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Fabio Serra Pereira

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Digital Shadow

2025 · Poli-USP · projet de fin d’études

Ce qui s’allume et s’éteint, en réseau de Petri. Ce qui s’écoule, par équation et réseau de neurones.

Données réelles · entreprise anonyme

  • Réseaux de Petri
  • Données machine
  • Apprentissage
allume : prévoir

Le procédé

De l’essence de pyrolyse au polymère.

Le procédé, redessinéDe gauche à droite : deux colonnes de distillation, deux réservoirs qui se relaient, le réacteur, la granulation, l’ensachage, l’entrepôt et le client. Un entrepôt de réserve, en pointillé, approvisionne aussi le client.colonnecolonneréservoirsréacteurgranulésensachageentrepôtclientréserve Le procédé, redessinéDe haut en bas : deux colonnes de distillation, deux réservoirs qui se relaient, le réacteur, la granulation, l’ensachage, l’entrepôt et le client. Un entrepôt de réserve, en pointillé, approvisionne aussi le client.colonnecolonneréservoirsréacteurgranulésensachageentrepôtclientréserve
Procédé redessiné. Une entreprise brésilienne, anonyme.

Le réseau de Petri

Fermée, ouverture, ouverte, fermeture.

Réseau de Petri d’une vanneQuatre places en losange : fermée, ouverture, ouverte et fermeture. Le jeton passe d’une place à la suivante dans le sens horaire, par une transition.ferméeouvertureouvertefermetureRéseau de Petri d’une vanneQuatre places en losange : fermée, ouverture, ouverte et fermeture. Le jeton passe d’une place à la suivante dans le sens horaire, par une transition.ferméeouvertureouvertefermeture
La vanneUne vanne sur un tuyau. Le levier tourne avec le jeton : debout, la vanne est fermée ; à plat, elle est ouverte et le flux passe.

étapes jusqu’au fonctionnement

  • colonne 14
  • colonne 29
  • réacteur10

Voir la vanne originale (s’ouvre dans un nouvel onglet)Voir la colonne originale (s’ouvre dans un nouvel onglet)

Redessiné. Chaque vanne, pompe et réservoir a son réseau.

La prévision

Ensemble, ils se trompent moins.

Les quatre courbes, en esquisseSans axes ni valeurs. La courbe des deux ensemble colle à la mesure ; celle du réseau de neurones suit la forme, mais plus bas ; celle de l’équation suit la mesure et chute trois fois.

11 mois pour apprendre. 1 pour tester. Prévision de l’heure suivante.

Erreur quadratique moyenne de la masseÉchelle logarithmique. Colonne 1 : équation 5,5, réseau de neurones 0,5, ensemble 0,0003. Colonne 2 : équation 8,6, réseau de neurones 0,5, ensemble 0,34.0,00010,0010,010,1110colonne 1colonne 2équationréseau deneuronesensembleéquationréseau deneuronesensemble5,50,50,00038,60,50,34Erreur quadratique moyenne de la masseÉchelle logarithmique. Colonne 1 : équation 5,5, réseau de neurones 0,5, ensemble 0,0003. Colonne 2 : équation 8,6, réseau de neurones 0,5, ensemble 0,34.0,00010,011colonne 1colonne 2équationréseau de neuronesensembleéquationréseau de neuronesensemble5,50,50,00038,60,50,34
  • mesuré
  • équation
  • réseau de neurones
  • ensemble
Erreur quadratique moyenne de la masse, une heure à l’avance. Échelle logarithmique. Courbes redessinées, sans valeurs du procédé.

Points ouverts

  • C’est une ombre numérique : elle suit le procédé sans agir dessus.
  • C’est la base d’une commande prédictive et d’un jumeau numérique.
  • Elle prévoit l’heure suivante, pas les jours suivants.

Outils

  • réseaux de Petri hybrides
  • Snoopy
  • données de procédé, heure par heure
  • régression linéaire
  • réseau de neurones (MLP)
  • Python 3.11
  • scikit-learn
  • SciPy
  • Excel

Document

Development of the digital model of an industrial process based on the Discrete-Events and Hybrid Systems concepts · projet de fin d’études · génie mécatronique, Poli-USP · 2025

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