本页用于统一 TPCA / PCN 状态迁移前置控制体系中的核心术语及其基本关系。

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。

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
CCondition / 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
AAuthority / 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
EExecution 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
SStructure / 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
DDynamics / 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
BBoundary / 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 ResultCAE-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当前目标状态入口的控制路径
PCN TracePCN 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 RuntimePCN 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 NetworkPCN 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 的基本处理顺序为：

  1. 确认当前状态。
  2. 明确目标状态及对应的目标状态入口。
  3. 由对应 PCN 获取相关状态，并调用预先定义的 C / A / E 状态映射关系。
  4. 执行当前入口适用的 S / D / B 判定，形成 CAE-SDB 判定结果并保留时间信息 T。
  5. 对判定结果、关键许可和控制约束进行控制仲裁。
  6. 形成当前入口的多路径控制。
  7. 确定当前目标状态入口允许进入、等待、重新确认、转向其他路径或禁止进入等控制结果。
  8. 执行选定的控制路径并取得执行结果。
  9. 将本次输入、判定、控制和执行结果记录为 PCN Trace。

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 围绕明确的目标状态入口组织相关状态、前置判定、控制结果和状态迁移判定履历。

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当前是否进入以及进入哪一条控制路径。

前置控制需要处理的内容包括：

  • 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；
  • 相关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如何进行控制仲裁；
  • 当前目标状态入口最终采用哪一条控制路径。

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处于不同工程位置。

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，按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。

其基本处理对象包括当前状态、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 判定结果、控制仲裁、多路径控制、执行结果和 PCN Trace。

PCN执行示意动图
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PCN执行示意动图多源设备与系统信号进入 PCN，在 PCN 内部映射为 C、A、E 三个变量域， 再通过 S、D、B 三类判定性质形成九个 CAE-SDB 判定坐标。 一个或多个判定坐标被触发后进入 Arbitration，并选择相应执行路径。 示例先触发 E-D，进入 Wait / Refresh；状态刷新后重新判定，进入正常执行链并到达 Target State。多源设备 / 系统信号PCN：CAE-SDB 判定执行路径 / Target StateVision_ResultWork_Order / TaskSafety_PermitQuality_ReleaseRobot_ReadyDownstream_AvailablePCNPre-Control NodeC / A / E MappingCConditionAAuthorityEExecution ChainVision / Work OrderSafety / QualityRobot / DownstreamCAE × SDBDomainSDBCAEC-SC-DC-BA-SA-DA-BE-SE-DE-BActive result set: noneCAE-SDB ResultE-DDownstream state not refreshedArbitrationWait / RefreshWait / RefreshRecheckManual ConfirmProhibitNormal Execution ChainTarget execution pathTarget StateNot EnteredPCN Trace #0001271st: E-D → Wait / RefreshState refreshedDownstream_Available = valid
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。

PCN

英文：Pre-Control Node
中文：前置控制节点

PCN 部署在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，围绕该入口获取相关状态，完成状态映射、结构化判定、控制仲裁和多路径控制，并形成对应的状态迁移判定履历。

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。

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及工程依赖关系形成的前置控制网络。

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

多源状态信号是与当前目标状态入口直接相关的输入信息，可来自 PLC、机器人、视觉、安全系统、MES / WCS、传感器、上位系统、人工确认及其他相关接口。

PCN 根据这些状态在当前目标状态入口中的工程作用，将其映射到 C / A / E。

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：

SDB
CC-SC-DC-B
AA-SA-DA-B
EE-SE-DE-B

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

多个判定结果同时存在时，由控制仲裁结合关键许可和控制约束确定后续多路径控制。

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。

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。

E：Execution Chain

中文：执行链状态

E 表示当前目标状态入口绑定的执行链，在进入目标状态以后是否能够继续接续。

E 可以包括当前目标状态入口所涉及的：

  • 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。

E 用于判断进入当前目标状态后，与该入口绑定的相关执行链是否能够继续。

S：Structure

中文：结构完整性

S 表示完成当前目标状态入口判定所需的工程结构是否完整。

典型内容包括：

  • 所需信号；
  • 接口；
  • 映射关系；
  • 许可来源；
  • 执行链边界；
  • 状态可观测性；
  • 对象与状态之间的关联关系。

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 表示相关状态在当前判定时点是否仍具有有效的时序关系。

典型内容包括：

  • 超时或未刷新；
  • 延迟或不同步；
  • 状态抖动或切换中；
  • 状态版本、序列或对象关系不一致；
  • 许可撤销。

D 用于判断相关状态在当前时点是否仍可作为本次目标状态入口的有效判定依据。

B：Boundary

中文：控制边界

B 表示相关状态是否处于当前目标状态入口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 用于判断相关状态是否仍处于本次目标状态入口允许的工程边界内。

CAE-SDB 判定结果

英文：CAE-SDB Result

CAE-SDB 判定结果是 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。

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

时间信息 T

T 表示与本次状态和 CAE-SDB 判定结果一起保留的时间信息。

T 可包括时间戳、更新时间、事件时间、序列时间或批次时间等。

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 中状态实例的单向性——状态类型循环与实际运行履历的区别

控制仲裁

英文：Arbitration

控制仲裁用于根据一个或多个 CAE-SDB 判定结果、关键许可和控制约束，确定当前目标状态入口的控制优先关系和后续控制方向。

多个判定结果同时存在时，按照预先定义的控制约束进行处理。

控制仲裁结果用于形成多路径控制。

多路径控制

英文：Multipath Control

多路径控制是根据控制仲裁结果形成的工程控制输出。

典型控制路径包括：

  • 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。

多路径控制始终绑定当前明确的目标状态入口。

替代、回退或回流等路径如对应其他目标状态入口，应在对应入口重新进行前置判定。

PCN Trace

中文：PCN 状态迁移判定履历

PCN Trace 是对一次目标状态入口的前置判定、控制结果和执行结果进行结构化记录。

代表性内容包括：

  • 当前状态；
  • 目标状态；
  • 目标状态入口；
  • 参与本次判定的相关状态；
  • 时间信息 T；
  • C / A / E 状态映射；
  • S / D / B 判定；
  • CAE-SDB 判定结果；
  • 控制仲裁结果；
  • 多路径控制；
  • 执行结果；
  • 履历 ID。

PCN Trace 用于现场复盘、问题追溯、状态迁移设计审核、项目交接和工程改善。

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。