Article de référence | Réf : S7254 v1

Types d’application
Applications des réseaux de Petri

Auteur(s) : Pascal RICHARD, Christophe HARO

Date de publication : 10 sept. 2001

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Présentation

Auteur(s)

  • Pascal RICHARD : Maître de conférences en Informatique à l’Université de Poitiers (LISI/ENSMA)

  • Christophe HARO : Ingénieur en Informatique - Enseignant-chercheur à l’École d’ingénieurs en informatique pour l’industrie (EIII) - Chercheur au laboratoire d’informatique (LI), Université de Tours

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INTRODUCTION

L’article présente l’utilisation de techniques utilisant les réseaux de Petri (RdP) pour aider les ingénieurs de production dans leur travail. Après une présentation générale, une première partie aborde, par l’étude d’un cas concret, la modélisation, le dimensionnement et l’évaluation des performances d’un atelier de fabrication de type job-shop. Une deuxième partie présente un cas industriel emprunté à la production verrière et décrit la mise en œuvre d’un système de planification de production.

Les réseaux de Petri, inventés par Carl Adam Petri en 1962, suscitent toujours aujourd’hui de nombreux travaux de recherche dans beaucoup de pays. Cet engouement est dû à l’élégante théorie mathématique sous-jacente à cette technique de modélisation graphique dont les fondements théoriques sont présentés dans l’article « Outils de modélisation des automatismes séquentiels. Les réseaux de Petri  ». Malgré cette effervescence dans le domaine de la recherche, peu d’applications de taille industrielle voient le jour. Cela s’explique en partie par l’absence de normalisation internationale des réseaux de Petri, contrairement au grafcet. Cet inconvénient est en passe d’être corrigé puisque la norme ISO 15909 sur les réseaux de Petri de haut niveau est actuellement en cours d’élaboration. L’objectif de cet article est de présenter les applications des réseaux de Petri dans un contexte industriel. La suite de l’introduction établit une synthèse des types d’applications privilégiées des réseaux de Petri et replace dans ce cadre les deux cas d’étude qui seront ensuite présentés.

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De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-s7254


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1. Types d’application

Deux grandes applications des réseaux de Petri émergent dans la littérature suivant que le réseau est utilisé durant le cycle de conception ou bien comme outil de mise en œuvre d’un système. Dans le premier cas, le réseau spécifie le système et constitue le point de départ du cycle de conception. Ces spécifications permettent ensuite des analyses qualitatives et quantitatives du système à concevoir. Le non-respect de certaines clauses du cahier des charges engendre des modifications du modèle dont les répercussions seront évaluées en rejouant les analyses. La seconde catégorie d’applications consiste à utiliser le réseau comme structure interne d’un système de contrôle ou d’aide à la décision.

Un réseau de Petri est un outil graphique de modélisation de système complexe. Sa puissance d’expression permet d’étudier des systèmes composés de sous-systèmes fonctionnant en parallèle, communiquant et partageant des ressources. Le modèle représente les différents états possibles du système.

Afin d’étendre leurs champs d’application aux systèmes continus et semi-continus, des extensions des réseaux de Petri ont été proposées dans la littérature : il s’agit, respectivement, des réseaux continus et des réseaux hybrides. Nous n’en parlerons pas dans cet article, bien qu’ils constituent une branche très vivante au niveau de la recherche universitaire.

L’apprentissage de la modélisation par réseau de Petri n’est généralement pas aisé pour un débutant. Le concepteur du modèle doit raisonner en termes d’états et de transitions d’états ce qui n’est pas une démarche naturelle. Il est nécessaire tout d’abord de maîtriser la modélisation des structures de base comme l’enchaînement d’opérations, les communications et le partage de ressources. On peut effectuer le parallèle avec l’apprentissage de la programmation des ordinateurs et la maîtrise des structures algorithmiques de base. Toutefois, la modélisation par réseau de Petri se prête très bien à la conception modulaire des systèmes. Ainsi chaque sous-système est modélisé séparément, puis les interactions de ceux-ci reviennent à interconnecter les réseaux par de nouvelles places et transitions. Nous pouvons noter qu’à l’usage, la modélisation...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - PROTH (J.M.), XIE (X.) -   Les réseaux de Petri pour la conception et la gestion des systèmes de production.  -  292 p., bibl. (67 ref.), 1995 MASSON 120, boulevard Saint-Germain, 72580 PARIS Cedex 06.

  • (2) - RICHARD (P.) -   Contribution des réseaux de Petri à l’étude des problèmes de recherche opérationnelle.  -  174 p., bibl. (142 ref.), 1997 Thèse de doctorat, Université « François RABELAIS », École d’Ingénieurs en Informatique pour l’Industrie, 64 Avenue jean Portalis, 37200 TOURS.

  • (3) - SILVA (M.), VALETTE (R.) -   Petri Nets and Flexible manufacturing (Réseaux de Petri et systèmes de production).  -  Lectures Notes in Computer Sciences, Advances in Petri Nets, n 424, 1989, pages 374 à 417, 6 figures, bibl. (172 ref.), Springer-Verlag, D-69042 Heidelberg, Germany.

  • (4) - XIE (X.) -   Analyse, conception et contrôle des systèmes de production.  -  250 p. bibl. (150 ref.), 1995 HDR en Sciences, Université de METZ.

  • (5) - PROUST (C.), GRÜNENBERGER (E.) -   Planification...

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