The thesis describes a method for the design and implementation of manufacturing control software using structured Petri nets. An earlier design method is presented from which a more formal approach is developed, and a definition for structured Petri nets is given. This definition is then compared to other classes of Petri net found in the literature. A comparison is also made between the proposed design method and other methods described in the literature. The structured Petri nets are then used to create a control structure, which is shown to have properties that allow the detection and diagnosis of faults originating both in the hardware and the software of the system. A detailed discussion is also presented concerning the implementation of structured Petri nets on various types of manufacturing controller and on general-purpose computers. In particular, results are presented from experiments with various implementation methods on programmable logic controllers. Conclusions are then drawn on the various aspects of the work and details of further research possibilities are described.

Operational support as an area of process mining aims to predict the temporal performance of individual cases and the overall business process. Although seasonal effects, delays and performance trends are well-known to exist for business processes, there is up until now no prediction model available that explicitly captures this. In this paper, we introduce time series Petri net models. These models integrate the control flow perspective of Petri nets with time series prediction. Our evaluation on the basis of our prototypical implementation demonstrates the merits of this model in terms of better accuracy in the presence of time series effects.

A qualidade dos serviços de saúde tornou-se um tema relevante e cada vez mais esforços são dedicados para definir metodologias e ferramentas para medir e assegurar a qualidade. São exigidos novos métodos para aperfeiçoar os processos de saúde, garantindo assim uma alto padrão de qualidade utilizando os recursos disponíveis. A otimização da utilização destes recursos de forma a preservar a qualidade do atendimento bem como baixar os custos requer modelos rigorosos dos processos médicos. Neste contexto apresentamos LEMMA 2000 (Language for an Easy Medical Model Analysis) uma notação destinada a modelar processos médicos, desenvolvida em cooperação com o Politécnico de Milão.. Esta notação disponibiliza aos médicos elementos simples e intuitivos para representar os modelos de diagnóstico. Simultaneamente um modelo de Redes de Petri Temporizadas é gerado automaticamente. Deste modo os modelos de LEMMA podem ser validados e analisados através de simulações e testes.O objetivo desta dupla modelagem é permitir aos médicos ganhar todos os benefícios de uma notação formal sem a necessidade de conhecer esta notação abstrata. Os usuários administram os elementos mais simples da notação, enquanto redes de Petri asseguram formalidade e capacidades de validação. Desta maneira LEMMA integra notações formais e intuitivas superando os problemas de ambos enfoques. A definição da notação LEMMA 2000 foi apoiada pela implementação de um ambiente para projetar os modelos. Este ambiente além de permitir a administração dos elementos da notação menos formal permite a geração e analise dos modelos mais formais. / The quality of health services has become an important subject. Efforts have been dedicated more and more to define methodologies and tools to measure and to guarantee quality. People demand new methods in order to improve health processes. This way a high standard of quality is guaranteed by using available resources. The optimization of using these resources in such a way as to keep the quality of attendance as well as to reduce expenses, needs strict patterns of medical processes. In this context we present LEMMA 2000 a notation for modeling medical processes developed in co-operation with the Politecnico di Milano. This notation provides doctors with common and intuitive elements to represent the patterns of diagnoses. At the same time a model of Timed Petri nets is created automatically. Because of this the patterns of LEMMA can be validated and analysed through simulations and tests. The aim of this double modelling is to allow doctors to gain all the benefits of a formal notation without the need to know this abstract notation. The users manage the most simple elements of the notation while Petri nets guarantee formality and ways of validation. This way LEMMA integrates formal and intuitive notations overcoming problems of both focuses.The definition of LEMMA 2000 notation was supported by the implementation of an environment for projecting the patterns. This environment not only allows the management of the elements of the less formal notation but it also allows the creation and analysis of most formal patterns.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2008 / Bibliografia: f. 95-99 / O mercado de software está a cada dia se aprimorando, trazendo consigo novas ferramentas e novas formas de se administrar empresas. Com foco centrado no Processo de Desenvolvimento de Software (PDS), principalmente no que tange a sua estrutura e ao seu fl

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pos-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-04-29T21:06:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333082.pdf: 11184009 bytes, checksum: 1d14dd4bf2faf84b3ce1504e466d5c43 (MD5) Previous issue date: 2014 / Os programas de automação na indústria de petróleo e gás, seja o programa voltado para sistemas de segurança ou de uso geral, são projetados com base em especificações de segurança, definidas em projeto, que devem ser validados antes da implantação. Este documento propõe um método para o teste automático das especificações encontradas na Matriz Causa e Efeito e implementadas em Controladores Lógicos Programáveis (CLPs). Para esses testes, as especificações são representadas como um conjunto de modelos de rede de Petri que observam o comportamento do sistema controlado. O uso de um modelo formal permite composição de diferentes modelos de forma sistemática e a tradução das Redes de Petri em um programa que comanda as entradas de um CLP e observa quando o comportamento do CLP segue ou falha em seguir as especificações de segurança. Uma ferramenta protótipo foi desenvolvida para executar automaticamente o teste da Matriz Causa e Efeito em um dado CLP. Um projeto de um forno foi utilizado para verificar se a metodologia proposta é fácil de usar e viável.<br> / Abstract : The automation programs in the oil and gas industry, be it in Safety Instrumented Systems (SIS) or in general purpose Programmable Logic Controllers (PLC), are designed based on safety specifications that must be validated prior to deployment. This paper proposes a method for the automatic test of the Cause and Efect Matrix specifications on PLC systems. For such testing, the specifications are represented as a set of Petri net models that observe the controlled system behavior. The use of a formal model allows to systematically compose and translate the Petri Nets into a program that commands the PLC inputs and observes when the PLC outputs fail the safety specifications. A prototype tool has been developed to automatically perform the test of the Cause and Efect Matrix on a given PLC. A furnace project has been used to ascertain that the proposed method is easy to use and viable.

SANTOS FILHO, F. G. Diagnóstico de faltas em sistemas elétricos baseado em redes de Petri coloridas e técnicas de sistemas especialistas. 95 f. 2007. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-15T19:00:20Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_fgsantosfilho.pdf: 1234264 bytes, checksum: 5eaa9615cc11c88f7d3283ba67587b31 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-18T17:58:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_fgsantosfilho.pdf: 1234264 bytes, checksum: 5eaa9615cc11c88f7d3283ba67587b31 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-18T17:58:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_fgsantosfilho.pdf: 1234264 bytes, checksum: 5eaa9615cc11c88f7d3283ba67587b31 (MD5) Previous issue date: 2007-07-30 / When a fault occurs in an electrical system often an avalanche of information is made available to the System Operation Center making it difficult to the operator to identify the cause of the fault. The great deal of information provided by the supervisory system is of any value if it does not make easy to the operator, to take a right and prompt decision to bring the system back to normal operation. Based on the SCADA information a Fault Diagnosis System (SDF) was developed, which uses the Colored Petri Nets (CPN) method to filter out the large amount of information made available by the SCADA system and then to give the fault diagnosis. The drawback of the SDF is that the fault diagnosis is developed off line from the CPN final markings for all the likely fault conditions on the power system. In this work an Expert Program is developed to automatically convert the CPN final markings into the system fault diagnosis. The Expert Program interprets the results of the CPN model independent of the monitored electrical system, it diagnosis events that occur in substations as much as the transmission lines that connect the substations, providing a fast and concise diagnosis with common format and language to the operator. / Quando o sistema elétrico experimenta qualquer distúrbio uma avalanche de alarmes é reportada ao Centro de Operação do Sistema (COS) dificultando ao operador na identificação da causa do distúrbio. O grande volume de informações disponibilizado pelos sistemas supervisórios em condição de falta no sistema elétrico é de pouco valor se não possibilitar um rápido diagnóstico, para uma pronta e correta tomada de decisão e restabelecimento à condição normal de operação. Usando como entrada os dados informados pelo SCADA foi desenvolvido um Sistema de Diagnóstico de Faltas (SDF), baseado em Redes de Petri Coloridas (RPC), que filtra as informações do SCADA e é capaz de fornecer em tempo real aos operadores o diagnóstico para as faltas no sistema. O diagnóstico é obtido a partir da simulação off-line de um expressivo número de possíveis faltas no sistema em que a marcação final da RPC para cada falta é convertida em diagnóstico. Um Programa Especialista foi desenvolvido para a interpretação da marcação final fornecida pela RPC para geração automática do diagnóstico de falta. O Programa Especialista interpreta os resultados do modelo RPC independente do sistema elétrico monitorado, diagnosticando os eventos que ocorrem tanto em uma subestação quanto nas linhas de transmissão que ligam as subestações, fornecendo um diagnóstico rápido, sucinto, e com formato e linguagem comuns ao operador.

PRATA, B. A. Controle supervisório da cadeia produtiva do biodiesel da mamona baseado em redes de Petri. 2007. 135 f. Dissertação (Mestrado em Logística e Pesquisa Operacional) – Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-17T14:31:45Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_baprata.pdf: 826833 bytes, checksum: 7d478267869663ccc08177657c50422f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-07T16:52:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_baprata.pdf: 826833 bytes, checksum: 7d478267869663ccc08177657c50422f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-07T16:52:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_baprata.pdf: 826833 bytes, checksum: 7d478267869663ccc08177657c50422f (MD5) Previous issue date: 2007-09-10 / Nowadays many countries present critical problems related to energy demand-supply equilibrium. The reserves of petroleum-based products are unable to face future demand for the next decades. So, the search for alternative sources of energy has been strongly directed to biodiesel. Several fruit oils can be used as a source for biodiesel production and the castor bean is an example. The castor bean agribusiness is a complex commodity chain, making necessary researches for the conception of this incipient chain. Discrete Event Systems (DES) are largely used in the modeling of commodity chains, aiding the planning and the manage of these systems. Among the DES modeling techniques, the Petri nets stands out for as making a easier a compact representation of a system and for permitting its simulation and analysis. The supervisory control aims for synthesize a supervisor that coordinate the activities of the subsystems in order to satisfy a set of specifications in a general system. The general purpose of this work was create a model, based on Petri nets, that permit the supervisory control of Castor Bean Biodiesel Supply Chain (CBB/SC) in order to guarantee its efficiency and efficacy. It was developed a new method for the supervisory control based on colored Petri nets, called Constraints of Control on Decomposed Colors (CCDC). Also, it was proposed a new framework for the supervisory control in logistics systems. Functional specifications were established for found the system which had its performance evaluated, based on the lead time, through simulation of several operational scenarios. As conclusion, it seems clear that the CCDC method is a consistent approach for DES control, the proposed model helps in a better comprehension about the system in analysis and the supervisory control is a theory that can aid the decision making process in similar chains as CBB/SC / Na conjuntura atual é possível observar o grave problema de escassez energética com o qual a humanidade se depara. Os derivados de petróleo estarão se exaurindo nas próximas décadas e o tempo geológico necessário para a revitalização do estoque desta energia fóssil a inviabiliza no longo prazo. Neste contexto, a busca por fontes renováveis de energia, como, por exemplo, o biodiesel, torna-se de suma importância. Diversas oleaginosas podem ser empregadas para a produção de biodiesel, dentre as quais pode ser destacada a mamona. O agronegócio da mamona constitui-se numa cadeia produtiva complexa, tornando necessários esforços dirigidos para a estruturação desta cadeia ainda incipiente. Sistemas a Eventos Discretos (SED) vêm sendo amplamente utilizados na modelagem de cadeias produtivas, apoiando o processo de planejamento e de gerenciamento de tais sistemas. Dentre as técnicas de modelagem de SED, as redes de Petri destacam-se por propiciarem uma representação compacta de um sistema e por permitirem a sua simulação e análise. O controle supervisório de SED consiste em sintetizar um supervisor que coordene as atividades de subsistemas de modo que o sistema geral satisfaça um conjunto de especificações. O objetivo geral deste trabalho foi elaborar um modelo, baseado em redes de Petri, que permitisse o controle supervisório da Cadeia Produtiva do Biodiesel da Mamona (CP/BDMA), com vistas a garantir sua efetividade. Foi desenvolvido um novo método de controle supervisório baseado em redes de Petri coloridas, denominado Restrições de Controle sobre Cores Decompostas (RCCD), sendo também proposta uma arquitetura para o controle supervisório em sistemas logísticos. Idealizou-se um modelo teórico da CP/BDMA no qual foi possível ressaltar a importância da coordenação de atividades logísticas no âmbito da cadeia. Foram estabelecidas especificações funcionais para o sistema e, em seguida, efetuou-se a avaliação do seu desempenho, com base no tempo de ciclo, através da simulação de diversos cenários operacionais. Como conclusões, pode-se ressaltar que o método RCCD constitui-se em uma eficiente abordagem para o controle de SED, que a modelagem proposta permitiu uma maior compreensão acerca do sistema em estudo e que o controle supervisório é uma técnica que pode subsidiar o processo de tomada de decisão no âmbito CP/BDMA, sendo também aplicável a outras cadeias produtivas agroindustriais

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação / Made available in DSpace on 2013-03-04T20:12:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 307638.pdf: 3034447 bytes, checksum: 51a95fd6bb38f8e99ec85b04c51e8572 (MD5) / Na abordagem de desenvolvimento orientado a componentes, um aplicativo é produzido por meio da conexão de dois ou mais componentes. O aumento da previsibilidade do resultado da combinação de um componente com outros ainda é uma questão em aberto para pesquisa. A análise de compatibilidade de componentes é realizada a partir da descrição da interface dos componentes interligados. A maioria das propostas de análise de compatibilidade pesquisadas se restringe à verificação da ligação entre dois componentes e não considera todo o conjunto de componentes de uma aplicação. E quando o faz, limita-se a detectar apenas deadlock no sistema. Este trabalho propõe uma estratégia para a realização automatizada da análise comportamental de componentes a partir de uma abordagem descrita na literatura onde a descrição da interface de componentes é feita integralmente em UML. A descrição estrutural utiliza os diagramas de componentes, classe e implantação, e a comportamental, o diagrama de máquina de estados. A estratégia proposta estabelece uma forma de conversão da máquina de estados dos componentes individuais e da aplicação para redes de Petri, de forma transparente para o usuário, e define critérios para a análise comportamental. Problemas comportamentais são identificados a partir da interpretação das propriedades das redes de Petri no contexto dos componentes. Essa solução considera o comportamento do sistema como um todo e permite a identificação, além de deadlock, de possíveis problemas comportamentais, tratadas como advertências e que devem ser analisadas pelo usuário, tais como: serviços indisponíveis, temporariamente disponíveis ou serviços disponíveis no componente que passam a ser temporariamente disponíveis ou até indisiponíveis na aplicação. A solução proposta permite uma maior previsibilidade no resultado da combinação de componentes. Essa solução foi automatizada no ambiente SEA, por meio de ferramentas automatizadas que emitem relatórios com os problemas encontrados. São apresentados os estudos de caso realizados para avaliação da proposta. / In the component-based software development, an application is produced by connecting two or more components. Increasing predictability of the result of combination of a component with others components is still an issue for research. The compatibility analysis of components is performed from the interface#s description of the interconnected components. Most proposals for compatibility analysis are limited to verify the compatibility between only two components and does not consider the whole component set of an application. And when they do it, they only detect deadlock in the system. This study proposes a strategy to achieve automated behavioral analysis of components from an approach described in the literature, in which the interface of components is described entirely in UML.The structural description uses the component, class and deployment diagrams, and behavior description, the state machine diagram diagram. The proposed strategy provides a way of converting the state machine of the individual components and of the application in Petri nets, transparently to the user, and sets criteria for behavioral analysis. Behavioral problems are identified from the interpretation of the Petri nets properties in the context of the components. This solution considers the behavior of the system as a whole and allows the identification, in addition to deadlock, of potential behavioral problems, and treats then as warnings that must be analyzed by the user, such as: unavailable services, temporarily available services, or component available services become temporarily available or unavailable in the application. The proposed solution allows a more predictable result of the combination of components. This solution has been automated in the SEA environment, using automated tools included in it, where reports are issued with the found problems. The case studies produced to evaluate the proposal are presented.

Tese (doutorado) - L'Universite Paul Sabatier. Laboratoire D'Automatique et D'Analyse des Systems du CNRS / Made available in DSpace on 2013-07-15T21:01:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação / Made available in DSpace on 2013-07-15T22:55:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 233489.pdf: 1375860 bytes, checksum: e74ecf21e916ed222f237b02ca3677b2 (MD5) / A utilização de componentes para o desenvolvimento de sistemas é uma abordagem que promove o reuso, tanto de código quanto de projeto, em um alto nível de abstração. Mas para que o reuso seja vantajoso, isto é, exija menos esforço que o desenvolvimento de um novo artefato de software, então o componente deve ser descrito de forma que, com o mínimo esforço, sua compatibilidade com os outros componentes possa ser avaliada. Com esta avaliação, poderá ser tomada a decisão sobre seu uso como está, em caso de constatação da compatibilidade ou, no caso de incompatibilidade, decidir sobre compatibilização ou abandono. Este trabalho trata formas de automatizar a análise de compatibilidade estrutural e comportamental entre componentes, durante o processo de especificação de projeto. A idéia é modelar uma arquitetura de componentes, para que se possa visualizar suas conexões, e com isto poder fazer as análises necessárias para garantir a compatibilidade e o perfeito funcionamento desta arquitetura. Na implementação foi utilizado o ambiente de desenvolvimento SEA, produzido sob o framework OCEAN. Eles permitem que especificações e ferramentas possam ser desenvolvidas e que trabalhem integradas. Para a verificação de compatibilidade estrutural são levantados os tipos de incompatibilidade e as soluções permitidas dentro do universo de possibilidades da arquitetura da especificação que se quer verificar. Redes de Petri ordinárias são utilizadas para que as análises de suas propriedades e suas interpretações, para o contexto de componentes, possa permitir a automação da verificação de compatibilidade comportamental. Ferramentas para as análises estruturais e comportamentais foram desenvolvidas e estão integradas ao ambiente SEA, fazendo a leitura de informações contidas nas especificações da estrutura de componentes. Com as informações da estrutura de componentes e as análises necessárias levantadas neste trabalho é feita a verificação automatizada da compatibilidade entre os componentes. Caso haja alguma incompatibilidade, possíveis soluções são propostas, ficando a cargo do desenvolvedor escolher, dentre elas, a melhor solução.