概念术语 | 工程系统状态迁移知识库

本页用于统一 TPCA / PCN 状态迁移前置控制体系中的核心术语，适用于公开说明、应用案例、合作沟通和后续技术文档。

TPCA / PCN 的核心命题是：

一次明确的目标状态入口，应当成为可以被独立设计、判定、控制和记录的工程对象。

如需了解 TPCA / PCN 与既有工业自动化方法和控制机制的关系，可参见：

核心术语速查

术语	中文名称	基本作用
TPCA	状态迁移前置控制架构	面向明确目标状态入口的总体前置判定与控制架构
PCN	前置控制节点	部署在具体目标状态入口前的工程节点
Current State	当前状态	系统当前所处的状态、阶段或路径位置
Target State	目标状态	系统准备进入的下一状态、目标执行路径或目标物理执行阶段
Target State Entry	目标状态入口	系统从当前状态准备进入目标状态时需要进行前置判定的工程位置
C	Condition / 条件状态	判断进入目标状态所需的对象、数据、任务、参数等事实条件是否成立
A	Authority / 许可状态	判断安全、权限、资源、上位系统或人工许可是否允许进入目标状态
E	Execution Chain / 执行链状态	判断进入目标状态后，执行链是否能够继续接续
S	Structure / 结构完整性	判断所需信号、接口、映射关系、许可来源和执行链边界是否完整
D	Dynamics / 动态时序有效性	判断相关状态在当前时点是否仍可作为本次迁移的有效判定依据
B	Boundary / 控制边界	判断相关状态是否仍处于本次目标状态入口所允许的工程边界内
CAE-SDB	结构化判定逻辑	将 C / A / E 状态变量域与 S / D / B 判定性质组合分析
CAE-SDB Result	CAE-SDB 判定结果	一次前置判定形成的一个或多个结构化判定结果
T	时间信息	与状态和判定一起保留的时间信息，用于状态先后关系、动态判定和 PCN Trace
Arbitration	控制仲裁	根据完整判定结果和预先定义的控制约束确定控制优先关系
Multipath Control	多路径控制	根据仲裁结果确定下一目标状态或目标执行路径
PCN Trace	PCN 状态迁移判定履历	记录一次目标状态入口的输入、判定、时间信息、控制输出和执行结果
PCN Runtime	PCN 运行时	承载 PCN 在线判定、仲裁、控制输出和履历生成的运行部分
PCN Network	PCN 网络	多个 PCN 按实际状态迁移关系及必要依赖关系形成的前置控制结构

TPCA / PCN 的基本工程关系为：

① Current State（当前状态、当前阶段、当前路径位置）
   ↓
② Target State（目标状态、目标执行路径、目标物理执行阶段）
   并确定 Target State Entry（目标状态入口）
   ↓
③ PCN（Pre-Control Node / 前置控制节点）
   └─ 获取相关状态，进行 C / A / E 状态映射
   ↓
④ S / D / B 判定 → CAE-SDB 判定结果 + T
   ↓
⑤ 控制仲裁（Arbitration）
   ↓
⑥ 多路径控制（Multipath Control）
   ↓
⑦ 对 Target State Entry 应用控制
   ├─ 允许进入
   ├─ 等待、重新确认、重试
   ├─ 转向其他 Target State
   └─ 禁止进入等
   ↓
⑧ 执行选定的控制路径 → 执行结果
   ↓
⑨ PCN Trace（状态迁移判定履历）→ 将输入、判定、控制和执行结果关联记录

PCN Runtime 承载上述过程的实际运行。多个 PCN 按不同目标状态入口及其状态迁移关系连接后，可以形成 PCN Network。

当前状态、目标状态与目标状态入口

当前状态（Current State） 是系统在状态迁移前所处的状态、阶段或路径位置。

目标状态（Target State） 是系统准备进入的下一状态、目标执行路径或目标物理执行阶段。

目标状态入口（Target State Entry） 是系统从当前状态准备进入目标状态时需要进行前置判定的工程位置。

TPCA / PCN 处理系统实际进入目标状态之前的前置判定问题。

典型状态迁移包括：

等待阶段 → 抓取阶段；
放置完成 → 压装阶段；
待检测 → 检测执行阶段；
任务存在 → 任务进入执行；
AGV 到站 → 站点承接；
当前请求 → 目标调用路径。

目标状态不限于正常工艺流程中的下一阶段。返工、回流、回退、异常分流、重新投入、备用路径或其他需要重新进行进入判定的状态，也可以成为目标状态。

在 TPCA 的实际运行视角中，上述路径均表现为：

Current State → New Target State

即使新的目标状态与历史状态具有相同或相似的工程内容，也属于新的状态实例。

当前状态、目标状态和目标状态入口需要明确，否则 PCN 缺少确定的前置判定对象。

前置控制

前置控制是指系统进入目标状态、目标执行路径或目标物理执行阶段之前，对相关多源状态进行结构化判定，并根据完整判定结果决定是否进入以及进入哪一条控制路径。

前置控制的判定内容包括：

条件是否成立；
许可是否成立；
执行链是否能够接续；
判定所需结构是否完整；
当前状态是否具有动态时序有效性；
相关状态是否处于预先定义的工程边界内；
多个判定结果同时存在时的控制仲裁；
最终进入的目标状态或目标执行路径。

前置控制发生在目标状态进入之前，与动作失败后的事后诊断和单纯报警分类所处的工程位置不同。

TPCA

英文：Transition Pre-Control Architecture

中文：状态迁移前置控制架构。

TPCA 是围绕明确目标状态入口建立的总体前置控制架构。

TPCA 将分散在设备、控制程序、MES / WCS、安全系统、人工确认和其他工程接口中的相关状态，围绕同一个目标状态入口组织为前置判定、控制输出和判定履历。

其基本工程链条为：

当前状态
→ 目标状态 / 目标状态入口
→ PCN
→ C / A / E 状态映射
→ S / D / B 判定
→ CAE-SDB Result + T
→ Arbitration
→ Multipath Control
→ Execution Result
→ PCN Trace

多源信号准备进入 PCN

示意：PCN 将多源状态映射到 C / A / E，并从 S / D / B 三类性质形成 9 个判定坐标。一个或多个判定坐标被触发后，经 Arbitration 选择相应执行路径；正常执行链成立时进入 Target State。

TPCA 不替代 PLC、状态机、SFC、Interlock、安全控制或 MES / WCS。

当多个已有机制共同决定一次状态迁移时，TPCA 用于围绕同一个目标状态入口组织相关状态、前置判定、控制结果及判定履历。

TPCA 同时保留状态和判定的时间信息。真实运行中的状态迁移沿时间方向发生，后续状态即使与历史状态具有相同工程内容，也属于新的状态实例。

详细说明可参见：

TPCA 的状态迁移单向性——为什么真实工程系统不存在状态回退？

PCN

英文：Pre-Control Node

中文：前置控制节点。

PCN 部署在一个明确的目标状态入口前，是 TPCA 在具体状态迁移入口上的工程节点。

一个 PCN 对应一个明确的目标状态入口，并围绕该入口完成：

当前状态与目标状态确认；
多源状态获取与整理；
C / A / E 状态映射；
S / D / B 判定；
CAE-SDB Result 生成；
时间信息 T 保留；
Arbitration；
Multipath Control 输出；
执行结果获取；
PCN Trace 生成。

PCN 的具体实现形式不固定。

在自动化执行单元中，可以由 PLC 功能块、边缘控制器模块或软件判定节点承担；在 MES / WCS、AGV / AMR 群控、制造 DX 或数字系统中，也可以部署在任务执行、资源放行、站点承接、状态恢复或目标调用路径进入之前。

PCN Runtime

英文：PCN Runtime

中文：PCN 运行时。

PCN Runtime 是 PCN 在实际系统中执行在线状态处理、判定、控制输出和履历生成的运行部分。

在一次具体目标状态入口发生时，PCN Runtime 可以承担：

状态获取与整理；
C / A / E 状态映射；
S / D / B 判定；
CAE-SDB Result 生成；
时间信息记录；
Arbitration；
Multipath Control 输出；
执行结果获取；
PCN Trace 生成。

PCN Runtime 描述运行角色，不限定具体的软件、PLC、工业边缘控制器、MES / WCS 插件或其他平台实现方式。

具体 Runtime 架构、配置方式、Rule Pack、完整 Arbitration、控制优先级、关键参数、接口和部署实现不属于本站一般公开范围。

PCN 网络

英文：PCN Network

中文：PCN 网络。

PCN Network 是多个 PCN 按实际状态迁移关系以及必要的许可、资源和执行依赖关系连接形成的前置控制结构。

单个 PCN 对应一个明确的目标状态入口。多个 PCN 可以分布在设备单元、产线、MES / WCS、AGV / AMR 群控层、制造 DX 系统或数字系统中。

PCN Network 描述目标状态入口之间的工程关系，不以设备之间的物理连接关系作为定义依据。

例如：

状态 A
→ PCN-1
→ 状态 B
→ PCN-2
→ 状态 C

系统进入返工、回流、异常分流、重新投入或其他执行路径时，也可以形成新的目标状态入口和相应 PCN。

PCN Network 的状态类型关系可以形成循环，但实际运行中的状态实例仍沿时间方向继续生成。

PCN Network 可用于观察不同目标状态入口之间的：

状态推进；
许可依赖；
资源依赖；
执行链接续；
状态回写；
判定履历关系。

详细说明可参见：

多个 PCN 如何形成状态迁移前置控制网络？

多源状态信号

多源状态信号是与本次进入目标状态直接相关的输入信息。

信号来源可以包括：

PLC；
机器人控制器；
视觉系统；
安全系统；
HMI / SCADA；
MES；
WCS；
AGV / AMR 调度系统；
现场传感器；
上位系统；
人工确认；
数字系统接口。

PCN 根据状态在具体目标状态入口中的工程作用，将相关状态映射到 C / A / E，而不是直接按照信号来源划分问题。

同一个状态在不同目标状态入口前可能承担不同作用，因此多源状态需要结合当前状态、目标状态和目标状态入口进行判断。

根据具体系统，状态信息还可以包含：

时间戳；
更新时间；
状态版本；
序列信息；
批次号；
对象 ID；
事件 ID；
其他与本次状态迁移有关的追溯信息。

CAE-SDB

CAE-SDB 是 PCN 内部的结构化判定逻辑。

其基本结构为：

{C, A, E} × {S, D, B}

其中：

C / A / E 表示状态变量域；
S / D / B 表示对这些状态变量进行分析时使用的判定性质。

两者组合形成 9 个判定坐标：

	S	D	B
C	C-S	C-D	C-B
A	A-S	A-D	A-B
E	E-S	E-D	E-B

一次前置判定可以形成一个或多个 CAE-SDB Result，并同时保留相应的时间信息 T。

多个判定结果同时存在时，处理关系为：

CAE-SDB Result + T → Arbitration → Multipath Control

CAE-SDB 用于将目标状态进入前的 false、NG、not ready、waiting、pending、blocked 等压缩状态，展开为具有明确状态变量域和判定性质的工程结果。

C：Condition

中文：条件状态。

C 表示进入目标状态前，与本次状态迁移有关的事实条件是否成立。

典型内容包括：

工件是否存在；
位置是否满足要求；
识别结果是否有效；
任务是否存在；
参数是否完整；
前序阶段是否完成；
产品或批次信息是否正确；
对象与相关结果是否能够正确关联。

C 关注进入目标状态所需的事实条件。

A：Authority

中文：许可状态。

A 表示系统是否允许进入目标状态。

典型内容包括：

安全许可；
上位许可；
区域许可；
人工确认；
权限或授权；
资源锁；
对方设备许可。

关键 A 可以构成独立必要约束。

当安全许可、授权、资源锁、区域许可等关键许可不成立时，即使 C 和 E 均满足，也不得进入目标状态。

A 用于判断系统当前是否具有进入目标状态的许可。

E：Execution Chain

中文：执行链状态。

E 表示进入目标状态后，整个执行链是否能够继续接续。

E 不等同于单体设备 Ready。

执行链可以包括：

本体设备；
末端执行机构；
下游承接；
正常执行路径；
替代路径；
回流路径；
回退路径；
异常排出路径；
结果上传或回写链路；
对方设备接收状态。

例如，机器人 Ready 只表示机器人本体处于局部可运行状态。抓取以后下游是否能够承接、异常品是否能够排出、回流路径是否可用、结果是否能够回写，仍属于执行链接续性的判断范围。

E 用于判断进入目标状态后，相关执行链是否能够继续。

S：Structure

中文：结构完整性。

S 是对 C / A / E 状态变量进行分析时使用的判定性质。

S 判断目标状态进入所需的信号、接口、映射关系、许可来源、路径、角色和执行链边界是否已经定义、接入并可观测。

典型问题包括：

所需信号未定义；
接口未接入；
映射关系未建立；
许可来源不明确；
执行链边界缺失；
所需状态无法观测；
对象与状态之间的关联关系未建立。

S 用于判断完成本次状态迁移判定所需的工程结构是否完整。

D：Dynamics

中文：动态时序有效性。

D 是对 C / A / E 状态变量进行分析时使用的判定性质。

D 判断与当前 Target State Entry 相关的状态在判定时点是否具有有效的动态时序关系。

典型判定内容包括：

状态是否超时或未刷新；
状态是否过期；
状态是否存在抖动或频繁切换；
相关状态之间是否存在冲突、延迟或不同步；
状态的版本、序列或对象关系是否与当前迁移一致；
许可是否发生撤销；
状态是否处于切换过程中；
当前状态是否仍具有足够的有效性和可信度。

D 可以结合时间戳、更新时间、状态持续时间、序列、版本、对象关联和状态切换关系等信息进行判定。

D 用于判断相关状态在当前时点是否仍可作为本次 Target State Entry 的有效判定依据。

B：Boundary

中文：控制边界。

B 是对 C / A / E 状态变量进行分析时使用的判定性质。

B 判断与当前 Target State Entry 相关的状态是否处于预先定义的工程边界内。

典型判定内容包括：

参数是否处于允许范围；
位置或尺寸偏差是否处于允许范围；
置信度是否达到规定边界；
资源或缓存容量是否达到边界；
等待时间或持续时间是否达到控制边界；
重试次数或循环次数是否达到控制边界；
人工确认或临时许可是否处于规定的适用边界内。

B 可以结合阈值、范围、容量、时间、次数、置信度和偏差等预先定义的工程参数进行判定。

B 用于判断相关状态是否仍处于本次 Target State Entry 所允许的工程边界内。

CAE-SDB 判定结果

英文：CAE-SDB Result

CAE-SDB Result 是 PCN 对 C / A / E 状态变量进行 S / D / B 判定后形成的结构化结果。

例如：

C-D

表示 C 条件域中存在动态时序有效性问题。

E-S

表示 E 执行链域中存在结构完整性问题。

一次状态迁移前置判定可以同时形成多个结果，例如：

C-D + E-D

表示条件域和执行链域中同时存在动态时序有效性问题。

只有在对应的 S / D / B 判定已经执行并形成结果时，才能形成相应的 CAE-SDB Result。

每次判定同时保留相应的时间信息 T。

CAE-SDB Result 用于表示问题所属的状态变量域及其判定性质，后续进入 Arbitration 处理。

时间信息 T

T 表示与本次状态和 CAE-SDB Result 一起保留的时间信息。

根据具体系统，可以表现为：

Timestamp；
更新时间；
事件时间；
序列时间；
批次时间；
其他能够确定状态先后关系的时间信息。

T 用于：

标识本次状态与判定所处的时间位置；
判断不同状态之间的先后关系；
支持动态时序有效性判定；
形成 PCN Trace。

在 TPCA 的实际运行视角中，后续状态即使与历史状态具有相同工程内容，只要发生时间不同，仍属于新的状态实例。

详细说明可参见：

TPCA 的状态迁移单向性——为什么真实工程系统不存在状态回退？

控制仲裁

英文：Arbitration

控制仲裁用于处理一个或多个 CAE-SDB Result、关键许可和控制约束之间的优先关系，并确定最终控制方向。

一个目标状态入口同时出现多个判定结果时，需要按照预先定义的控制约束进行仲裁，不能由单个判定坐标直接确定最终控制动作。

Arbitration 的工程位置为：

CAE-SDB Result + T → Arbitration → Multipath Control

本站公开 Arbitration 的工程位置和基本作用。

具体控制优先级、短路机制、规则配置和仲裁实现不属于一般公开范围。

多路径控制

英文：Multipath Control

多路径控制是完整 CAE-SDB Result 经过 Arbitration 后形成的最终工程控制输出。

典型控制路径可以包括：

允许进入；
等待；
重识别；
重采样；
重定位；
回流；
返回；
回退；
异常分流；
下游协调；
资源释放；
降级执行；
备用路径；
禁止进入；
安全锁定；
人工确认；
异常隔离；
增强记录。

不同控制路径对应不同的后续工程处理。

从 TPCA 的状态迁移视角看，Multipath Control 用于确定针对当前 Target State Entry 的控制路径，并进一步连接后续执行结果。

其基本关系为：

CAE-SDB Result → Arbitration → Multipath Control

所有 Allow、Prohibit 及其他 Multipath Control 均绑定当前明确的 Target State Entry。

替代路径、回退路径或回流路径可以作为 Multipath Control 候选。替代路径本身可用，不表示当前 Target State 的 E 已成立，也不能据此直接输出 Allow。

PCN Trace

中文：PCN 状态迁移判定履历。

PCN Trace 是对一次状态迁移前置判定及其控制结果进行结构化记录。

其记录对象是一次目标状态入口对应的判定过程和控制结果。

代表性内容可以包括：

当前状态；
目标状态；
参与本次判定的多源状态；
时间信息 T；
与状态有关的版本、序列或对象信息；
C / A / E Mapping；
S / D / B Evaluation；
CAE-SDB Result；
Arbitration Result；
Multipath Control；
执行结果；
Trace ID。

PCN Trace 可以用于现场复盘、问题追溯、状态迁移设计审核、项目交接、长期履历比较和工程改善。

其基本记录关系为：

准备进入什么目标状态
→ 当时依据哪些状态
→ 形成什么判定结果
→ 经过什么控制仲裁
→ 最终形成什么控制结果
→ 实际进入什么状态或路径

时间信息使 PCN Trace 能够区分工程内容相同但发生在不同时间位置的状态实例。

具体 PCN Trace 数据结构不属于本站一般公开范围。

核心术语之间的关系

TPCA / PCN 中核心术语之间的关系可以表示为：

TPCA
│
├─ PCN
│   │
│   ├─ PCN Runtime
│   │   │
│   │   ├─ C / A / E Mapping
│   │   ├─ S / D / B Evaluation
│   │   ├─ CAE-SDB Result + T
│   │   ├─ Arbitration
│   │   ├─ Multipath Control
│   │   ├─ Execution Result
│   │   └─ PCN Trace
│   │
│   └─ 对应一个明确的目标状态入口
│
└─ 多个 PCN
    ↓
   PCN Network

其中：

TPCA：总体架构；
PCN：具体目标状态入口上的工程节点；
PCN Runtime：PCN 在线运行前置判定与控制的运行部分；
C / A / E：状态变量域；
S / D / B：判定性质；
CAE-SDB Result：结构化判定结果；
T：与状态和判定一起保留的时间信息；
Arbitration：控制仲裁；
Multipath Control：针对当前目标状态入口形成的多路径控制输出；
Execution Result：控制输出以后实际发生的执行结果；
PCN Trace：一次状态迁移判定履历；
PCN Network：多个 PCN 形成的状态迁移前置控制网络。

延伸阅读

本文属于 TPCA / PCN 状态迁移前置控制体系的公开说明内容。

核心术语速查#

当前状态、目标状态与目标状态入口#

前置控制#

TPCA#

PCN#

PCN Runtime#

PCN 网络#

多源状态信号#

CAE-SDB#

C：Condition#

A：Authority#

E：Execution Chain#

S：Structure#

D：Dynamics#

B：Boundary#

CAE-SDB 判定结果#

时间信息 T#

控制仲裁#

多路径控制#

PCN Trace#

核心术语之间的关系#

延伸阅读#

核心术语速查

当前状态、目标状态与目标状态入口

前置控制

TPCA

PCN

PCN Runtime

PCN 网络

多源状态信号

CAE-SDB

C：Condition

A：Authority

E：Execution Chain

S：Structure

D：Dynamics

B：Boundary

CAE-SDB 判定结果

时间信息 T

控制仲裁

多路径控制

PCN Trace

核心术语之间的关系

延伸阅读