Transcript 服务科学与工程

服务科学概论
第2章 服务科学的理论基础
科学的故事之勾三股四弦五
• 《周髀算经》载商高答周公问说：“勾广三，股修四，径
隅五。”这是 “勾股定理”在汉文字中的最古老的记载，
大约在公元前1100年
• 《九章算术》（公元50~100年 ）中，勾股定理得到了更
加规范的一般性表达。书中的《勾股章》说；“勾股各自
乘，并而开方得弦 ”
The vision of ‘Service Science ’is to discover
the underlying logic of complex service
systems and to establish a common language
and shared frameworks for service innovation.
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回顾——现代服务业
• “现代服务业”是在工业化比较发达的阶段产生
的，主要依托信息技术和现代管理理念经济与管
理体系而发展起来的，知识和技术相对密集的服
务业
• 包括由传统服务业通过技术改造升级和更新经营
模式而形成的现代服务业以及随着信息网络技术
的高速发展而产生的新兴服务业
• “三高三新”
• 技术含量高、人力资本含量高、附加值高
• 新技术、新业态、新方式
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服务案例剖析——航旅类APP
• 中国每年有1亿人、3.2亿人次坐过飞机，属于比
较高端的用户群，因此潜在商业价值较高
• 旅客乘飞机出行最关心什么？
数据来源：航联传播（www.CARNOC.com）
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服务案例剖析——航旅类APP
• 中国的飞机经常晚点。羽田机场准点率93.82%，全球最
高；京穗沪包揽倒数三名，准点率仅为二三成航班
• 延误后旅客最需要什么服务？—— 航班动态
数据来源：航联传播（www.CARNOC.com）
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服务案例剖析——航旅类APP
• 还关心——飞机当前位置……
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服务案例剖析——航旅类APP
• 兴趣——个人飞行轨迹地图
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服务案例剖析——航旅类APP
• 兴趣——个人飞行记录……
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服务案例剖析——航旅类APP
• 传统服务业的延伸
• 传统服务业通过技术改造升级和更新经营模式而形成的
现代服务业
• 随着信息技术发展产生的新业态
• 随着信息网络技术的高速发展而产生的新兴服务业
航旅类APP应用三国杀
航班管家
飞常准
航旅纵横
上线时间
2009.4
2011.10
2012.1
用户数
上千万
数百万
上百万
信息来源
携程、芒果、艺
龙、航空公司等
携程、移动、航
空公司等
航信
核心竞争力
用户体验、整合
用户体验
数据
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服务案例剖析——航旅类APP
• 有明显竞争关系的三个应用，其核心业务雷同，都是为用
户提供精准的航班信息
• 将机场、航班实时信息通过一套算法转换成直观的信息传递给乘
机、接机、送机的旅客，让旅客能够及时了解到航班的起飞、到
达、延误、取消、返航、备降等状态，从而更高效地计划行程
• 三者的关系很微妙，飞常准曾是航班管家的数据来源之一，
而中航信旗下的航旅纵横，则是飞常准的数据源
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服务案例剖析——航旅类APP
• 技术含量高、人力资本含量高
• 不是简单的拿过来数据就坐享其成的事情，民航的数据
很分散，分布在航空公司、机场、各地空管局，对这些
数据是动态实时的，采集和逻辑梳理很难
• 一份航班数据，至少要通过3个不同渠道确认才敢用，
然后再用数学模型去计算航班的预计起飞和到达时间
• 大规模的用户，对服务系统的响应能力也是一个巨大的
挑战
• 附加值高
• 通过航旅纵横获取大量个人用户，抓住渠道中最本质的
资源——消费者
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服务案例剖析——航旅类APP
• 服务的特征——时效性
• 旅行是一个动态的活动，航空服务是一个有时效性的服
务体验
• 必须在用户乘机的短暂时段内提供服务
• 服务无法储存，必须实时加工（服务所需的数据等信息）
和消费
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服务案例剖析——航旅类APP
• 服务的特征——用户体验
• 三家各有侧重
• 航班管家提供机票搜索、预订及详
细机场攻略，意在通过综合的航班、
机场信息帮助用户做出航旅决策
• 飞常准从“准”字切入，强调信息
的及时和准确
• 航旅纵横则依靠母公司中航信的优
势掌握着用户行程信息，旅客只要
输入身份证号，全部行程就会呈现
在手机上，并可以在APP上选座，
甚至可以直接通过手机二维码登机
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服务案例剖析——航旅类APP
• 服务的特征——用户体验——精准
• 商旅领域是一个“多纬度”的结构——旅客一旦购票，
即会收到代理商、航空公司、机场等多方发来的信息，
但这些信息又都只是某时某地的片段，没有整合，旅客
不知道该以谁为准
• 而通常来说，用户对航班信息的准确度要求非常高，因
为航班的起降时间直接关乎用户的出行，一旦数据出现
不准或者偏差，用户会非常反感
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服务案例剖析——航旅类APP
• 服务的特征——用户体验——便捷
• 移动互联网最大的特点是用户使用APP时的场景千变万
化，对于在线航旅应用来说，其用户也因接机、乘机、
送机等不同行为而具有多样性
• 由此，航班管家将航站楼、航班、天气、交通等信息融
入不同的场景设想，基于不同场景的变化，为用户提供
相应的资讯服务
• 场景化的服务在某种程度上提高了用户的决策效率，航
班管家更是提出了“30秒原则”的产品理念——用户
要在30秒的时间内得到自己想要的内容
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服务案例剖析——航旅类APP
• 服务的特征——用户体验——便捷
• 飞常准短信订制服务
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新浪微博 传说中的俭哥：飞友网的
航班动态及短信服务是极其靠谱的产
品！
马颖学：国内网站所看到的唯一提供
所有航班信息，确实很有帮助，航班
订制太有用了，不管是乘机还是接机，
可以避免盲目的等待。
139****7827：贵网站提供的服务实
在是太牛X了，我第一次用，真的是
一种全新的用户体验！
俞栋：一直以来不管是出差，还是旅
行，不管是接机还是回家，都会订制：
“飞常准”，真的觉得很方便，也为
我的旅途节省了不少的宝贵时间！
……
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服务案例剖析——航旅类APP
• 服务的特征——用户体验——全面
• 飞机排队情况、机场特情、前序航班
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服务案例剖析——航旅类APP
• 服务的特征——用户体验——交互设计
• 在交互体验上，在三款同类应用中，航旅纵横有9个页
面，飞常准有5个页面，而航班管家在满足用户综合需
求的基础上，将页面精简至机票、航班、机场、个人中
心4个
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服务案例剖析——航旅类APP
• 服务的特征——用户体验——精准
• 中航信过去在国内180个机场铺设的离港系统数据的深
度整合，推出了“前序航班”功能，允许用户查看所乘
航班在前一个出发地的起飞及航行情况，以及早判断飞
机是否晚点
• 判断济南——北京航班，要看武夷山——济南航班的起飞状态
• 这个关键性体验其他应用无法跟随，一下子树立了这个
产品的独特价值
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服务案例剖析——航旅类APP
• 服务的特征——用户体验——便捷
• 航旅纵横中，一个用户只要将自己的身份证号码绑定航
旅纵横，就可以马上查到自己已经预定的航班的信息，
包括何时起飞，前序航班飞到哪里了，是否延误，延误
了多久，机型、机龄等
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服务案例剖析——航旅类APP
• 服务的特征——用户体验——延伸
• 航班管家目前已经加入航空公司的直销票资源，很快也
将会有保险、旅行、酒店、租车等业务被整合到服务体
系，给用户提供一站式服务
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服务案例剖析——航旅类APP
• 服务的特征——用户体验——深度
• 通过对旅客数据的挖掘，为其提供个性化的服务
• 数据整合能力加上移动终端的数据交互能力，提供满足
用户个性化需求的数据
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服务案例剖析——航旅类APP
• 竞争的优势——数据
• 航旅纵横的真正价值在于其背后数据，在于其“出产方”
是中国民航信息网络股份有限公司（简称“中航信”）,
掌握着民航业最全面的数据
• 深度的数据挖掘，意味着航旅纵横也许能以个性化的服
务吸引大量乘机用户，进而自然地扩展到与商旅出行相
关的一切消费环节
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服务案例剖析——航旅类APP
• 竞争远未结束
• 由于对数据源头的把持，航旅纵横一面世，就被人宣告
“胜利”，一位投资人甚至断言：“这样一来，另外两
家再想融资已经很难了。”
• 但是，美国的数据公开法案实际上预示着公共数据必须
面向全社会公开，已利于产业、鼓励竞争
• 另外，航班管家已经在和国内各大机场建立联系，获取
机场的第一手数据，而有些数据也是中航信所没有的
• 飞常准筹划全球的航班动态数据，现在全球现在每天有
10万个航班值飞，飞常准已经有近4到5万个航班数据
• 那么，竞争靠什么？
• 还是回归服务的本质——体验
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服务案例剖析——航旅类APP
• 另辟蹊径
• 社会网络
• 众包模式
• 来自用户的第一手资料，用户在数据的准确性上也可以给予极
为有价值的反馈信息
• 用户报告的延误信息、用户购票价格等
• 大数据的整合应用
• 历史数据、周边数据
• 发现新的规律
• 设计新的服务产品
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服务科学
• Service Science is the study of service
systems -- configurations of people,
technologies, and other resources that
interact with others to create mutual value -and it aims to develop theory and practice
around service innovation.
Paul Maglio [Adjunct Associate Professor of
Cognitive Science, UC Merced]
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服务的科学问题
1. Service Theory
2. Economics of Services
3. Mathematical Models of Services
4. Services as Value Co-Creation Systems
5. Services as Dynamic Systems
6. Services as Multi-agent Systems
7. Services as Customer-Intensive Systems
8. Service Complexity Theory
9. Service Innovation Theory
10.Service Science Education
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服务科学
• 如同其他产业的发展离不开科学与理论的支持，
服务业的发展同样需要相关理论的支持
• 物理学：牛顿三大运动定律、相对论、量子力学、…；
• 化学：分子论、元素周期律、…；
• 计算机科学、管理科学、…；
• 服务科学是一门正在发展中的学科，构造基础模
型、理论及其应用，以促进服务业的发展
• 这是一门多学科交叉的领域，关注人、技术、商业等各
方面要素；
• 研究服务系统的结构和运作机理，并用模型和理论加以
严格的刻画，以推导其性质
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本章内容
1
服务科学的目标
2
服务的定义
3
服务的分类与特征
4
服务系统
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1.服务科学的目标
服务科学的目标
• 服务科学 (Service Sciences): 分析现实世界中有
关服务的现象、数据与信息，并将其转化为知识；
• 研究对象：现实世界中有关服务的现象、数据与信息
(即服务系统)；
• 输出：服务相关的知识——对服务系统的结构与行为
进行刻画，建立理论模型(即服务系统的模型)；
• 目的：建立一套严格的、完备的、理论化的服务模型，
从各类服务系统中抽象出其内在的、本质的规律，使服
务的提供者和需求者能够深入的理解和认识服务，并采
用科学的方法来指导服务系统的设计、构建与运作。
探讨服务科学首先要从研究“服务系统”入手
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2. 服务的定义
服务的定义
• (IBM, 2004) A service is a provider-to-client interaction that
creates and captures value while sharing risks. (服务是客户与服
务提供者之间为了创造/获得价值并供担风险的交互过程)
• Services deals with the co-production value between clients
and providers in value production relationships, with alternative
work sharing, risk sharing, information sharing, and decision
sharing arrangements. (服务：服务提供者与服务使用者的协同生产
价值的关系，通过工作共享、风险共享、信息共享、决策共享的选择
实现价值增加)
• A service is a change in the condition of a person, or a good
belonging to some economic entity, brought about as the
result of the activity of some other economic entity, with the
approval of the first person or economic entity. (服务是在某人或
经济实体(A)允许的前提下，由其他经济实体(B)所提供并执行的某些
活动所带来的A的状况的改善)
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服务的定义 (Wikipedia)
• In economics and marketing, a service is the nonmaterial equivalent of a good. (服务：非物质化产品)
• It is claimed to be a process that creates benefits by
facilitating either a change in customers, a change in
their physical possessions, or a change in their
intangible assets. (服务：一种促进顾客发生“改变”的过程，
“改变”包括物理的和无形的占有物的状态改善)
• By supplying some level of skill, ingenuity, and
experience, providers of a service participate in an
economy without the restrictions of carrying stock
(inventory) or the need to concern themselves with
bulky raw materials. (服务：服务提供者具备特定的技能、独创
性和经验，无需考虑有形的库存、原材料或产品)
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服务的定义(图示化)
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服务提供者、顾客及其之间的关系
• Provider (服务提供者)
• An entity (person, business, or institution) that makes
preparations to meet a need; an entity that serves
• Client (顾客)
• An entity (person, business, or institution) that engages the
service of another; an entity being served
• Some general relationship characteristics (二者之间的
关系)
• The client participates in the service process (顾客参与服务过
程)
• Co-produces the value (协同创造价值)
• The quality of service delivered depends on customers
preferences, requirements, and expectations (服务质量取决于
顾客的需求、期望和感受)
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Service = 13R
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3. 服务的分类与特征
服务的分类模式
• 可从以下几个角度对服务进行分类：
• 按服务过程进行分类
• 按服务的本质进行分类 (Nature of the service )
• 按服务提供者与顾客之间的关系进行分类 (Client
relationships )
• 按服务的可提供性进行分类 (Availability of service )
• 按服务需求的变化性进行分类 (Service demand
variation )
• 按服务交付的方式进行分类 (Service delivery )
• 按服务自动化的程度进行分类 (Service automation )
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(1)按服务过程进行分类
• Degree of labor
intensity(劳动密集的程度)
• the ratio of labor cost
to capital cost (劳动相
对于资金的比率)
• Degree of interaction
and customization (交
互性/定制性的程度)
• ability of the client to
affect specialization
(顾客影响服务形态的能
力)
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服务工厂
服务商店
航空、旅馆
医院、汽车维修
大规模服务
零售业、学校
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职业化服务
医生、律师
建筑师、IT
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(2) 按服务行为的本质进行分类
• Nature of service
act(服务行为的本质)
• Tangible (有形的)
• Intangible (无形的)
• Recipient of service
直接作用于人
(服务的接受者)
• People (人)
• Things (事物)
直接作用于可见的物体
医疗/交通等 货物运输/干洗
作用于人的思想 作用于无形的事物
教育/媒体/娱乐 银行/法律/保险
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(3) 按服务提供者与顾客之间的关系进行分类
• Type of customer
relationship
(顾客关系的类型)
• Membership (会员)
• Informal (非正式)
• Type of service delivery
(服务交付的类型)
• Discrete (离散的)
• Continuous (连续的)
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保险
电气服务
银行
广播/电视
警察
高速公路
手机
球赛季票
航空长旅客
收费公路
付费电话
餐馆
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(4) 按服务的可提供性进行分类
• Availability of service
outlets
(服务地点的数目)
• Single site (单一地点)
• Multiple sites (多地点)
• Nature of the interactions
between the customer and
the service provider’s
employees(顾客与提供者之间
的交互所发生的地点)
• Customer travels (顾客移动)
• Service provider travels (提
供者移动)
• Transaction is at arms length
of customer (顾客可达范围内)
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剧院
理发店
公共汽车站
快餐连锁店
杀虫服务
出租车
邮政快递
紧急维修
信用卡
电视台
电话
电气服务
43
(5) 按服务需求的可变性进行分类
• Demand fluctuations
(需求的波动情况)
• Wide (大)
• Narrow (小)
• Supply constraints (服务
能力的限制)
• Peak demand without
delay (高峰需求时仍无延
误)
• Peak demand exceeds
capacity (高峰需求时超过
能力)
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电气
电话
警察
保险
律师
银行
报税
交通
旅馆
快餐
电影院
加油站
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(6) 按服务交付的方式进行分类
• Extent of customization
(定制化程度)
• High (高)
• Low (低)
• Importance of service
employee’s judgment
(服务雇员能力的重要性)
• High (高)
• Low (低)
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手术
出租车
教育
预防性保健
电话
旅馆
自助餐厅
公共交通
电影院
表演性运动
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(7) 按服务自动化的程度进行分类
“协助我完成
部分事情”
人的系统
工具系统
Collaborate
Augment
(激励)
(工具)
(个性化的服务)
1
“帮助我完成
所有事情”
Z
2
Delegate
Automate
(外包)
(自助服务)
3
4
(标准化的服务)
组织人员 利用自然
(具有自主意图的Agent构成的社会-经济模型) (由随机要素构成的技术-科学模型)
实例：呼叫中心(Call Center)
Collaborate
(1970)
专家：具有高技能的人
守在电话旁
Augment
(1980)
工具：接线员无需高技能，
使用FAQ手册解决问题
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Delegate
(2000)
市场：低成本的外包
(在印度建立呼叫中心)
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Automate
(2010)
技术：自动语音应答系统
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服务的本质特征
服务与产品的区别
服务的本质特征:服务与产品的区别
• Inseparability (不可分离性)
• Simultaneous Production and Consumption
• Heterogeneity (异构性)
• Intangibility (无形性)
• Perishability (不可贮存性)
Intangibility
Heterogeneity
(Differentiation)
Simultaneous
Production Perishability
and
Consumption
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服务的本质特征(1)：不可分离性
• Inseparability (不可分离性)
• Services are created and consumed at the same
time (服务的生产与消费是同时进行的)
• Services cannot be inventoried (服务无法被存储)
• Demand fluctuations cannot be solved by
inventory processes (无法通过库存来解决需求波动
问题)
• Quality control cannot be achieved before
consumption (在消费之前无法进行质量控制)
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服务的本质特征(2)：异构性
• Heterogeneity(异构性)
• From the client’s perspective, there is typically a
wide variation in service offerings (从顾客的角度看，
服务通常有很大的不同)
• Personalization of services increases their
heterogeneous nature (服务的个性化异构性)
• Perceived Quality-of-Service varies from one client
to the next (不同顾客所感知到的服务质量都是不同的)
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服务的本质特征(3)：无形性
• Intangibility (无形性)
• Services are ideas and concepts that are part of a
process (服务是过程的一部分，无具体的物质存在形
式)
• The client typically relies on the service providers’
reputation and the trust they have with them to
help predict quality-of-service and make service
choices (顾客通常需要借助于服务提供者的名声和对
其的信任来预测服务质量，进而做出选择)
• Regulations and governance are means to
assuring some acceptable level of quality-ofservice (规则和监管是使服务质量达到标准的重要手段)
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服务的本质特征(4)：易消失性
• Perishability (不可贮存性)
• Any service capacity that goes unused is perished
(任何服务能力如果不被使用，那么它将无法再使用)
• Services cannot be stored so that when not used
to maximum capacity the service provider is
losing opportunities (服务无法存储，所以当服务能
力不足时，提供者将失去机会)
• Service capability estimation and planning are key
aspects for service management (服务能力的估计和
规划是服务管理的重要方面)
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总结
• A service is a provider-to-client interaction
that creates and captures value while sharing
risks; (服务是客户与服务提供者之间为了创造或
获得价值而进行的风险共享的交互过程)
• Services are value that can be rented (服务是
可以被租用的价值); -- 电信服务
• Services are the application of specialized
competences (skills and knowledge); (服务是
专业化能力、技术和知识的应用)
• Services are inseparable, heterogeneous,
intangible and perishable. (服务具有不可分离
性、异构性、无形性和不可贮存性)
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4. 服务系统
什么是“系统”？
• 广义的讲，一个系统由一组对象(每个对象具有一
系列的属性)、对象之间的关系、对象的属性之间
的关系共同构成。这些对象可能是有形的或无形
的 (Hall & Fagen, 1956)。
• 系统是人观察世界的一种方式，它是一个或多个
观察者根据自己对某种现象的理解或感知而产生
的一种视角。这种感知到的相互关联的对象的集
合构成了一个统一的整体，以实现资源的流动(例
如信息、物质或能量)(Weinberg, 1975)。
• “系统”通常被用作一个描述符，定义了一组实
体及其之上的一组数学模型(用来刻画实体及其之
间交互关系的特征) (Wikipedia, 2005).
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“系统”的特征
• 目标：在各种外观上相似的混乱现象中发现其隐
含的本质(通过简化外在的复杂性来识别内部的通
用性)；
• 通过观察者经过精心选择的一组变量，来识别基
本的对象、对象的重要属性、这些对象/属性之间
的关系。
• 基本假设：
•
•
•
•
对象可以是有形的，也可以是无形的；
对象具有属性；
对象之间具有关联关系；
对象的属性之间也具有关联关系。
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“系统”的分类与实例
类型
描述
关键特征
例子
自然系统(Natural
Systems)
发生在现实世界中的 天生存在的、自然
生物学的、地质学的 的
或气候学的现象
生物
地震
大气
制造系统
(Manufactured
Systems)
由人类所设计并创造 具有经过精心设计
的系统
的子系统、构件、
装配关系等
汽车
计算机
建筑
社会化的技术系统 自然系统与制造系统 社会化与机械化要
素之间的交互
(Socio-technological 的复合
Systems)
商业
政府
服务业
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“系统”的两个方面
• 静态结构：系统由哪些要素构成？
• 动态运作机理：这些要素之间如何进行交互以完
成系统的目标？
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系统的构成要素
• 基本构件：人/过程/产品；
• 属性：每个构件的输入、过程和输出；
• 关系：构件之间的交互关系。
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系统的九大组成要素
1. 顾客(customers)：从系统中受益或被系统所影响的对象;
2. 目标(goals)：系统的目的；
3. 输入(inputs)：由系统所处理的各类物理的、人的、经济
的或信息的实体；
4. 输出(outputs)：系统处理之后形成的各类物理的、人的或
信息的实体；
5. 过程(processes)：从输入到输出的转换；
6. 人力使能者(human enablers)：拥有或操作系统的人；
7. 物理使能者(physical enablers)：协助系统运行的物理资源
8. 信息使能者(informatic enablers)：支持系统的信息或知识
资源；
9. 环境(environment)：对系统产生影响的各类因素，包括物
理的、经济的、技术的、社会的、生态的或法律上的因素。
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“服务”作为一种“系统”
• 服务系统(Service System)可看作一种社会化的技
术系统(Socio-technological System)：
• 服务系统是自然系统与制造系统的复合
• 在服务系统中，服务的提供者与服务的需求者之
间按照特定的协议、通过交互以满足某一特定顾
客的请求，进而创造价值，彼此之间形成“合作
生产”(co-production)关系。
• 这种合作生产关系是服务系统的本质特征
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社会化的技术系统
• 社会化的技术系统(Sociotechnical systems, STS)： Any
number of elements,
interconnections, attributes, and
stakeholders interacting to satisfy
the request of a known client and
create value
• 由技术和非技术性两类元素构成；
• 基于系统论(System Theory)的基
本观点而构造的一种框架，用来描
述与解释一个组织内包含的技术与
非技术要素之间的关联关系；
• 人与技术相互依赖以达到组织性能
的共同优化
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服务系统的目标
• 服务系统是对特定的技术或组织的一种网络化配
置，用来提供服务以满足顾客的需求和期望。
• 好的服务系统使得那些没有经验的服务提供者能
够快速准确的完成复杂的服务任务。
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服务系统的例子：医疗服务
• 医生为病人看病：
• 医生询问病情、进行各种检查、开药；
• 病人回答医生的问题、配合医生的检查、按医嘱服药；
• 特定的技术以及其他一些人员参与到上述各种环节(如
检查、填写处方、取药等)
• 因此，医生、病人、其他的人或技术共同参与到
一起来创造价值——改善病人的健康；
• 这些要素及其之间的交互共同构成一个“服务系
统”
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64
服务系统的例子：软件服务系统
个性化
用户需求
虚拟化用户
需求模式
服务使用
情景Context
服务模式
Pattern
虚拟化云服务 现实服务
Cloud Services
现实服务
社会服务
物理服务
IoT服务
病人
病症
靶点
面向服务的需求工程
药品
原材料
面向领域的软件服务工程
面向服务的需求工程（Run Time） 面向领域的软件服务工程（Build Time）
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65
服务系统的例子：企业信息化
• 软件公司为企业提供咨询与信息化服务：
• (咨询顾问)了解企业现状、需求和目标；
• (咨询顾问)对企业进行诊断，并进行业务流程再造
(BPR)；
• (软件设计师)进行软件产品的定制；
• (软件实施人员)培训、安装、部署软件产品；
• (企业相关人员)配合咨询顾问的提问，提供相关信息；
• 特定的技术被应用到上述各种环节；
• 因此，企业、软件公司、其他的人或技术共同参
与到一起来创造价值——改善企业信息化状况，
提高企业竞争力；
• 这些要素及其间的交互共同构成一个“服务系统”
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服务系统的例子：教育服务
•
•
•
•
服务提供者：大学
服务需求者：学生
目标：将知识传授给学生，提升学生能力；
Co-production的过程：
• 大学向学生提供各类课程、实习机会、就业机会；
• 大学向学生提供各类基础服务，如图书馆、医疗、食堂
等；
• 大学负责对学生进行入学资格考核、学习过程考虑，以
监督并提升服务质量；
• 学生向大学支付学费；
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服务系统的例子：IT外包服务
• 服务需求者：IT企业或一般企业；
• 服务提供者：IT外包商；
• 目标：通过将某些任务外包给其他企业，以降低
自行开发的高成本、提高质量和效率；——“比
较优势”
• 典型领域：财务、法律、人力资源管理等；
• Co-production的过程：
• 双方通过合同来确定外包的内容、目标、SLA等；
• SLA：服务级别协议，定义了一系列的定量指标，规定
了如何监控和验证外包商的工作是否满足合同约束。
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68
服务系统的其他例子
• 服务系统的范围可大可小：
• 独立的人：建筑师、企业家；
• 政府部门或企业：税务部门、邮局、银行、医院、大学；
• 跨国公司：联邦快递、KFC；
• 服务系统可以是嵌套的：
• 例如，一家医院里的某个体检中心是另外一家全国范围
的健康保健网络的一部分。
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69
服务系统的静态结构——服务系统的九大组
成要素
1. 顾客(customer)：服务需求的提出者、服务的接收者；
2. 目标(goals)：服务被设计或运行的主要目的；
3. 输入(input)：将要被提供服务的顾客 (例如：前来就诊的一
个病人)；
4. 输出(output)：已经被提供服务的顾客(例如：经过诊断后
的病人)；
5. 过程(process)：提供服务的全过程；
6. 人力使能者(human enabler)：参与服务的人；
7. 物理使能者(physical enabler)：向服务过程提供资源的实体
8. 信息使能者(informatic enabler)：向服务过程提供知识的实
体；
9. 环境(environment)：各类约束或标准，以使服务达到特定
标准(例如，在线商店要求7*24的服务时间)。
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70
服务系统的动态运作机理
• 面临的主要困难和挑战就在于是服务系统中涉及
到的变量太多、系统是动态变化的。
• 针对这个问题，一种途径是对系统进行简化，抽
象出一部分关键变量来建立模型，或者只是描述
服务系统的某一侧面。例如：
• 采用排队论刻画服务系统中顾客到达时的服务；
• 采用随机与仿真的方式去刻画服务的过程与行为；
• 采用形式化的方式去刻画服务系统的各种动态特征；
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71
排队服务系统
• 排队现象是由两个方面构成，一方要求得到服务，
另一方设法给予服务。我们把要求得到服务的人
或物（设备）统称为顾客, 给予服务的服务人员
或服务机构统称为服务员或服务台。顾客与服务
台构成一个排队系统，或称为随机服务系统
• 在一个排队服务系统中，每名顾客总要经过如下
过程：顾客到达、排队等待、接受服务和离去:
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72
排队服务系统的基本概念
• 输入过程是描述顾客来源及顾客是按怎样的规律
抵达排队系统
顾客源总体：顾客的来源可能是有限的，也可


能是无限的

 输入 到达的类型：顾客是单个到达，或是成批到达
 过程 相继顾客到达的间隔时间：通常假定是相互独

立、同分布的，有的是等距间隔时间，有的是

服从Poisson分布，有的是服从k阶Erlang分布


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73
排队服务系统的基本概念
• 排队规则是指服务允许不允许排队，顾客是否愿
意排队



排队
 规则



损失制排队系统：顾客到达时,若有服务台均被占,服务机构
又不允许顾客等待, 此时该顾客就自动辞去
等待制排队系统：顾客到达时．若所有服务台均被占，他们
就排队等待服务。在等待制系统中,服务
顺序又分为：（1）先到先服务 FCFS
（2）后到先服务 LCFS（3）随机服务
RAND（4）有优先权服务 PR.
混合制排队系统：损失制与等待制的混合，分为队长(容量)
有限的混合制系统，等待时间有限的混
合制系统，以及逗留时间有限制的混合
系统.
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74
排队服务系统的基本概念



 服务
 机构




服务台的数目: 在多个服务台的情形下，是串
联或是并联；
顾客所需的服务时间服从什么样的概率分布，每个顾客所
需的服务时间是否相互独立，是成批服务或是单个服务等。
常见顾客的服务时间分布有：定长分布、负指数分布、超
指数分布、k阶Erlang分布、几何分布、一般分布等.
1
1
.
.
单队单服务台
2
n
1
2
。。。
n
.
.
多队多服务台（并列)
单队多服务台（并列）
1
1
2
...
n
1
2
3
单队多服务台（串列）
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2
混合形式
75
排队服务系统的符号表示
• 1909年，丹麦电话工程师A. K. Erlang的开创性论文“概
率论和电话通讯理论”标志着排队论的诞生
• 排队论模型的记号是1953年由D. G. Kendall (肯达尔)引入
的，通常由3～5个英文字母组成，其形式为
A/ B /C / n
• 其中A表示输入过程，B表示服务时间，C表示服务台数目，
n表示系统空间数。例如:
• (1) M/M/S/∞ 表示输入过程是Poisson流, 服务时间服从负指
数分布, 系统有S个服务台平行服务, 系统容量为无穷的等待制排
队系统
• (2) M/G/1/ ∞表示输入过程是Poisson流，顾客所需的服务时
间为独立、服从一般概率分布，系统中只有一个服务台，容量
为无穷的等待制系统
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76
排队服务系统的符号表示
• (3) G/M/1/∞表示输入过程为顾客独立到达且相继到达
的间隔时间服从一般概率分布，服务时间是相互独立、
服从负指数分布，系统中只有一个服务台，容量为无穷
的等待制系统
• (4) Ek/G/1/K表示相继到达的间隔时间独立、服从k阶
Erlang分布，服务时间为独立、服从一般概率分布，系
统中只有一个服务台，容量为K的混合制系统
• (5) D/M/S/K表示相继到达的间隔时间独立、服从定长
分布、服务时间相互独立、服从负指数分布，系统中有
S个服务台平行服务，容量为K的混合制系统
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77
描述排队系统的主要数量指标
• 队长与等待队长
• 队长(通常记为LS)是指在系统中的顾客的平均数(包括正
在接受服务的顾客),而等待队长(队列长，通常记为Lq)
是指系统中排队等待的顾客的平均数，它们是顾客和服
务机构双方都十分关心的数量指标。显然队长等于等待
队长加上正在被服务的顾客数
一般情形，Ls(或Lq)越大，说明服务效率越低
• 顾客的平均等待时间与平均逗留时间
• 顾客的平均等待时间(通常记为Wq)是指从顾客进入系
统的时刻起直到开始接受服务止的平均时间。平均逗留
时间(通常记为Ws)是指顾客在系统中的平均等待时间
与平均服务时间之和。平均等待时间与平均服务时间是
顾客最关心的数量指标
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78
描述排队系统的主要数量指标
• 系统的忙期与闲期
• 从顾客到达空闲的系统，服务立即开始，直到系统再次
变为空闲，这段时间是系统连续繁忙的时间，我们称为
系统的忙期，它反映了系统中服务机构的工作强度，是
衡量服务机构利用效率的指标，即
服务机构

工作强度
用于服务顾客的时间
服务设施总的服务时间
• 与忙期对应的是系统的闲期，即系统连续保持空闲的时
间长度
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其它常用数量指标
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
s —— 系统中并联服务台的数目；
 —— 平均到达率；
1/ —— 平均到达间隔。
 —— 平均服务率；
1/ —— 平均服务时间。
 —— 服务强度，即每个服务台单位时间内的平均服务时
间； 一般有      s  ；
N —— 稳态系统任一时刻的状态(即系统中的顾客数)；
U —— 顾客在稳态系统中的逗留时间；
Q —— 顾客在稳态系统中的等待时间。
Pn=P{N=n}：稳态系统任一时刻状态为n的概率；特别当n
=0时，Pn即P0，为稳态系统所有服务台全部空闲的概率。
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排队论研究的基本问题（1）
• 排队论研究的首要问题是排队系统主要数量指标
的概率规律，即研究系统的整体性质，然后进一
步研究系统的优化问题
• (1)通过研究主要数量指标在瞬时或平稳状态下的概率
分布及其数字特征，了解系统运行的基本特征。
• (2)统计推断问题，建立适当的排队模型是排队论研究
的第一步，建立模型过程中经常会碰到如下问题：检验
系统是否达到平稳状态；检验顾客相继到达时间间隔的
相互独立性；确定服务时间的分布及有关参数等。
• (3)系统优化问题，又称为系统控制问题或系统运营问
题，其基本目的是使系统处于最优或最合理的状态。系
统优化问题包括最优设计问题和最优运营问题。
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排队论研究的基本问题（2）
• 对于一般的排队系统运行情况的分析，通常是在
给定输入与服务条件下，通过求解系统状态为
n(有n个顾客)的概率Pn(t)，再进行计算其主要的
运行指标:
•
•
•
•
1)系统中顾客数(队长)的期望值L或Ls；
2)排队等待的顾客数(排队长)的期望值Lq；
3)顾客在系统中全部时间(逗留时间)的期望值W或Ws；
4)顾客排队等待时间的期望值Wq。
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排队论主要知识点
• 排队系统的组成与特征
• 排队系统的模型分类
• 顾客到达间隔时间和服务时间的经验分布与理论
分布
• 稳态概率Pn的计算
• 标准的M/M/1模型([M/M/1]:[∞/∞/FCFS])
• 系统容量有限制的模型[M/M/1]:[N/∞/FCFS]
• 顾客源有限模型[M/M/1][∞/M/ FCFS]
• 标准的[M/M/C]模型[M/M/C]:[∞/∞/FCFS]
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排队论主要知识点
•
•
•
•
M/M/C型系统和C个M/M/1型系统
系统容量有限制的多服务台模型(M/M/C/N/∞)
顾客源为有限的多服务台模型(M/M/C/∞/M)
一般服务时间的（M/G/1）模型
• Pollaczek-Khintchine(P-K) 公式
• 定长服务时间 M/D/1模型
• 爱尔朗服务时间M/Ek/1模型
• 排队系统优化
• M/M/1 模型中的最优服务率u
• 标准的M/M/1Model
• 系统容量为N的情形
• M/M/C模型中最优服务台数C
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应用案例—火车站排队系统建模分析
• 数据分析
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应用案例—火车站排队系统建模分析
• 确定排队模型——C个M/G/1/∞/ ∞/FCFS型队列
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应用案例—火车站排队系统建模分析
• C个M/G/1/∞/ ∞/FCFS型队列描述
• 即顾客到达为泊松过程，服务时间为一般随机分布，单
台，无限容量，无限源，先到先服务的排队系统模型
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应用案例—火车站排队系统建模分析
• C个M/G/1/∞/ ∞/FCFS型队列数量指标的计算
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应用案例—火车站排队系统建模分析
• 服务系统的分析——窗口数
• 优化——经济分析
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例题解析
• 例:某火车站售票处有三个窗口，同时售各车次的
车票。顾客到达服从泊松布，平均每分钟到达
λ=0.9（人），服务时间服从负指数分布，平均服
务率μ=24（人/h），分两种情况：
• 情况1.顾客排成一队，依次购票；
• 情况2.顾客在每个窗口排一队，不准串队。
• 求:
• （1）售票处空闲的概率。
• （2）队长和队列长。
• （3）平均等待时间和逗留时间。
90
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90
例题解析
• 解：情况1.顾客排成一队，依次购票，相当于
M/M/3/∞/∞
平均服务率
μ=0.4（人/分钟）
记 服务强度ρ= λ/（3μ）=0.75
本题属于？
n< c
n > c
则（1）售票处空闲的概率为：
1  k 1
1
 c 1
p0  [ ( )  
 ( ) ]  0.0748
c! 1  

k  0 k! 
c 1
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例题解析
• 解：情况1.顾客排成一队，依次购票，相当于
M/M/3/∞/∞
（2）队长和队列长：
(c )c 
(2.25)3  3 / 4
Lq 
p0 
 0.0748 1.70
2
2
c!(1   )
3!(1 / 4)

L s  Lq 
 3.95

Wq  1.70 / 0.9  1.89分钟
Ws  1.89  1/0.4 4.39分钟
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例题解析
• 解：情况1.顾客排成一队，依次购票，相当于
M/M/3/∞/∞
售票处的空闲的概率为0.0748
平均等待时间
W q=1.89分钟，
平均逗留时间
W s=4.39分钟
队长 L s=3.95(人) L q=1.70(人)
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例题解析
• 解：情况2.相当于3个M/M/1/ 三个系统并联：
•
•
•
•
•
•
λ=0.3 μ=0.4 ρ=λ/μ=0.75
P0=1-ρ=0.25 （每个子系统）
三个服务台都有空的时候，P03=0.0156
Ls=ρ/(1-ρ)=3 (子系统）整个系统为9
Lq=Ls-λ/μ=2.25（每个子系统）
Ws=Ls/λ=10 Wq=Ws-1/μ=7.5
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例题解析
• 解：情况2.相当于3个M/M/1/ 三个系统并联：
• 故售票处空闲的概率为 0.0156
平均等待时间
Wq=7.5分钟
平均逗留时间
Ws=10分钟
队长
Ls=3 三个队 共3+3+3=9
队列长 Lq=2.25
共6.75（人）
平均等待时间W q=1.89分钟，
平均逗留时间 W s=4.39分钟
队长 L s=3.95(人)
L q=1.70(人)
相比之下，排一队共享三个服务台效率好
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思考题2
• 给出你理解的服务的定义
• 服务的四项主要特征是什么？
• 试分析服务的“不可分离性”、“异构性”、
“无形性”、和“不可贮存性”
• 系统的九大组成要素是什么？请以“大学教育服
务系统”为例，分析其具体的组成部分，并简要
描述这些组成部分之间的关系
• 了解排队论的基本思想？
• 如何应用排队论理论建模和分析服务系统?
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