La méthode des invariants est une des plus utilisées méthodes de synthèse pour les SED modélisés par des réseaux de Petri (RdP). Cependant, elle ne garantit pas en général une solution optimale dans la présence de l'incontrôlabilité. Dans ce travail nous proposons une solution à ce problème pour les RdP généralisés. Premièrement, nous proposons une solution d'identification des contraintes admissibles pour les RdP saufs non-conservatifs. La méthode repose sur une définition des contraintes contenant des marquages complémentés. Ceux-ci sont après éliminés en exploitant les composants conservatifs des RdP. Deuxièmement, nous avançons une technique de détermination des contraintes admissibles pour les RdP généralisés. La méthode est basée sur une vision spatiale de l'espace d'états du modèle. Les contraintes sont dérivées de l'équation d'hyperplan affin qui sépare les régions interdite- et autorisée- de cet espace. Nous proposons un algorithme pour le calcul du contrôleur optimal minimal. / The place-invariants method is one of the most popular controller synthesis approaches for Petri net (PN) modeled DES. Unfortunately, the observance of the constraints is not certain in the presence of uncontrollable transitions. This thesis offers a solution to this problem for ordinary and generalized PNs. We begin by studying safe non-conservative PNs, and devising a constraint-determination technique that will always provide a set of admissible constraints for this type of model. The approach stems from the general definition of forbidden states --- that of marking vectors. In the second part of our work, we present an admissible constraint-determination technique for generalized PNs. The method is based on a special view of the system's state space. The constraints are derived from the equation of the affine hyper-plane separating the authorized- and forbidden- regions of this space. We propose an algorithm that allows the identification of the minimal maximally permissive controller.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3569.pdf: 2552721 bytes, checksum: b67cadf34336e157d59bd554dfc7534e (MD5) Previous issue date: 2006-05-29 / An Automated Manufacturing System (AMS) is a production system where a discrete number of raws is processed and assembled by controlled machines and/or robots. Controlling AMS is a complex task, due to the several sub-systems that compose it and the need for attending strategic production issues and market. The AMS control complexity increases with the necessity of production and technologic resources. The studies related to AMS control normally consider specific features of the system. Some authors propose solutions considering architecture, some others consider approaches by modular nets, others consider mathematic analysis; and so, each study has its contribution in a specific point. This work considers a wider set of features related to the problem of modeling AMS control. It is presented different options of architecture, different ways to concern hierarchically about the problem, the use of Petri Nets as a way to represent graphically the problem conserving the mathematic formalisms, simulation, and the use of a graphic software that treat all the options before. The proposal of this work is indicate a modeling method for AMS control that considers all features related to its control. This method proposes eight elaboration stages of the model. The stands consider the elements in a specification level more generic and, gradually, they are more detailed. In some stands, simulations are applied with the objective of validate what has been modeled. The work ends with the application of the method to a hypothetic FMS. It is considered a production planning for five types of products in determined quantities. The method application is considered effective, since trough the simulation of the model, it can be verified that all the products are produced according to the production plan proposed and that eventual deadlocks and conflicts can be avoided. / Um sistema automático de manufatura (AMS) é um sistema de produção onde um número discreto de matérias-primas é processado e montado por máquinas controladas e/ou robôs. Fazer o controle de um AMS é uma tarefa complexa pela existência de vários subsistemas e elementos que o compõem, e também pela necessidade de responder a questões estratégicas de produção e mercado. A complexidade de controle de AMS aumenta com as necessidades de produção e recursos tecnológicos. Os trabalhos relativos a controle de AMS normalmente consideram características específicas do sistema. Alguns autores propõem soluções considerando a arquitetura, outros consideram abordagens por redes modulares, alguns consideram análise matemática; e assim, cada trabalho faz sua contribuição em um ponto mais especifico. Este trabalho busca considerar um conjunto mais abrangente de características inerentes ao problema de modelagem de controle de AMS. Nele são apresentadas várias abordagens inerentes às diversas características encontradas em um AMS. São mostradas diferentes opções de arquiteturas, formas diferentes de abordar hierarquicamente o problema, o uso de redes de Petri como forma de representar graficamente o problema conservando o formalismo matemático, simulação, e o uso de um software gráfico que contemple todas as opções anteriores. A proposta do trabalho é indicar um método de modelagem de AMS que considere as características inerentes ao seu controle. Este método propõe oito etapas de elaboração do modelo. As etapas consideram os elementos em um nível de especificação mais genérico e que, gradualmente, vão sendo mais detalhados. Em algumas etapas são feitas simulações no intuito de validar o que já tenha sido modelado. O trabalho chega ao fim com a aplicação do método de modelagem sobre um FMS hipotético. É considerado um planejamento da produção para cinco tipos de produtos em quantidades determinadas. A aplicação do método se mostra eficaz uma vez que, através da simulação do modelo, pode-se verificar que todos os produtos são fabricados conforme o plano de produção proposto e que eventuais deadlocks e conflitos podem ser evitados.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:06:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4911.pdf: 4490259 bytes, checksum: 94cfbdb804ef2f55cb81e1163b1c6ad4 (MD5) Previous issue date: 2011-07-01 / Universidade Federal de Sao Carlos / Resources sharing is one of the main characteristics of Automated Manufacturing Systems (SMA), this characteristic can be a synonym of advantages but on the other hand it may lead to the problem of deadlock. Several papers have suggested methods and techniques to reduce or eliminate the occurrence of deadlocks in SMA systems. The deadlock resolution strategies suggested in the literature can be classified into the following types: deadlock detection and recovery, deadlock prevention and deadlock avoidance. This work proposes a resolution method for the control of automated manufacturing systems using colored Petri nets, the main goal of the proposed method is to provide a deadlock-free production controller. To model, simulate and implement the technique in a production controller a dedicated software is used to model the Petri Nets. Initially, a model using Colored Petri Nets is proposed, then changes in the model are introduced in order to eliminate the deadlocks, resulting in a Colored Petri net control model of the SMA. Finally the model is implemented in the scenario of a Flexible Manufacturing System for testing and validation of the method. / O Compartilhamento de recursos é uma das principais características dos Sistemas de Manufatura Automatizados (SMA), esta característica pode ser um sinônimo de vantagens, mas por outro lado pode levar ao problema de deadlock. Diversos trabalhos têm sugerido métodos e técnicas para reduzir ou eliminar a ocorrência de deadlocks em SMA. As estratégias de resolução de deadlock sugerido na literatura podem ser classificados nos seguintes tipos: detecção e recuperação de deadlocks, prevenção de deadlocks e de deadlock. Este trabalho propõe um método de resolução para o controle de sistemas de manufatura automatizados utilizando redes de Petri coloridas, o principal objetivo do método proposto é obter um controlador da produção livre de deadlocks. Para modelar, simular e implementar a técnica em um controlador de produção um software dedicado é usado para modelar a rede de Petri. Inicialmente, um modelo usando Redes de Petri Coloridas é proposto, então mudanças são introduzidas, a fim de eliminar os deadlocks, resultando em um modelo de rede de Petri de um SMA livre de deadlock. Finalmente o modelo é implementado no cenário de um Sistema de Manufatura Flexível para testes e validação do método.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:53:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2050762 bytes, checksum: d03ea0191257aa516c9df03c51af0335 (MD5) Previous issue date: 2011-09-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study proposes a systematic method for evaluating the performance of service delivery through process modeling and failure analysis. The implementation of the proposal took place in a distribution company of electricity (COELCE), in which he was elected New Process Connections as an object of study for the following reasons: This process helps to reduce the deficit of households without electricity in the country and showed a high rate of irregularities pointed out by regulators from providing that service here has to justify the choice of process and not the company. This is a case study, with secondary data were collected in books, websites, internal documents COELCE and scientific publications (journals, dissertations and theses). We obtained the primary data in reading and statistical analysis of company documents to the investigator assigned by the managers of the process, meetings with experts COELCE before, during and after field research, and intensive direct observation of the teams responsible for the physical connections of the units consumers. The methodology proposed by the tool is composed of colored Petri nets for modeling process New Links and techniques of failure analysis (FTA Fault Tree Analysis) and FMEA (Failure Mode and Effects Analysis). The systematic validation enabled: first - viewing different phases and activities of the process; second - identification of critical functions and potential failure of the process, the third - the formulation of action plan by the researcher to improve the process of New Connections. The action plan was endorsed by the group of experts COELCE, which collaborates with the research, from the exploratory phase. The use of integrated techniques proposed in this paper contributes to scientific knowledge by using the approach of process modeling and analysis techniques of failures in service businesses, especially in regard to the reduced number of work in this area. It is noteworthy that the systematics can be applied to other companies in the services sector can contribute in improving the performance of the processes analyzed. / Este estudo propõe uma sistemática para avaliar o desempenho da prestação de serviços por meio da modelagem de processos e análise de falha. A aplicação da proposta ocorreu em uma empresa de distribuição de energia elétrica (COELCE), na qual elegeu-se o Processo de Novas Ligações como objeto de estudo pelos seguintes motivos: esse processo contribui para reduzir o déficit de domicílios sem energia elétrica no país e apresentava elevado índice de irregularidades apontadas pelos órgãos reguladores da prestação desse serviço público. Trata-se de um estudo de caso cujos dados secundários foram coletados em livros, sites, documentos internos da COELCE e publicações científicas (periódicos, dissertações e teses). Obteve-se os dados primários em leitura e tratamento estatístico de documentos da empresa cedidos ao pesquisador pelos gestores do processo, reuniões com especialistas da COELCE, antes, durante e após pesquisa de campo, e observação direta intensiva das equipes responsáveis pelas ligações físicas das unidades consumidoras. A sistemática proposta é composta pela ferramenta redes de Petri Coloridas para modelagem do Processo de Novas Ligações e as técnicas de análise de falhas FTA (Fault Tree Analysis) e FMEA (Failure Mode and Effects Analysis). A validação da sistemática permitiu: primeiro - visualização de diferentes fases e atividades do processo; segundo identificação de funções críticas e falhas potenciais do processo; terceiro - formulação de plano de ação pelo pesquisador para melhoria do Processo de Novas Ligações. O plano de ação foi validado pelo grupo de especialistas da COELCE, que colabora com a pesquisa, desde a fase exploratória. A utilização das técnicas de forma integrada proposta neste trabalho contribui para o conhecimento científico por utilizar a abordagem de modelagem de processos e técnicas de análise de falhas em empresas de serviço, principalmente no que tange ao reduzido número de trabalho nesta área. Vale ressaltar que a sistemática pode ser aplicada em outras empresas do setor de serviços podendo contribuir na melhoria do desempenho dos processos analisados.

Neste trabalho de pesquisa, foi realizado um estudo dos principais tipos de ferramentas para modelagem de hardware buscando-se verificar as vantagens da utilização de Redes de Petri para a modelagem de sistemas dinâmicos e concorrentes e de sua implementação em hardware. Observou-se que apesar de existirem ferramentas para esta finalidade, existem pontos que podem ser trabalhados para facilitar o acesso a esta tecnologia. Assim, foi desenvolvido um método para facilitar a implementação de sistemas modelados em Redes de Petri, em hardware de lógica reconfigurável. Para isto, utilizou-se um software de captura onde, a partir do gráfico do modelo em Rede de Petri, é gerado um arquivo de descrição no formato PNML - Linguagem de Marcação para Rede de Petri (Petri Net Markup Language). A partir desta descrição, é gerado um arquivo de descrição de hardware no formato VHDL - Linguagem de Descrição de Hardware VHSIC (VHSIC Hardware Description Language), que pode ser gravado em um circuito de lógica reconfigurável. Para possibilitar esta etapa, foi realizado o desenvolvimento de uma ferramenta que gera um arquivo em linguagem VHDL a partir da descrição no formato PNML. A ferramenta desenvolvida é descrita em detalhes, mostrando todas as etapas e critérios utilizados na conversão. Para validar o método, é mostrado um exemplo de aplicação com a implementação em FPGA - Matriz de Portas Programável em Campo (Field Programmable Gate Arrow), de uma Rede de Petri modelando uma planta industrial hipotética. Finalmente é feita uma comparação de desempenho entre o modelo executado em hardware com o modelo executado em software. / In this research work, was performed a study of main types of hardware modeling tools searching to verify the advantages of utilizing for modeling dynamic and concurrent systems and for its hardware implementation. It was observed that even though there are tools for this purpose, exists some points that may be worked out to facilitate access to this technology. So, was developed a method for facilitate implementation of systems modeled in Petri nets, in reconfigurable logic hardware. For that, was utilized a capture software where, from the graphic of the Petri net model, is generated a description in PNML (Petri Net Markup Language) format. From this description, is generated a hardware description file in VHDL (VHSIC Hardware Description Language) format, that may be loaded in a reconfigurable logic circuit. To make possible this stage, was performed the development of tool that generate a file in VHDL language from the description in PNML format. The developed tool is described in details, showing all stages and criteria utilized in the conversion. To validate the method, is showed an application example for this toll with the implementation in FPGA (Field Programmable Gate Arrow), of a Petri net modeling a hypothetic industrial plant. Finally, a performance comparison is made between the model executed in hardware and the model executed in software.

Made available in DSpace on 2015-03-03T15:08:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RicardoWA.pdf: 1646499 bytes, checksum: efcc744c6ff7cea26befa0adbedb8c6a (MD5) Previous issue date: 2005-09-02 / Este trabalho apresenta uma t?cnica de verifica??o formal de Sistemas de Racioc?nio Procedural, PRS (Procedural Reasoning System), uma linguagem de programa??o que utiliza a abordagem do racioc?nio procedural. Esta t?cnica baseia-se na utiliza??o de regras de convers?o entre programas PRS e Redes de Petri Coloridas (RPC). Para isso, s?o apresentadas regras de convers?o de um sub-conjunto bem expressivo da maioria da sintaxe utilizada na linguagem PRS para RPC. A fim de proceder fia verifica??o formal do programa PRS especificado, uma vez que se disponha da rede de Petri equivalente ao programa PRS, utilizamos o formalismo das RPCs (verifica??o das propriedades estruturais e comportamentais) para analisarmos formalmente o programa PRS equivalente. Utilizamos uma ferramenta computacional dispon?vel para desenhar, simular e analisar as redes de Petri coloridas geradas. Uma vez que disponhamos das regras de convers?o PRS-RPC, podemos ser levados a querer fazer esta convers?o de maneira estritamente manual. No entanto, a probabilidade de introdu??o de erros na convers?o ? grande, fazendo com que o esfor?o necess?rio para garantirmos a corretude da convers?o manual seja da mesma ordem de grandeza que a elimina??o de eventuais erros diretamente no programa PRS original. Assim, a convers?o automatizada ? de suma import?ncia para evitar que a convers?o manual nos leve a erros indesej?veis, podendo invalidar todo o processo de convers?o. A principal contribui??o deste trabalho de pesquisa diz respeito ao desenvolvimento de uma t?cnica de verifica??o formal automatizada que consiste basicamente em duas etapas distintas, embora inter-relacionadas. A primeira fase diz respeito fias regras de convers?o de PRS para RPC. A segunda fase ? concernente ao desenvolvimento de um conversor para fazer a transforma??o de maneira automatizada dos programas PRS para as RPCs. A convers?o autom?tica ? poss?vel, porque todas as regras de convers?o apresentadas seguem leis de forma??o gen?ricas, pass?veis de serem inclu?das em algoritmos

Neste trabalho de pesquisa, foi realizado um estudo dos principais tipos de ferramentas para modelagem de hardware buscando-se verificar as vantagens da utilização de Redes de Petri para a modelagem de sistemas dinâmicos e concorrentes e de sua implementação em hardware. Observou-se que apesar de existirem ferramentas para esta finalidade, existem pontos que podem ser trabalhados para facilitar o acesso a esta tecnologia. Assim, foi desenvolvido um método para facilitar a implementação de sistemas modelados em Redes de Petri, em hardware de lógica reconfigurável. Para isto, utilizou-se um software de captura onde, a partir do gráfico do modelo em Rede de Petri, é gerado um arquivo de descrição no formato PNML - Linguagem de Marcação para Rede de Petri (Petri Net Markup Language). A partir desta descrição, é gerado um arquivo de descrição de hardware no formato VHDL - Linguagem de Descrição de Hardware VHSIC (VHSIC Hardware Description Language), que pode ser gravado em um circuito de lógica reconfigurável. Para possibilitar esta etapa, foi realizado o desenvolvimento de uma ferramenta que gera um arquivo em linguagem VHDL a partir da descrição no formato PNML. A ferramenta desenvolvida é descrita em detalhes, mostrando todas as etapas e critérios utilizados na conversão. Para validar o método, é mostrado um exemplo de aplicação com a implementação em FPGA - Matriz de Portas Programável em Campo (Field Programmable Gate Arrow), de uma Rede de Petri modelando uma planta industrial hipotética. Finalmente é feita uma comparação de desempenho entre o modelo executado em hardware com o modelo executado em software. / In this research work, was performed a study of main types of hardware modeling tools searching to verify the advantages of utilizing for modeling dynamic and concurrent systems and for its hardware implementation. It was observed that even though there are tools for this purpose, exists some points that may be worked out to facilitate access to this technology. So, was developed a method for facilitate implementation of systems modeled in Petri nets, in reconfigurable logic hardware. For that, was utilized a capture software where, from the graphic of the Petri net model, is generated a description in PNML (Petri Net Markup Language) format. From this description, is generated a hardware description file in VHDL (VHSIC Hardware Description Language) format, that may be loaded in a reconfigurable logic circuit. To make possible this stage, was performed the development of tool that generate a file in VHDL language from the description in PNML format. The developed tool is described in details, showing all stages and criteria utilized in the conversion. To validate the method, is showed an application example for this toll with the implementation in FPGA (Field Programmable Gate Arrow), of a Petri net modeling a hypothetic industrial plant. Finally, a performance comparison is made between the model executed in hardware and the model executed in software.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ViniciusSVS_TESE.pdf: 2375594 bytes, checksum: e3d85d405a408eb605711ffd55dbe760 (MD5) Previous issue date: 2014-03-17 / The monitoring of patients performed in hospitals is usually done either in a manual or semiautomated way, where the members of the healthcare team must constantly visit the patients to ascertain the health condition in which they are. The adoption of this procedure, however, compromises the quality of the monitoring conducted since the shortage of physical and human resources in hospitals tends to overwhelm members of the healthcare team, preventing them from moving to patients with adequate frequency. Given this, many existing works in the literature specify alternatives aimed at improving this monitoring through the use of wireless networks. In these works, the network is only intended for data traffic generated by medical sensors and there is no possibility of it being allocated for the transmission of data from applications present in existing user stations in the hospital. However, in the case of hospital automation environments, this aspect is a negative point, considering that the data generated in such applications can be directly related to the patient monitoring conducted. Thus, this thesis defines Wi-Bio as a communication protocol aimed at the establishment of IEEE 802.11 networks for patient monitoring, capable of enabling the harmonious coexistence among the traffic generated by medical sensors and user stations. The formal specification and verification of Wi-Bio were made through the design and analysis of Petri net models. Its validation was performed through simulations with the Network Simulator 2 (NS2) tool. The simulations of NS2 were designed to portray a real patient monitoring environment corresponding to a floor of the nursing wards sector of the University Hospital Onofre Lopes (HUOL), located at Natal, Rio Grande do Norte. Moreover, in order to verify the feasibility of Wi-Bio in terms of wireless networks standards prevailing in the market, the testing scenario was also simulated under a perspective in which the network elements used the HCCA access mechanism described in the IEEE 802.11e amendment. The results confirmed the validity of the designed Petri nets and showed that Wi-Bio, in addition to presenting a superior performance compared to HCCA on most items analyzed, was also able to promote efficient integration between the data generated by medical sensors and user applications on the same wireless network / O monitoramento de pacientes realizado nos hospitais normalmente ? feito de forma manual ou semi-automatizada, em que os membros da equipe de sa?de precisam constantemente se deslocar at? os pacientes para verificarem o estado de sa?de em que eles se encontram. A ado??o desse procedimento, todavia, compromete a qualidade do monitoramento realizado, uma vez que a escassez de recursos f?sicos e humanos nos hospitais tende a sobrecarregar os membros da equipe de sa?de e assim impedir que os mesmos se desloquem aos pacientes com a freq??ncia adequada. Diante disso, diversos trabalhos existentes na literatura especificam alternativas voltadas ? melhoria desse monitoramento mediante o uso de redes sem fio. Nesses trabalhos, a rede ? destinada apenas ao tr?fego de dados gerados por sensores m?dicos e n?o existe a possibilidade da mesma ser alocada para o envio de informa??es oriundas de aplica??es presentes nas esta??es de usu?rio existentes no hospital. Todavia, em se tratando de ambientes de automa??o hospitalar, esse aspecto constitui-se em um ponto negativo, haja vista que os dados gerados nessas aplica??es podem estar diretamente relacionados ao monitoramento de pacientes realizado. Desse modo, esta tese define o Wi-Bio como sendo um protocolo de comunica??o voltado ao estabelecimento de redes de monitoramento de pacientes IEEE 802.11 capazes de permitir a conviv?ncia harmoniosa entre os tr?fegos gerados por sensores m?dicos e esta??es de usu?rio. A especifica??o e verifica??o formal do Wi-Bio foram feitas mediante o projeto e an?lise de modelos em redes de Petri e sua valida??o foi realizada atrav?s simula??es efetuadas na ferramenta Network Simulator 2 (NS2). As simula??es realizadas no NS2 foram projetadas para retratarem um ambiente real de monitoramento de pacientes correspondente a um andar do setor de enfermarias do Hospital Universit?rio Onofre Lopes (HUOL), localizado na cidade de Natal/RN. Al?m disso, no intuito de verificar a viabilidade do Wi-Bio quanto aos padr?es de redes sem fio vigentes no mercado, o cen?rio de testes tamb?m foi simulado sob uma perspectiva em que os elementos da rede utilizavam o mecanismo de acesso HCCA descrito na emenda IEEE 802.11e. Os resultados obtidos atestaram a validade das redes de Petri projetadas e mostraram que o Wi-Bio, al?m de apresentar um desempenho superior ao do HCCA na maioria dos quesitos analisados, tamb?m se mostrou capaz de promover uma integra??o eficiente entre os dados gerados por sensores m?dicos e aplica??es de usu?rio sob a mesma rede sem fio

In this work, an approach based on Deadlock avoidance of Interorganizational Work-Flow nets is proposed to deal with these situations. Interorganizational business processes are modeled by Interorganizational WorkFlow nets. Deadlock situations in interorganizational business processes come generally related to losses during message exchanges between several business processes. Within the Petri net theory, a Deadlock situation is characterized by the presence of a siphon that can be empty. After detecting and controlling the Siphon structures that lead to Deadlock situations in Interorganizational WorkFlow nets, a method for the design of Interorganizational WorkFlow nets free of Deadlock is proposed. In particular, the basic principle is to dene new Work- Flow nets shared among the original work ow processes that allow one to remove the scenarios responsible for the Deadlocks. / Neste trabalho e proposta uma abordagem baseada na prevenção de deadlocks em WorkFlow nets Interorganizacionais para lidar com situações dessa natureza. Processos de negocio interorganizacionais são modelados por work ows interorganizacionais. Situações de deadlock nos processos de negocio interorganizacionais geralmente estão relacionadas a perdas durante trocas de mensagens entre varios processos de negocio. Dentro da teoria das redes de Petri, uma situação de deadlock e caracterizada pela presenca de um sifão que pode car vazio. Depois de detectar e controlar as estruturas de sifão que levam as situações de deadlock nas WorkFlow nets Interorganizacionais, e proposta uma arquitetura distribuda para modelar as WorkFlow nets Interorganizacionais livre de deadlock. Em particular, o princpio basico consiste em denir novas WorkFlow nets compartilhadas entre os work ows originais que permitem remover os cenarios responsaveis pelos deadlocks. / Mestre em Ciência da Computação

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The majorities of industrial systems may be considered as dynamic hybrid systems, that is, described by variables in the continuous and discrete domains. Therefore, due to the need to obtain high quality products with losses minimization, to have safer and environmental friendly process operation, is what justies the development of tools for evaluating fault propagation eects. In this work, some tools for the representation of dynamic hybrid systems were studied in order to address the abnormal behavior propagation. The rst tools are Petri nets that allow a qualitative mathematical representation, the analysis of the models and supply useful information on the structure and the dynamic behavior of the system. Another tool is the signed directed graph - SDG that includes the mechanisms of fault propagation and the development of a theory of modeling based on the knowledge of complicated systems. In this context, it was presented the qualitative modeling of dynamic systems by using Petri nets and SDG, with the occurrence of faults and the evaluation of their propagation during process operation. These techniques were applied to Chemical Engineering problems such as mixing tanks and batch reactors for Petri nets, tank systems and faulty continuous reactors with the use of SDG. In those processes, simulations were performed and the faults eects were evaluated for several operational scenarios. SDGs were also used to determine the fault propagation path, with the evaluation of each aected process variable of interest both in open and closed-loop operation. / A maioria dos sistemas industriais pode ser classificada como pertencente _a classe de sistemas híbridos dinâmicos, ou seja, sistemas compostos por variáveis no domínio contínuo e discreto. Assim, devido à necessidade de se obter produtos de alta qualidade com mínimo de perdas possíveis, operar com segurança respeitando o meio ambiente, gerenciar ou tolerar falhas é que se tem a necessidade do desenvolvimento de ferramentas de investigação dos efeitos de falhas em processos. Neste trabalho foram estudadas algumas ferramentas para a representação de sistemas híbridos dinâmicos com a finalidade de representar o comportamento anormal desses sistemas. Uma dessas ferramentas _e a rede de Petri que permite a representação matemática, análise dos modelos e fornece informações úteis sobre a estrutura e o comportamento dinâmico dos sistemas modelados. Outra ferramenta estudada são os grafos orientados - SDG (Signed Directed Graph) que incluem os mecanismos de propagação de falhas e o desenvolvimento de uma teoria de modelagem baseada no conhecimento de sistemas. Nesse contexto, foram apresentados nesta dissertação a modelagem qualitativa dos sistemas discretos utilizando redes de Petri e SDG, com a ocorrência de falhas e a avaliação da sua propagação nos processos. Essas técnicas foram aplicadas em problemas simples da Engenharia Química como tanques de mistura e reator em batelada para redes de Petri e sistemas com um e três tanques e CSTR para o SDG. Em cada um dos processos estudados foram feitas as simulações acopladas aos modelos qualitativos em diversos cenários de falhas. Com isso comparam-se os resultados para o sistema operando sob diversos cenários e avaliam-se as informações do modelo qualitativo. Para ilustrar a aplicação das técnicas investigadas, esse trabalho avaliou, com a utilização de SDG, os caminhos de propagação das falhas, obtendo as variáveis afetadas em cada cenário operacional investigado. / Mestre em Engenharia Química