A teoria das filas é o estudo das filas com base na teoria da probabilidade, estatística e outros subcampos da matemática. A ideia por trás da teoria das filas é propor modelos a serem aplicados para descrever as filas e os processos por trás delas. Na teoria das filas, as filas tendem a ser modeladas por processos estocásticos, que são funções aleatórias baseadas em distribuições de probabilidade. A teoria das filas tem muitas aplicações, incluindo o projeto de sistemas de computador, atendimento ao cliente e gerenciamento de banco de dados da Internet.
Coeficiente de variação
Como os modelos da teoria das filas são baseados na distribuição exponencial, esses modelos funcionam aplicando as características da distribuição exponencial. O principal problema reside em que a distribuição exponencial tem um coeficiente de variação de um. Esse fato impede a modelagem de qualquer processo que tenha um coeficiente de variação significativamente diferente de um. Devido à baixa probabilidade de um processo aleatório ter um coeficiente de variação de um, a teoria das filas tem a desvantagem de ser pouco aplicável.
Simplicidade
A teoria das filas nos oferece um método para descrever filas de maneira fácil e definitiva em termos matemáticos. Esta vantagem da teoria das filas é uma vantagem que falta na linguagem simples, nos modelos econômicos e na observação pura. Através da aplicação de distribuições probabilísticas básicas, como as distribuições de Poisson e exponencial, matemáticos podem modelar o fenômeno complexo de espera em uma fila como uma matemática elegantemente simplista equação. Os matemáticos podem posteriormente analisar essas equações para compreender e prever o comportamento.
Premissas
Embora as suposições para a maioria das aplicações de modelos de filas sejam poucas, as suposições necessárias tendem a ser um tanto irracionais. Especialmente em relação às filas humanas, a teoria das filas requer suposições que não podem ser verdadeiras no mundo real. Em geral, a teoria das filas presume que o comportamento humano é determinístico. Essas suposições geralmente são um conjunto de regras para o que uma pessoa fará. Por exemplo, uma suposição pode ser que uma pessoa não entrará em uma fila se já houver muitas pessoas na fila. Na realidade, isso não é verdade; caso contrário, não haveria filas do lado de fora das lojas ou para a inauguração de lojas, e os compradores de final de ano que esperassem tarde demais para comprar presentes simplesmente desistiriam.
Simulação
A teoria das filas floresceu devido ao advento da era do computador. A dificuldade passada de chegar a soluções numéricas para modelos de filas não é mais uma desvantagem, pois os matemáticos podem executar simulações para chegar a respostas aproximadas. A simulação de modelos da teoria de filas também permite que os pesquisadores alterem o valor das variáveis envolvidas e analisem os resultados da mudança, o que pode ajudar na otimização do desenho da fila.