Medii de simulare rețele petri

1. Medii software de simulare a rețelelor Petri

Rețelele Petri sunt metode formale, grafice și executabile pentru descrierea și analiza sistemelor dinamice cu evenimente discrete. Acestea oferă posibilitatea de a analiza proprietățile conducerii proceselor de fabricație, constituind un instrument pentru modelarea fluxului pieselor și pentru reprezentarea ordinii de execuție a operațiilor individuale.

De-a lungul timpului pentru simularea rețelelor Petri s-au dezvoltat diverse medii software:

- Visual Object.Net++

- Mediul PIPE

- Arena

- Petri Net ToolBox

1.1. Visual Object. Net ++

Unul dintre cele mai utilizate medii software pentru modelarea și simularea sistemelor cu evenimente discrete cu ajutorul rețelelor Petri îl reprezintă mediul software Visual Object Net ++. Acesta acoperă o larga topologie începând de la Rețele Petri discrete și continuând cu cele temporizate, Rețele Petri cu arce inhibitoare, Rețele Petri continue, Rețele Petri hibride până la Rețele Petri Obiect.

Acest mediu a fost dezvoltat la Universitatea de Tehnologie Ilmenau din Germania, în cadrul Departamentului de Automatică de către Dr. Reiner Drath și echipa sa. De-a lungul timpului acesta a avut o evoluție care a marcat diverse versiuni. Deși a fost conceput având principalul scop ingineresc demonstrarea posibilității modelarii proceselor și sistemelor cu ajutorul unor limbaje descriptive, printre versiunile sale se numără și versiuni de evaluare și producție în scopuri academice.

Visual Object Net ++ are capacitatea de a susține implementarea rețelelor Petri atât cele temporizate cat și cele netemporizate. O observație importantă în ceea ce privește dezvoltarea rețelelor Petri o reprezintă limita pe care o impune mediul software asupra numărului de elemente de rețea, aceasta fiind de maxim 500 de elemente. O altă problemă pe care mediul software o aduce este reprezentată de faptul ca nu se poate desena nici un model complex, deși acesta are o filă specializată în acest aspect, dar din păcate este nefuncțională.

Interfața cu utilizatorul (figura 1) are un design simplu, prietenos, care nu necesită cunoașterea în detaliu a formalismului matematic propriu al acestui gen de abordare, ci doar însușirea, înainte de utilizarea sa a unor noțiuni de bază, legate de topologia unei asemenea reprezentări. Acesta permite utilizatorului evaluări rapide a unor soluții optime prin maniera intuitivă de realizare a modelelor și posibilitatea verificării etapă cu etapă a construcției realizate precum și prin analiza structurală efectuată automat. De asemenea, posibilitatea manipulării de Rețele Petri Hibride permite analiza unor clase extrem de variate de sisteme, într-o manieră unită și deosebit de sintetică.

Construcția unei rețele, precum și simularea dinamicii acesteia în diferite faze ale reprezentării modelului are drept suport un meniu de lucru în care sunt reprezentate, pe lângă submeniurile aferente proprietăților elementelor acestuia, respectiv gestionării fișierelor și o serie de butoane de comandă care servesc la desenarea topologiei dorite.

Fig. 1 Interfața cu utilizatorul a mediului Visual Object. Net++

Visual Object Net++ are în componență mai multe ferestre (figura 2), printre care: fereastra de editare, fereastra de poziții, fereastra de tranziții și fereastra de arce.

Fereastra Editor permite implementarea modelelor de tip rețea Petri. Fiecare fișier create în cadrul programului conținând propria sa fereastră de editare, astfel se poate deschide în paralel mai multe ferestre de editare oferind așadar ușurința de a naviga între mai multe fișiere în același timp.

Fereastra Properties este una dintre componentele vitale în procesul de implementare. Această fereastră facilitează atât afișarea parametrilor existenți pentru fiecare element din componența rețelei, cât și modificarea acestora, sau adăugarea de noi parametrii.

Fereastra Transitions cuprinde totalitatea tranzițiilor aferente unei rețele Petri. În cadrul acestei ferestre, se pot găsi informații despre denumirea tranziției, durata de execuție, timpul necesar declanșării execuției precum și valorile aferente tranzițiilor.

Fereastra Arcs arată valoarea reală a arcului ales în prezent, de asemenea putând să se schimbe valoarea acestuia.

Fereastra Factory permite deschiderea/închiderea fișierelor existente în bibliotecă precum și îmbinarea acestora.

Fereastra Places arată numele locului, variabila atribuită acestuia, valoarea de început și valoarea curentă a jetoanelor.

1. Pere Bonet, Catalina M. Llad´o, Ramon Puigjaner, PIPE v2.5: a Petri Net Tool for Performance Modeling, Universitat de les Illes Balears, 2007, disponibil la: http://www.doc.ic.ac.uk/~wjk/publications/bonet-llado-knottenbelt-puijaner-clei-2007.pdf

2. Nicholas J., Dingle William J., Knottenbelt Tamas Suto, PIPE2: A Tool for the Performance Evaluation of Generalised Stochastic Petri Net, Imperial College London, 2009, disponibil la : http://www.doc.ic.ac.uk/~wjk/publications/dingle-knottenbelt-suto-per-2009.pdf

3. Mahulea, C., Matcovschi, M., Păstrăvanu, O., Aplicații ale rețelelor Petri în studierea sistemelot cu evenimente discrete, Editura Gh. ASACHI, 2002, disponibil la : http://webdiis.unizar.es/~cmahulea/papers/Pastravanu_Aplicatii_retele_Petri.pdf

4. Matcovschi, M., Pastravanu, O., Petri Net Based approaches to discrete event and hybrid systems in MATLAB Simulink, Editura POLITEHNIUM, 2008, disponibil la : http://www.pntool.ac.tuiasi.ro/Matcovschi_Pastravanu_PNT_PNSB.pdf

5. Cangea Otilia, Sisteme cu evenimente discrete - Note de curs, Universitatea Petrol-Gaze din Ploiești, 2022

6. * * * Utilizarea mediului de simulare Visual Object Net în analiza modelelor cu rețelele Petri discrete netemporizate pentru procese cu evenimente discrete, https://www.studocu.com/ro/document/universitatea-din-craiova/structuri-de-date/visual-object-net/40806346

7. * * * Visual Object Net ++ : https://www.techfak.uni-bielefeld.de/~mchen/BioPNML/Intro/VON.html

8. * * * Learning About Petri Net Toolbox - online documentation - http://www.pntool.ac.tuiasi.ro/help/index.html

9. * * * Petri Net Toolbox for MATLAB: http://www.pntool.ac.tuiasi.ro/download.php

10. * * * Arena Simulation Software: https://www.rockwellautomation.com/en-ro/products/software/arena-simulation.html