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TEORIA DE COLAS
I.O. II Ciclo 8°
UNIVERSIDAD DEL AZUAY
Ing. Iván G. Andrade D.
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 2
TEORIA DE COLAS
• Las LINEAS DE ESPERA,FILAS DE ESPERA o COLAS, son
realidades cotidianas:
•Personas esperando para realizar sus transacciones ante
una caja en un banco,
•Estudiantes esperando por obtener copias en la
fotocopiadora,
•Vehículos esperando pagar ante una estación de peaje o
continuar su camino, ante un semáforo en rojo,
•Máquinas dañadas a la espera de ser rehabilitadas.
Se forman debido a un desequilibrio temporal entre la
demanda del servicio y la capacidad del sistema para
suministrarlo.
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 3
TEORIA DE COLAS
• Los Modelos de Líneas de Espera son de gran utilidad tanto
en las áreas de Manufactura como en las de Servicio.
• Los Análisis de Colas relacionan:
– la longitud de la línea de espera,
–el promedio de tiempo de espera
y otros factores como:
– la conducta de los usuarios a la llegada y en la cola,
Los Análisis de Colas ayudan a entender el comportamiento
de estos sistemas de servicio (la atención de las cajeras de
un banco, actividades de mantenimiento y reparación de
maquinaria, el control de las operaciones en planta, etc.).
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 4
TEORIA DE COLAS
• Desde la perspectiva de la Investigación de Operaciones, los
pacientes que esperan ser atendidos por el odontólogo o las
prensas dañadas esperando reparación, tienen mucho en
común.
• Ambos (gente y máquinas) requieren de recursos humanos y
recursos materiales como equipos para que se los cure o se
los haga funcionar nuevamente.
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 5
TEORIA DE COLAS
Costos de Servicio y Costos de Espera
• Los Administradores reconocen el equilibrio que debe haber
entre el COSTO DE proporcionar buen SERVICIO y el
COSTO del tiempo DE ESPERA del cliente o de la máquina
que deben ser atendidos.
• Los Administradores desean que las colas sean lo
suficientemente cortas con la finalidad de que los clientes
no se irriten e incluso se retiren sin llegar a utilizar el
servicio o lo usen pero no retornen más.
• Sin embargo los Administradores contemplan tener una
longitud de cola razonable en espera, que sea balanceada,
para obtener ahorros significativos en el COSTO DEL
SERVICIO
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 6
TEORIA DE COLAS
Equilibrio entre Costos de Espera y Costos de Servicio
Nivel Óptimo de Servicio Nivel de Servicio
Costo por TIEMPO
DE ESPERA
Costo por proporcionar
el SERVICIO
Costo
Costo
Total
Mínimo
COSTO TOTAL
ESPERADO
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 7
TEORIA DE COLAS
Costos de Servicio vs Nivel de Servicio
• Los COSTOS DE SERVICIO se incrementan si se mejora el
NIVEL DE SERVICIO. Los Administradores de ciertos
centros de servicio pueden variar su capacidad teniendo
personal o máquinas adicionales que son asignadas a
incrementar la atención cuando crecen excesivamente los
clientes.
– En supermercados se habilitan cajas adicionales cuando
es necesario.
– En bancos y puntos de chequeo de aeropuertos, se
contrata personal adicional para atender en ciertas
épocas del día o del año.
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 8
TEORIA DE COLAS
• Cuando el servicio mejora, disminuye el costo de tiempo
perdido en las líneas de espera.
• Este costo puede reflejar pérdida de productividad de los
operarios que están esperando que compongan sus equipos o
puede ser simplemente un estimado de los clientes perdidos
a causa de mal servicio y colas muy largas.
• En ciertos servicios (IESS, Bancos, Cedulación) el costo de
la espera puede ser intolerablemente alto.
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 9
TEORIA DE COLAS
COLAS MAS COMUNES
SITIO ARRIBOS EN COLA SERVICIO
Supermercado Compradores Pago en cajas
Peaje Vehículos Pago de peaje
Consultorio Pacientes Consulta
Sistema de Cómputo Programas a ser
corridos
Proceso de datos
Compañía de teléfonos Llamadas Efectuar comunicación
Banco Clientes Depósitos y Cobros
Mantenimiento Máquinas dañadas Reparación
Muelle Barcos Carga y descarga
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 10
TEORIA DE COLAS
Características de una LINEA DE ESPERA
• Una cola de espera está compuesta de tres elementos:
1. Arribos o ingresos al sistema
2. Disciplina en la cola
3. Servicio
• Estos tres componentes tienen ciertas características que
deben ser examinadas antes de desarrollar el aspecto
matemático de los modelos de cola.
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 11
TEORIA DE COLAS
Características de una LINEA DE ESPERA
• 1. CARACTERISTICAS DE ARRIBO:
• La fuente de ingreso que genera los arribos o clientes para
el servicio tiene tres características principales:
a. Tamaño de la población que arriba
b. Patrón de llegada a la cola
c. Comportamiento de las llegadas.
1.a.Tamaño de la Población:
El tamaño de la población puede ser:
infinito (ilimitado) o
limitado (finito).
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 12
TEORIA DE COLAS
Características de una LINEA DE ESPERA
1. CARACTERISTICAS DE ARRIBO:
1.a. Tamaño de la Población:
Infinito (ilimitado): Cuando el número de clientes o
arribos en un momento dado es una pequeña parte de los
arribos potenciales. Para propósitos prácticos
poblaciones ilimitadas pueden considerarse a los
vehículos que se acercan a un caseta de peaje, los
aficionados a un partido del mundial de Fútbol, clientes
en un supermercado.
LA MAYORÍA DE LOS MODELOS ASUME ARRIBO
INFINITO.
Población de arribo limitada o finita: cuando se tienen muy
pocos servidores y el servicio es restringido. Ej.: los
pacientes en un consutorio médico
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 13
TEORIA DE COLAS
Características de una LINEA DE ESPERA
1. CARACTERISTICAS DE ARRIBO:
• 1.b. Patrón de arribo al sistema:
– Los clientes arriban a ser atendidos de una manera
programada (un paciente cada 15 minutos) o de una
manera aleatoria.
– Se consideran que los arribos son aleatorios cuando éstos
son independientes de otros y su ocurrencia no puede ser
predecida exactamente.
– Frecuentemente en problemas de colas, el número de
arribos por unidad de tiempo pueden ser estimados por
medio de la Distribución de Poisson que es una
distribución discreta de probabilidad.
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 14
TEORIA DE COLAS
Características de una LINEA DE ESPERA
1. CARACTERISTICAS DE ARRIBO:
• DISTRIBUCION DE POISSON:
• P(x) = Probabilidad de x arribos
• .x= número de arribos por unidad de tiempo
∀ λ = rata promedio de arribo
.e = 2.71828
( ) ,...4,3,2,1,0_
!
==
−
xpara
x
e
xP
x
λλ
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 15
TEORIA DE COLAS
DISTRIBUCION DE POISSON
DI STRI BUCI ON DE POI SSON PARA TI EMPOS DE ARRI BO λ = 2
0.0000
0.0500
0.1000
0.1500
0.2000
0.2500
0.3000
ARRIBOS/ UNIDAD DE TIEMPO
PROBABILIDAD
DISTRIBUCION
DISTRIBUCION 0.1353 0.2707 0.2707 0.1804 0.0902 0.0361 0.0120 0.0034 0.0009 0.0002
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 16
TEORIA DE COLAS
DISTRIBUCION DE POISSON
DI STRI BUCI ON DE POI SSON PARA TI EMPOS DE ARRI BO
λ = 4
0.0000
0.0500
0.1000
0.1500
0.2000
0.2500
ARRIBOS/ UNIDAD DE TIEMPO
PROBABILIDAD
DISTRIBUCION
DISTRIBUCION 0.0183 0.0733 0.1465 0.1954 0.1954 0.1563 0.1042 0.0595 0.0298 0.0132
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 17
TEORIA DE COLAS
Características de una LINEA DE ESPERA
1. CARACTERISTICAS DE ARRIBO:
1.c. Comportamiento de los arribos:
La mayoría de los modelos de colas asume que los clientes
son pacientes o sea que esperan en la cola hasta ser
servidos y no se pasan entre colas. Desafortunadamente, la
vida es complicada y la gente se reniega. Aquellos que se
impacientan por la espera, se retiran de la cola sin
completar su transacción.
Esta situación sirve para acentuar el estudio de la teoría de
colas y el análisis de las líneas de espera, ya que un cliente no
servido es un cliente perdido y hace mala propaganda de ese
negocio.
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 18
TEORIA DE COLAS
2. CARACTERISTICAS DE LA LINEA DE ESPERA:
• La LINEA DE ESPERA es el segundo componente de un
sistema de colas. La longitud de la cola puede ser también
LIMITADA o ILIMITADA.
– Cola LIMITADA es aquella que por aspectos físicos no
puede incrementarse a tamaños infinitos. Puede ser el
caso de una peluquería que tiene pocos barberos y sillas
para atender.
– Estudiaremos los modelos de colas asumiendo colas de
longitud infinita. Una cola es ILIMITADA cuando su
tamaño no tiene restricción como es el caso de una caseta
de peaje que sirve a los vehículos que arriban.
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 19
TEORIA DE COLAS
2. CARACTERISTICAS DE LA LINEA DE ESPERA:
• Una segunda característica de las líneas de espera se
refiere a la DISCIPLINA EN LA COLA mediante la cual los
clientes reciben el servicio. La mayoría de los sistemas usan
la regla Primero En Entrar Primero En Salir (First In First
Out) [PEPS (FIFO)]. Se denomina también FIFS (First In
First Served).
• En las áreas de emergencia de hospitales sin embargo se
omite esta regla dependiendo de la gravedad de las lesiones
de las personas que arriban por auxilio médico.
• En supermercados, personas con menos de 10 artículos tienen
la caja express que atiende a este tipo de clientes. Pero en la
cola se les atiende con la política PEPS.
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 20
TEORIA DE COLAS
CARACTERISTICAS DE LA LINEA DE ESPERA
3. Características del Servicio
El tercer elemento de un sistema de colas es el SERVICIO. En
él son importantes dos propiedades básicas:
1. La configuración del sistema de servicio.
2. El patrón de tiempos de servicio
3.1. CONFIGURACIONES BASICAS PARA EL SERVICIO:
Los sistemas para el servicio son clasificados en función del
numero de canales (servidores) y el número de fases
(número de paradas que deben hacerse durante el servicio).
Sistema de cola de un solo canal: tiene un solo
servidor. Ejemplos de ello son los cajeros para
automovilistas o los establecimientos de comida rápida.
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 21
TEORIA DE COLAS
CARACTERISTICAS DE LA LINEA DE ESPERA
3.1. Configuraciones básicas para el Servicio
– Sistema de cola multi-canal: Son principalmente los
cajeros de un banco en los cuales hay una sola cola y
varias personas atendiendo a los clientes en diversas
cajas.
– Sistema de una sola fase: es aquel en el cual el cliente
recibe el servicio de una sola estación y luego abandona
el sistema. Un restaurant de comida rápida en el cual la
persona que toma la orden también le entrega el alimento
y cobra, es un sistema de una sola fase
– Sistema multifase: cuando se pone la orden en una
estación, se paga en una segunda y se retira lo adquirido
en una tercera
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 22
TEORIA DE COLAS
Configuraciones Básicas de Sistemas de Colas
3.1. Configuraciones básicas para el Servicio
SERVIDOR
COLA
SERVICIO
FASE 2
COLA
ARRIBOS
SERVICIO
FASE 1
SALIDAS
SISTEMA UN CANAL, UNA FASE
ARRIBOS
UN SOLO CANAL, MULTIFASE
SALIDAS
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 23
TEORIA DE COLAS
Configuraciones Básicas de Sistemas de Colas
3.1. Configuraciones básicas para el Servicio
SISTEMA MULTICANAL UNA FASE
ARRIBOS
COLA
CANAL 1
CANAL 2
CANAL 3
SALIDAS
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 24
SISTEMA MULTICANAL MULTIFASE
ARRIBOS
COLA FASE 2
CANAL 1
FASE 1
CANAL 2
FASE 2
CANAL 2
SALIDAS
FASE 1
CANAL 1
TEORIA DE COLAS
Configuraciones Básicas de Sistemas de Colas
3.1. Configuraciones básicas para el Servicio
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 25
TEORIA DE COLAS
Configuraciones Básicas de Sistemas de Colas
3.2. Distribución del Tiempo de Servicio
• Los patrones de servicio son similares a los patrones de
llegada. Pueden ser constantes o aleatorios.
I. Si el tiempo de servicio es constante, toma la misma
cantidad de tiempo atender a cada cliente. Es común con
servicios dados por medio de máquinas (Lavadora
automática de carros).
II. Si el tiempo de servicio es distribuído aleatoriamente –
que es el caso más común – se lo representa por la
DISTRIBUCION DE PROBABILIDAD EXPONENCIAL
NEGATIVA de la forma e-µx
para x ≥ 0. Esta es una
hipótesis matemática muy conveniente, cuando los arribos
siguen la distribución de Poisson.
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 26
TEORIA DE COLAS
Medición del Rendimiento de las Colas
• Los modelos de colas ayudan a los administradores a tomar
decisiones para balancear los costos de servicio deseables con
los costos de espera en la línea.
• Los principales factores que se evalúan en estos modelos son:
1. Tiempo promedio que cada cliente u objeto permanece en la
cola
2. Longitud de cola promedio
3. Tiempo promedio que cada cliente permanece en el sistema
(tiempo de espera + tiempo de servicio).
4. Número de clientes promedio en el sistema.
5. Probabilidad de que el servicio se quede vacío
6. Factor de utilización del sistema
7. Probabilidad de la presencia de un específico número de
clientes en el sistema.
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 27
TEORIA DE COLAS
Notación de los Modelos de Colas
• Reconociendo la diversidad de los sistemas de colas, Kendall
(1953) propuso un sistema de notación para sistemas de
servidores paralelos que ha sido adoptado universalmente.
• Una versión resumida de esta convención está basada en el
formato A/B/c/N/K. Estas letras representan las siguientes
características del sistema:
– A = Distribución de tiempo entre arribos.
– B = Distribución del tiempo de servicio.
Los siguientes son símbolos comunes para A y B:
M = exponencial o Markov (1)
D = constante o determinística
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 28
TEORIA DE COLAS
Notación de los Modelos de Colas
• Ek = Erlang de orden k
• P H = Tipo fase
• H = Hiperexponencial
• G = Arbitrario o general
• GI = General independiente
– .c = número de servidores paralelos
– N = Capacidad del sistema
– K = Tamaño de la población.
Nota(1): A causa de las suposiciones de distribución
exponencial en los procesos de arribo, estos
modelos son llamados MARKOVIANOS
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 29
TEORIA DE COLAS
Notación de los Modelos de Colas
• Por ejemplo: M/M/1/∞/∞ significa un solo servidor,
capacidad de cola ilimitada y población infinita de arribos
potenciales. Los tiempos entre arribos y los tiempos de
servicio son distribuídos exponencialmente.
• Cuando N y K son infinitos, pueden ser descartados de la
notación. M/M/1/∞/∞ es reducido a M/M/1.
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 30
TEORIA DE COLAS
Variedad de Modelos de Colas
• Existe una cantidad enorme de Modelos de Colas que pueden
utilizarse. Nos vamos a concentrar en 4 de los modelos más
usados. Modelos más complejos pueden ser desarrollados
mediante el uso de la Simulación y se los encuentra en textos
especializados sobre el tema.
• Los 4 modelos de colas a estudiar asumen:
o Arribos según la Distribución de Poisson
o Disciplina PEPS
o Una sola fase de servicio.
– Modelo A: Un canal, Arribos según la Distribución de
Poisson; Tiempos de Servicio exponenciales
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 31
TEORIA DE COLAS
Variedad de Modelos de Colas
– Modelo B: Multicanal
– Modelo C: Tiempo de Servicio constante
– Modelo D: Población Limitada
• Modelo A: Modelo de Colas de un solo canal, con arribos
que siguen la distribución de Poisson y Tiempos de
Servicio Exponenciales: (Modelo M/M/1)
• Los casos más comunes de problemas de colas incluyen la
línea de espera de canal único o servidor único. En este caso
los arribos crean una sola cola a ser servida por una sola
estación.
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 32
TEORIA DE COLAS
Modelo A: M/M/1
• Asumimos que existen las siguientes condiciones:
1. Los clientes son servidos con una política PEPS y cada
arribo espera a ser servido sin importar la longitud de
la línea o cola.
2. Los arribos son independientes de arribos anteriores,
pero el promedio de arribos, no cambia con el tiempo.
3. Los arribos son descritos mediante la distribución de
probabilidad de Poisson y proceden de una población
muy grande o infinita.
4. Los tiempos de servicio varían de cliente a cliente y son
independientes entre sí, pero su rata promedio es
conocida.
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 33
TEORIA DE COLAS
Modelo A: (M/M/1) – Modelo B: (M/M/S)
5. Los tiempos de servicio se representan mediante la
distribución de probabilidad exponencial negativa.
6. La rata de servicio es más rápida que la rata de arribo.
Tabla 5.3 Render Pág. 192
• Modelo B: Modelo de cola multicanal (M/M/S)
• Dos o más servidores o canales están disponibles para
atender a los clientes que arriban.
• Los clientes forman una sola cola y se los atiende de
acuerdo al servidor que queda libre.
• Asumimos que los arribos siguen la distribución de
probabilidad de Poisson y los tiempos de servicio son
distribuídos exponencialmente.
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 34
TEORIA DE COLAS
Modelo B: (M/M/S) Modelo C: (M/D/1)
• Los servicios se los hace de acuerdo a la política primero en
llegar primero en ser servido (PEPS) y todos los servidores
atienden a la misma rata.
• Modelo C: Modelo de Tiempo de Servicio Constante
(M/D/1)
• Algunos sistemas tienen tiempos de servicio constantes en
lugar de exponencialmente distribuídos. Cuando los clientes
son atendidos o equipos son procesados con un ciclo fijo
como es el caso de una lavadora de carros automatizada o
ciertos entretenimientos en los parques de diversiones, el
asumir servicio constante es adecuado.
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 35
TEORIA DE COLAS
Modelo D: Población limitada
• Modelo D: Modelo de Población limitada.-
• Este modelo puede ser usado por ejemplo si estamos
considerando reparaciones de equipo en una fábrica que tiene
5 máquinas. Este modelo permite cualquier número de
reparadores a ser considerados.
• La razón por la cual este modelo difiere de los otros tres es
que ahora hay una relación de dependencia entre la longitud
de la cola y la rata de arribo. La situación extrema sería si
en la fábrica tenemos 5 máquinas, todas se han dañado y
necesitan reparación; siendo en este caso la rata de arribo
CERO. En general, si la línea de espera crece, la rata de
llegada tiende a cero
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 36
RESUMEN DE LOS MODELOS DE COLAS
DESCRITOS
MODELO NOMBRE N° DE
CANAL
ES
N° DE
FASES
PATRÓN
DE
ARRIBO
PATRÓN
DE
SERVICIO
TAMAÑO DE
LA POBLACIÓN
DISCIPLINA
DE COLA
A SIMPLE
M/M/1
UNO UNA POISSON EXPONEN
CIAL
INFINITA PEPS
B MULTI-
CANAL
M/M/S
MULTI
CANAL
UNA POISSON EXPONEN
CIAL
INFINITA PEPS
C SERVICIO
CONSTANTE
(M/D/1)
UNO UNA POISSON CONSTAN
TE
INFINITA PEPS
D POBLACION
LIMITADA
UNO UNA POISSON EXPONEN
CIAL
FINITA PEPS
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 37
FÓRMULAS PARA COLAS
MODELO A: SISTEMA SIMPLE O M/M/1
λµ
µ
λ
ρ
λµ
λ
µ
λ
−
=
+
==
==
−
==
=
=
=
1
servicio)detiempoesperade(tiempo
sistemaelenpermaneceunidadunaquepromedioTiempo
sistemadelnutilizaciódeFactor
sistemaelen(clientes)unidadesdepromedioNúmero
sistemaelenunidadesdenúmero
tiempodeperíodoporservidoscosasogentedepromedioNúmero
tiempodeperíodoporarribosdepromedioNúmero
S
S
SS
W
W
LL
n
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 38
FÓRMULAS PARA COLAS
MODELO A: SISTEMA SIMPLE O M/M/1
( )
( )
( )
( )
1
2
sistemaelenesténunidadesk""demásquedeadProbabilid
11
vacía)estáserviciodeunidad(lasistemaelenunidadescerodeadProbabilid
11
sistemaelenesténclientes"n"quedeadProbabilid
colalaenesperaunidadunaquepromedioTiempo
colalaenunidadesdepromedioNúmero
+
〉
〉






=
==
−=−=
==
∗−=





∗





−=
==
∗=
−
==
∗=
−
==
k
kn
kn
o
o
n
n
n
n
Sq
Sq
P
P
P
P
P
P
WW
LL
µ
λ
ρ
µ
λ
ρρ
µ
λ
µ
λ
ρ
λµµ
λ
ρ
λµµ
λ
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 39
FÓRMULAS PARA COLAS
MODELO B: SISTEMA MULTICANAL O
M/M/S
( ) ( ) µ
λ
λµ
µ
λλµ
λµ
λµ
µ
µ
λ
µ
λ
µ
λ
+
−−





=
=
〉
−





+














=
==
=
=
=
∑
−=
=
Po
MM
L
L
M
M
M
Mn
P
P
M
M
S
s
M
Mn
n
no
o
2
1
0
.!.1
:sistemaelenunidadesopersonasdepromedionúmero
para
!
1
!
1
1
sistemaelenunidadesopersonasCEROexistanquedeadProbabilid
canalcadaenserviciodepromediotasa
arribodepromediotasa
abiertoscanalesdenúmero
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 40
FÓRMULAS PARA COLAS
MODELO B: SISTEMA MULTICANAL O
M/M/S
( ) ( )
λµ
ρ
µ
λ
λµλµ
µ
λµ
q
Sq
q
SSq
q
S
M
S
s
L
WW
W
LLL
L
L
Po
MM
W
W
=−=
=
=
−=−=
==
=+
−−





=
=
=
1
servicioporesperandocolalaendatar
seunidadopersonaunaquepromedioTiempo
serviciodeesperaencola,olínealaenunidadesopersonasdepromedioNúmero
1
!1
)(atendida)servidasiendoycolala(en
sistema,elenpermaneceunidadunaquepromedioTiempo
2
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 41
FÓRMULAS PARA COLAS
MODELO C: SERVICIO CONSTANTE O
MODELO M/D/1
( )
( )
µ
µ
λ
λµµ
λ
λµµ
λ
1
sistema,elenesperadepromedioTiempo
sistema,elenclientesdepromedioNúmero
2
cola,laenesperadepromedioTiempo
2
cola,ladepromedioLongitud
2
+=
+=
−
=
−
=
qS
qS
q
q
WW
LL
W
L
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 42
FORMULAS PARA COLAS
MODELO D: POBLACIÓN LIMITADA
serviciodeFactor
colalaenesperaunidadunaquepromedioTiempo
unidadlaaatencióndentosrequerimieentreservicioTiempode
promedioserviciodeTiempo
spotencialeclientesdeNúmero
serviciodecanalesdeNúmero
servicioelesperandounidadesdepromedioNúmero
serviciodesectorelenocolaenestánnoqueunidadesdepromedioNúmero
servidassiendounidadesdepromedioNúmero
eficienciadeFactor
colalaenesperarquetengaunidadunaquedeadProbabilid
:NOTACIÓN
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
X
W
U
T
N
M
L
J
H
F
D
I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 43
FORMULAS PARA COLAS
MODELO D: POBLACIÓN LIMITADA
( )
( ) ( )
( )
HLJN
FNXH
XNFJ
XF
FT
LN
UTL
W
FNL
UT
T
X
++=
=
−=
−
=
−
+
=
−=
+
=
.............PoblaciónladeCuantía
servidosiendopromedioNúmero
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  • 1. TEORIA DE COLAS I.O. II Ciclo 8° UNIVERSIDAD DEL AZUAY Ing. Iván G. Andrade D.
  • 2. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 2 TEORIA DE COLAS • Las LINEAS DE ESPERA,FILAS DE ESPERA o COLAS, son realidades cotidianas: •Personas esperando para realizar sus transacciones ante una caja en un banco, •Estudiantes esperando por obtener copias en la fotocopiadora, •Vehículos esperando pagar ante una estación de peaje o continuar su camino, ante un semáforo en rojo, •Máquinas dañadas a la espera de ser rehabilitadas. Se forman debido a un desequilibrio temporal entre la demanda del servicio y la capacidad del sistema para suministrarlo.
  • 3. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 3 TEORIA DE COLAS • Los Modelos de Líneas de Espera son de gran utilidad tanto en las áreas de Manufactura como en las de Servicio. • Los Análisis de Colas relacionan: – la longitud de la línea de espera, –el promedio de tiempo de espera y otros factores como: – la conducta de los usuarios a la llegada y en la cola, Los Análisis de Colas ayudan a entender el comportamiento de estos sistemas de servicio (la atención de las cajeras de un banco, actividades de mantenimiento y reparación de maquinaria, el control de las operaciones en planta, etc.).
  • 4. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 4 TEORIA DE COLAS • Desde la perspectiva de la Investigación de Operaciones, los pacientes que esperan ser atendidos por el odontólogo o las prensas dañadas esperando reparación, tienen mucho en común. • Ambos (gente y máquinas) requieren de recursos humanos y recursos materiales como equipos para que se los cure o se los haga funcionar nuevamente.
  • 5. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 5 TEORIA DE COLAS Costos de Servicio y Costos de Espera • Los Administradores reconocen el equilibrio que debe haber entre el COSTO DE proporcionar buen SERVICIO y el COSTO del tiempo DE ESPERA del cliente o de la máquina que deben ser atendidos. • Los Administradores desean que las colas sean lo suficientemente cortas con la finalidad de que los clientes no se irriten e incluso se retiren sin llegar a utilizar el servicio o lo usen pero no retornen más. • Sin embargo los Administradores contemplan tener una longitud de cola razonable en espera, que sea balanceada, para obtener ahorros significativos en el COSTO DEL SERVICIO
  • 6. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 6 TEORIA DE COLAS Equilibrio entre Costos de Espera y Costos de Servicio Nivel Óptimo de Servicio Nivel de Servicio Costo por TIEMPO DE ESPERA Costo por proporcionar el SERVICIO Costo Costo Total Mínimo COSTO TOTAL ESPERADO
  • 7. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 7 TEORIA DE COLAS Costos de Servicio vs Nivel de Servicio • Los COSTOS DE SERVICIO se incrementan si se mejora el NIVEL DE SERVICIO. Los Administradores de ciertos centros de servicio pueden variar su capacidad teniendo personal o máquinas adicionales que son asignadas a incrementar la atención cuando crecen excesivamente los clientes. – En supermercados se habilitan cajas adicionales cuando es necesario. – En bancos y puntos de chequeo de aeropuertos, se contrata personal adicional para atender en ciertas épocas del día o del año.
  • 8. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 8 TEORIA DE COLAS • Cuando el servicio mejora, disminuye el costo de tiempo perdido en las líneas de espera. • Este costo puede reflejar pérdida de productividad de los operarios que están esperando que compongan sus equipos o puede ser simplemente un estimado de los clientes perdidos a causa de mal servicio y colas muy largas. • En ciertos servicios (IESS, Bancos, Cedulación) el costo de la espera puede ser intolerablemente alto.
  • 9. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 9 TEORIA DE COLAS COLAS MAS COMUNES SITIO ARRIBOS EN COLA SERVICIO Supermercado Compradores Pago en cajas Peaje Vehículos Pago de peaje Consultorio Pacientes Consulta Sistema de Cómputo Programas a ser corridos Proceso de datos Compañía de teléfonos Llamadas Efectuar comunicación Banco Clientes Depósitos y Cobros Mantenimiento Máquinas dañadas Reparación Muelle Barcos Carga y descarga
  • 10. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 10 TEORIA DE COLAS Características de una LINEA DE ESPERA • Una cola de espera está compuesta de tres elementos: 1. Arribos o ingresos al sistema 2. Disciplina en la cola 3. Servicio • Estos tres componentes tienen ciertas características que deben ser examinadas antes de desarrollar el aspecto matemático de los modelos de cola.
  • 11. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 11 TEORIA DE COLAS Características de una LINEA DE ESPERA • 1. CARACTERISTICAS DE ARRIBO: • La fuente de ingreso que genera los arribos o clientes para el servicio tiene tres características principales: a. Tamaño de la población que arriba b. Patrón de llegada a la cola c. Comportamiento de las llegadas. 1.a.Tamaño de la Población: El tamaño de la población puede ser: infinito (ilimitado) o limitado (finito).
  • 12. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 12 TEORIA DE COLAS Características de una LINEA DE ESPERA 1. CARACTERISTICAS DE ARRIBO: 1.a. Tamaño de la Población: Infinito (ilimitado): Cuando el número de clientes o arribos en un momento dado es una pequeña parte de los arribos potenciales. Para propósitos prácticos poblaciones ilimitadas pueden considerarse a los vehículos que se acercan a un caseta de peaje, los aficionados a un partido del mundial de Fútbol, clientes en un supermercado. LA MAYORÍA DE LOS MODELOS ASUME ARRIBO INFINITO. Población de arribo limitada o finita: cuando se tienen muy pocos servidores y el servicio es restringido. Ej.: los pacientes en un consutorio médico
  • 13. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 13 TEORIA DE COLAS Características de una LINEA DE ESPERA 1. CARACTERISTICAS DE ARRIBO: • 1.b. Patrón de arribo al sistema: – Los clientes arriban a ser atendidos de una manera programada (un paciente cada 15 minutos) o de una manera aleatoria. – Se consideran que los arribos son aleatorios cuando éstos son independientes de otros y su ocurrencia no puede ser predecida exactamente. – Frecuentemente en problemas de colas, el número de arribos por unidad de tiempo pueden ser estimados por medio de la Distribución de Poisson que es una distribución discreta de probabilidad.
  • 14. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 14 TEORIA DE COLAS Características de una LINEA DE ESPERA 1. CARACTERISTICAS DE ARRIBO: • DISTRIBUCION DE POISSON: • P(x) = Probabilidad de x arribos • .x= número de arribos por unidad de tiempo ∀ λ = rata promedio de arribo .e = 2.71828 ( ) ,...4,3,2,1,0_ ! == − xpara x e xP x λλ
  • 15. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 15 TEORIA DE COLAS DISTRIBUCION DE POISSON DI STRI BUCI ON DE POI SSON PARA TI EMPOS DE ARRI BO λ = 2 0.0000 0.0500 0.1000 0.1500 0.2000 0.2500 0.3000 ARRIBOS/ UNIDAD DE TIEMPO PROBABILIDAD DISTRIBUCION DISTRIBUCION 0.1353 0.2707 0.2707 0.1804 0.0902 0.0361 0.0120 0.0034 0.0009 0.0002 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
  • 16. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 16 TEORIA DE COLAS DISTRIBUCION DE POISSON DI STRI BUCI ON DE POI SSON PARA TI EMPOS DE ARRI BO λ = 4 0.0000 0.0500 0.1000 0.1500 0.2000 0.2500 ARRIBOS/ UNIDAD DE TIEMPO PROBABILIDAD DISTRIBUCION DISTRIBUCION 0.0183 0.0733 0.1465 0.1954 0.1954 0.1563 0.1042 0.0595 0.0298 0.0132 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
  • 17. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 17 TEORIA DE COLAS Características de una LINEA DE ESPERA 1. CARACTERISTICAS DE ARRIBO: 1.c. Comportamiento de los arribos: La mayoría de los modelos de colas asume que los clientes son pacientes o sea que esperan en la cola hasta ser servidos y no se pasan entre colas. Desafortunadamente, la vida es complicada y la gente se reniega. Aquellos que se impacientan por la espera, se retiran de la cola sin completar su transacción. Esta situación sirve para acentuar el estudio de la teoría de colas y el análisis de las líneas de espera, ya que un cliente no servido es un cliente perdido y hace mala propaganda de ese negocio.
  • 18. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 18 TEORIA DE COLAS 2. CARACTERISTICAS DE LA LINEA DE ESPERA: • La LINEA DE ESPERA es el segundo componente de un sistema de colas. La longitud de la cola puede ser también LIMITADA o ILIMITADA. – Cola LIMITADA es aquella que por aspectos físicos no puede incrementarse a tamaños infinitos. Puede ser el caso de una peluquería que tiene pocos barberos y sillas para atender. – Estudiaremos los modelos de colas asumiendo colas de longitud infinita. Una cola es ILIMITADA cuando su tamaño no tiene restricción como es el caso de una caseta de peaje que sirve a los vehículos que arriban.
  • 19. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 19 TEORIA DE COLAS 2. CARACTERISTICAS DE LA LINEA DE ESPERA: • Una segunda característica de las líneas de espera se refiere a la DISCIPLINA EN LA COLA mediante la cual los clientes reciben el servicio. La mayoría de los sistemas usan la regla Primero En Entrar Primero En Salir (First In First Out) [PEPS (FIFO)]. Se denomina también FIFS (First In First Served). • En las áreas de emergencia de hospitales sin embargo se omite esta regla dependiendo de la gravedad de las lesiones de las personas que arriban por auxilio médico. • En supermercados, personas con menos de 10 artículos tienen la caja express que atiende a este tipo de clientes. Pero en la cola se les atiende con la política PEPS.
  • 20. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 20 TEORIA DE COLAS CARACTERISTICAS DE LA LINEA DE ESPERA 3. Características del Servicio El tercer elemento de un sistema de colas es el SERVICIO. En él son importantes dos propiedades básicas: 1. La configuración del sistema de servicio. 2. El patrón de tiempos de servicio 3.1. CONFIGURACIONES BASICAS PARA EL SERVICIO: Los sistemas para el servicio son clasificados en función del numero de canales (servidores) y el número de fases (número de paradas que deben hacerse durante el servicio). Sistema de cola de un solo canal: tiene un solo servidor. Ejemplos de ello son los cajeros para automovilistas o los establecimientos de comida rápida.
  • 21. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 21 TEORIA DE COLAS CARACTERISTICAS DE LA LINEA DE ESPERA 3.1. Configuraciones básicas para el Servicio – Sistema de cola multi-canal: Son principalmente los cajeros de un banco en los cuales hay una sola cola y varias personas atendiendo a los clientes en diversas cajas. – Sistema de una sola fase: es aquel en el cual el cliente recibe el servicio de una sola estación y luego abandona el sistema. Un restaurant de comida rápida en el cual la persona que toma la orden también le entrega el alimento y cobra, es un sistema de una sola fase – Sistema multifase: cuando se pone la orden en una estación, se paga en una segunda y se retira lo adquirido en una tercera
  • 22. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 22 TEORIA DE COLAS Configuraciones Básicas de Sistemas de Colas 3.1. Configuraciones básicas para el Servicio SERVIDOR COLA SERVICIO FASE 2 COLA ARRIBOS SERVICIO FASE 1 SALIDAS SISTEMA UN CANAL, UNA FASE ARRIBOS UN SOLO CANAL, MULTIFASE SALIDAS
  • 23. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 23 TEORIA DE COLAS Configuraciones Básicas de Sistemas de Colas 3.1. Configuraciones básicas para el Servicio SISTEMA MULTICANAL UNA FASE ARRIBOS COLA CANAL 1 CANAL 2 CANAL 3 SALIDAS
  • 24. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 24 SISTEMA MULTICANAL MULTIFASE ARRIBOS COLA FASE 2 CANAL 1 FASE 1 CANAL 2 FASE 2 CANAL 2 SALIDAS FASE 1 CANAL 1 TEORIA DE COLAS Configuraciones Básicas de Sistemas de Colas 3.1. Configuraciones básicas para el Servicio
  • 25. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 25 TEORIA DE COLAS Configuraciones Básicas de Sistemas de Colas 3.2. Distribución del Tiempo de Servicio • Los patrones de servicio son similares a los patrones de llegada. Pueden ser constantes o aleatorios. I. Si el tiempo de servicio es constante, toma la misma cantidad de tiempo atender a cada cliente. Es común con servicios dados por medio de máquinas (Lavadora automática de carros). II. Si el tiempo de servicio es distribuído aleatoriamente – que es el caso más común – se lo representa por la DISTRIBUCION DE PROBABILIDAD EXPONENCIAL NEGATIVA de la forma e-µx para x ≥ 0. Esta es una hipótesis matemática muy conveniente, cuando los arribos siguen la distribución de Poisson.
  • 26. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 26 TEORIA DE COLAS Medición del Rendimiento de las Colas • Los modelos de colas ayudan a los administradores a tomar decisiones para balancear los costos de servicio deseables con los costos de espera en la línea. • Los principales factores que se evalúan en estos modelos son: 1. Tiempo promedio que cada cliente u objeto permanece en la cola 2. Longitud de cola promedio 3. Tiempo promedio que cada cliente permanece en el sistema (tiempo de espera + tiempo de servicio). 4. Número de clientes promedio en el sistema. 5. Probabilidad de que el servicio se quede vacío 6. Factor de utilización del sistema 7. Probabilidad de la presencia de un específico número de clientes en el sistema.
  • 27. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 27 TEORIA DE COLAS Notación de los Modelos de Colas • Reconociendo la diversidad de los sistemas de colas, Kendall (1953) propuso un sistema de notación para sistemas de servidores paralelos que ha sido adoptado universalmente. • Una versión resumida de esta convención está basada en el formato A/B/c/N/K. Estas letras representan las siguientes características del sistema: – A = Distribución de tiempo entre arribos. – B = Distribución del tiempo de servicio. Los siguientes son símbolos comunes para A y B: M = exponencial o Markov (1) D = constante o determinística
  • 28. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 28 TEORIA DE COLAS Notación de los Modelos de Colas • Ek = Erlang de orden k • P H = Tipo fase • H = Hiperexponencial • G = Arbitrario o general • GI = General independiente – .c = número de servidores paralelos – N = Capacidad del sistema – K = Tamaño de la población. Nota(1): A causa de las suposiciones de distribución exponencial en los procesos de arribo, estos modelos son llamados MARKOVIANOS
  • 29. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 29 TEORIA DE COLAS Notación de los Modelos de Colas • Por ejemplo: M/M/1/∞/∞ significa un solo servidor, capacidad de cola ilimitada y población infinita de arribos potenciales. Los tiempos entre arribos y los tiempos de servicio son distribuídos exponencialmente. • Cuando N y K son infinitos, pueden ser descartados de la notación. M/M/1/∞/∞ es reducido a M/M/1.
  • 30. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 30 TEORIA DE COLAS Variedad de Modelos de Colas • Existe una cantidad enorme de Modelos de Colas que pueden utilizarse. Nos vamos a concentrar en 4 de los modelos más usados. Modelos más complejos pueden ser desarrollados mediante el uso de la Simulación y se los encuentra en textos especializados sobre el tema. • Los 4 modelos de colas a estudiar asumen: o Arribos según la Distribución de Poisson o Disciplina PEPS o Una sola fase de servicio. – Modelo A: Un canal, Arribos según la Distribución de Poisson; Tiempos de Servicio exponenciales
  • 31. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 31 TEORIA DE COLAS Variedad de Modelos de Colas – Modelo B: Multicanal – Modelo C: Tiempo de Servicio constante – Modelo D: Población Limitada • Modelo A: Modelo de Colas de un solo canal, con arribos que siguen la distribución de Poisson y Tiempos de Servicio Exponenciales: (Modelo M/M/1) • Los casos más comunes de problemas de colas incluyen la línea de espera de canal único o servidor único. En este caso los arribos crean una sola cola a ser servida por una sola estación.
  • 32. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 32 TEORIA DE COLAS Modelo A: M/M/1 • Asumimos que existen las siguientes condiciones: 1. Los clientes son servidos con una política PEPS y cada arribo espera a ser servido sin importar la longitud de la línea o cola. 2. Los arribos son independientes de arribos anteriores, pero el promedio de arribos, no cambia con el tiempo. 3. Los arribos son descritos mediante la distribución de probabilidad de Poisson y proceden de una población muy grande o infinita. 4. Los tiempos de servicio varían de cliente a cliente y son independientes entre sí, pero su rata promedio es conocida.
  • 33. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 33 TEORIA DE COLAS Modelo A: (M/M/1) – Modelo B: (M/M/S) 5. Los tiempos de servicio se representan mediante la distribución de probabilidad exponencial negativa. 6. La rata de servicio es más rápida que la rata de arribo. Tabla 5.3 Render Pág. 192 • Modelo B: Modelo de cola multicanal (M/M/S) • Dos o más servidores o canales están disponibles para atender a los clientes que arriban. • Los clientes forman una sola cola y se los atiende de acuerdo al servidor que queda libre. • Asumimos que los arribos siguen la distribución de probabilidad de Poisson y los tiempos de servicio son distribuídos exponencialmente.
  • 34. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 34 TEORIA DE COLAS Modelo B: (M/M/S) Modelo C: (M/D/1) • Los servicios se los hace de acuerdo a la política primero en llegar primero en ser servido (PEPS) y todos los servidores atienden a la misma rata. • Modelo C: Modelo de Tiempo de Servicio Constante (M/D/1) • Algunos sistemas tienen tiempos de servicio constantes en lugar de exponencialmente distribuídos. Cuando los clientes son atendidos o equipos son procesados con un ciclo fijo como es el caso de una lavadora de carros automatizada o ciertos entretenimientos en los parques de diversiones, el asumir servicio constante es adecuado.
  • 35. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 35 TEORIA DE COLAS Modelo D: Población limitada • Modelo D: Modelo de Población limitada.- • Este modelo puede ser usado por ejemplo si estamos considerando reparaciones de equipo en una fábrica que tiene 5 máquinas. Este modelo permite cualquier número de reparadores a ser considerados. • La razón por la cual este modelo difiere de los otros tres es que ahora hay una relación de dependencia entre la longitud de la cola y la rata de arribo. La situación extrema sería si en la fábrica tenemos 5 máquinas, todas se han dañado y necesitan reparación; siendo en este caso la rata de arribo CERO. En general, si la línea de espera crece, la rata de llegada tiende a cero
  • 36. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 36 RESUMEN DE LOS MODELOS DE COLAS DESCRITOS MODELO NOMBRE N° DE CANAL ES N° DE FASES PATRÓN DE ARRIBO PATRÓN DE SERVICIO TAMAÑO DE LA POBLACIÓN DISCIPLINA DE COLA A SIMPLE M/M/1 UNO UNA POISSON EXPONEN CIAL INFINITA PEPS B MULTI- CANAL M/M/S MULTI CANAL UNA POISSON EXPONEN CIAL INFINITA PEPS C SERVICIO CONSTANTE (M/D/1) UNO UNA POISSON CONSTAN TE INFINITA PEPS D POBLACION LIMITADA UNO UNA POISSON EXPONEN CIAL FINITA PEPS
  • 37. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 37 FÓRMULAS PARA COLAS MODELO A: SISTEMA SIMPLE O M/M/1 λµ µ λ ρ λµ λ µ λ − = + == == − == = = = 1 servicio)detiempoesperade(tiempo sistemaelenpermaneceunidadunaquepromedioTiempo sistemadelnutilizaciódeFactor sistemaelen(clientes)unidadesdepromedioNúmero sistemaelenunidadesdenúmero tiempodeperíodoporservidoscosasogentedepromedioNúmero tiempodeperíodoporarribosdepromedioNúmero S S SS W W LL n
  • 38. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 38 FÓRMULAS PARA COLAS MODELO A: SISTEMA SIMPLE O M/M/1 ( ) ( ) ( ) ( ) 1 2 sistemaelenesténunidadesk""demásquedeadProbabilid 11 vacía)estáserviciodeunidad(lasistemaelenunidadescerodeadProbabilid 11 sistemaelenesténclientes"n"quedeadProbabilid colalaenesperaunidadunaquepromedioTiempo colalaenunidadesdepromedioNúmero + 〉 〉       = == −=−= == ∗−=      ∗      −= == ∗= − == ∗= − == k kn kn o o n n n n Sq Sq P P P P P P WW LL µ λ ρ µ λ ρρ µ λ µ λ ρ λµµ λ ρ λµµ λ
  • 39. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 39 FÓRMULAS PARA COLAS MODELO B: SISTEMA MULTICANAL O M/M/S ( ) ( ) µ λ λµ µ λλµ λµ λµ µ µ λ µ λ µ λ + −−      = = 〉 −      +               = == = = = ∑ −= = Po MM L L M M M Mn P P M M S s M Mn n no o 2 1 0 .!.1 :sistemaelenunidadesopersonasdepromedionúmero para ! 1 ! 1 1 sistemaelenunidadesopersonasCEROexistanquedeadProbabilid canalcadaenserviciodepromediotasa arribodepromediotasa abiertoscanalesdenúmero
  • 40. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 40 FÓRMULAS PARA COLAS MODELO B: SISTEMA MULTICANAL O M/M/S ( ) ( ) λµ ρ µ λ λµλµ µ λµ q Sq q SSq q S M S s L WW W LLL L L Po MM W W =−= = = −=−= == =+ −−      = = = 1 servicioporesperandocolalaendatar seunidadopersonaunaquepromedioTiempo serviciodeesperaencola,olínealaenunidadesopersonasdepromedioNúmero 1 !1 )(atendida)servidasiendoycolala(en sistema,elenpermaneceunidadunaquepromedioTiempo 2
  • 41. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 41 FÓRMULAS PARA COLAS MODELO C: SERVICIO CONSTANTE O MODELO M/D/1 ( ) ( ) µ µ λ λµµ λ λµµ λ 1 sistema,elenesperadepromedioTiempo sistema,elenclientesdepromedioNúmero 2 cola,laenesperadepromedioTiempo 2 cola,ladepromedioLongitud 2 += += − = − = qS qS q q WW LL W L
  • 42. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 42 FORMULAS PARA COLAS MODELO D: POBLACIÓN LIMITADA serviciodeFactor colalaenesperaunidadunaquepromedioTiempo unidadlaaatencióndentosrequerimieentreservicioTiempode promedioserviciodeTiempo spotencialeclientesdeNúmero serviciodecanalesdeNúmero servicioelesperandounidadesdepromedioNúmero serviciodesectorelenocolaenestánnoqueunidadesdepromedioNúmero servidassiendounidadesdepromedioNúmero eficienciadeFactor colalaenesperarquetengaunidadunaquedeadProbabilid :NOTACIÓN = = = = = = = = = = = X W U T N M L J H F D
  • 43. I.G. Andrade D. I.O. II - I.S. - U.D.A. 43 FORMULAS PARA COLAS MODELO D: POBLACIÓN LIMITADA ( ) ( ) ( ) ( ) HLJN FNXH XNFJ XF FT LN UTL W FNL UT T X ++= = −= − = − + = −= + = .............PoblaciónladeCuantía servidosiendopromedioNúmero 1entofuncionamienpromedioNúmero 1 ........esperadepromedioTiempo 1........esperaenpromedioNúmero .......................ServiciodeFactor :FÓRMULAS