上个世纪80年代后期以来，生产过程控制与生产管理朝着一体化的方向发展。在企业管理方面，以企业资源计划系统、供应链管理系统和客户关系管理系统为代表的管理信息系统正在得到广泛应用，提高了管理效率；在生产过程自动化方面，自动化装备得到了广泛的应用，极大地提高了生产过程控制水平和产品质量。过程控制层与管理层之间的信息脱节问题已经突显，制约了生产与管理水平的提高。企业需要在经营管理和生产过程控制之间能够进行双向信息流交互、对生产过程进行直接管理，即实现企业信息化。论文首先综述了企业信息化系统研究和应用现状，以及Petri网在其中的应用研究情况和发展趋势，对比了离散型制造企业、流程型加工企业、混合型生产企业的信息化系统的异同，提出了适合于混合生产企业的信息化系统体系结构——A~3模型，以及基于以成本信息为中心的信息集成模式。论文基于A~3模型体系结构，根据企业信息化系统的顶层、中间层和底层的多个层次不同需求，采用Petri网分别建立各层应用问题的模型。信息化系统不同层次的Petri网统一建模，为解决当前同一系统由于采用众多不同模型的不一致现象和由此带来的系统难于集成等问题提供了一种新的途径。为解决知识处理问题，论文定义了一种面向Horn子句逻辑推理的Petri网形式——HIPN网，分析了HIPN网的一些重要特性。提出了一种基于HIPN网的推理算法，该算法不同于已有的通过T-不变量或线性代数的求解方法，结合支持集策略，充分利用HIPN网的知识的长效性和同一规则不重复执行这两个重要特性，有效地消除现有其它方法中重复推理工作，大幅提高了推理速度。论文分析了不同子网的特点并据此对子网进行分类，研究了子网与其外部环境的关系，在此基础上提出了接口标准化和子网规范化的思想。着重研究了基于T-子网的系统分解和系统抽象的方法，为满足信息化系统层次建模的需要，提出了“工程子网”结构。采用测试网与回路分析的方法，给出了工程子网的一些重要特性，表明工程子网和对应变迁之间的等价性。研究了工程子网到变迁的抽象和应用工程子网细化变迁的方法，证明了变换过程中网的有界性、安全性、无死锁性和可回复性等基本特性依旧可以保持。该研究为在企业信息化系统中基于Petri网，利用层次化技术和分块模拟技术实现信息化系统开发与集成提供了理论基础。论文最后研究了从当前企业信息化系统开发设计方法到Petri网方法的过渡问题。通过实现IDEFO静态模型到Petri网动态模型的转化，表明采用Petri网的方法来替代传统方法进行新系统分析设计和实现旧系统的维护与重用是可行的。在基于Petri网系统建模的基础上，提出了系统功能分析、数据分析的新方法。这些改进克服了传统方法目前存在的一些问题，相对传统方法更为有效。企业信息化现已在国内外得到广泛研究与实践，Petri网是信息化系统建模最为重要的方法之一，在建模仿真、性能分析、生产调度、过程控制等方面得到广泛应用。论文对信息化系统体系结构和信息集成技术、基于Petri网的系统建模和分析以及基于Petri网的信息化系统工程化开发设计方法及其关键技术的研究具有重要意义。