9、面向活动的Petri网（AOPN）：简化复杂系统的建模与分析

面向活动的Petri网（AOPN）：简化复杂系统的建模与分析

1 引言

Petri网作为一种强大的形式化方法，广泛应用于离散系统的建模和分析。然而，传统的Petri网在处理大规模系统时面临诸多挑战，如模型过于庞大和难以管理。为了解决这些问题，面向活动的Petri网（AOPN）应运而生。AOPN不仅简化了模型，还提高了资源管理的灵活性和效率。本文将详细介绍AOPN的概念、特点及其在离散事件系统中的应用。

2 AOPN的背景

2.1 Petri网的发展历程

Petri网自1980年代以来，因其图形界面和简单的线性代数计算而变得流行。然而，随着对更复杂系统的建模需求增加，研究人员发现传统Petri网在处理实际系统时变得非常庞大和复杂。为此，提出了一些改进方案，如压缩技术和彩色Petri网。这些改进虽然在一定程度上解决了问题，但也带来了新的挑战，如模型属性的丢失和复杂度的增加。

2.2 AOPN的引入

AOPN最初被介绍为“Petri网用于调度解释（PNS）”（Davidrajuh, 2011a, b）。它被视为面向过程的Petri网（POPN）和面向资源的Petri网（ROPN）的自然扩展（Zhou和Wu, 2018）。AOPN的设计理念是通过简化资源管理和处理，使得复杂的系统建模更加简便和高效。

3 AOPN的特点

3.1 POPN的特点

在POPN中，位置与变迁之间的连接类似于物理系统中元素之间的连接拓扑（例如，机器和资源）。因此，POPN易于理解和实现。然而，随着系统规模的扩大，POPN模型往往会变得非常庞大，导致难以管理和分析。