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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2012.tde-07062013-113518
Documento
Autor
Nome completo
José Armando San Pedro Miralles
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2012
Orientador
Banca examinadora
Silva, José Reinaldo (Presidente)
González Del Foyo, Pedro Manuel
Santos Filho, Diolino José dos
Título em português
GHENeSys, uma rede unificada e de alto nível.
Palavras-chave em português
Integração
Modelagem formal
Padronização
Redes de Petri
Sistemas discretos
Resumo em português
Esquemas baseados em grafos, em diferentes níveis de formalismo, são um forte apelo para a constituição de representações de sistemas complexos e de grande porte aplicados em várias áreas do conhecimento. Este fato responde pelo crescimento acentuado de métodos e representações formais baseadas em grafos e aplicadas em diferentes áreas, especialmente na Engenharia. As Redes de Petri (RdP) constituem um destes métodos, que apareceu em 1962 e desde então tem contribuído para o avanço dos métodos formais para o tratamento de sistemas de controle, sistemas discretos, logística, workflow, cadeia de fornecedores, redes de computadores, e uma variada classe de outros sistemas. Da mesma forma que outras representações formais, as primeiras tentativas de uso prático destas redes estiveram sempre ligadas ao domínio de aplicação, o que levou à criação de várias extensões. Por outro lado, a necessidade de se aplicar a representação em redes para sistemas de grande porte suscitou a discussão sobre as limitações do formalismo e sobre a necessidade de se inserir redes de alto nível. No entanto, todo este desenvolvimento, apesar de sua difusão em diferentes domínios, levantou a discussão sobre a unificação das redes. Desde 1992 a unificação do formalismo das RdPs é discutida pela comunidade acadêmica e, finalmente, no início deste século um padrão ISO/IEC foi proposto. Esta proposta conduz a dois desafios: i) mostrar que um formalismo de redes que seja candidato a ser usado na prática pertença de fato à classe de redes prescrita pelo padrão; ii) participar da discussão sobre a semântica das extensões propondo ambientes computacionais para o uso prático na modelagem e design de sistemas de grande porte. A rede GHENeSys, concebida e desenvolvida no Design Lab da Universidade de São Paulo, é uma rede estendida com conceitos de orientação a objetos, um mecanismo de hierarquia e, até o momento, parece ser uma das primeiras tentativas de prover um ambiente de modelagem e design com as propriedades de uma rede unificada, com capacidade para cobrir as diferentes variantes das RdP e suas extensões. Neste trabalho é apresentada uma proposta de ambiente integrado de modelagem para a representação de sistemas a eventos discretos (SEDs) em RdP, baseada em um formalismo enquadrado dentro da norma ISO/IEC 15909 recentemente proposta. Este formalismo é a rede GHENeSys, que terá sua definição estendida utilizando como base a definição das RdPs Coloridas (CPN) com o objetivo de permitir a representação de tipos nas marcas. Um protótipo para testes, resultado da integração de diversos trabalhos desenvolvidos separadamente por membros do D-Lab que nunca foram implementados nem integrados em formalismo único, é apresentado. Este protótipo é utilizado em um estudo de caso com a finalidade de validar de forma prática os novos elementos acrescentados à definição da rede GHENeSys para permitir a modelagem de sistemas utilizando os elementos das RdPs de alto nível.
Título em inglês
GHENeSys, a unified and high level net.
Palavras-chave em inglês
Discrete system
Formal modeling
Integration
Petri Net
Standardization
Resumo em inglês
Graph schemas are a strong approach to the representation (in dierent degrees of formality) of large and complex systems in several areas of knowledge. This fact has provided a continuous growth of methods and new formal schemas, specially in Engineering. Petri Nets(PN) are one of these methods, which appears in 1962 and since then has improved the representation of discrete control, discrete systems, logistics, workflow, supply chain, computer networks, and a variety of other systems. As any other representation, the first attempts to use it in practice were always made in a close relation between the representation and the domain of discourse, openning opportunity for several extensions. Also the need to use it in large systems brought a discussion about the formalism and the need for high level systems. However, all this development, besides the broad use in different domains, rose the need for an unified approach. Since 1992 such unification has been addressed by the scientific community and finally, in the beginning of this century, a ISO/IEC standard was proposed. That proposal also brings two new challenges: i) to show that any proposed net that belongs to Petri Net class proved itself as satisfying the requirements of the standard; ii) to enter the discussions of the semantics of extensions and also provide practical and unified system environments that can really support the design of large and complex systems. In this work, we present a proposal for the developing of an integrated modeling environment for the representation of discrete event systems using Petri Nets. This environment will use an underlying formalism framed within the rules defined recently by the ISO/IEC, in the standard 15909. The formalism to be used will be the GHENeSys net, which will have its definition extended using the definition of the Coloured PN (CPN) as a starting point in order to allow the representation of types within the net tokens. A testing prototype for this integrated modeling environment, result of the integration of several previous works of D-Lab members that were never implemented or integrated in a unique formalism, is presented. This prototype will be used in a case study in order to validate in practical way the new elements added to the definition of GHENeSys, to allow the modeling of systems using the elements of HLPNs.
 
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tese.pdf (2.40 Mbytes)
Data de Publicação
2013-06-14
 
AVISO: O material descrito abaixo refere-se a trabalhos decorrentes desta tese ou dissertação. O conteúdo desses trabalhos é de inteira responsabilidade do autor da tese ou dissertação.
  • SILVA, J. R., et al. Introducing Object-orientation in Unified Petri Net Approach. In 20th Int. Congress of Mechanical Engineering, Gramado, 2009. Procc. of 20th Int. Congress of Mechanical Engineering., 2009.
  • FOYO, P. M. G., Miralles, J.A.SP., e SILVA, J. R. Um Verificador Formal Eficiente para Sistemas de Tempo Real. In Simpósio Brasileiro de Autumação Inteligente, São João del Rei, 2011. Proceedings do X SBAI., 2011. Dispon?vel em: http://www.sbai2011.ufsj.edu.br/.
  • Miralles, J.A.SP., e SILVA, J. R. Enquadrando GHENeSys dentro do Petri Net Standard. In Congresso Brasileiro de Engenharia Mecânica, Bonito, 2010. Anais do COBEM., 2010. Dispon?vel em: http://www.opec-eventos.com.br/cba2010.
  • Salmon, A.O., et al. Towards a Unified View of Modeling and Design with GHENeSys. In Congresso Brasileiro de Engenharia Mecânica, Natal, 2011. Proceedings of COBEM 2011., 2011. Available from: http://www.ufrn.br/cobem2011natal/programme.php.
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