Présentation
En anglaisAuteur(s)
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Pierre LADET : Docteur ès Sciences - Professeur à l'Institut national polytechnique de Grenoble
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Isabel DEMONGODIN : Docteur ès Sciences - Professeur à l'université Paul-Cézanne, Aix-Marseille
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Lire l’articleINTRODUCTION
Depuis leur première définition en 1962 par Carl Adam Petri, les réseaux de Petri sont devenus un paradigme puissant de modélisation et d'analyse, tant dans le monde industriel que dans les laboratoires de recherche. Enseignés dans les écoles d'ingénieurs et les universités, devenus en 2004 norme internationale (ISO/IEC-15909-1) sur les aspects dits « haut niveau », ils sont maintenant largement diffusés et de nombreuses études industrielles utilisent cet outil dans un objectif de conception et/ou d'exploitation de systèmes automatisés.
La complexité croissante de nos systèmes de production, notamment dans le domaine manufacturier, a provoqué un appel de la part des concepteurs et des utilisateurs de systèmes discontinus. Le succès du GRAFCET est dû à ce besoin nouveau d'un outil capable d'exprimer les deux grandes caractéristiques des systèmes séquentiels : le parallélisme et la synchronisation.
On sait cependant aujourd'hui que la conception et l'exploitation des systèmes de production manufacturiers, pour ne prendre que cet exemple, requièrent des modèles plus riches en information et plus concis que le GRAFCET, aux fins d'analyse, de simulation et de commande.
La conception ou la modification d'une installation industrielle peuvent se résumer en quatre phases :
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la spécification des fonctions qui la composent et de leurs interactions ;
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l'analyse ou la validation de la description obtenue ;
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la simulation qui complète la connaissance du système projeté et permet un dimensionnement et une évaluation de ses performances ;
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l'exploitation et la maintenance.
Chacune de ces phases repose sur l'utilisation d'un modèle, donc d'un langage. Trop souvent, les outils de modélisation utilisés ne s'appliquent qu'à l'une ou l'autre de ces phases. Dès lors, le passage d'une étape à la suivante ou le retour en arrière, souvent nécessaire dans cette démarche de conception, entraînent une perte d'acquis et l'introduction d'erreurs, d'ambiguïtés pourtant levées dans la phase précédente. La conception de systèmes qui, de plus en plus, doivent pouvoir s'adapter facilement aux exigences de la production suppose l'utilisation de modèles communs aux différentes étapes de la vie d'une application industrielle. Les réseaux de Petri se proposent de jouer ce rôle.
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6. Conclusion
L'intérêt des réseaux de Petri dans la modélisation des systèmes de production et, plus généralement, des systèmes discontinus ou discrets n'est plus à démontrer. Vieux d'un quart de siècle, ce paradigme a aujourd'hui conquis, non seulement les laboratoires de recherche, mais surtout le monde industriel. De nombreuses études ont déjà été développées avec l'aide des réseaux de Petri pour dimensionner, concevoir, évaluer ou contrôler des systèmes automatisés.
Comme nous avons pu le décrire dans ce dossier, il existe de nombreuses variantes et extensions des réseaux de Petri autonomes qui introduisent les notions de temps, de prédicats ou d'interprétation, de couleurs, sans parler des notions stochastiques, temporelles, objets, flous, structures algébriques, continus, hybrides, etc. On assiste à un foisonnement de modèles, outils et techniques, et il est encore difficile de faire un choix parmi les formalismes définis.
Afin d"obtenir une meilleure organisation des travaux au sein de la communauté internationale, une réflexion sur la normalisation du formalisme a démarré dans le milieu des années 1985, en vue de produire une définition commune à tous les réseaux de Petri. Cette réflexion internationale s"est concrétisée en 2004 par le standard ISO/IEC 15909 (voir Outils de modélisation des automatismes séquentiels- Réseaux de Petri[Doc. S 7 252] ). Ce premier standard définit les réseaux de haut-niveau (High Level Petri nets ), c"est-à-dire un formalisme qui utilise des notions de structures de données complexes comme jetons, et des expressions algébriques comme éléments du réseau. Ces réseaux de Petri de haut niveau sont basés sur deux formalismes développés depuis les années 1980, les réseaux de Petri à prédicats et les réseaux de Petri colorés. Actuellement, la partie 2 de ce standard est en cours d'élaboration. ISO/IEC 15909 – Part 2 : Transfer Format, offrira un langage d"implantation de référence permettant l"échange de données entre différents outils, en partant du principe que tout outil peut fournir des services différents, et la possibilité...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BRARD (P.) - Outil de description des automatismes séquentiels : la GRAFCET. - [R 7 250] (1988).
-
(2) - HAUTIER (J.P.), MANESSE (G.) - Utilisation des réseaux de Petri pour l'analyse des systèmes électrotechniques. - [D 3 740] (1989).
-
(3) - BERTRAND (M.), IUNG (C.) - Systèmes dynamiques hybrides – Modélisation et Simulation. - [S 7 105] (2004).
-
(4) - RICHARD (P.), HARO (C.) - Applications des réseaux de Petri. - [S 7 254] (2001).
-
(5) - COMBACAU (M.), ESTEBAN (P.), NKETSA (A.) - Commandes à réseaux de Petri – Modélisation. - Outils de modélisation des automatismes séquentiels- Réseaux de Petri[S 7 252] (2005).
-
(6) - BRAMS (G.W.) - Réseaux de Petri : Théorie et pratique. - ...
NORMES
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Ingéniérie du logiciel et du système. Réseaux de Petri de haut niveau. Partie 1 : concepts, définitions et notation graphique Partie 2 – Format de transfert - ISO/IEC 15909 - 12-04
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http://www.iso.org/iso/fr/ - Standard ISO/IEC 15909 -
1 Organismes – Fédérations – Associations
• Groupe francophone – GdR MACS/CNRS (groupe de recherche Modélisation, analyse et conduite des systèmes dynamiques) – « Réseaux de Petri » : http://www.ec-lille.fr/~rdp/
• Petri Nets World http://www.daimi.au.dk/PetriNets
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