Formulation of Some Optimization Problems in Queuing Theory

Abstract

This study explores queueing theory as a branch of probability widely applied in operations research. While traditionally descriptive, this research aims to introduce a "normative" optimization framework for queueing theory. The focus is on optimization problems, such as determining the service distribution that minimizes the expected waiting time under certain input distribution assumptions. Additionally, it investigates how to reduce expected idle time in a service channel by fixing the service distribution and varying the input distribution. Another objective is finding optimal combinations of input and service distributions to minimize expected waiting time. The study highlights that these problems have not yet been extensively addressed.

تتناول هذه الدراسة نظرية الطوابير كأحد فروع الاحتمالات المستخدمة على نطاق واسع في أبحاث العمليات. على الرغم من الطبيعة الوصفية الحالية لنظرية الطوابير، تركز هذه الدراسة على إطار تحسين "معياري" لتطبيقه على هذه النظرية. يتمحور البحث حول مشكلات تحسين ترتبط بالطوابير، مثل إيجاد توزيع الخدمة الذي يقلل من متوسط زمن الانتظار المتوقع تحت فرضيات معينة لتوزيع الإدخال. كما تستكشف الدراسة كيفية تقليل الزمن الخامل المتوقع لقناة الخدمة عن طريق تثبيت توزيع الخدمة وتغيير توزيع الإدخال. الهدف الأساسي هو استكشاف الأمثلية في توزيع الإدخال والخدمة معاً لتحقيق تقليل للزمن المتوقع للانتظار. تشير الدراسة إلى أن هذه المشكلات لم تُدرس بشكل كافٍ حتى الآن.