WODES’92, Praag – 23-30 augustus 1992

Onderstaand het relaas van mijn reis naar Praag in verband met de organisatie van de eerste workshop over Discrete Event Systems, waarvan ik mede-organisator was. Na de voorbereidingen vorig jaar, nu dan echt.
De workshop werd gehouden in het Institute of Informatics Theory and Automation, een afdeling van de Academy of Science and Art in Praag.

De reis werd ondernomen samen met Lenie en Annemieke. Annemieke is mee om Lenie te vergezellen op de momenten dat ik met de workshop bezig ben.

Zondag 23 augustus.

Om acht uur wordt begonnen aan de lange rit met de auto naar Praag. Hoewel het weer eerst redelijk is ontmoeten we later volgens mij
zo’n drie keer hetzelfde frontensysteem met veel regen. De route voert door Oost-Duitsland. De wegen zijn daar niet zo best: goed uitkijken en gaten ontwijken is zo hier en daar echt nodig. In de buurt van Leipzig wordt bij een weg-restaurant á la AC een hapje gegeten. De route voert daarna naar Dresden. In deze plaats is echter nauwelijks een richtingaanwijzer te vinden naar Praag. Na minstens een half uur rijden door deze stad en vele gedeelten twee, drie of zelfs vier keer te hebben gezien, komen we toch op de goede weg naar Zinnwald. Vlak voor de grens is er nog een omleiding die over smalle boswegen voert.

De grens is uiteindelijk (zonder dat de paspoorten behoeften te worden getoond) snel genomen. De weg naar Praag is van een prima kwaliteit.
Vlak na de grens staan twee meisjes te liften, althans dat denken we eerst. Verderop komen we nog enige tientallen dames tegen en bemerken we dat ze geen lift willen maar hun lichaam aanbieden!

In Praag verdwalen we voor de tweede keer. Ergens vlak voor het drukke centrum komen we tot de ontdekking dat we echt verkeerd zitten. Een inwoner kan ons de plek op de kaart aanwijzen waar wij ons op dat moment bevinden en zo vinden we dan toch het hotel. Rond half tien zijn we op de plaats van bestemming en na een snelle douche heb ik nog een kort gesprek met Petr Kozák en Silvano Balemi, de mede-organisatoren van de workshop.

Maandag 24 augustus.

’s Morgens ontbijt ik al vroeg en kom Geert Jan Olsder (uit Delft) tegen met zijn vrouw. Daarna bezoek ik het instituut en help mee de laatste puntjes op de i te zetten met betrekking tot de workshop. Zo rond half twaalf ben ik weer terug in het hotel en kan nog even een eerste verkenning door de stad worden gemaakt.

De dag verloopt echter niet zo voorspoedig. Op weg naar het centrum blokkeert een kapotte tram de onze en zijn we genoodzaakt lopend een eerstvolgende metro-halte op te zoeken. Op zoek naar een postkantoor om girobetaalkaarten in te wisselen stuit ik eerst op een kantoor dat in restauratie is. Het hoofdpostkantoor is echter wel open maar de rij bij het ene loket waar de kaarten kunnen worden ingewisseld is erg lang (het loket dient ook voor het inwisselen van postwissels of iets dergelijks en dat neemt nogal wat administratieve handelingen in beslag). De dame achter het loket schiet bovendien niet hard op. Pas na anderhalf uur (!!) wachten heb ik mijn Tjechische kronen.

Om vier uur is bij Petr afgespoken. Silvano Balemi is er ook met zijn vriendin. Door het lange wachten bij het postkantoor en door een verkeerde metro keuze wordt dat echter pas vijf uur.

Petr vertrekt over twee weken voor een jaar naar Canada en heeft hierdoor zijn eigen flat inmiddels verhuurd. Hij woont nu tijdelijk in het huis van zijn ouders. We worden getracteerd op drank en allerlei zoetwaren, salade en broodjes met beleg die door Petr’s vrouw Janna met veel zorg is gemaakt. Rond half elf zijn we uiteindelijk weer in het hotel terug.

Dinsdag 25 augustus.

Na rond half tien ontbeten te hebben gaan we weer gezamenlijk de stad in. Dit keer nemen we de goede tram en metro. We wandelen over de Karl’s brug en door de Joodse wijk, we kopen onze eerste souvenirs en eten een koosjer broodje bij de Joodse synagoge. Vergeleken met mijn bezoek vorig jaar aan Praag is duidelijk te zien dat het toerisme hand over hand toeneemt. Er zijn nu veel meer koffieshops e.d. We komen zelfs ijs-Marsen tegen en een aantal verkooppunten van ijs van het “IJsboerke.”

Tegen drieën ga ik in mijn eentje terug na het hotel in verband met de registratie en informele bijeenkomst voorafgaand aan de workshop. Ik heb daar onder andere interessante gesprekken met prof. Inan (die met zijn zoon per auto uit Turkije blijkt te zijn gekomen en daar drie dagen over heeft gedaan), Song, Braker, Brave, Overkamp en Wirth (geen familie van dé Wirth).

’s Avonds tenslotte eten we in het restaurant vlakbij.

Woensdag 26 augustus.

De eerste dag van de workshop. Na een snel ontbijt ben ik om even na acht uur weer op het instituut. De laatste deelnemers melden zich aan. Om even over negen verricht Petr de opening, gevolgd door zijn directeur, Vladimír Kucera.

Om half tien start de eerste van vijf invited lectures. prof. Steve Marcus (University of Maryland) houdt een introductie over discrete event systems.

DEDS komen overal voor, manufacturing systems, batch chemical process control (shutdown, alarm procedures), coputer systems, protocol design, vehical highway systems, robot systems, etc. Voor het modeleren bestaan verschillende technieken: simulatie (geen analyse mogelijk), wiskundige modellen (logisch, met tijd (deterministisch) en stochastisch). Control gaat meestal in de vorm van “rule out paths that do not match certaim criteria,” meestal door extra restricties toe te voegen, zoals liveness, safety, invariance. In stochastische systemen wordt gesproken over goede performance, in logische systemen over gegarandeerd gedrag. Regelmechanismen zijn: disabling/enabling van gebeurtenissen en forcing van gebeurtenissen. Interconnectie is mogelijk in twee soorten: dynamic feedback control en syncronization.

Tot slot geeft Marcus een overzicht van de huidige stand van zaken. Een aantal punten:
(1) Petri-Netten vormen de natuurlijke manier van het modeleren van concurrency. Regeling mogelijk door transitions te disablen. Er is echter nauwelijks enige theorie op dit punt. (2) Programmeertalen en predicaten gebruiken variabelen en zijn simpel en helder voor wat betreft notatie. Temporal logic is te gebruiken voor bewijzen. In dit veld zijn er op heden echter nog geen echte resultaten. (3) Extended automatons met toegevoegde variabelen kunnen complexere systemen aan zonder erg groot te worden.

Tot slot geeft Marcus een aantal mogelijkheden om de complexiteit te reduceren: door structure toe te voegen, variabelen te gebruiken, analyse toe te passen en door bewijsmethoden. Steeds gemotiveerd door de applicatie.

De koffiepauze wordt benut voor het maken van een groepsfoto. Daarnaast heb ik nog een gesprek met Leo Brinkman (Eindhoven) over notatie (in het bijzonder de door Marcus genoemde notatie van Jan Willems).

Na de pauze de eerste sessie over logische systemen. Sprekers zijn Usio (Kobe College, Hyogo, Japan; slechte presentatie over uitbreiding in supervisory control) en Silvano Balemi (ETH Zürich; eveneens over supervisory control, gebruikt een parallelle compositie analoog aan wat ik doe. Verdeelt daarnaast de gebeurtenissen in commando’s en responses.)

De lunch verloopt nog niet geheel vlekkeloos. De geplande twee uur blijken niet voldoende. In het restaurant is men blijkbaar niet gewend aan zulke grote groepen. Uiteindelijk vangt het middagprogramma zo’n klein half uur te laat aan.

De tweede uitgenodigde spreker is prof. Inan (Middle East Technical University, Ankara, Turkije). Hij heeft het over algebraïsch gestructureerde transition systemen (d.i. een automaat zonder structuur, maar voorzien van een aantal operatoren op de toestanden). Dit leidt tot finitely recursive processes.

Vervolgens de tweede sessie over logische systemen, waarbij ik zelf de eerste spreker ben. Hoewel ik vind dat ik het praatje wat te snel afraffel, krijg ik toch de nodige positieve reacties na afloop. Vervolgens komen Lafortune (University of Michigan; over lookahead policies om regelaars te ontwerpen zonder een complete (grote) automaat te hoeven construeren), Brave (EPFL, Lausanne), Scheuring (Stuttgart), Boel (Gent), Caines (McGill university, Montreal; zeer warrig verhaal), Peter Caines (was ooit in Groningen waar hij mij iets over hetzelfde onderwerp vertelde en ik naar één definitie al compleet de draad kwijt was; bovendien wilde hij zoveel vertellen dat hij zelfs na herhaaldelijk aandringen van de voorzitter bleef doorgaan) en Wang (presenteerde in vijf minuten het werk van een ander).

Om zeven uur eten Petr, Silvano en ik met vier van de vijf uitgenodigde sprekers (Inan, Marcus, Ramadge en Olsder) in een restaurant in een buitenwijk van Praag. De maaltijd smaakt goed en na afloop hebben we nog een lange discussie over de situatie in Tjechoslowakije op dit moment.

Donderdag 27 augustus.

De ochtend begint met een sessie over de workshop-exercise. De bedoeling is op verschillende manieren te komen tot een oplossing van het in 1987 door Ramadge en Wonham gepresenteerde regelprobleem van een kat en een muis die leven in een huis met vijf kamers. De bedoeling is de verschillende kat- en muis-deuren zodanig te openen en te sluiten dat kat en muis vrij door het huis kunnen wandelen zonder elkaar ooit in eenzelfde kamer tegen te komen.

Nadat Silvano Balemi een korte introductie heeft gegeven mag ik als eerste uitleggen hoe mijn aanpak tot een oplossing leidt. Aangezien ik gisteren al de theorie heb kunnen vertellen kan ik nu volstaan met een korte schets van de verschillende algoritmen op automaten om de uiteindelijke regelaar te kunnen berekenen.

Daarna is het de beurt aan Capkovic (Slovak academy of sciences, Bratislava; Petri-Net aanpak), LeBorgne (IRISA, campus de Beaulieu, Frankrijk; m.b.v. signals, geeft echter alleen het model, en geen uiteindelijke resultaten), Lafortune (Michigan; de lookahead policies blijken op
dit model echter niet goed te werken. Rijst dan ook de vraag in hoeverre zijn aanpak in het algemeen toepasbaar is), Michael Spathopoulos (university of Strathclyde, Glasgow; finite recursive processes; voornamelijk erg ingewikkeld en veel te veel te zeggen in de beschikbare tijd), Kozák (voegt delays toe aan het model en lost het probleem op op een manier die erg lijkt op de min-max-algebra van Olsder), Sladký (Tjechische wetenschappelijke academie; standaard dynamisch programmeren), Kríz (zelfde academie; boolse vergelijkingen: oplossing echter alleen mogelijk door het model zelf goed te analyseren, de oplossing is dus niet algemeen toepasbaar) en Hoffmann (Stanford; binary logics in plaats van automaten, spaart op deze manier wat ruimte uit doordat no-care transities worden overgeslagen).

De lunch verloopt dit keer heel wat beter, waarschijnlijk omdat de deelnemers gisteren al hadden moeten opgeven wat ze vandaag willen eten.

Na de lunch houdt Geert Jan Olsder zijn verhaal over max-algebra en komt na een uitgebreide introductie nog met een interessante uitbreiding tot continue flow-systemen. Geert Jan geeft mij als voorzitter van deze sessie weinig werk: hij meldt vooraf hoeveel slides hij zal tonen en is zelfs voor tijd klaar. De vragenserie na afloop verzandt bijna in een filosofische discussie over de wetenschap in het algemeen.

De sessie daarna gaat over timed models en Petr is daarvan de eerste spreker. Petr probeert alle systemen (zowel continue als discreet) in
één model onder te brengen. Hoewel geen briljant spreker houdt hij het dit keer kort en brengt alleen wat idee\”en naar voren zonder veel formulewerk te geven. De tweede spreker is Hoffmann (Stanford) die timed systems bestudeert door ze eerst te untimen en na de analyse volgens de logische aanpak de tijd erin terug te stoppen.

Om vier uur begint het sociale programma: eerst een sightseeing per bus (de toegezegde gids verschijnt niet zodat in allerijl een andere gevonden moet worden en Petr het eerste half uur voor zijn rekening neemt). Ik ga overigens niet mee maar fris me in het hotel even op en arriveer op eigen gelegenheid rond zeven uur op de plaats van het workshop diner, restaurant Belevue. Dit zeer luxe restaurant wordt voornamelijk bezocht door toeristen aangezien de inwoners uit Praag zelf de hoge prijzen niet kunnen opbrengen (het diner kost bijvoorbeeld 500 kronen, ongeveer vijf keer zoveel als een maaltijd in een meer normaal restaurant).

De deelnemers arriveren rond kwart over zeven eveneens bij het restaurant. Het diner gaat in sneltreinvaart voorbij en een uur later zijn voorgerecht, hoofdgerecht, nagerecht en koffie op. Dergelijke snelle maaltijden zijn nog altijd gebruikelijk in Praag: zodra je iets op hebt, wordt het betreffende servies-stuk weggehaald (soms zelfs al voordat je het op hebt: even pauzeren tijdens de maaltijd wordt dan ook al snel bestraft met het weghalen van je bord).

Daarna wandelen we nog even langs de rivier en over de Karl’s brug en drinken wat op een terrasje. De tram terug lijkt plots veel harder te
rijden dan die op de heenweg.

Vrijdag 28 augustus.

De eerste sessie betreft min-max algebra. Hans Braker (Delft) heeft het “geluk” vanochtend de eerste spreker te zijn. Hij geeft wat uitbreidingen aan de max-algebra. Wang (Senyang, China) geeft een niet te volgen verhaal. Hij gebruikt slides met een veel te kleine letter en laat op een gegeven moment 5 slides zien in evenzoveel seconden! De laatste spreker in deze sessie is Wagneur (Montreal).

Na de koffie houdt Cristos Cassandras (Massachusetts) zijn invited lecture over pertubation analysis. Hij maakt goed duidelijk wat PA is en wat voor mogelijkheden en restricties er zijn om uit één waarneming veel meer over het gedrag van een systeem te weten te komen. Hij geeft o.a. een leuke toepassing van de theorie op het besturen van een liftsysteem.

Direct na zijn verhaal een tweetal korte sessies over PA (Williams; Iowa) en optimal control van DES’s (Sengupta (Michigan) en Song (York)).

De lunch verloopt vandaag wederom redelijk gesmeerd. De temperatuur loopt deze dag echter wel erg op (zo’n 35 graden). De laatste uitgenodigde spreker, Peter Ramadge, ziet er na zijn praatje van één uur dan ook uit als een tennisser, die juist de wereldcup heeft gewonnen. Peter geeft een wat afwijkend verhaal. Hij geeft geen overzicht maar vertelt waar hij zich op dit moment mee bezig houdt. Dat blijkt een hybride systeem te zijn bestaande uit een aantal reservoirs die gevuld worden vanuit één centrale tank. Steeds kan één reservoir worden gevuld. Daarnaast loopt de vloeistof aan de onderkant van de reservoirs middels een opening weer weg. De bedoeling is dit systeem zo te regelen dat geen enkel reservoir leegraakt.
De analyse van dit systeem is nogal ingewikkeld en echte resultaten zijn er nog niet te melden. Het systeem eindigt uiteindelijk in een soort periodiek gedrag. Het inverse systeem (laat de vloeistof de andere kant uitlopen) blijkt in chaotisch gedrag te eindigen.

Nog voor de koffiepauze spreken Pik (Tjechische wetenschappelijke academie; hoewel hij een interessante DES-toepassing heeft: weersvoorspellingen door de luchtdrukverdelingen in klassen op te delen, is zijn voordracht abominabel) en Wirth (ETH). Gezien de warmte snakt heel het publiek naar de koffie en zijn nog weinigen in staat de verhalen te volgen.

Na de koffie nog een tweetal toepassingen (Riedel; ETH, simuleert een verkeerskruispunt en Frankoviuc; Slovak academy of science; modelleert een assembleersysteem). Tot slot bedankt Inan de organisatoren namens de uitgenodigde sprekers en bedankt Petr de deelnemers en de mensen van zijn instituut voor hun hulp.

Dan is de workshop over. Langzaamaan drinkt dat besef ook door bij de organisatoren. Als uiteindelijk de laatste deelnemer na afscheid genomen te hebben is vertrokken kunnen Petr, Silvano en ik ons terugtrekken voor een korte nabespreking. Het grootste deel van de avond wordt besteed aan het bepalen van de inhoud van de te verschijnen proceedings n.a.v. deze workshop en de selectie van artikelen die daarin moet verschijnen.
In plaats van een diner nuttigen we de laatste broodjes van de koffiepauze.

Zaterdag 29 augustus.

Nog één dag voor onszelf. Vanwege het warme weer bezoeken we een park naast de Praagse burcht. Dit park is tegen een helling gelegen en een speciaal treintje brengt de mensen naar de top. Daar staat een immitatie van de Eifeltoren waarvanaf je een fantastisch gezicht hebt op de stad. Halverwege de heuvel is een restaurant. Vanaf het terras van dat restaurant is het uitzicht eveneens geweldig. We besluiten daar onze laatste maaltijd te nuttigen en die blijkt uitstekend te smaken.

De avond wordt besteed aan het pakken van de koffers.

Zondag 30 augustus.

Om half acht genieten we van ons laatste ontbijt in het hotel. We vragen om wat extra broodjes en beleg voor onderweg. Rond negen uur vertrekken we uit Praag. Het weer is eerst bewolkt, bij de grens regent het zelfs, maar daarna wordt het zienderogen beter en zelfs warm.

We hebben besloten een andere route te nemen, meer over de autobahn en minder door Oost-Duitsland. De route blijkt echter niet alleen langer te zijn in kilometers maar door de vele files (we staan vier keer in zo’n file) ook in tijd. Eén file voorbij Chemnitz wordt veroorzaakt doordat een bord waarop vermeld staat dat alle verkeer over één strook verder moet is vergeten weg te halen!!

Bij Kassel genieten we van een warme hap. Uiteindelijk zijn we rond elf uur weer thuis.

Terugkijkend op de workshop kan ik niet anders concluderen dan dat deze uitstekend is geslaagd. Uiteindelijk bleken alle sprekers aanwezig (wat bij heel veel congressen wel eens anders is), en waren alle invited lectures bijzonder interessant. Uiteindelijk zijn veel nieuwe contacten gelegd. Ik had zelf tien exemplaren meegenomen van mijn dictaat over discrete event systems, die echter binnen een aantal uren op waren. Eenmaal terug heb ik nogmaals zo’n aantal aan gegadigden moeten nasturen.

De workshop heeft laten zien dat er nog heel veel verschillende aanpakken, notaties en ideeën zijn op het gebied van discrete event systemen. In wezen echter zijn er maar drie disiplines te onderscheiden: logische systemen, dynamische systemen (met tijd) en stochastische systemen (met waarschijnlijkheid).

Belangrijker dan het op één lijn brengen van de diversiteit in notatie is echter het vinden van echte toepassingen en de vinden van oplossingen voor het grootste probleem dat dan ontstaat: het enorm groeien van de toestandsruimte bij real-time toepassingen.

Prof. Cassandras had het idee (zo zei hij mij tijdens een koffiepauze) dat de ontwikkelingen in het onderzoek op dit moment zo’n beetje een locale limiet bereiken (elk nieuw resultaat is vaak niet meer dan een minieme aanpassing of uitbreiding van iets wat al bestaat). Onderzoekers in dit gebied zouden zich meer moeten richten op wat achter deze locale barriëre schuilt, zodat het onderzoek een nieuwe impuls krijgt. Het werk van Ramadge (hybride systemen) kan een eerste aanzet daartoe zijn evenals dat van Olsder (toepassing van discrete theorie of continue systemen).

Conclusies van deze workshop: (1) terugdringen van de diversiteit in notatie, (2) op zoek naar applicaties, (3) reduceren van de complexiteit en (4) vinden van nieuwe onderzoeksgebieden.

Misschien dat in een volgende WODES (’94) zulke nieuwe resultaten gevonden zijn.