なぜ PCN Trace は新しいエンジニアリングデータなのか？

製造現場では、すでに大量のデータが蓄積されている。

PLC は設備状態やアラームを記録し、MES は生産履歴を保持する。WCS はタスクやスケジューリングの記録を持ち、設備プラットフォームでは温度、電流、位置、サイクルタイム、運転時間などを収集している。

これらのデータは、設備、タスク、作業指示、アラーム、イベントなどを単位として整理される。

PCN Trace（状態遷移判定履歴）では、これらの既存データに加えて、

1 回の目標状態入口（Target State Entry）に対する状態遷移判定

を記録対象とする。

1 回の判定では、今回の目標状態入口に対して使用した状態、形成された CAE-SDB 判定結果、制御優先度調停（Arbitration）の結果、選択された複数経路制御（Multipath Control）、実行結果、時間情報 T を関連付ける。

つまり PCN Trace は、

判定に使用した状態
→ CAE-SDB 判定結果
→ 制御優先度調停
→ 複数経路制御
→ 実行結果

を、同じ目標状態入口に対応する一つの履歴として保持する。

本稿でいう「新しいエンジニアリングデータ」とは、履歴記録という考え方そのものを指すのではなく、

1 回の目標状態入口に対する判定・制御・実行結果を、一つの独立したデータ対象として継続的に記録、比較、集計、分析できるようにすること

を指す。

基本概念については、以下を参照。

1. PCN Trace と従来のエンジニアリングデータ

製造現場で一般的に扱われるデータには、次のようなものがある。

設備状態データ

運転
停止
Ready
位置
回転速度
温度
電流
圧力
エネルギー使用量

生産データ

生産数量
良品率
サイクルタイム
OEE
不良数量
停止時間
ロスタイム

イベント・アラーム履歴

アラーム発生
アラームリセット
設備起動
設備停止
工程開始
工程終了
タスク完了
タスク失敗

MES / WCS 運転記録

タスク生成
タスク割当
Waiting
Blocked
Pending
資源占有
経路状態
ステーション状態

これらのデータから、設備、タスク、工程がある時点でどのような状態であったかを確認できる。

例えば、現場に次の記録が残っている場合を考える。

Robot Ready = TRUE
安全許可 = TRUE
画像認識結果 = OK
下流 Ready = FALSE
ロボット未動作

この記録から、各システムの状態を確認できる。

一方、

なぜその時点でピックアップ段階へ進入しなかったのか

を確認するには、今回の目標状態入口に対応する判定関係も必要になる。

PCN Trace では、例えば次の内容を同じ判定履歴に関連付ける。

当時の現在状態
目標状態
判定に使用した主要な入力状態
C / A / E 状態マッピング
S / D / B 判定
CAE-SDB 判定結果
制御優先度調停結果
選択された複数経路制御
実行結果
時間情報 T

データの整理単位は、次のように整理できる。

従来の設備・生産データ：
設備、イベント、タスク、作業指示などを単位として記録

PCN Trace：
1 回の目標状態入口に対する状態遷移判定を単位として記録

この違いにより、PCN Trace では、

どの状態を根拠として、どの判定結果が形成され、どの制御が選択され、その後どうなったか

を一つの状態遷移の文脈で追跡できる。

2. PCN Trace に記録する情報

1 つの PCN（Pre-Control Node / 前制御ノード）は、1 つの明確な目標状態入口に対応する。

基本関係は次の通りである。

現在状態（Current State）
    ↓
目標状態入口（Target State Entry） / PCN
    ↓
目標状態（Target State）

PCN 内では、今回の目標状態入口に関係する状態を取得し、次の処理へ接続する。

関連状態
→ C / A / E 状態マッピング
→ S / D / B 判定
→ CAE-SDB 判定結果 + T
→ 制御優先度調停（Arbitration）
→ 複数経路制御（Multipath Control）
→ 実行結果
→ PCN Trace

一つの PCN Trace には、例えば次の情報を関連付ける。

項目	記録内容
PCN	対象となった目標状態入口
現在状態	判定時点の現在状態
目標状態	今回進入しようとしている目標状態
主要な入力状態	今回の判定に使用した状態
時間情報 T	状態、判定、制御、実行に関係する時間情報
C / A / E 状態マッピング	各入力状態の今回の状態遷移における役割
S / D / B 判定	各状態に対する判定
CAE-SDB 判定結果	今回形成された構造化判定結果
制御優先度調停結果	制御上の優先関係を処理した結果
複数経路制御	今回選択された制御経路
実行結果	制御実行後に確認された結果
Trace ID	1 回の状態遷移判定を識別する情報

例えば、次のような PCN Trace を形成できる。

PCN：ピックアップ入口

現在状態：ピックアップ待ち

目標状態：ピックアップ段階

CAE-SDB 判定結果：C-D

判定内容：画像認識結果が有効時間を超過

制御優先度調停結果：再認識を優先

複数経路制御：再認識

実行結果：新しい認識結果を取得

Trace ID：PCN-XXXX-XXXX

この Trace では、

入力状態
→ 判定結果
→ 制御選択
→ 実行結果

を 1 回の目標状態入口に対応する履歴として保持する。

本稿では、PCN Trace の基本構成とエンジニアリング上の役割を公開範囲とする。

3. PCN Trace を蓄積すると何が分かるのか

PCN Trace を継続して蓄積すると、目標状態入口単位で判定結果、制御結果、実行結果を集計・比較できる。

代表的な改善確認例を次に示す。

PCN Trace で繰り返し確認される状態	確認対象となるエンジニアリング項目
C-S が集中	条件状態に必要な信号、インターフェース、マッピング、対象定義
C-D が継続	データ更新、同期、時間有効性、認識結果の有効性
C-B が高頻度	条件値、信頼度、位置偏差、時間などの制御境界
A-S が集中	許可元、権限インターフェース、資源許可の構造
A-D が継続	許可更新、同期、取消、状態切替
A-B が高頻度	許可範囲、時間ウィンドウ、関連する制御境界
E-S が集中	下流、代替経路、異常経路、結果書戻しなどの実行チェーン構造
E-D が継続	下流受入、実行チェーン、資源状態、システム間時系列
E-B が高頻度	容量、待機時間、資源利用範囲などの制御境界
特定の複数経路制御が高頻度	対応する目標状態入口の制御条件、優先関係、候補経路
特定の判定結果と実行結果の組合せが継続	制御経路と実際の実行結果との関係

この改善マトリクスにより、

目標状態入口
→ 状態変数領域
→ 判定特性
→ CAE-SDB 判定結果
→ 制御優先度調停結果
→ 複数経路制御
→ 実行結果

という単位で改善対象を整理できる。

例えば、ある PCN で次の結果が継続して発生している場合を考える。

C-D：
画像認識結果の有効性または同期に関する問題

この場合、次のような項目を改善候補として確認できる。

認識結果の更新方法
対象との対応付け
同期方法
有効時間の設定
再認識の制御条件

改善後も同じ PCN Trace を継続して記録することで、

C-D の発生頻度
CAE-SDB 判定結果の分布
制御優先度調停結果
再認識などの複数経路制御の発生頻度
実行結果

を比較できる。

改善サイクルは、次のように整理できる。

PCN 運用
    ↓
PCN Trace
    ↓
集計・比較
    ↓
状態遷移上の改善対象を抽出
    ↓
エンジニアリング改善
    ↓
再運用
    ↓
新しい PCN Trace
    ↓
改善前後を比較

PCN Trace は、状態遷移条件、許可、実行チェーン、制御境界、制御経路を継続的に確認するためのデータとして利用できる。

4. PLC / HMI、MES / WCS、製造 DX における PCN Trace

4.1 PLC / HMI

PLC / HMI では、一般に次のような状態を表示・記録する。

信号状態
Ready
Interlock
Alarm
シーケンス状態
設備状態

PCN Trace を組み合わせることで、さらに次の情報を一つの目標状態入口に対応付けて表示できる。

現在状態
目標状態
目標状態入口
時間情報 T
CAE-SDB 判定結果
制御優先度調停結果
複数経路制御
実行結果
Trace ID

例えば、HMI 上では次のような情報を目標状態入口単位で表示できる。

目標状態：ピックアップ段階

CAE-SDB 判定結果：C-D

判定内容：画像認識結果が有効時間を超過

制御優先度調停結果：再認識を優先

複数経路制御：再認識

これにより、対象となった目標状態、判定理由、制御経路を同じ画面または履歴情報から確認できる。

4.2 MES / WCS

MES / WCS では、タスク、車両、ステーション、経路、資源、Waiting、Blocked、Pending など、多数の状態を扱っている。

PCN Trace は、これらの状態を具体的な目標状態入口に対応する状態遷移判定として関連付ける。

例えば、次の情報を一回の判定履歴として整理できる。

PCN
目標状態入口
目標状態
時間情報 T
C / A / E 状態マッピング
S / D / B 判定
CAE-SDB 判定結果
制御優先度調停結果
複数経路制御
実行結果

MES / WCS の協調停滞分析では、タスクや設備状態に加えて、

どの目標状態入口で Waiting が発生したか。
どの許可状態が判定に影響したか。
どの Execution Chain（実行チェーン）に関係する結果が形成されたか。
どの複数経路制御が選択されたか。

を分析対象として利用できる。

4.3 製造 DX

製造 DX では、設備データ、生産データ、イベントデータなどを利用して、可視化、分析、改善を行う。

PCN Trace を用いる場合は、状態遷移判定に対して次のデータチェーンを形成できる。

状態遷移前判定
→ PCN Trace
→ 状態遷移パターン分析
→ エンジニアリング改善
→ 再運用
→ Trace 比較

設備・生産データと PCN Trace の主な整理対象は次の通りである。

項目	設備 / 生産データ	PCN Trace
主な記録対象	設備、工程、タスク、生産結果	1 回の目標状態入口に対する状態遷移判定
主な確認内容	設備や生産プロセスで発生した状態・結果	判定に使用した状態、判定結果、制御経路、実行結果
データの整理単位	設備、時間、タスク、作業指示、イベント	PCN、目標状態入口、現在状態、目標状態、時間情報 T
主な分析項目	稼働、性能、品質、異常、生産数量	C / A / E、S / D / B、CAE-SDB 判定結果、制御優先度調停結果、複数経路制御、実行結果
主な改善対象	設備、工程、保全、生産プロセス	状態遷移条件、許可、実行チェーン、制御境界、制御経路
改善確認	OEE、サイクルタイム、生産数量、アラーム、品質など	改善後の PCN Trace における判定、制御、実行結果の変化

このように PCN Trace を継続して蓄積することで、状態遷移判定そのものを製造 DX の分析対象として扱うことができる。

4.4 PCN Network と組み合わせた分析

複数 PCN の PCN Trace を PCN Network 上の関係と対応付けることで、複数の目標状態入口間に存在する許可、資源、実行、状態更新などの依存関係を分析できる。

詳細については、以下を参照。

まとめ

製造現場では、設備データ、生産データ、タスクデータ、アラームデータ、イベントデータなどが継続的に記録されている。

PCN Trace は、これらの状態情報を 1 回の目標状態入口に対する状態遷移判定履歴として関連付ける。

基本的な記録関係は次の通りである。

関連状態
→ C / A / E 状態マッピング
→ S / D / B 判定
→ CAE-SDB 判定結果 + T
→ 制御優先度調停
→ 複数経路制御
→ 実行結果
→ PCN Trace

本稿でいう「新しいエンジニアリングデータ」は、

1 回の目標状態入口に対する状態遷移判定そのものを、継続して記録、比較、集計、分析できるデータ対象として扱うこと

を指す。

PCN Trace からは、

どの目標状態入口に対して、どの状態を判定に使用し、どの CAE-SDB 判定結果と制御優先度調停結果が形成され、どの複数経路制御が選択され、最終的にどの実行結果となったか

を確認できる。

さらに、継続して蓄積することで、

目標状態入口ごとの反復問題
CAE-SDB 判定結果の傾向
複数経路制御の選択傾向
実行結果との関係
改善前後の変化

を比較・分析できる。

PCN Trace は、状態遷移判定を継続的なエンジニアリング改善へ接続するためのデータとして利用できる。

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文書情報

題目：なぜ PCN Trace は新しいエンジニアリングデータなのか？
文書種別：技術ノート
バージョン：Public Note Version 1.6
初回公開日：2026-07-14
最終更新日：2026-09-08
著者：全野南政 / Nansei Zenno
現在の URL：https://zennns.com/jp/notes/why-pcn-trace-is-engineering-data/

本稿は、TPCA / PCN 状態遷移前制御体系の公開説明資料である。