Modeling Business Processes of IT Projects Using Queueing Theory
The article is devoted to the modeling of business processes of IT projects using queueing theory, where business processes are interpreted as service systems with random task flows and limited resources. The relevance of the research is determined by the growing complexity of IT projects, where ran...
Saved in:
| Date: | 2025 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Кам'янець-Подільський національний університет імені Івана Огієнка
2025
|
| Online Access: | http://mcm-math.kpnu.edu.ua/article/view/338521 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Mathematical and computer modelling. Series: Physical and mathematical sciences |
Institution
Mathematical and computer modelling. Series: Physical and mathematical sciences| _version_ | 1856543291079655425 |
|---|---|
| author | Андрєєв, Денис Золотько, Константин |
| author_facet | Андрєєв, Денис Золотько, Константин |
| author_sort | Андрєєв, Денис |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-01-25T14:19:53Z |
| description | The article is devoted to the modeling of business processes of IT projects using queueing theory, where business processes are interpreted as service systems with random task flows and limited resources. The relevance of the research is determined by the growing complexity of IT projects, where random task arrivals, changing requirements, and variability in execution time lead to queues, resource overuse, and deadline violations. In today’s competitive environment and the need for rapid product delivery to the market, the application of queueing theory becomes an instrument for scientifically grounded management, enabling minimization of delays, improvement of productivity, and ensuring system stability. The aim of the study is to develop a mathematical framework based on service system theory for modeling business processes of IT projects, which will optimize resource allocation, determine the optimal number of performers, and minimize delays in task execution. The research applies analytical methods of queueing theory for calculating key indicators such as utilization factor, average number of tasks in the system, waiting time, and probability of losses. Additionally, simulation modeling was carried out using software tools such as Arena to reproduce the dynamics of processes with variable service time distributions. The obtained scientific results demonstrate that modeling IT project business processes with queueing theory ensures system stability under conditions when resource utilization does not exceed the critical level. The optimal number of performers is determined through the assessment of waiting probability, which contributes to the reduction of delays in queues and the overall task execution cycle. Analytical models, such as single-channel and multi-channel systems, have shown the effectiveness of workload distribution among teams, especially under conditions of limited queue length, where the risk of task loss decreases. Prospects for further research include the integration of queueing theory with machine learning methods for adaptive modeling of real IT projects, taking into account priority queues and multi-agent systems |
| first_indexed | 2026-02-08T08:00:53Z |
| format | Article |
| id | mcm-mathkpnueduua-article-338521 |
| institution | Mathematical and computer modelling. Series: Physical and mathematical sciences |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-02-08T08:00:53Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Кам'янець-Подільський національний університет імені Івана Огієнка |
| record_format | ojs |
| spelling | mcm-mathkpnueduua-article-3385212026-01-25T14:19:53Z Modeling Business Processes of IT Projects Using Queueing Theory Моделювання бізнес-процесів IT-проєктів за допомогою теорії черг Андрєєв, Денис Золотько, Константин The article is devoted to the modeling of business processes of IT projects using queueing theory, where business processes are interpreted as service systems with random task flows and limited resources. The relevance of the research is determined by the growing complexity of IT projects, where random task arrivals, changing requirements, and variability in execution time lead to queues, resource overuse, and deadline violations. In today’s competitive environment and the need for rapid product delivery to the market, the application of queueing theory becomes an instrument for scientifically grounded management, enabling minimization of delays, improvement of productivity, and ensuring system stability. The aim of the study is to develop a mathematical framework based on service system theory for modeling business processes of IT projects, which will optimize resource allocation, determine the optimal number of performers, and minimize delays in task execution. The research applies analytical methods of queueing theory for calculating key indicators such as utilization factor, average number of tasks in the system, waiting time, and probability of losses. Additionally, simulation modeling was carried out using software tools such as Arena to reproduce the dynamics of processes with variable service time distributions. The obtained scientific results demonstrate that modeling IT project business processes with queueing theory ensures system stability under conditions when resource utilization does not exceed the critical level. The optimal number of performers is determined through the assessment of waiting probability, which contributes to the reduction of delays in queues and the overall task execution cycle. Analytical models, such as single-channel and multi-channel systems, have shown the effectiveness of workload distribution among teams, especially under conditions of limited queue length, where the risk of task loss decreases. Prospects for further research include the integration of queueing theory with machine learning methods for adaptive modeling of real IT projects, taking into account priority queues and multi-agent systems Стаття присвячена моделюванню бізнес-процесів IT-проєктів за допомогою теорії черг, де бізнес-процеси трактуються як системи масового обслуговування з випадковими потоками завдань і обмеженими ресурсами. Актуальність дослідження зумовлена зростаючою складністю IT-проєктів, де випадкове надходження завдань, зміни вимог і варіативність часу виконання призводять до черг, перевитрат ресурсів та порушення термінів. В умовах конкуренції та потреби в швидкому виведенні продуктів на ринок, застосування теорії черг стає інструментом для науково обґрунтованого управління, що допомагає мінімізувати затримки, підвищувати продуктивність і забезпечувати стійкість систем. Мета дослідження полягає в розробці математичного апарату на основі теорії масового обслуговування для моделювання бізнес-процесів IT-проєктів, що дозволить оптимізувати розподіл ресурсів, визначити оптимальну кількість виконавців та мінімізувати затримки в реалізації завдань. У дослідженні використано аналітичні методи теорії черг, для розрахунку ключових показників, таких як коефіцієнт завантаження ρ, середня кількість завдань у системі, час очікування та ймовірність втрат. Додатково застосоване імітаційне моделювання з використанням програмних інструментів, як-от Arena, для симуляції динаміки процесів з варіативними розподілами часу обслуговування. Отримані наукові результати демонструють, що моделювання бізнес-процесів IT-проєктів за допомогою теорії черг дозволяє забезпечити стійкість системи за умови, коли завантаження ресурсів не перевищує критичний рівень. Оптимальна кількість виконавців визначається через оцінку ймовірності очікування, що сприяє зменшенню затримок у черзі та загальному циклі виконання завдань. Аналітичні моделі, такі як одноканальна та багатоканальна системи, виявили ефективність розподілу навантаження між командами, особливо в умовах обмеженої черги, де зменшується ризик втрати завдань. Перспективи подальших досліджень передбачають інтеграцію теорії черг з методами машинного навчання для адаптивного моделювання реальних IT-проєктів, врахування пріоритетних черг та мультиагентних систем Кам'янець-Подільський національний університет імені Івана Огієнка 2025-11-30 Article Article Рецензована Стаття application/pdf http://mcm-math.kpnu.edu.ua/article/view/338521 10.32626/2308-5878.2025-28.5-16 Mathematical and computer modelling. Series: Physical and mathematical sciences; 2025: Mathematical and computer modelling. Series: Physical and mathematical sciences. Issue 28; 5-16 Математичне та комп'ютерне моделювання. Серія: Фізико-математичні науки; 2025: Математичне та комп'ютерне моделювання. Серія: Фізико-математичні науки. Випуск 28; 5-16 2308-5878 10.32626/2308-5878.2025-28 uk http://mcm-math.kpnu.edu.ua/article/view/338521/337789 Авторське право (c) 2026 Константин Золотько, Денис Андрєєв |
| spellingShingle | Андрєєв, Денис Золотько, Константин Modeling Business Processes of IT Projects Using Queueing Theory |
| title | Modeling Business Processes of IT Projects Using Queueing Theory |
| title_alt | Моделювання бізнес-процесів IT-проєктів за допомогою теорії черг |
| title_full | Modeling Business Processes of IT Projects Using Queueing Theory |
| title_fullStr | Modeling Business Processes of IT Projects Using Queueing Theory |
| title_full_unstemmed | Modeling Business Processes of IT Projects Using Queueing Theory |
| title_short | Modeling Business Processes of IT Projects Using Queueing Theory |
| title_sort | modeling business processes of it projects using queueing theory |
| url | http://mcm-math.kpnu.edu.ua/article/view/338521 |
| work_keys_str_mv | AT andrêêvdenis modelingbusinessprocessesofitprojectsusingqueueingtheory AT zolotʹkokonstantin modelingbusinessprocessesofitprojectsusingqueueingtheory AT andrêêvdenis modelûvannâbíznesprocesívitproêktívzadopomogoûteorííčerg AT zolotʹkokonstantin modelûvannâbíznesprocesívitproêktívzadopomogoûteorííčerg |