概念・用語

本ページでは、TPCA / CAE-SDB 状態遷移前制御アーキテクチャで使用する基本用語を整理する。

現在状態 / 目標状態

現在状態とは、システムが実行前に置かれている状態、段階、または経路上の位置を指す。

目標状態とは、システムが次に入ろうとしている状態、目標実行経路、または目標物理実行段階を指す。

移行前判定

移行前判定とは、システムが目標状態、目標実行経路、または目標物理実行段階へ入る前に、関連する状態を構造的に判断することである。

移行前判定では、次の内容を確認する。

• 条件が成立しているか。
• 許可が成立しているか。
• 実行チェーンが接続可能か。
• 現在状態は問題なく制御可能な状態にあるか。
• 次に進入許可、待機、再認識、戻し、分岐、進入禁止、安全ロック、作業者確認のどの経路へ進むべきか。

TPCA

英語：Transition Pre-Control Architecture

状態遷移前制御アーキテクチャ。

目標状態、目標実行経路、または目標物理実行段階へ入る前に、構造化された判定と多経路制御を行うためのアーキテクチャである。

PCN

英語：Pre-Control Node

移行前制御ノード。

PCN は、目標状態へ入る前に配置される判定ノードであり、状態取得、信号整理、C / A / E マッピング、S / D / B 判定、制御出力、状態記録を行う。

1つの PCN は、1つの状態遷移入口に対応する。

自動化実行ユニットでは、PCN は PLC 機能ブロック、エッジコントローラモジュール、またはソフトウェア上の判定ノードとして実装できる。

MES / WCS、AGV / AMR 群制御、製造DX、デジタル呼び出し制御の場面では、PCN はタスク発行前、リソース解放前、ステーション受け入れ前、システム連動実行の復帰前、または目標呼び出し経路へ入る前の移行前判定ノードとして扱うことができる。

PCN ネットワーク

PCN ネットワークとは、複数の PCN （Pre-Control Node）が状態遷移の関係に沿って接続された移行前制御構造である。

1つの PCN は、1つの目標状態入口に対応する。 たとえば、ロボットが把持段階へ入る前、圧入機が圧入段階へ入る前、AGV がステーションへ進入する前、MES が次工程へタスクを流す前などに PCN を配置する。

複数の PCN を設備ユニット、ライン、MES / WCS、AGV / AMR 群制御層、製造 DX システム、デジタル呼び出しシステムなどに配置すると、状態遷移入口どうしの関係を追えるようになる。

PCN ネットワークは、次の内容を把握するために用いる。

• どの位置に移行前判定が必要か。
• どの状態入口で失敗が繰り返されているか。
• どの許可境界を独立して判断すべきか。
• どの実行チェーンが接続しにくいか。
• どの状態遷移条件を明示化すべきか。
• どの履歴を振り返りや改善に利用できるか。

CAE-SDB

英語：CAE-SDB Matrix

CAE-SDB は、C / A / E と S / D / B を組み合わせて、目標状態へ入る前の状態を整理するための判定マトリクスである。

C / A / E は、問題が条件、許可、実行チェーンのどこに関係するかを示す。
S / D / B は、その問題が構造の不足なのか、信号の動的有効性の問題なのか、曖昧な境界状態なのかを示す。

判定結果は、進入許可、待機、再認識、戻し処理、下流調整、進入禁止、安全ロック、作業者確認、状態記録などの制御内容につながる。

C

英語：Condition

条件状態。

C は、目標状態へ入るために必要な現場条件、対象物条件、識別条件、データ条件、タスク条件などが成立しているかを示す。
例として、ワーク存在、位置合格、識別結果有効、タスク存在、パラメータ完備、前段階完了などがある。

A

英語：Authority

許可状態。

A は、システムが目標状態へ進んでよいかを判断するための許可条件である。

代表的な内容には、安全許可、上位システム許可、エリア許可、作業者確認、操作権限、リソースロック、相手設備の受入れ許可などがある。

A は、通常の条件より優先度が高い条件になり得る。
たとえば、安全許可、エリア許可、上位システム許可、リソースロック、相手設備の受入れ許可が成立していない場合、対象条件や実行チェーンが成立していても、目標状態へ進入させてはならない。

A の役割は、「動けるか」ではなく、「進ませてよいか」を判断することである。

E

英語：Execution Chain

実行チェーン状態。

E は、目標状態へ入った後に、処理が後続工程までつながるかを判断するための状態である。
単体設備が ready であっても、下流受入れ、戻し経路、異常排出、結果書き戻しなどが成立していなければ、実行チェーンは成立しない。

E の役割は、「設備が動けるか」だけでなく、「動いた後に処理を継続できるか」を確認することである。

S

英語：Structure

構造完全性。

S は、目標状態へ入る前に必要な信号、インターフェース、対応関係、許可元、経路、実行チェーンの範囲が、あらかじめ定義され、接続され、確認できる状態になっているかを判断するための判定である。

たとえば、必要な信号が定義されていない、インターフェースが接続されていない、信号と状態の対応関係が決まっていない、許可を出す元が不明確である、下流や戻し経路を含む実行チェーンの範囲が定義されていない、といった状態が S の問題にあたる。

S の役割は、判定に必要な構造そのものが成立しているかを確認することである。構造が成立していない場合、信号値が OK に見えても、その状態をそのまま進入判定に使うべきではない。

D

英語：Dynamics

動的有効性。

D は、取得した状態信号を、現在の判定に使ってよいかを確認するための判定である。
信号が OK に見えても、古い、未更新、遅れている、同期していない、ばたついている、または許可がすでに撤回されている場合、その信号を現在状態として扱うことはできない。

D の役割は、信号値そのものではなく、その信号が今も有効で信頼できるかを判断することである。

B

英語：Boundary

制御境界。

B は、OK と NG の間に残る曖昧な状態を、そのまま Waiting、NG、アラームとして扱わず、制御可能な処理パターンへ細分化するための判定である。

たとえば、条件が完全には成立していない場合でも、それを単純に NG とせず、待機すべき状態なのか、リトライすべき状態なのか、再認識すべき状態なのか、戻し処理へ回すべき状態なのか、進入禁止にすべき状態なのか、作業者確認へ回すべき状態なのかを分けて判断する。

B の役割は、境界状態を曖昧なまま残さず、次に実行可能な制御内容へ展開することである。

多経路制御

英語：Multi-path Control

CAE-SDB の判定結果に基づいて出力される制御経路である。

代表的な制御結果には、進入許可、待機、再認識、再取得、再位置決め、戻し、異常排出、リソース解放、代替経路、進入禁止、安全ロック、作業者確認、状態記録が含まれる。

多経路制御は、目標状態へ入る前に成立していない理由を、実行可能、表示可能、記録可能な工程処置経路へ変換するために用いる。

状態記録とトレーサビリティ

英語：State Logging and Traceability

現在状態、目標状態、多系統状態信号、C / A / E マッピング結果、S / D / B 判定結果、制御出力、時刻情報を記録することである。

状態記録は、現場での振り返り、問題追跡、設計レビュー、プロジェクト引継ぎ、今後の改善に活用できる。

製品化の時は、MES / WCS、HMI、SCADA、AI 分析モジュールに向けた構造化データソースとして利用できる。