The thesis deals with design and implementation of the editor object-oriented Petri nets described by language PNTalk. A PNTalk compatible representation and storage format based on XML technologies will be created. The design of the individual parts of the editor focuses on the internal storage facilities, on the graphical user interface and its functionality. In the final part there are practical demonstrations of the application.

Les ateliers flexibles représentent pour les industriels un réel atout face à la concurrence et à l'imprévisibilité du marché. La mise en place et la gestion de ces catégories d'ateliers de production est souvent complexe, difficile et coûteuse. Ce travail de thèse, propose un outil d'aide à la décision permettant d'accompagner les industriels dans l'acquisition et la gestion d'ateliers flexibles de production. Cet outil s'appuie sur un modèle de simulation basé sur les Réseaux de Pétri Colorés Hiérarchiques. En effet, la simulation permet d'observer les variations des paramètres du système et de déterminer ses critères de performance. Les objectifs de cet outil sont de permettre la modélisation, la simulation et l'évaluation des systèmes de production en prenant en compte plusieurs contraintes rencontrées dans les systèmes industriels. Nous avons utilisé ce simulateur pour tester et valider une solution au problème d'acheminement des produits au cours de la production. Le choix des Réseaux de Pétri(RdP), au détriment des modèles analytiques, se justifie par le fait qu'ils offrent une représentation graphique permettant une description des processus plus simplifiée que des modèles analytiques. Au-delà de la modélisation et la simulation, les RdP permettent de vérifier les blocages d'un système. Parmi les modèles que nous avons développés nous pouvons citer : les modèles des machines, des stocks, des ressources de transport et des produits dans un système de production flexible. Nous avons insisté sur la modélisation des produits, des machines et du système de transport qui représentent le coeur des problématiques de flexibilité. Nous avons validé ces modèles sur un cas réel à savoir la chaîne de production du CESI de Rouen. Ensuite pour résoudre le problème du transport, nous avons proposé et déployé une méthode d'aide à la décision basée sur l'entropie et le classement de règles de dispatching. Cette méthode permet de définir, en fonction de l'état actuel, un ordre de priorité entre les règles de dispatching. Nous avons comparé cette nouvelle méthode à la méthode classique où l'importance des règles de priorité est définie préalablement, avant la phase de production. Notre proposition a donné des résultats intéressants que nous avons exposés et discutés. / Flexible Manufacturing Systems are real opportunity for industrials to face the comptetion and the unpredictability of the market. The management implementation of this kind of manufacturing systems are complex difficult and expensive.In this thesis work, we propose a decision making tool for managing Flexible Manufacturing Systems. The latter is based on a simulation model with Hierarchical Colored Petri Nets. The simulation allows the observation of the parameters variation of a system, and the determination of performance criteria. The objectives of this tool are to enable the modeling, simulation and evaluation of production systems taking into account most of the constraints encountered in industrial systems. We used this simulator to test and validate a solution to the problem of routing products during production. The choice of Petri nets (PN) to the detriment of analytical models is justified by the fact that Petri Nets with its graphical representation allows a simplified description of processes as analytical models , Petri Nets can be used for simulation, and with simulation we can predict the behaviour of a systems during a production phase. Petri Nets allow, beyond modeling and simulation to prevent the dead locks of systems. These are the reasons why we use Petri Nets to develop our models. Among the models that we have developed we can mention : machine, stocks, transportation resources and products models. We insisted on product and machine modelling which are in the center of flexibility issues. In order to study the routing problem, We defined models to represent the transport activity. We validated these models on a real case namely the production chain of CESI of Rouen. Then to solve the routing problem, we developed a decision making method based on entropy and dispacthing rules. This method allows to modify the dispatching rules weight in function of the state of the manufacturing systems during the production (size of stocks; machine failure). We compared this method with an another one where the weight of dispatching rules are unchanged during the production phase. We obtained interesting result that we have presented and discussed.

Le sujet de cette thèse est l’étude de l’encodage des références et de la concurrence dans la Logique Linéaire. Notre motivation est de montrer que la Logique Linéaire est capable d’encoder des effets de bords, et pourrait ainsi servir comme une cible de compilation pour des langages fonctionnels qui soit à la fois viable, formalisée et largement étudiée. La notion clé développée dans cette thèse est celle de zone de routage. C’est une famille de réseaux de preuve qui correspond à un fragment de la logique linéaire différentielle, et permet d’implémenter différentes primitives de communication. Nous les définissons et étudions leur théorie. Nous illustrons ensuite leur expressivité en traduisant un λ-calcul avec concurrence, références et réplication dans un fragment des réseaux différentiels. Pour ce faire, nous introduisons un langage semblable au λ-calcul concurrent d’Amadio, mais avec des substitutions explicites à la fois pour les variables et pour les références. Nous munissons ce langage d’un système de types et d’effets, et prouvons la normalisation forte des termes bien typés avec une technique qui combine la réductibilité et une nouvelle technique interactive. Ce langage nous permet de prouver un théorème de simulation, et un théorème d’adéquation pour la traduction proposée. / The topic of this thesis is the study of the encoding of references andconcurrency in Linear Logic. Our perspective is to demonstrate the capabilityof Linear Logic to encode side-effects to make it a viable, formalized and wellstudied compilation target for functional languages in the future. The keynotion we develop is that of routing areas: a family of proof nets whichcorrespond to a fragment of differential linear logic and which implementscommunication primitives. We develop routing areas as a parametrizable deviceand study their theory. We then illustrate their expressivity by translating aconcurrent λ-calculus featuring concurrency, references and replication to afragment of differential nets. To this purpose, we introduce a language akin toAmadio’s concurrent λ-calculus, but with explicit substitutions for bothvariables and references. We endow this language with a type and effect systemand we prove termination of well-typed terms by a mix of reducibility and anew interactive technique. This intermediate language allows us to prove asimulation and an adequacy theorem for the translation

This paper describes the analysis tool DSPNexpress which has been developed at the Technische Universität Berlin since 1991. The development of DSPNexpress has been motivated by the lack of a powerful software package for the numerical solution of deterministic and stochastic Petri nets (DSPNs) and the complexity requirements imposed by evaluating memory consistency models for multicomputer systems. The development of DSPNexpress has gained by the author's experience with the version 1.4 of the software package GreatSPN. However, opposed to GreatSPN, the software architecture of DSPNexpress is particularly tailored to the numerical evaluation of DSPNs. Furthermore, DSPNexpress contains a graphical interface running under the X11 window system. To the best of the author's knowledge, DSPNexpress is the first software package which contains an efficient numerical algorithm for computing steady-state solutions of DSPNs.

Enterprise SIM profile provisioning solution is currently in development by some big players in the telecommunication industry. This solution may support an enterprise user staying anonymous to mobile network operators when remotely subscribing to SIM profiles. Another advantage refers to providing a seamless solution to enterprises where they can handle subscriptions of their employees. However, the solution is still in an early stage of production, and it is of utmost importance to proactively detect threats and deviant behaviors. The focus of this master thesis is providing a part towards achieving a secure solution by gaining insight and understanding of the system behavior. Colored Petri Nets technique is applied to the process and provides deterministic insights on system behavior. The solution of enterprise remote SIM profile provisioning is analyzed from different reachability goals by performing multiple simulations of different cases. Simulations are performed using different conditions and provide an understanding of system behavior with not fulfilled conditions. Essential aspects of this work can be in consideration when developing the solution to not end up in a state where a user receives a bad SIM profile or exposes the system to other threats.

While methods like learning-without-forgetting [11] and elastic weight consolidation [22] accomplish high-quality transfer learning while mitigating catastrophic forgetting, progressive techniques such as Deepmind’s progressive neural network accomplish this while completely nullifying forgetting. However, progressive systems like this strictly require task labels during test time. In this paper, I introduce a novel task recognizer built from anomaly detection autoencoders that is capable of detecting the nature of the required task from input data.Alongside a progressive neural network or other progressive learning system, this task-aware network is capable of operating without task labels during run time while maintaining any catastrophic forgetting reduction measures implemented by the task model.

In Sweden most people are keeping their savings in ordinary saving account without any interest return. In this study two investment strategies have been examined; Graham Screener and Net Nets strategy. Investigating which of these performs better on the different Swedish stock markets. The subgroups that have been investigated are Large Cap, Mid Cap and Small Cap. The focus of this study is to find out which strategy yields the highest return with risk taken into consideration. After testing the strategies over a 15-year time period the study concluded that the Graham Screener strategy is to prefer over Net Nets strategy. The results also gave a hint that the market efficiency theory could be questioned according to the calculations in this study.

Robot path planning and dynamic obstacle avoidance are defined as a problem that robots plan a feasible path from a given starting point to a destination point in a nonlinear dynamic environment, and safely bypass dynamic obstacles to the destination with minimal deviation from the trajectory. Path planning is a typical sequential decision-making problem. Dynamic local observable environment requires real-time and adaptive decision-making systems. It is an innovation for the robot to learn the policy directly from demonstration trajectories to adapt to similar state spaces that may appear in the future. We aim to develop a method for directly learning navigation behavior from demonstration trajectories without defining the environment and attention models, by using the concepts of Generative Adversarial Imitation Learning (GAIL) and Sequence Generative Adversarial Network (SeqGAN). The proposed SeqGAIL model in this thesis allows the robot to reproduce the desired behavior in different situations. In which, an adversarial net is established, and the Feature Counts Errors reduction is utilized as the forcing objective for the Generator. The refinement measure is taken to solve the instability problem. In addition, we proposed to use the Rapidly-exploring Random Tree* (RRT*) with pre-trained weights to generate adequate demonstration trajectories in dynamic environment as the training data, and this idea can effectively overcome the difficulty of acquiring huge training data.

Le " serious gaming " est une approche récente pour mener des activités " sérieuses " telles que communiquer, sensibiliser ou apprendre, en utilisant les techniques mises en œuvre dans les jeux vidéo. Les jeux sérieux sont devenus aujourd'hui un élément incontournable de la formation en ligne. C'est dans ce cadre du serious gaming pour la formation que se situe ce sujet de thèse. En effet, quelle que soit l'acception privilégiée, de nombreuses questions de recherche se posent. En particulier, comment peut-on évaluer les connaissances acquises par le joueur/apprenant à travers le jeu ? Nous sommes concentrés sur les jeux de type étude de cas utilisés notamment en gestion ou en médecine et proposons une méthode basée sur l'Evidence Centered Design pour concevoir le suivi de l'apprenant à des fins de diagnostic à destination de l'enseignant et de l'apprenant. Les actions liées aux études de cas sont très proches des actions métiers et recourent à des règles bien précises. Nous avons fait le choix de les représenter à l'aide de réseaux de Petri. Pour apporter de la sémantique à l'analyse par réseau de Petri, nous l'avons adossé à une ontologie du domaine et des actions de jeu. L'ontologie apporte une complémentarité non négligeable au réseau de Petri qui a une dimension purement procédurale. Nous combinons des réseaux de Petri et les ontologies afin de produire des indicateurs de performance pour cette catégorie particulière de jeux sérieux. L'étude des erreurs nous a conduits à proposer une taxinomie particulière pour les jeux sérieux en nous inspirant notamment des travaux réalisés dans le domaine de la sécurité. / "Serious gaming" is a recent approach, using the techniques implemented in video games, to conduct "serious" activities such as communication, awareness and learning. Serious games have now become an essential element of online training. This thesis takes place in the context of serious games for training. Indeed, whatever the preferred meaning, many research questions arise. In particular, how can we assess the knowledge acquired by the player / learner through the game? We have focused on case study type games used especially in management or medicine. We propose a method based on Evidence Centered Design to plan the monitoring of the learner for diagnostic purposes to the teacher and the learner. Actions in case studies are very close to business actions and resort to specific rules. We have chosen to represent them using Petri nets. To bring semantics to the Petri net analysis, we have added a domain and game action ontology. The ontology provides a significant complementarity to Petri net that has a purely procedural dimension. We have combined Petri nets and ontologies to produce performance indicators for this particular category of serious games. The study of errors led us to propose a particular taxonomy for serious games based on the work done in the field of security.

Les réseaux de transport multimodaux modernes sont essentiels pour la durabilité écologique et l’aisance économique des agglomérations urbaines, par conséquent aussi pour la qualité de vie de leurs habitants. D’ailleurs, le bon fonctionnement sur le plan de la compatibilité entre les différents services et lignes est essentiel pour leur acceptation, étant donné que (i) la plupart des trajets nécessitent des changements entre les lignes et que (ii) des investissements coûteux, dans le but de créer des liens plus directs avec la construction de nouvelles lignes ou l’extension de lignes existantes, ne sont pas à débattre. Une meilleure compréhension des interactions entre les modes et les lignes dans le contexte des transferts de passagers est ainsi d’une importance cruciale. Toutefois, comprendre ces transferts est singulièrement difficile dans le cas de situations inhabituelles comme des incidents de passagers et/ou si la demande dévie des plans statistiques à long terme. Ici le développement et l’intégration de modèles mathématiques sophistiqués peuvent remédier à ces inconvénients. À ce propos, la supervision via des modèles prévoyants représente un champ d’application très prometteur, analysée ici. La supervision selon des modèles prévoyants peut prendre différentes formes. Dans le présent travail, nous nous intéressons à l’analyse de l’impact basé sur des modèles de différentes actions, comme des départs en retard de certains véhicules après un arrêt, appliqué sur le fonctionnement du réseau de transport et sa gestion de situations de stress qui ne font pas partie des données statistiques. C’est pourquoi nous introduisons un nouveau modèle, un automate hybride avec une dynamique probabiliste, et nous montrons comment ce modèle profondément mathématique peut prédire le nombre de passagers dans et l’état de fonctionnement du véhicule en question du réseau de transport, d’abord par de simples estimations du nombre de tous les passagers et la connaissance exacte de l’état du véhicule au moment de l’incident. Ce nouvel automate réunit sous un même regard les passagers demandeurs de services de transport à parcours fixes ainsi que les véhicules capables de les assurer. Il prend en compte la capacité maximale et le fait que les passagers n’empruntent pas nécessairement des chemins efficaces, dont la représentation sous la forme d’une fonction de coût facilement compréhensible devient nécessaire. Chaque passager possède son propre profil de voyage qui définit un chemin fixe dans l’infrastructure du réseau de transport, et une préférence pour les différents services de transport sur son chemin. Les mouvements de véhicules sont inclus dans la dynamique du modèle, ce qui est essentiel pour l’analyse de l’impact de chaque action liée aux mouvements de véhicule. De surcroît, notre modèle prend en compte l’incertitude qui résulte du nombre inconnu de passagers au début et de passagers arrivant au fur et à mesure. Comparé aux modèles classiques d’automates hybrides, notre approche inspirée du style des réseaux de Pétri ne requiert pas le calcul de ces équations différentielles à la main. Ces systèmes peuvent être dérivés de la représentation essentiellement graphique d’une manière automatique pour le calcul en temps discret d’une prévision. Cette propriété de notre modèle réduit le risque de précisions faites par des humains et les erreurs qui en résulteraient. Après avoir introduit notre nouveau modèle, nous développons dans ce rapport également quelques éléments constitutifs sous la forme d'algorithmes qui visent les deux types d'impasses qui sont probables d'occurir pendant la simulation faisant un pronostic, c-à-d l'intégration numérique des systèmes de haute dimension d'équations différentielles et l'explosion combinatoire de son état discret. En plus, nous prouvons la faisabilité des calculs et nous montrons les bénéfices prospectifs de notre approche dans la forme de quelques tests simplistes et quelques cas plus réalistes. / Without any doubt, modern multimodal transportation systems are vital to the ecological sustainability and the economic prosperity of urban agglomerations, and in doing so to the quality of life of their many inhabitants. Moreover it is known that a well-functioning interoperability of the different modes and lines in such networked systems is key to their acceptance given the fact that (i) many if not most trips between different origin/destination pairs require transfers, and (ii) costly infrastructure investments targeting the creation of more direct links through the construction of new or the extension of existing lines are not open to debate. Thus, a better understanding of how the different modes and lines in these systems interact through passenger transfers is of utmost importance. However, acquiring this understanding is particularly tricky in degraded situations where some or all transportation services cannot be provided as planned due to e.g. some passenger incident, and/or where the demand for these scheduled services deviates from any statistical long term-plannings. Here, the development for and integration of sophisticated mathematical models into the operation of such systems may provide remedy, where model-predictive supervision seems to be one very promising area of application which we consider here. Model-predictive supervision can take several forms. In this work, we focus on the model-based impact analysis of different actions, such as the delayed departure of some vehicle from a stop, applied to the operation of the considered transportation system upon some downgrading situation occurs which lacks statistical data. For this purpose, we introduce a new stochastic hybrid automaton model, and show how this mathematically profound model can be used to forecast the passenger numbers in and the vehicle operational state of this transportation system starting from estimations of all passenger numbers and an exact knowledge of the vehicle operational state at the time of the incident occurrence. Our new automaton model brings under the same roof, all passengers who demand fixed-route transportation services, and all vehicles which provide them. It explicitly accounts for all capacity-limits and the fact that passengers do not necessarily follow efficient paths which must be mapped to some simple to understand cost function. Instead, every passenger has a trip profile which defines a fixed route in the infrastructure of the transportation system, and a preference for the different transportation services along this route. Moreover, our model does not abstract away from all vehicle movements but explicitly includes them in its dynamics, which latter property is crucial to the impact analysis of any vehicle movement-related action. In addition our model accounts for uncertainty; resulting from unknown initial passenger numbers and unknown passenger arrival flows. Compared to classical modelling approaches for hybrid automata, our Petri net-styled approach does not require the end user to specify our model's many differential equations systems by hand. Instead, all these systems can be derived from the model's predominantly graphical specification in a fully automated manner for the discrete time computation of any forecast. This latter property of our model in turn reduces the risk of man-made specification and thus forecasting errors. Besides introducing our new model, we also develop in this report some algorithmic bricks which target two major bottlenecks which are likely to occur during its forecast-producing simulation, namely the numerical integration of the many high-dimensional systems of stochastic differential equations and the combinatorial explosion of its discrete state. Moreover, we proof the computational feasibility and show the prospective benefits of our approach in form of some simplistic test- and some more realistic use case.