^Prozesssimulation 2: Prozesssimulation mit einfachen Petri-Netzen

Question 1

Was sind Petri Netze?

Answer 1

Formalismus zur Beschreibung und Analyse von ereignisdiskreten Prozessen und Systemen sowie zur Modellierung von Nebenläufigkeit und Nichtdeterminismus

Question 2

Typsche Anwendungsgebiete von Petri Netyen

Answer 2

• verteilte Systeme in der Fertigung und Montage
• Fabrikautomatisierung
• Simulationsstudie im Bereich Logistik
• Steuerung von Arbeitsprozessen

Question 3

Nenne Vorteile von Petri Netzen

Answer 3

• Verknüpfung eines graphischen Modells mit mathematischen wohldefinierten Objekten und Funktionen
• Abbildung des Faktors Zeit
• Dartstellung auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen
• Formale Analyse möglich

Question 4

Was sind Eingansplätze

Answer 4

Stellen, die durhc Eingangskanten einer Transition mit ihr verbunden sind

–> Bestimmen die Bedingung für das Aktivieren einer Transaktion

Question 5

Eine Transition heißt

• tot …
• aktivierbar …
• lebendig …

Answer 5

• „tot“, falls sie unter keiner Folgemarkierung aktiviert ist.
• aktivierbar, falls sie unter mindestens einer Folgemarkierung aktiviert ist.
• lebendig, falls sie in jeder erreichbaren Markierung aktivierbar ist.

Question 6

Ein Petri-Netz heißt

• tot …
• todesgefährdet, …
• verklemmungsfrei oder schwach lebendig..
• (stark) lebendig,

Answer 6

• „tot“, falls alle Transitionen tot sind.
• todesgefährdet, falls das Petri-Netz unter einer Folgemarkierung tot ist.
• verklemmungsfrei oder schwach lebendig, falls es unter keiner Folgemarkierung tot ist.
• (stark) lebendig, falls alle Transitionen lebendig sind.

Question 7

Feuern einer Transaktion bedeutet

Answer 7

1. Die Marken in den zugehörigen Eingansplätzen der betrachteten aktiven Transition werden entsprechende des Kantengewichts der EInganskanten gelöscht
2. Es werden Marken entsprechend des Kantengewichts des Ausgangskanten in den zugehörigen Ausgangsplätzen der betrachtetetn Transition erzeugt

Question 8

Defintion von Warteschlange

Answer 8

• versteht man eine wartende Menge von Objekten die vor einer Bearbeitungsstation auf ihre Abfertigung warten

Question 9

Warteschlangenmodelle ermöglichen die Entwicklung effizienter Bedienregime durch die Analyse bestimmter Kennzahlen wie ..

Answer 9

• durchschnittliche Auslastung
• durchschnittliche Länge der Warteschlange
• durchschnittliche Wartezeit von Objekten

Question 10

Was wird unter Supply Chains verstanden

Answer 10

Mit Supply Chains (Lieferketten) wird das Netzwerk von Organisationen bezeichnet, die über vorund nachgelagerte Verbindungen an den verschie-denen Prozessen und Tätigkeiten der
Wertschöpfung in Form von Produkten und Dienstleistungen für den Endkunden beteiligt sind.

Question 11

Nenne verschiedene Prozesselemente für die Modellierung und Simulation von Geschäfts- und
Arbeitsprozessen mit Petri-Netzen:

Answer 11

• Sequentieller Prozess:
• Nebenläufige Prozesse:
• Synchronisation von Prozessen:
• Konflikt:
• Vereinigung:
• Verwechslung (Confusion):
• Gegenseitiger Ausschluss von Prozessen:

Question 12

Sequentieller Prozess:

Answer 12

zwingend

notwendig ist, dass erst Schritt A abgeschlossen sein muss, bevor Schritt B stattfinden kann

Question 13

Nebenläufige Prozesse:

Answer 13

Nebenläufige Prozesse sind voneinander unabhängig, sie finden
parallel statt.

Question 14

Synchronisation von Prozessen:

Answer 14

Zwei von einander unabhängig arbeitende Prozesse werden

durch eine gemeinsame Transition synchronisiert.

Question 15

Konflikt:

Answer 15

Es gibt Prozesse, in denen ein Konflikt auftreten kann.

Question 16

Vereinigung:

Answer 16

Es gibt Prozesse, die vereinigt werden

Question 17

Verwechslung (Confusion):

Answer 17

Eine Verwechslung könnte ebenfalls als ein doppelter Konflikt
beschrieben werden. Eine Transition liegt im Konflikt mit zwei anderen Transitionen. In
diesem Beispiel könnte entweder nur Transition t2 oder die Transitionen t1 und t3 schalten

Question 18

Gegenseitiger Ausschluss von Prozessen:

Answer 18

Eine weitere Variante der Prozessmodellierung ist
der gegenseitige Ausschluss von Prozessen. In der obigen Abbildung wird Prozess A
bevorzugt behandlet und erst nach Abschluss dieses Prozesses (Feuern der Transition t2)
kann Prozess B starten

Question 19

Eigenschaften von hierarischen Petri-Netzen

Answer 19

• erweitern nciht das Netz-Modell -> erlauben nur eine strukturierte Darstellung eines komplexen Netzes
• Stellen und Transitionen können verfeinert zusammengefasst werden
• es werden stellenberandete und transitionsberandete Teilnetze eingeführt

Question 20

Erläutern Sie die drei grundlegenden Strukturelemente von Petri-Netzen sowie das Zustandekommen einer Marke.

Answer 20

• Stellen
• Transitionen
• Kanten und Kantengewichte

> > Stellen können Marken/Token enthalten und damit Schaltbedingungen für Transitionen erfüllen

Question 21

Wie lautet die Aktivierungsbedingung einer Transition?

Answer 21

aktiviert, falls sich in allen Eingangsstellen so viele Marken wie Kantengewichte befinden und alle Ausgangsstellen genügend freie Kapazität haben

Question 22

Welchen Effekt hat das Schalten bzw. „Feuern“ einer Transition auf die Eingangs- sowie Ausgansplätze?

Answer 22

Feuern löscht Marken der Eingangsplätzen und erzeugt Marken in Ausgangskanten (in Höhe der Kantengewichte)

Question 23

Warum erleichtern stellenberandete und transitionsberandete Teilnetze die Darstellung bzw. Modellierung komplexer
Prozesse?

Answer 23

• Vereinfachen die Darstellung bei komplexen Netzen

- Unterstützen die Strukturierung