Redes de Petri

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REDES DE PETRI
Fernando Arcoverde
Ives Pattric
Mariana Rosa
Mário Henrique
Pedro Duarte
Rafaela Pereira
Salvador - 2014
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Introdução
 Técnica de especificação de sistemas.
Método de estudo dos sistemas.
dinâmicos a eventos discretos, criado por Carl A Petri.
Uma das mais adequadas ferramentas para descrição e análise da  sincronização, comunicação e fonte de compartilhamento entre processos concorrentes.
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O que é
A Redes de Petri de acordo com (Mourelle, 2014), são uma ferramenta para a modelagem e projeto de sistemas, utilizando uma representação matemática do sistema  permite avaliar a estrutura e o comportamento dinâmico do sistema modelado
Pode levar a melhorias ou mudanças no sistema
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O que é
Uma Rede de Petri clássica é representada por uma quádrupla, onde:
P = Lugar ou Estado, representando as variáveis de estado do sistema;
T = Transições e representam as tarefas realizadas pelo sistema modelado;
F = Conjunto de arcos
Mo = Marcação inicial
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O que é
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Histórico
Rede de Petri é um método de estudo dos sistemas dinâmicos a eventos discretos, criado por Carl A Petri.
As redes de Petri foram desenvolvidas nos anos 60 e 70 e rapidamente se tornaram reconhecidas.
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Histórico
1962 -Tese de Doutorado do Dr. Carl A. Petri dedicada à comunicação de autômatos –Alemanha Ocidental
1970 – Holtz e Commoner implementaram modificações padronizando as redes até a atualidade.
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Histórico
Com o uso surgem 2 problemas: 
Não haviam conceitos de dados, e os modelos se tornavam excessivamente grandes.
 Não haviam conceitos hierárquicos, impossibilitando a construção de modelos grandes via um conjunto separado de submodelos com interfaces bem estabelecidas.
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Histórico
Final dos anos 70 – Surgem as redes de alto nível 
Final dos anos 80 – Surgem as redes hierarquizadas e redes de Petri Coloridas incorporam ambos os dados de estruturação e a decomposição hierárquica, sem comprometer as qualidades das redes de Petri originais.
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Características 
Técnica de especificação formal bem estabelecida
Capturam as relações de precedência e os vínculos estruturais dos sistemas reais
Modelagem de sistemas que tenham atividades:
Paralelas; Concorrentes; Assíncronas; Não Determinísticas
Possibilita representação matemática
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Características 
Têm Fundamento matemático e prático.
Possui mecanismos de análise poderosos.
São graficamente expressivas.
Modelam conflitos e filas.
Admitem várias especializações: RP Temporizadas, Coloridas, Estocásticas, de Confialidade, etc.
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Tipos
RdP Generalizada 
É uma RdP onde pesos (inteiros estritamente positivos) são associados aos arcos. Em geral todas as RdPs Generalizadas podem ser transformadas em RdPs Ordinárias, já que as propriedades das RdPs Ordinárias podem ser adaptadas para as RdPs Generalizadas.
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Tipos
RdP Colorida 
Nas RdPs Coloridas, a cada ficha é atribuído uma cor diferente (Jensen 1980,1986). Elas formam uma categoria de Redes cuja percepção intuitiva é menos clara do que as RdPs Generalizadas. Elas são de grande valor para a modelagem de certos sistemas complexos. 
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Tipos
RdP com Capacidade Finita 
É uma RdP onde a cada lugar é associado uma capacidade dada de fichas. O disparo de uma transição de entrada pi, cuja capacidade Cap (pi) é somente possível se o disparo desta transição não resulta num número de fichas em pi que exceda esta capacidade.  
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Modelagem
Sequência
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Modelagem
Evoluções síncronas e assíncronas
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Modelagem
Variantes (caminhos alternativos) e Repetição
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Modelagem
Alocação de recursos
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Exemplo
Sistema de transporte
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Exemplo
Sistema produção batelada
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RdP- Em um Sistema de Manufatura.
Um processo de Redes de Petri pode ser dividido em dois sistemas: Sistema físico e um sistema lógico.
Do ponto de vista físico : é o conjunto de máquinas, ferramentas, matérias primas e produtos, ou seja, tudo aquilo de recursos disponíveis no sistema.
Do ponto de vista lógico: é o conjunto de processos, bem como o estado das máquinas e dos materiais. Se torna a evolução do sistema, sendo melhor analisado na árvore de alcançabilidade.
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RdP – Em um Sistema de Manufatura 
Na utilização, geralmente aparecem situações que exigem uma analise mais especifica, tais como:
Processos tendo relações de precedência.
Processos que não podem ser realizados até que outro processo alcance um certo estado.
Processos possuindo conflitos entre competição (alocação de recursos).
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RdP – Em um Sistema de Manufatura 
Vantagens da aplicação.
Modelos de Rdp representam uma ferramenta de modelagem hierárquica com uma matemática bem definida.
Na fase de alocação de recursos, as Rdps adaptam-se muito bem quando se estudam regimes estacionários com alimentação periódica. 
Pode-se descrever uma ordem parcial entre eventos, o que permite levar em conta a flexibilidade.
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RdP – Em um Sistema de Manufatura 
Desvantagens da aplicação.
O maior problema que apresentam as Rdp, é o fato de que quando requer uma modelagem mais detalhada, o modelo tende a ser muito grande, tornando a analise mais complicada.
Tratam-se de ferramentas passivas, ou seja, elas detectam situações contrarias ao bom funcionamento, mas não podem gerar soluções.
Não existe uma padronização das Rdp, para representar um sistemas flexíveis de Manufatura, sendo um obstáculo para sua utilização na indústria. 
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Estruturas da Rede de Petri
Transição
Lugar
Arco
Marca
Arco Inibidor
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Propriedades
Alcançabilidade (Reachability);
Limitação (Boundedness);
Liveness;
Cobertura.
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Ferramentas
HPSim;
 
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Referências
GUIMARÃES, José de Oliveira. Redes de Petri. Disponível em: <http://www.cyan-lang.org/jose/courses/tg/petri.pdf>. Acesso em: 20 out. 2014.
MOURELLE, Luiza. Modelagem de Sistemas. Informações sobre Redes de Petri. Disponível em: <http://www.eng.uerj.br/~ldmm/controle de processos/Redes de Petri.pdf>. Acesso em: 20 out. 2014.
SALES, Afonso Henrique Corrêa de. Um Estudo sobre Redes de Petri Estocásticas Generalizadas. Informações sobre Redes de Petri. Disponível em: <http://www.inf.pucrs.br/~peg/pub/tr/TI1_Afonso.pdf>. Acesso em: 20 out. 2014.
 INFORMAÇÕES sobre Redes de Petri. Disponível em: <http://coral.ufsm.br/desp/geomar/dcgautomacao/RedesdePetri.pdf>. Acesso em: 20 out. 2014.
BORGES, Grace Anne Pontes. FLUXO DE DADOS EM REDES DE PETRI COLORIDAS E EM GRAFOS ORIENTADOS A ATORES. Informações sobre Redes de Petri. Disponível em: <www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/.../DissertacaoFinal_Grace.pdf>. Acesso em: 20 out. 2014.