Hierarchical Reconfigurable Petri Nets

Abstract

The challenging development of modern systems can be eased through the usage of appropriate models to simulate, evaluate and validate the system before hand. One well known method for this is the deployment of Petri nets. Especially challenging is the development of large systems with dynamic components. Hierarchical Petri nets (HPN) provide a more abstract view whereas reconfigurable Petri nets (RPN) allow dynamic structural adaptation. This thesis presents the combination of RPN and HPN yielding a hierarchical structure for reconfigurable Petri nets. The aim of this thesis is to: present a concept for a hierarchical reconfigurable Petri net (HRPN) model based on substitution transitions (with mathematical definition), prove the models correctness, implement HRPN within the tool ReConNet and evaluate the HRPN model and expanded ReConNet tool using a use case of a flexible manufacturing system.

Die anspruchsvolle Entwicklung moderner Systeme kann durch die Verwendung entsprechender Modelle zur Simulation, Evaluation und Validierung erleichtert werden. Eine bekannte Methode dafür ist der Einsatz von Petri-Netzen. Besonders anspruchsvoll ist die Entwicklung von großen Systemen mit dynamischen Komponenten. Hierarchische Petri-Netze (HPN) bieten eine abstraktere Sicht und Rekonfigurierbare Petri-Netze (RPN) erlauben dynamische strukturelle Adaption. Diese Thesis präsentiert die Kombination von RPN und HPN zu einer hierarchischen Struktur für rekonfigurierbare Petri-Netze. Das Ziel dieser Thesis ist: die Vorstellung eines Konzeptes für ein hierarchisches rekonfigurierbares Petri-Netz Model das auf Substitutions-Transitionen basiert (inklusive mathematischer Definition), das Beweisen der Korrektheit des Models, die Implementierung von HRPN in dem Werkzeug ReConNet und die Evaluation des HRPN Models und des erweiterten ReConNet Werkzeuges unter der Zuhilfenahme eines Anwendungsfalles eines flexiblen Manufaktursystems.