono di una coda dopo aver atteso troppo tempo,

letteralmente significa rinnegare. Pu capitare, ad esempio, che gli utenti che chiamano

ad un call center riaggancino perch stanchi di aspettare, o che persone in coda ad uno

sportello o alla cassa di un supermercato vadano via. Coloro che rinnegano potrebbero

decidere di ritornare a mettersi in coda dopo un po di tempo. Questo comportamento

modellato da unattivit fittizia creata appositamente per la situazione, nella quale la

persone prendono la decisione.

SIMUL8 indica il tempo massimo di coda con Shelf Life. Riducendo la Shelf Life ci sar

un maggior numero di persone che rinnegano.

Baulking

Il termine Baulking (o Balking) indica il mancato ingresso in una coda troppo lunga. Ad

esempio ci pu verificarsi quando in un call center un utente non riesce a mettersi in

contatto con un operatore e la chiamata automaticamente viene terminata. Se la capacit

della coda impostata su come Infinita, non potr mai avere baulking, se invece si impone

un qualsiasi valore numerico alla coda allora pu verificarsi.

I due comportamenti, il reneging e il baulikng, in realt sono collegati fra loro. Se infatti si

verifica il reneging, la coda non riuscir a raggiungere una lunghezza tale da innescare il

baulking.

32

3.2 Obiettivi raggiunti dal modello grazie alla simulazione

Il modello di telemoniraggio BCPO, preso come esempio, riesce a schematizzare grazie a

SIMUL8 i problemi riguardanti lorganizzazione e la gestione dellassistenza domiciliare, e

riesce a riassumere gli obiettivi che in generale un modello di telemedicina si pone.

Gli obiettivi del modello sono stati:

miglioramento del controllo della patologia

miglioramento della distribuzione dei carichi di lavoro tra i MMG e gli specialisti di II

livello

rafforzamento della collaborazione tra i MMG e le U.O. di II livello

riduzione del numero dei ricoveri

accesso limitato ai servizi di emergenza

riduzione dei costi dellassistenza sanitaria

La telemedicina in generale trae quindi grandi benefici dallutilizzo dei sistemi informatici e

delle piattaforme di simulazione. Creare un modello di simulazione permette di distribuire

in modo organico i compiti tra le istituzioni ed il personale sanitario, rendendolo quindi pi

pronto e preparato nel percorso di cura del paziente.

3.2.1 Linnovazione in campo sanitario

Lapplicazione di sistemi informatici, come il pacchetto software SIMUL8, alle scienze

mediche ha concretizzato prospettive inimmaginabili sino a poco tempo fa. Le prestazioni

sanitarie sono diventate pi efficienti ed efficaci ed aumentata la collaborazione e

linterazione tra le figure mediche coinvolte nei processi.

Medici di medicina generale, specialisti, infermieri e tecnici, riescono a coordinarsi e ad

organizzarsi grazie al modello progettato, con lunica finalit di portare serenit e benessere

al paziente. I diversi livelli di cura cos interlacciati (lassistenza domiciliare, lambulatorio,

il reparto specialistico, lemergenza) e coordinati garantiscono una sicurezza per il paziente,

che oltre a sentirsi seguito e curato, lo realmente.

Per il personale sanitario, SIMUL8 pu diventare una garanzia, infatti con la progettazione

in ambiente simulato di sale operatorie, reparti, con la ricostruzione di un percorso virtuale

di cure del paziente, si acquisisce maggiore sicurezza e dimestichezza nellaffrontare i

problemi.

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CONCLUSIONI

I modelli realizzati in SIMUL8 si immergono nel cuore dei problemi sanitari, dove non

basta solo medico o solo tecnico a poterli risolvere, ma dove fondamentale la

collaborazione di tutte le figure coinvolte. I problemi necessitano di risoluzioni logistiche,

razionali e soprattutto pratiche. Ed proprio il simulatore che a mettere in atto la soluzione

al problema in modo pratico e veloce.

Simulare virtualmente un qualsiasi scenario come se fosse reale riesce a far considerare tutte

le molteplici possibilit di soluzione, e riesce perci a far prendere la decisione migliore. Il

sistema diventa pi efficiente e la produttivit aumenta, e a questo risultato ci si arriva senza

fare investimenti a vuoto. Valutare una scelta prima di investire riduce i costi dovuti ad

errori che non riescono a venir fuori da un semplice inquadramento del problema, ma solo

da unattenta analisi pratica, come se il modello fosse reale.

A differenza degli altri simulatori di eventi, SIMUL8 permette di rendere partecipe il cliente

interessato al progetto. Linterfaccia grafica informativa e lanimazione riescono a

coinvolgere un pubblico vasto, anche non esperto di simulazione. Non dobbiamo fare sforzi

per capire un modello, o imparare linguaggi di programmazione, ma semplicemente

guardarlo. Sar il modello a spiegarsi da se, con le immagini, con le didascalie, con

linterattivit.

Soprattutto grazie alla chiarezza e allespressivit del progetto, confrontare modelli

realizzati da mani diverse diventa semplice e stimolante. Si pu collaborare tra analisti, tra

strutture ospedaliere diverse, si possono paragonare le strategie risolutive, e si pu arrivare

insieme alla risoluzione ottimale. Avere i dati del modello simulato a disposizione,

visualizzarli graficamente, avere la possibilit di fare statistiche ed analisi, fa prendere una

decisone pi facilmente e con pi sicurezza perch supportata da dati concreti.