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.

[pt] A modelagem de sistemas que apresentam subsistemas idênticos, por intermédio de Redes de Petri, conduz à geração de grafos de grandes dimensões com diversos componentes indênticos. As extensões às Redes de Petri que permitem diferenciar estes diversos subsistemas, por intermédio da distinção das fichas nelas contidas, receberam o nome de Redes de Petri Coloridas. Neste trabalho, são apresentados algumas propostas existentes na literatura sobre Redes de Petri Coloridas, bem como é desenvolvido um programa de análise baseado em uma dessas propostas - a de kurt Jensen. O programa analisa as propriedades de uma Rede de Petri Colorida, tais como limitação, vitalidade e capacidade de reinicialização, através do método de enumeração de marcações. / [en] The modeling of sistems which have identical sub-systems, by means of Petri nets, leads to the generation of large scale graphs with identical components. The extensions of Petri nets, which afford the possibility of distinguishing these sub-systems through the distinction of the tokens within the net, are called colored Petri nets. This work presents some colored Petri net proposals existent in literature and an analysis code based on one of these proposals - the Kurt Jensen one. This program analyses through the mark enumeration method, the colored Petri net properties, such as boundedness, liveness and reinicialization.

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.

O presente trabalho consiste na apresentação da implementação de um software projetado para auxiliar o ensino de redes de Petri de alto nível. A partir da fundamentação sobre o assunto desenvolvida em cursos introdut6rios de modelagem de sistemas com redes de Petri foi especificado um sistema para ser usado em sala de aula. O sistema desenvolvido permite a demonstração das características gráficas e da semântica de alguns modelos tradicionais de redes de Petri, tais como redes condicao/evento, redes predicado-transição e redes coloridas. Redes de baixo nivel tambem podem ser demonstradas. O software foi elaborado de forma a permitir a utilização de redes já definidas em disquete. O usuário pode também definir novas redes utilizando o editor gráfico/compilador ou se valer de uma linguagem textual de baixo nível para descrever as redes. Após a obtenção da rede desejada, é possível a realização de demonstrações, simulando o funcionamento da mesma. O software permite ainda a execução de passos, o funcionamento "para trás" da rede e identifica, a cada estado alcançado, quais alterações estão habilitadas e quais estão em conflito. Um comando permite obter o caminho entre duas marcações da rede. O usuário pode selecionar regiões de interesse sobre a rede, que sera° mostradas com mais detalhe na tela. Usando o editor gráfico/compilador o usuário pode modificar redes durante o decorrer da apresentação. A interface com o usuário, voltada para o use em sala de aula, necessita como hardware um projetor de vídeo apropriado e um computador pessoal equipado com mouse. A utilização do compilador em sala de aula exige, no entanto, mais recursos computacionais que o simulador. Alguns modelos de redes de Petri não são suportados pelo compilador, mas podem ser implementados utilizando a linguagem de baixo nível do sistema. 0 usuário, professor ou aluno, encontrará neste trabalho instruções para o emprego pratico do sistema como instrumento para a realização de demonstrações didáticas. / This work describes the implementation of a software designed as a teaching aid for instructors of high-level Petri nets. A system for class-room use is described that is based on material developed during introductory courses of systems modelling with Petri nets. The class-room system permits the demonstration of the graphic properties and the semantics of some traditional nets, such as condition/event nets, predicate-transition nets and coloured nets, as well as low level nets. The software was designed to permit the use of nets already defined in diskettes. The user can define new nets using either the graphic editor/compiler or a low level textual language. Some models of Petri nets are not supported by the compiler, but can be implemented using the low level language. After obtaining the desired net, it is possible to perform demonstrations, simulating its operation.The software also allows step by step execution of nets, including backwards execution, and identifies, for every state, which alterations may happen and which are in conflict. A command permits the user to obtain the path between two markings of the net. The user may select regions of interest over the net, that will be shown with more detail in the screen. Using the graphic editor/compiler the user may modify the nets during the presentation. The hardware needs are a video projector and a personal computer equiped with a mouse.

CAPES / O objetivo deste trabalho é apresentar uma proposta de metodologia para o desenvolvimento de projetos de automação industrial com vistas a agregar as vantagens da utilização dos formalismos para representação dos Sistemas a Eventos Discretos com a necessidade de implementar os algoritmos utilizados em equipamentos de controle industrial. Tal metodologia propõe um conjunto de etapas para a construção do algoritmo de controle, baseando-se na Rede de Petri Interpretada utilizada para representação da planta controlada e da lógica de controle. Através desta metodologia é possível realizar o controle de um sistema de automação industrial garantindo que a lógica de controle não possua erros quando for executada. A utilização da metodologia foi exemplificada aplicado-a ao projeto de automação de dois casos práticos, onde o primeiro caso é utilizado para detalhar as etapas contidas na metodologia, já o segundo projeto prático possui uma especificação de funcionamento mais complexa, corroborando a utilização dos métodos formais para garantir a corretude lógica do processo. Buscando evidenciar a independência da metodologia frente à tecnologia utilizada para controlar tais processos, os algoritmos resultantes da execução da metodologia foram implementados em CLP e FPGA, sendo que a utilização de equipamentos de controle com características paralelas aponta uma tendência dos projetos de automação industrial. / The objective of this work is to present a proposed methodology for the development of industrial automation projects by aggregating the advantages of using formalisms for representing Discrete Event Systems with the need to implement algorithms considered in industrial control equipment. This methodology proposes a set of steps for the construction of the control algorithm, based on Interpreted Petri Net used to represent the plant to be controlled and the control logic. Through this method it is possible to control an industrial automation system ensuring that the control logic contains no errors when executed. The use of the methodology was exemplified by automating two study cases, where the former is used to detail the steps in the methodology, and the second presents a practical function with more complex specification, corroborating the use of formal methods to ensure the correctness of the process logic. In order to demonstrate the independence of the methodology regarding to the technology used to control such processes, algorithms resulting from the application of the methodology were implemented in PLC and FPGA, and the use of control equipment with parallel features shows a trend of industrial automation projects.

O objetivo dessa tese é formalizar a análise das redes de Petri temporais usando a álgebra intervalar como ferramental matemático. A álgebra intervalar é tradicionalmente usada na solução de problemas relacionados com imprecisão. Por sua vez, as redes de Petri temporais se caracterizam, por definição, por possuir um intervalo temporal que delimita os períodos mínimos e máximos de sensibilização das transições. Em consequência, a imprecisão quanto a data de disparo das transições ´e denotada por um intervalo. Assim, neste trabalho, a dinâmica dos intervalos de disparos ao longo da evolução da rede é modelada por uma equação linear intervalar, que possibilita o cálculo de intervalos de tempo de ocorrências de transições sem que seja necessário explorar, completa ou parcialmente, o espaço de estados. Essa mesma equação pode ser usada para tratar do problema inverso: identificar sequências de disparos de transições que permitam alcançar uma determinada marcação respeitando uma janela temporal pré-definida. Este problema foi denominado de alcançabilidade temporal. Ao longo do desenvolvimento dessa abordagem, outros importantes resultados foram obtidos, tais como: método enumerativo usando tempo global para análise via alcançabilidade da rede, métodos de redução baseados em aproximações intervalares, redução do espaço de estados, e uma alternativa para construção do grafo de estados com domínios relativos e intervalos de disparos com tempo absoluto. A abordagem desenvolvida foi aplicada a diferentes problemas a fim de calcular grandezas como: tempos máximo e mínimo entre a ocorrência de duas transições, validação de sequências de disparos, tempos de ciclos, entre outras. / The objective of this thesis is to establish formal conditions for time Petri nets analysis by interval algebra. The interval algebra is traditionally used as a mathematical tool in the solution of problems related to uncertainty. In fact time Petri nets are characterized by presenting an uncertainty at the moment of its transitions firing. This imprecision is denoted by a firing interval. Thus, in this work the dynamics of the firing intervals throughout the evolution of the net is represented by a linear interval equation, which makes possible the calculation of transition firing intervals without generating the whole space of states to be explored, completely or partially. Also, this interval equation is used to solve a kind of inverse problem to the previous one. That is, given a time specification for a time Petri net to evalue from a state to another one any to compute the possibilities of firings between these two states, in case that it exists. Throughout the development of the approach, other important results have been obtained, such as: reduction methods for time Petri nets baseds interval approximation, reduction of the state space, and an alternative for the construction of the state graph with relative and absolute times. The developed approach was applied to different problems to compute metrics such as: maximum and minimum time separation ocurrence of two transition, the scheduling validation of firing sequence, times of cycles, among others.

CAPES / O objetivo deste trabalho é apresentar uma proposta de metodologia para o desenvolvimento de projetos de automação industrial com vistas a agregar as vantagens da utilização dos formalismos para representação dos Sistemas a Eventos Discretos com a necessidade de implementar os algoritmos utilizados em equipamentos de controle industrial. Tal metodologia propõe um conjunto de etapas para a construção do algoritmo de controle, baseando-se na Rede de Petri Interpretada utilizada para representação da planta controlada e da lógica de controle. Através desta metodologia é possível realizar o controle de um sistema de automação industrial garantindo que a lógica de controle não possua erros quando for executada. A utilização da metodologia foi exemplificada aplicado-a ao projeto de automação de dois casos práticos, onde o primeiro caso é utilizado para detalhar as etapas contidas na metodologia, já o segundo projeto prático possui uma especificação de funcionamento mais complexa, corroborando a utilização dos métodos formais para garantir a corretude lógica do processo. Buscando evidenciar a independência da metodologia frente à tecnologia utilizada para controlar tais processos, os algoritmos resultantes da execução da metodologia foram implementados em CLP e FPGA, sendo que a utilização de equipamentos de controle com características paralelas aponta uma tendência dos projetos de automação industrial. / The objective of this work is to present a proposed methodology for the development of industrial automation projects by aggregating the advantages of using formalisms for representing Discrete Event Systems with the need to implement algorithms considered in industrial control equipment. This methodology proposes a set of steps for the construction of the control algorithm, based on Interpreted Petri Net used to represent the plant to be controlled and the control logic. Through this method it is possible to control an industrial automation system ensuring that the control logic contains no errors when executed. The use of the methodology was exemplified by automating two study cases, where the former is used to detail the steps in the methodology, and the second presents a practical function with more complex specification, corroborating the use of formal methods to ensure the correctness of the process logic. In order to demonstrate the independence of the methodology regarding to the technology used to control such processes, algorithms resulting from the application of the methodology were implemented in PLC and FPGA, and the use of control equipment with parallel features shows a trend of industrial automation projects.

O objetivo dessa tese é formalizar a análise das redes de Petri temporais usando a álgebra intervalar como ferramental matemático. A álgebra intervalar é tradicionalmente usada na solução de problemas relacionados com imprecisão. Por sua vez, as redes de Petri temporais se caracterizam, por definição, por possuir um intervalo temporal que delimita os períodos mínimos e máximos de sensibilização das transições. Em consequência, a imprecisão quanto a data de disparo das transições ´e denotada por um intervalo. Assim, neste trabalho, a dinâmica dos intervalos de disparos ao longo da evolução da rede é modelada por uma equação linear intervalar, que possibilita o cálculo de intervalos de tempo de ocorrências de transições sem que seja necessário explorar, completa ou parcialmente, o espaço de estados. Essa mesma equação pode ser usada para tratar do problema inverso: identificar sequências de disparos de transições que permitam alcançar uma determinada marcação respeitando uma janela temporal pré-definida. Este problema foi denominado de alcançabilidade temporal. Ao longo do desenvolvimento dessa abordagem, outros importantes resultados foram obtidos, tais como: método enumerativo usando tempo global para análise via alcançabilidade da rede, métodos de redução baseados em aproximações intervalares, redução do espaço de estados, e uma alternativa para construção do grafo de estados com domínios relativos e intervalos de disparos com tempo absoluto. A abordagem desenvolvida foi aplicada a diferentes problemas a fim de calcular grandezas como: tempos máximo e mínimo entre a ocorrência de duas transições, validação de sequências de disparos, tempos de ciclos, entre outras. / The objective of this thesis is to establish formal conditions for time Petri nets analysis by interval algebra. The interval algebra is traditionally used as a mathematical tool in the solution of problems related to uncertainty. In fact time Petri nets are characterized by presenting an uncertainty at the moment of its transitions firing. This imprecision is denoted by a firing interval. Thus, in this work the dynamics of the firing intervals throughout the evolution of the net is represented by a linear interval equation, which makes possible the calculation of transition firing intervals without generating the whole space of states to be explored, completely or partially. Also, this interval equation is used to solve a kind of inverse problem to the previous one. That is, given a time specification for a time Petri net to evalue from a state to another one any to compute the possibilities of firings between these two states, in case that it exists. Throughout the development of the approach, other important results have been obtained, such as: reduction methods for time Petri nets baseds interval approximation, reduction of the state space, and an alternative for the construction of the state graph with relative and absolute times. The developed approach was applied to different problems to compute metrics such as: maximum and minimum time separation ocurrence of two transition, the scheduling validation of firing sequence, times of cycles, among others.

O presente trabalho consiste na apresentação da implementação de um software projetado para auxiliar o ensino de redes de Petri de alto nível. A partir da fundamentação sobre o assunto desenvolvida em cursos introdut6rios de modelagem de sistemas com redes de Petri foi especificado um sistema para ser usado em sala de aula. O sistema desenvolvido permite a demonstração das características gráficas e da semântica de alguns modelos tradicionais de redes de Petri, tais como redes condicao/evento, redes predicado-transição e redes coloridas. Redes de baixo nivel tambem podem ser demonstradas. O software foi elaborado de forma a permitir a utilização de redes já definidas em disquete. O usuário pode também definir novas redes utilizando o editor gráfico/compilador ou se valer de uma linguagem textual de baixo nível para descrever as redes. Após a obtenção da rede desejada, é possível a realização de demonstrações, simulando o funcionamento da mesma. O software permite ainda a execução de passos, o funcionamento "para trás" da rede e identifica, a cada estado alcançado, quais alterações estão habilitadas e quais estão em conflito. Um comando permite obter o caminho entre duas marcações da rede. O usuário pode selecionar regiões de interesse sobre a rede, que sera° mostradas com mais detalhe na tela. Usando o editor gráfico/compilador o usuário pode modificar redes durante o decorrer da apresentação. A interface com o usuário, voltada para o use em sala de aula, necessita como hardware um projetor de vídeo apropriado e um computador pessoal equipado com mouse. A utilização do compilador em sala de aula exige, no entanto, mais recursos computacionais que o simulador. Alguns modelos de redes de Petri não são suportados pelo compilador, mas podem ser implementados utilizando a linguagem de baixo nível do sistema. 0 usuário, professor ou aluno, encontrará neste trabalho instruções para o emprego pratico do sistema como instrumento para a realização de demonstrações didáticas. / This work describes the implementation of a software designed as a teaching aid for instructors of high-level Petri nets. A system for class-room use is described that is based on material developed during introductory courses of systems modelling with Petri nets. The class-room system permits the demonstration of the graphic properties and the semantics of some traditional nets, such as condition/event nets, predicate-transition nets and coloured nets, as well as low level nets. The software was designed to permit the use of nets already defined in diskettes. The user can define new nets using either the graphic editor/compiler or a low level textual language. Some models of Petri nets are not supported by the compiler, but can be implemented using the low level language. After obtaining the desired net, it is possible to perform demonstrations, simulating its operation.The software also allows step by step execution of nets, including backwards execution, and identifies, for every state, which alterations may happen and which are in conflict. A command permits the user to obtain the path between two markings of the net. The user may select regions of interest over the net, that will be shown with more detail in the screen. Using the graphic editor/compiler the user may modify the nets during the presentation. The hardware needs are a video projector and a personal computer equiped with a mouse.

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.