petri网学习心得
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1.Petri网书籍:《petri网导论》,吴哲辉
非常适合初学者。概念清晰,容易理解。
2.工作流书籍:《Workflow Management: Models, Methods and Systems》, Wil van der Aalst
3.Petri网文章:《Petri Nets: Properties, Analysis and Application》,Tadao Murata,IEEE invited paper
既包含petri网基本知识的介绍,同时也有较深层次petri网知识的介绍。是一篇很全面的文章。短期内希望对petri网有所了解的人,推荐阅读这篇文章。
4.网站:
Petri Nets World,http://www.informatik.uni-hamburg.de/TGI/PetriNets/。这个强烈推荐。上面 有目前最全的petri网工具汇总。而且这对每种工具的特点进行了简要介绍。在学习了基本知识后,需要寻找工具着手尝试的时候,这里可以提供丰富的参考。而且还有一些小的在线绘制工具。
5.软件:
PIPE,开源软件,sourceforge有下载。可以方便的生成邻接矩阵。但是当网稍大的时候,就无法绘制可达图了。软件有一些bug(个人使用时遇到的),比如一旦绘制了某个元素(库所或者变迁),就无法删除。优点是容易上手。
WoPeD,这个专门针对WF_nets进行绘制的。个人感觉不错。可以方便的绘制可达图。同样支持模拟。支持判断完备性,活性等。
CPN,绘制着色petri网的强大工具,有自己的一套描述语言。个人没有深入研究。
学习建议:
先学习petri网书籍。整体上有了把握后,可以阅读上面推荐的文章《Petri Nets: Properties, Analysis and Application》,进行一次梳理。
个人对petri网的一些感触和理解
比较乱,大家一看就好:
1.初学时感觉比较容易。
不过是圆形为库所,方形为变迁,弧作为连接。真正入门后,感觉理论很扎实,有深度,不容易学精。可能在前期阅读过一些资料后,就可以上手进行petri网建模了。但是模型是否正确,很难保证。而且petri网理论研究居多,实际应用的例子并不是很多。如何将petri网应用到实际中,我也在思索这个问题。希望大家多多交流。
2.petri网有各种各样的扩展。但无外乎是将复杂的流程进行直观的展示。
个人学习这一段时间后,认为还是要注重最原始的petri网,多绘制,多分析,多思考。其他各种高级petri网不过是在原始的基础上,对库所、变迁、弧进行了更强的限制,使其能够包含更多的信息。包含的信息多了,可以方便对复杂系统的表达,但是同时带来的就是一些细节信息的缺失。将复杂的信息封装在了库所、变迁和弧上面,直观上就不能进行分析了。所以不要过于依赖高级petri网。当系统过大的时候,可以针对某个局部进行分析。能够用最简单的petri网绘制的,尽量用最简单的。这样才能最直接的反应系统的流程,并进行分析,发现问题。
3,由库所发出的多条弧(选择结构),最终要汇合在库所上。
由变迁发出的多条弧(并发结构),最终要汇总在变迁上。如果不是这样的情况,那一定要小心。多多考虑。因为,如果不是这样就很容易出问题。我在构建复杂系统的模型时,尝试过构造复杂的逻辑关系,但最终往往都发现存在问题。
关于此处说明的问题,在Aalst的文章《The Application of Petri Nets to Workflow Management》第40页中有详细阐述。建议大家阅读以下。当然,这样的错误在实际建模中还是非常容易出现的。简单的语言描述很难体会到,多画几次,遇到错误多做修改,才能有深刻的理解。
4.petri网的优势。
在于能够严格的反应系统的执行流程。如果详细分析,可以对系统的实现和开发(本人是做软件开发的)提供指导。举个简单的例子:
顺序结构是最常见的结构。当系统执行到p2的时候,是不能够在退回到t1的。那么对于系统的开发实现,就要考虑好,t1的具体操作,对p2以后的元素都是不可见的(不可用的)。这里要做的,有两种选择。要么在架构上,封装上,实现t1对后面的透明化;要么在用户操作上进行限制,一旦到达p2以后,t1的操作就不再可用。
在这里也顺便提一下。往往像上面这种顺序结构,很多是我们自己臆想出来的。各个操作之间,究竟有没有耦合关系,需要可观的考虑。如果没有,那他们之间就是并发关系。就不能表达为上面的顺序结构。专门提到这一点的原因是,往往(本人愚钝,遇到过)由于我们臆想的这种顺序结构,给自己带来混淆。实际上个操作之间是并发的,但是我们建模的时候,却理所当然的按照自己预想的一种操作顺序建模成顺序结构。从而也就产生了上面提到的问题,实际系统中可能完全执行了t2以后,再返回执行一次t1,这就和上面模型反应的情况完全不同。当然,也可能翻过来,实际是串行的,但我们实现系统的时候没有做好封装,使得操作t2执行完以后,t1还是可用的。这些细小的问题都需要尽量避免。
5.处于多条弧交汇点的元素需要着重考虑,这里可能会因为设计的不合理出现问题。
比如这个结构是系统中比较常见的结构。比如重新设置、重新生成等等需要反复执行的操作。t3变迁发生后到达p2,可能预计的下一步操作是继续执行t2,但是p2到t4也是可达的。那么这种情况是否合理?如果不合理,就应该讲交汇点p2错开,尽量让少的弧交汇在同一点,避免不符合逻辑的操作。比如可以通过添加库所和变迁来错开交汇点:
当然,如果通过逻辑上的修改来避免错误的路径是最好的。因为往往有些时候,这种添加的库所和变迁是没有实际意义的。
以上都是一些愚见。学习时间也短,仅仅是一些体会。正确的和大家分享,错误的还请指正,以作为以后学习petri网的同仁们的借鉴。
最后,总结一句体会:petri网模型是理性的,流程是用来给人用的。不可完全陷入模型的理性而妄断流程的对错;亦不可完全陷入流程的感性而臆想系统的运作。如何找到人与机器的平衡点,这就是个大课题了。