O rápido avanço tecnológico nestes últimos anos, principalmente dos recursos computacionais e de comunicação, permite que os sistemas produtivos (SP) evoluam tanto no seu aspecto estrutural quanto no comportamental para que atendam às necessidades crescentes do mercado. Os elementos integrantes dos SP vêm incorporando estes avanços, atingindo maior autonomia e flexibilidade p ara cumprir suas funcionalidades. Além disso, a tendência dos dispositivos de controle de incorporar a capacidade de atuação em ambientes distribuídos onde a interação ocorre através de redes de comunicação, verificada na evolução das normas aplicadas a sistemas de controle, reflete a necessidade de aderência dos sistemas de controle a essa realidade. A necessidade de se manter competitivo no mercado impõe aos atuais SP situações em que emergem novos desafios para realização do controle dos seus processos globais, uma vez que estes assumem múltiplos objetivos, envolvendo diferentes naturezas de indeterminismo, assincronismo e variância no tempo, provocando um nível de complexidade inédito no que se refere ao controle destes sistemas. Este trabalho propõe inicialmente uma nova abstração para modelar-se os SP baseada no conceito de decomposição multidimensional e em múltiplas faces, distribuindo o controle através dos componentes colaborativos. Feito isto, são propostos procedimentos e técnicas para modelagem de sistemas de controle distribuídos e colaborativos (SCDC) de SP. Considera-se para isso, primeiro, uma arquitetura lógica de controle que contemple os múltiplos domínios semânticos presentes em SP, que são provenientes das especificidades dos elementos integrantes. Segundo, a multiplicidade de habilidades necessárias para garantir a execução das estratégias de controle pertinentes a cada domínio. Terceiro, o fluxo de informações heterogêneas provenientes das interações colaborativas entre os domínios. / Recent technological advances, mainly of computer and communication systems, allow the production systems (SP) to evolve in structural aspect as well as in behavioral aspect. The SP resources have achieved enhanced autonomy and flexibility with embedded computer and communication capability. Latest trends of control devices, as seen in the evolution of standards related to control systems, focus on the use of these devices in a distributed environment, where interaction occur through a communication network Thus, the SP control system and its design methods have to fit to this reality. In a competitive scenario, the SP are challenged to keep control of the global processes, considering the multiple goals of these processes and the involvement of different aspect of indeterminism, lack of synchronisms and time variance, generating a inedited complexity level for control of this systems. This work proposes a new abstraction for modeling the control systems of SP, based on the concept of multidimensional decompositions. Based on this, it introduces the procedures and techniques for modeling the distributed and collaborative control systems (SCDC) of the production systems. First, it considers the logic architecture of the control that support many semantic domains presented in this type of SP. Then, the diversity of skills related to each domain necessary to accomplish the control strategies. And then, the heterogeneous information flow through the domains boundaries, derived from the collaborative interaction between the control components.

Dentro do conceito de "Edifício Inteligente", que tem como objetivo a otimização da infra-estrutura física e do ambiente em relação a aspectos de produtividade e comportamentais, este trabalho apresenta uma metodologia para modelagem e simulação de estratégias de gerenciamento de sistemas de ar condicionado onde focaliza-se a integração do ar condicionado com os demais sistemas de um edifício. Para tanto introduz-se uma abordagem híbrida onde são considerados aspectos de Sistemas a Eventos Discretos e de Sistemas de Variáveis Contínuas. Como estudo de caso apresenta-se a modelagem do sistema de ar condicionado do Prédio dos Ambulatórios do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de São Paulo, para o qual se aplica o método proposto para análise do tratamento de perturbações no sistema de ar condicionado resultantes de variações da carga térmica. / Considering "Intelligent Buildings", which have as one of its purpose to improve its structure and environment in order maximise the effectiveness of its occupants, this work introduce a methodology for modelling and simulation of HVAC systems. The focus is on the integration of the HVAC system with other building systems. A hybrid approach is introduced to consider both discrete and continuous aspects. As case study, we present the models for the Ambulatory Building of Hospital of the Medical School of São Paulo University. Particularly, the proposed methodology is used to analyse if the response of the HVAC system to thermal load variations can be enhanced, improving the thermal comfort, when integration between systems is considered.

O sistema de elevadores como equipamento para o transporte vertical de pessoas e bens é um componente fundamental no projeto de edifícios e, neste âmbito, a disponibilidade e eficiência do seu serviço deve ser objeto de cuidadosa análise em função de sua influência no desempenho e produtividade das atividades dos usuários do prédio. Neste contexto e considerando especificamente os edifícios inteligentes cuja finalidade é a otimização a nível estrutural e funcional do edifício como um todo, e onde a integração entre seus sistemas cumpre um papel fundamental para atingir estes objetivos, o presente trabalho propõe uma metodologia para a modelagem de sistemas de elevadores nestes prédios, que considera a sua integração com outros sistemas prediais. A abordagem empregada no desenvolvimento deste trabalho baseia-se na caracterização dos sistemas de elevadores como sistemas a eventos discretos (SED), pois sua dinâmica é definida através da ocorrência de eventos e a manutenção de estados discretos. Assim, na metodologia utiliza-se técnicas derivadas das redes de Petri (redes de Petri interpretadas), de comprovada eficiência para a modelagem, análise e controle de SEDs. Estas ferramentas são usadas através de uma abordagem estrutural, onde o sistema é modelado em diferentes níveis de abstração: um modelo conceitual obtido pelo uso da técnica PFS (Production Flow Schema) em um primeiro nível, e o refinamento deste para modelos funcionais através do uso do MFG (Mark Flow Graph) e suas extensões, onde são preservadas as estruturas das atividades do nível superior e são descritos os detalhes em um nível funcional. A metodologia proposta confirmou ser útil e eficiente para a modelagem do sistema de elevadores em edifícios inteligentes, ao permitir a especificação do modelo funcional de todo o sistema (objeto de controle e sistema de controle) e das estratégias que facilitam a sua integração com outros sistemas prediais / The elevator system as mean for the vertical transport of people and goods is a fundamental component in the design of buildings. The availability and efficiency of this service must be object of careful analysis due to its influence on the performance and productivity of the building users' activities. In intelligent buildings, the purpose is the optimization of its structural and functional levels and where also the integration between all building systems accomplishes a fundamental role to reach these objectives. In this context, this work proposes a methodology for the modeling of elevator systems in these buildings, which consider your integration with others buildings systems. The approach developed in this work is based on the characterization of elevator systems as Discrete Event Systems (DES), since the dynamic behavior is defined through the discrete events and discrete states. The proposed methodology uses techniques, that are derived of interpreted Petri nets, which has been proven as an efficient tool for modeling, analysis and control of DES. In this context, systems are modeled in different levels of abstraction: a conceptual model which is obtained by using the PFS (Production Flow Schema) technique level, and a functional model by using MFG (Mark Flow Graph) and its extensions. The MFG abstraction level describes details in a functional form, where are preserved the description activities of previous levels. The methodology proposal confirmed to be useful and efficient to elevator systems modeling, when allowing the functional specification of the whole system (object of control and control system), and strategies that facilitate its integration with others building systems.

Ao longo das últimas décadas, o paradigma de sistemas críticos em segurança vem sofrendo transformações como forma de se adequar às novas necessidades demandadas, tais como redução de custos e aumento da produtividade. No Sistema de Gerenciamento de Tráfego Aéreo, esta transformação é preconizada pelo paradigma CNS/ATM (Communication, Navigation, Surveillance / Air Traffic Management), baseado no uso de novas tecnologias digitais, sobretudo satélites, aplicadas à comunicação, à vigilância, à navegação e ao gerenciamento do tráfego aéreo. O CNS/ATM visa reduzir as restrições do atual paradigma de tráfego aéreo como forma de atender sua crescente demanda, mantendo (ou melhorando) os atuais níveis de segurança. Porém, esta mudança de paradigma traz consigo novos desafios e necessidades, sobretudo, quanto à forma de se avaliar os sistemas resultantes. Em face destes novos desafios e problemas enfrentados, este trabalho propôs um método de avaliação de risco, constituído pela união dos métodos \"absoluto\" e \"relativo\" preconizados pela Organização da Aviação Civil Internacional (OACI), pelo emprego do formalismo das redes de Petri Fluidas e Estocásticas (RPFE) na modelagem dos sistemas, e pela comparação entre os valores de métricas de segurança estimados para o sistema avaliado e para um sistema legado. Este método foi aplicado para avaliar a segurança na mudança do atual paradigma de vigilância aérea, baseado em equipamentos Radar, para o paradigma de Vigilância Dependente Automática por Radiodifusão (ADS-B). Como conclusões, o método proposto mostrou-se promissor para avaliar a segurança de sistemas baseados nos atuais paradigmas de sistema críticos em segurança, especialmente o CNS/ATM, onde o formalismo das RPFE proporcionou modelar suas principais características, e a simulação por eventos discretos permitiu estimar as métricas desejadas. Além disso, a ADS-B mostrou-se uma aplicação viável para a vigilância no Sistema de Controle de Tráfego Aéreo, sendo capaz de reduzir o nível de exposição das aeronaves a eventos de perda de separação e, assim, melhorar os níveis de segurança do tráfego aéreo. / In last decades, the safety critical systems paradigm has changing to adapt itself to new necessities, such as costs reduction and productivity demand growth. In the Air Traffic System, those changes are ruled by CNS/ATM paradigm (Communication, Navigation, Surveillance / Air Traffic Management), based on new digital Technologies, mainly Satellites, applied to Communication, Surveillance, Navigation and Air Traffic Management. CNS/ATM intends to reduce the restrictions of current air traffic paradigm, enabling the growth of air traffic capacity without affecting current safety levels. However, this new paradigm brings together new challenges and needs, mainly related to safety assessment. In face of these new challenges, this work proposed a method of risk assessment constituted by the union of the \"absolute\" and \"relative\" assessment methods adopted by the International Civil Aviation Organization (ICAO), by modeling systems using Fluid Stochastic Petri Nets (FSPN) formalism, and by comparison between safety metrics obtained from proposed and legacy system simulations. This method was applied to assess a new concept of air traffic surveillance, named \"Automatic Dependent Surveillance - Broadcasting\" (ADS-B). As main conclusions, the proposed method was promising to assess system safety properties based on current safety critical system paradigm, especially the CNS/ATM, where FSPN formalism provided important modeling capabilities and discrete event simulation allowed estimating the desired safety metric. Besides, ADS-B has meaningfully reduced the separation losses risks and, therefore, it could be used to air traffic control surveillance system to improve capacity and/or safety levels of air traffic system.

O sistema de elevadores como equipamento para o transporte vertical de pessoas e bens é um componente fundamental no projeto de edifícios e, neste âmbito, a disponibilidade e eficiência do seu serviço deve ser objeto de cuidadosa análise em função de sua influência no desempenho e produtividade das atividades dos usuários do prédio. Neste contexto e considerando especificamente os edifícios inteligentes cuja finalidade é a otimização a nível estrutural e funcional do edifício como um todo, e onde a integração entre seus sistemas cumpre um papel fundamental para atingir estes objetivos, o presente trabalho propõe uma metodologia para a modelagem de sistemas de elevadores nestes prédios, que considera a sua integração com outros sistemas prediais. A abordagem empregada no desenvolvimento deste trabalho baseia-se na caracterização dos sistemas de elevadores como sistemas a eventos discretos (SED), pois sua dinâmica é definida através da ocorrência de eventos e a manutenção de estados discretos. Assim, na metodologia utiliza-se técnicas derivadas das redes de Petri (redes de Petri interpretadas), de comprovada eficiência para a modelagem, análise e controle de SEDs. Estas ferramentas são usadas através de uma abordagem estrutural, onde o sistema é modelado em diferentes níveis de abstração: um modelo conceitual obtido pelo uso da técnica PFS (Production Flow Schema) em um primeiro nível, e o refinamento deste para modelos funcionais através do uso do MFG (Mark Flow Graph) e suas extensões, onde são preservadas as estruturas das atividades do nível superior e são descritos os detalhes em um nível funcional. A metodologia proposta confirmou ser útil e eficiente para a modelagem do sistema de elevadores em edifícios inteligentes, ao permitir a especificação do modelo funcional de todo o sistema (objeto de controle e sistema de controle) e das estratégias que facilitam a sua integração com outros sistemas prediais / The elevator system as mean for the vertical transport of people and goods is a fundamental component in the design of buildings. The availability and efficiency of this service must be object of careful analysis due to its influence on the performance and productivity of the building users' activities. In intelligent buildings, the purpose is the optimization of its structural and functional levels and where also the integration between all building systems accomplishes a fundamental role to reach these objectives. In this context, this work proposes a methodology for the modeling of elevator systems in these buildings, which consider your integration with others buildings systems. The approach developed in this work is based on the characterization of elevator systems as Discrete Event Systems (DES), since the dynamic behavior is defined through the discrete events and discrete states. The proposed methodology uses techniques, that are derived of interpreted Petri nets, which has been proven as an efficient tool for modeling, analysis and control of DES. In this context, systems are modeled in different levels of abstraction: a conceptual model which is obtained by using the PFS (Production Flow Schema) technique level, and a functional model by using MFG (Mark Flow Graph) and its extensions. The MFG abstraction level describes details in a functional form, where are preserved the description activities of previous levels. The methodology proposal confirmed to be useful and efficient to elevator systems modeling, when allowing the functional specification of the whole system (object of control and control system), and strategies that facilitate its integration with others building systems.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T02:07:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 204479.pdf: 2741599 bytes, checksum: 2c2cde6645e67b7ffdef64b986645070 (MD5) / O objetivo do trabalho é propor um Sistema de Apoio à Decisão (SAD), com abordagem híbrida, utilizando Simulação e Redes de Petri como técnicas de modelagem de processos de fabricação e um Sistema Especialista para auxiliar em sua utilização. O SAD proporciona uma interface amigável para o usuário que, a partir da seleção de parâmetros de entrada, obtém como resposta uma série de dados sobre o processo de fabricação, que auxiliam na avaliação de seu desempenho. Para validar a proposta do SAD, alguns cenários particulares ao modelo de uma empresa foram testados, com objetivo de elaborar um conjunto de propostas para aprimorar o desempenho do seu sistema produtivo, avaliar impactos de alterações de parâmetros do modelo e prover melhor compreensão do sistema como um todo para auxiliar no processo de tomada de decisão e documentação da planta produtiva. Algumas alterações significativas foram sugeridas a partir de resultados obtidos na avaliação destes cenários. O sistema mantém um histórico de dados com os parâmetros selecionados e com os resultados obtidos, para que não seja necessário repetir testes com cenários já executados e com objetivo de estabelecer um comparativo entre resultados alcançados. Simulação, que constitui o principal módulo do protótipo, mostrou-se uma ferramenta adequada para construir o modelo do processo e servir de apoio na resolução de questões típicas do tipo what-if. Redes de Petri foram eficientes para validar estruturalmente os cenários do modelo proposto no simulador. O SAD possibilita que gestores, sem conhecimento de técnicas de modelagem, possam manipular dados e interagir com o modelo desenvolvido. O protótipo desenvolvido é genérico para processos de fabricação, sendo sua utilização possível para qualquer planta industrial, desde que os parâmetros do modelo sejam ajustados, com auxílio da interface de entrada de dados do sistema. Os resultados alcançados na utilização do SAD mostraram-se adequados para o modelo da empresa considerada como case de validação do protótipo, pois várias considerações sobre o desempenho do processo foram possíveis através de sua utilização.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-09-18T16:35:32Z No. of bitstreams: 1 EDNA DIAS CANEDO - DISSERATAÇÃO PPGCC 2002..pdf: 967964 bytes, checksum: aee05fbebc2049f4cd9fb4dea8a9aa1d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-18T16:35:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EDNA DIAS CANEDO - DISSERATAÇÃO PPGCC 2002..pdf: 967964 bytes, checksum: aee05fbebc2049f4cd9fb4dea8a9aa1d (MD5) Previous issue date: 2002-08-29 / A integração da teoria de redes de Petri com os conceitos da Orientação Objetos surgiu como uma solução para a decomposição e estruturação de modelos em Redes de Petri. Neste trabalho é apresentado um estudo e experimentação de uma linguagem de modelagem baseada em redes de Petri e Orientação a Objetos (RPOO). RPOO foi definida integrando esses dois formalismos em uma perspectiva ortogonal, permitindo que o sistema modelado tenha duas visões: uma visão do ponto de vista de redes de Petri e uma visão do ponto de vista da Orientação a Objetos. O estudo e experimentação da notação RPOO é efetuado através da sua aplicação na modelagem de sistemas de software real. Para tanto, foram desenvolvidos alguns experimentos de modelagem. Assim, os experimentos desenvolvidos serão utilizados na validação da linguagem RPOO como alternativa para a estruturação e decomposição de modelos em redes de Petri, quando da modelagem de sistemas de software distribuídos e concorrentes. / The integration of Petri nets theory and object oriented-object concepts has emerged as a solution to decompose and structure Petri net models. In this work it is presented a study and experimentation of a modeling language based on Petri nets and oriented-object concepts(RPOO). RPOO was defined by integrating these two formalisms on an orthogonal perspective, allowing that the modeled system has two visions: one Petri net visionand one OO vision. The study and experimentation of RPOO notation is accomplished through its application on the modeling of real software systems. Some experiments of modeling had been developed. These experiments will be used to validate RPOO as an alternative for the structure and decomposition of Petri nets models, when modeling distributed and concurrent software systems.

A necessidade de aumento de produção, da redução de custos e do aumento da qualidade de bens de consumo, tem motivado a constante evolução dos sistemas de produção, migrando os tradicionais sistemas de produção para os modernos e complexos sistemas de manufatura, onde a performance depende da eficiência dos equipamentos e do controle do processo. Por outro lado, a eficiência dos equipamentos depende de sua confiabilidade e manutenabilidade. Neste trabalho a análise de performance é avaliada com o uso de Rede de Petri p-t-Temporizada e através de simulações, incluindo a avaliação da confiabilidade do processo pela análise da otimização da saída do sistema, isto é, quantidade de itens produzidos. Nesta abordagem, uma lógica linear foi desenvolvida e validada utilizando-se uma comparação de resultados das classes de estados do algoritmo proposto com a ferramenta de simulação Tina para um modelo de um esquema produtor consumidor. Apresenta-se um estudo de caso na indústria automotiva, consistindo na análise dos problemas reais enfrentados em uma fábrica de carrocerias, com o uso da Rede de Petri p-t-Temporizada. / The necessity of growing in production, with reduction of costs and improvement in the quality of consumption good, has motivated the constant evolution of production systems, transforming traditional production systems into the modern and complex manufacturing systems, where the performance depends on the efficiency of the equipment and process control. On the other hand, the equipment efficiency depends of their reliability and maintainability. In this work it is proposed a performance evaluation and analysis with the use of p-t- Timed Petri Nets using simulations, including process reliability analysis of the system through the throughput optimization, i.e., produced amount of goods. In this approach, a linear logic statement was developed and validated using a comparison of results of classes of states between the Tina simulation environment and the algorithm considered for a model of a producing consuming system. A case study in the automotive industry is presented, consisting of the analysis of the real problems found in a body shop plant, with the use of Timed Petri Net.

O presente trabalho trata da verificação e design de sistemas complexos, especificamente da verificação de sistemas de tempo real concorrentes e distribuídos. Propõe-se uma técnica enumerativa para a verificação formal de modelos que permite determinar a validade de propriedades quantitativas, além das qualitativas. A técnica proposta separa a construção do espaço de estados dos algoritmos de rotulação das fórmulas temporais, o que possibilita a diminuição da complexidade do processo de verificação, tornando-o viável para aplicações práticas. A técnica proposta foi inicialmente aplicada sobre modelos de redes de Petri temporizadas e depois em uma rede unificada chamada GHENeSys para aproveitar as características de abstração, hierarquia e de elementos de interação chamados pseudo-boxes. A definição da rede GHENeSys foi modificada para permitir a modelagem de sistemas onde os requisitos temporais devem ser expressos através de atrasos e prazos como e o caso dos sistemas de tempo real. A rede suporta ainda mecanismos de refinamento tanto para os elementos ativos quanto os passivos. A demonstração da manutenção de propriedades como invariantes, vivacidade, limitação assim como da validade de fórmulas lógicas no processo de refinamento constitui um aspecto fundamental no projeto de sistemas complexos, e foi portanto revista em detalhes para a rede GHENeSys. Alguns exemplos práticos são apresentados para avaliar o desempenho dos algoritmos e um estudo de caso finaliza a apresentação, onde se pode contrastar os algoritmos propostos com os implementados na ferramenta UPPAAL. / This work deals with the process of design and verification of complex systems, mainly real time, concurrent and distributed systems. An enumerative technique is proposed for model-checking which is capable of determining both quantitative and qualitative properties. The proposed technique detach the algorithm for labeling the formula being checked from the state space construction, allowing a better result in the verification process. This model-checking approach shows itself valuable in practical applications. This approach was first applied to systems modeled by Time Petri Nets and further extended to a unified net called GHENeSys, which includes abstraction and hierarchy concepts as well as elements for data and control interchange, called pseudo-boxes. The GHENeSys definition was modified in order to deal with systems in which temporal requirements can be expressed through delays and deadlines as in the real-time systems. The GHENeSys environment supports a refinement technique applied to both passive and active elements. Net properties like invariants, liveness, boundedness and also the validity of temporal formulas was proved to be maintained through the refinement process if some conditions are satisfied. Such characteristics are useful to deal with complex systems design. Some experiments based on well known academic articles were used to avaliate the performance of the algorithms and a case study is presented in order to compare obtained results with those obtained using the UPPAAL tool.

Trabalhos recentes na área de Planejamento e Escalonamento têm gerado uma grande expectativa em relação à aplicação dos resultados em sistemas reais. Neste cenário, métodos, ferramentas e conceitos provenientes das Engenharia do Conhecimento e da Engenharia de Requisitos se tornam fundamentais para caracterizar melhor, entender e especificar os domínios de planejamento. Nesse caso uma especial importância deve ser dada às etapas iniciais do processo, onde o conhecimento sobre o domínio é incompleto e onde existem poucas ferramentas, seja para o suporte ou automação parcial do processo, e as ferramentas já existentes carecem de métodos formais para a modelagem e análise dos requisitos. Neste trabalho propõe-se o ReKPlan (Ambiente para a Engenharia de Requisitos usando KAOS em problemas de planejamento), que usa KAOS, um método orientado a objetivos, para a modelagem de requisitos. Entretanto, o uso do KAOS (ou de qualquer outro método goaloriented) não atende à necessidade de verificar formalmente o comportamento dinâmico quando o alvo são sistemas de planejamento. A proposta deste trabalho é combinar o uso do método orientado a objetivos com o formalismo das Redes de Petri (Rdp) -especificamente a abordagem seguida pelo GHENeSys- para representar e analisar requisitos no projeto de sistemas de planejamento. Finalmente é proposto um método sobre o processo de projeto que, guiado por modelos, gera instruções PDDL servindo de entrada para os planejadores. A método foi aplicado a vários estudos de caso que o avaliam como um mecanismo promissor e eficiente na Engenharia de Requisitos resultando em uma melhor definição dos requisitos em problemas de planejamento. / Recent works in Planning and Scheduling, lead to a great expectations about how to apply achieved results in real systems. In this scenario, methods, tools and concepts from Knowledge and Requirements Engineering seem to be a key issue for characterizing, understanding and specifying the domain of planning problems. In this case a special attention should be given to the initial stages of the process, where knowledge about the domain is incomplete and there are a few tools to support or partially automate the process, and there is a lack of formal methods for modeling and analysis of requirements in the existing tools. This work proposes the ReKPlan (Requirement Engineering Using KAOS for Planning Problems) which uses KAOS, a goal-oriented method, for modeling requirements. However, the use of KAOS (or another goal-oriented method) don\'t seem the most appropriate for formal verification of the dynamic behavior of planning systems. The purpose of this work is to combine the use of KAOS with Petri Nets formalism (Rdp) - GHENeSys approach specifically - for modeling and analyzing requirements in the design of planning system. Finally is proposed a model driven engineering mechanism over a design for guiding, until the generation of PDDL instructions as input for planners to solve problems.