学術論文 ネット理論

ネットウィズインネット/マルチロボット/ケース間依存性/ログアラインメント/協働システム/オブジェクト相互作用

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ネットウィズインネットのモデル化とシミュレーションに基づくマルチロボット動作計画

本論文では、グローバルミッションを遂行するために協力しなければならない異種ロボットチームの動作計画を設計することに焦点を当てる。

ロボットはいくつかの関心領域を含む環境中を移動し、チーム全体の仕様は、これらの関心領域に入る際の回避、訪問、または順序付けを含むことができる。

仕様はオートマトンに対応するペトリネットで表現され、各ロボットも状態機械のペトリネットでモデル化される。

関連する問題に対する既存の解決策に関して、本研究は以下のような貢献をもたらす。

まず、仕様とロボットモデルをネットウィズインネットパラダイムに組み込むための新しいモデル(High-Level robot team Petri Net(HLPN)システム)を提案する。

ロボットの動作が仕様に違反しないように遷移の発火を同期させるガード関数(Global Enabling Function:gef)を設計する。

そして、Nets-with-Netsに対応した特定のソフトウェアツールでHPLNシステムをシミュレートすることにより、解を見出す。

線形時間論理(LTL)ミッションに基づく例示的な例が、本フレームワークの提案根拠を補完する形で、本論文全体を通して説明されている。

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https://arxiv.org/abs/2304.08772

ケース間依存性を持つプロセスに対する厳密および近似的ログアラインメント

あるプロセスの異なるケースの実行は、キューや共有資源などによるケース間の依存関係によって制限されることが多い。

共進するケースをモデル化し、解析することができる様々な高レベルのペトリネット形式主義が提案されている。

本論文では、相互作用するプロセスインスタンスやリソースインスタンスとその役割にモデルが与えるべき制約に関連する課題を導入する、整列による適合性チェックに特化したフォーマリズムに焦点を当てる。

リソース制約付きプロセスをモデル化し、分析するための要件を定式化し、ケース間制約を組み込むことを可能にするいくつかのペトリネット拡張を比較する。

資源制約型νネットは、従来、ケース間の依存関係を明らかにすることなく個別にケースを整列させていた適合性チェックの文脈で使用するのに適した形式であることを論じる。

部分順序集合の理論に基づき、グローバルに整列されたイベントログの正式な数学的基礎を提供し、ケース間の違反を局所的に解決する、個別に整列したケースの構成に基づく近似技法を提案する。

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https://arxiv.org/abs/2304.05210

協働システムにおけるループを有するオブジェクト相互作用のための不健全なプロセスモデルのオブジェクト中心の発見の防止の拡張版

オブジェクト中心プロセス探索(OCPD)は、プロセスマイニングのパラダイムシフトを構成するものである。

OCPDは、イベントログに存在する単一のケース概念を想定する代わりに、単一のケース概念を持たないイベントを扱うことができます。

オブジェクトのタイプは、複数の相互作用するケース概念を構成します。

OCPDの出力は、オブジェクト中心のペトリネット、つまりオブジェクトタイプに対応した複数の実行フローの並列実行を表すペトリネットである。

古典的なプロセス発見では、結果として動作的に健全なプロセスモデルを目指すのと同様に、OCPDでは、結果として得られるオブジェクト中心のペトリネットの健全性を目指す。

しかし、既存のOCPDのアプローチでは、健全性に違反することがある。

例えば、協調システムで発生するループを持つ複数の相互作用するオブジェクトタイプに対して、その違反が発生することが示されている。

本論文では、拡張OCPDアプローチを提案し、結果として得られるオブジェクト中心ペトリネットの健全性にこのような違反が生じないことを証明する。

また、OCPDアプローチによって、発見されたオブジェクト中心ペトリネットにスプリアスな相互作用が導入されるのを防ぐ方法を示す。

提案するフレームワークはプロトタイプ的に実装されている。

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https://arxiv.org/abs/2303.16680

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