專利名稱：減震轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和方法
本申請要求獲得對1997年6月11日提交的美國臨時(shí)申請60/049,346的優(yōu)先權(quán)。
本發(fā)明涉及一種將片狀原料轉(zhuǎn)換成減震材料的減震轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。具體地講，本發(fā)明涉及一種具有包裝控制器的減震轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中系統(tǒng)根據(jù)待包裝物品向操作員提供推薦的包裝和/或包裝信息，此外還監(jiān)測包裝材料的庫存。然而，本發(fā)明的特點(diǎn)可以廣泛地應(yīng)用于使用各種類型的墊板產(chǎn)品和包裝材料的包裝系統(tǒng)。
在將物品由一處運(yùn)送到另一處的過程中，通常將保護(hù)性包裝材料放置在裝運(yùn)箱中，以填充其中的任何空隙、并提供保護(hù)和支撐，和/或在運(yùn)送過程中減震。一些通用的保護(hù)性包裝材料是花生式泡沫(foam peanuts)塑料或纖維，塑料起泡式包裝紙(bubble wrap)，碎紙片或碎紙板，和改性紙墊片。由紙?zhí)貏e是牛皮紙制做的改性紙墊片是可生物降解的、可循環(huán)使用的，是由可再生資源制成的。結(jié)果，改性紙墊片在許多為了環(huán)保責(zé)任而采取更加進(jìn)步政策的工廠看來是十分重要的。利用減震轉(zhuǎn)換機(jī)，例如美國專利4,026,198；4,085,662；4,109,040；4,237,776；4,557,7 16；4,650,456；4,717,613；4,750,896；和4,968,291(這些專利均已轉(zhuǎn)讓本發(fā)明的受讓人，其公開內(nèi)容在此引入作為參考)中公開的機(jī)器，可以將片狀紙?jiān)限D(zhuǎn)換成低密度紙墊片。
通過控制轉(zhuǎn)換機(jī)，例如使用可編程控制器，可以生成不同長度的墊片。這一特點(diǎn)使一臺機(jī)器就能滿足大范圍的減震需求。例如，相對較短的墊片長度用于小的和/或不易破損的物品，而較長的墊片長度用于更長的和/或易碎的物品。此外，一組墊片(長度相同或不同，和/或結(jié)構(gòu)相同或不同，例如星形、十字叉形或螺旋/纏繞形)可以用于外形獨(dú)特和/或不抗震的物品，例如電子設(shè)備。
在一些實(shí)例中，制造商或運(yùn)送業(yè)者可以運(yùn)送各種類型的物品，其中每種物品都具有不同的包裝要求。盡管減震轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，例如上述系統(tǒng)，可以應(yīng)操作員的要求提供各種不同長度的墊片，以滿足不同的要求，但是針對每一物品確定其最佳包裝方式，然后指示減震轉(zhuǎn)換機(jī)產(chǎn)生所需數(shù)目的、長度適當(dāng)?shù)膲|片通常是一個(gè)耗時(shí)的過程。另外，包裝操作的可靠性通常還決定于操作員的技術(shù)水平，特別是包裝員的。在利用復(fù)雜的包裝系統(tǒng)依照不同的包裝要求包裝不同類型產(chǎn)品的情況下，所需的技術(shù)水平將無法使用低成本、低技術(shù)的包裝員(或泛指的操作員)。
運(yùn)送不同類型的、具有不同包裝要求的物品的另一個(gè)結(jié)果是需要使用不同的包裝材料包裝各種物品，例如墊板原料、膠帶、容器(紙板箱，盒子等)、等等。到目前為止，對包裝材料庫存的監(jiān)測都是通過人員檢查庫存量、并在需要時(shí)重新定購額外材料而手動實(shí)現(xiàn)的。在將片狀原料紙卷用于上述的減震轉(zhuǎn)換機(jī)以便制作墊板墊片的情況下，對原料卷和/或其它包裝材料的定單通常是交給銷售商的。然后，銷售商根據(jù)現(xiàn)有庫存填寫定單或?qū)⒍▎无D(zhuǎn)交給供應(yīng)商，以便直接將包裝材料運(yùn)送到終端用戶。類似于終端用戶的情況，在銷售商倉庫對包裝材料庫存的監(jiān)測是由人員檢查庫存量、并在需要時(shí)重新定購額外材料而手動實(shí)現(xiàn)的。這些已有系統(tǒng)是勞力密集型的、耗時(shí)的。
因此，需要改進(jìn)包裝系統(tǒng)，特別是在高效地將物品包裝在容器中、并高效地維護(hù)包裝材料庫存的方面。
本發(fā)明提供了一種包裝系統(tǒng)、及其部件和相應(yīng)的方法，它能夠，a)更高效率地和/或更有效地包裝各種物品，b)更高效率地和/或更有效地維護(hù)包裝材料庫存，c)更高效率地和/或更有效地使用包裝材料，d)更高效率地和/或更有效地為包裝物品而使用低成本、低技術(shù)勞力，e)更高效率地和/或更有效地監(jiān)測和/或分析包裝操作，和f)更高效率地和/或更有效地處理和/或監(jiān)測各種被包裝物品。這些目的中的任何一個(gè)或多個(gè)均能由下面詳細(xì)描述的本發(fā)明的各個(gè)方面和/或特點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)。
所公開的包裝系統(tǒng)和方法可以隨著待包裝物品的變化而自動地向操作員提供包裝指令。結(jié)果，包裝系統(tǒng)根據(jù)待包裝物品的標(biāo)識碼產(chǎn)生長度滿足包裝要求的特定墊片，并向操作員示出包裝該物品的推薦技術(shù)。
本發(fā)明提供了包裝系統(tǒng)和方法，它們包括根據(jù)至少一個(gè)待包裝物品的包裝要求產(chǎn)生包裝材料的包裝材料形成器和包裝系統(tǒng)控制器。包裝系統(tǒng)控制器提供對物品進(jìn)行最佳包裝的包裝指令。系統(tǒng)控制器優(yōu)選地包括識別待包裝物品的設(shè)備或其它裝置(例如通過物品號或物品標(biāo)識碼)，存儲與已識別的待包裝物品有關(guān)的預(yù)定包裝指令的存儲器和將適當(dāng)?shù)陌b指令傳送給系統(tǒng)操作員的輸出外圍設(shè)備。
按照詳細(xì)的包裝指令自動地向操作員或自動包裝系統(tǒng)提供預(yù)定數(shù)量的包裝材料，以便在包裝已知物品的過程中保持一致性。由于提供了預(yù)定數(shù)量的包裝材料和詳細(xì)的包裝指令，所以不需要經(jīng)過嚴(yán)格包裝訓(xùn)練的操作員就可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的包裝。另外，包裝系統(tǒng)改善了包裝效率，由此通過減少浪費(fèi)而降低了包裝費(fèi)用，同時(shí)由于保證了包裝材料的足量和有效的使用而降低了運(yùn)送損傷。
根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施方案的包裝系統(tǒng)涉及對已知物品或標(biāo)準(zhǔn)物品組(例如物品組件)的包裝。包裝系統(tǒng)識別出待包裝物品，取回預(yù)定的包裝指令，該指令用于產(chǎn)生一片或多片具有正確長度或數(shù)量(例如墊板)的包裝材料，并提供詳細(xì)的操作員包裝指令，該指令顯示在顯示器上。按照顯示的詳細(xì)指令提供包裝材料，可以實(shí)現(xiàn)一致的、高效率的包裝過程，而與操作員的經(jīng)驗(yàn)值無關(guān)。
更具體地講，該包裝系統(tǒng)包括將原料轉(zhuǎn)換成用作包裝材料的減震墊片的減震轉(zhuǎn)換機(jī)、包裝控制器和包裝終端。例如，通過鍵盤、下拉式菜單、條形碼閱讀器等將物品標(biāo)識碼輸入系統(tǒng)，就可以識別出待包裝的已知物品。一旦識別出物品，包裝控制器就取回與已識別的待包裝物品有關(guān)的預(yù)定包裝指令集。然后，操作員利用包裝指令按照適當(dāng)?shù)捻樞虍a(chǎn)生長度適當(dāng)?shù)臏p震墊片，同時(shí)在包裝終端顯示器上顯示有助于物品正確包裝的文字和圖形包裝指令。
已取回的預(yù)定包裝指令集還包括包裝材料管理控制信息。例如，除了以適當(dāng)順序提供具有適當(dāng)長度的減震墊片之外，一個(gè)或多個(gè)已產(chǎn)生的墊片可以根據(jù)需要由纏繞機(jī)進(jìn)行纏繞，以便提供用于特殊包裝方法的、呈纏繞形式的包裝材料。另外，包裝材料管理控制信息還包括用于自動管理器，例如拾取-放置控制裝置或自動插入和放置設(shè)備，的控制數(shù)據(jù)，以便自動地取回一個(gè)或多個(gè)已制成的墊片，并將其放置在包裝箱中。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，包裝系統(tǒng)包括包裝材料消耗監(jiān)測系統(tǒng)和方法，它們通過監(jiān)測各種包裝材料的消耗來計(jì)量包裝箱的數(shù)目、已產(chǎn)生的包裝材料的數(shù)量，和其它相關(guān)的包裝材料的數(shù)量或數(shù)目，由此實(shí)現(xiàn)庫存控制功能。包裝系統(tǒng)將消耗的包裝材料數(shù)量與一個(gè)或多個(gè)重新定購閾值進(jìn)行比較，如果已達(dá)到或超過重新定購閾值，就對適當(dāng)材料產(chǎn)生重新定購請求。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，包裝系統(tǒng)包括生產(chǎn)率監(jiān)測系統(tǒng)和方法，它們監(jiān)測包裝過程的特點(diǎn)，例如在預(yù)定包裝過程中完成每一步驟所需的時(shí)間。然后，系統(tǒng)利用搜集到的時(shí)間生成生產(chǎn)率報(bào)告，該報(bào)告形成包裝機(jī)數(shù)據(jù)、操作員標(biāo)識數(shù)據(jù)和反映出在包裝過程中完成各個(gè)步驟所需時(shí)間的生產(chǎn)率數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)還可以進(jìn)一步處理，以提供歸一化的生產(chǎn)率數(shù)據(jù)、趨勢分析等。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，公開的包裝系統(tǒng)和方法包括根據(jù)待包裝物品的包裝要求產(chǎn)生包裝材料的包裝材料形成器和包裝系統(tǒng)控制器。對于未知的待包裝物品，包裝系統(tǒng)評估該物品的一個(gè)或多個(gè)特點(diǎn)，并確定對其進(jìn)行最佳包裝的包裝要求和指令。
該系統(tǒng)優(yōu)選地包括能夠識別出待包裝物品的至少一個(gè)特點(diǎn)的設(shè)備或其它裝置。包裝系統(tǒng)還包括一個(gè)包含用于根據(jù)物品的各種特點(diǎn)確定恰當(dāng)包裝指令的規(guī)則和數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)庫。一旦確定了恰當(dāng)?shù)牟襟E要求和技術(shù)，包裝系統(tǒng)就將指令傳送給包裝材料形成器，以便按照恰當(dāng)?shù)捻樞蜃詣拥禺a(chǎn)生恰當(dāng)數(shù)量的包裝材料。另外，指令還傳送到輸出外圍設(shè)備，例如顯示器，它包括在包裝物品的過程中為操作員提供指導(dǎo)的圖形和/或文字指令。
由此，根據(jù)本發(fā)明的這一方面，包裝系統(tǒng)能夠接收未知的待包裝物品，并向未經(jīng)訓(xùn)練的操作員提供適當(dāng)?shù)陌b材料數(shù)量和詳細(xì)的包裝指令，以便提供最優(yōu)的包裝方法，由此提供可以防止物品損壞但不會帶來不期望的浪費(fèi)的高質(zhì)量包裝。
這種包裝系統(tǒng)十分適用于為個(gè)人運(yùn)送各種物品的私人郵寄公司。操作員帶來包裝系統(tǒng)未知的物品(即，在包裝系統(tǒng)的存儲器中沒有與該物品一一對應(yīng)的預(yù)定包裝指令集)。包裝系統(tǒng)需要采集該物品的一個(gè)或多個(gè)特點(diǎn)，例如尺寸、形狀、重量和易碎性。然后，系統(tǒng)將系統(tǒng)存儲器內(nèi)部的規(guī)則應(yīng)用于所提供的數(shù)據(jù)，并確定該物品的最優(yōu)包裝方法。
最優(yōu)包裝方法作為控制信號傳遞到包裝材料形成器，例如減震轉(zhuǎn)換機(jī)，該機(jī)器確定適當(dāng)?shù)娜萜?例如尺寸和類型)，減震墊片的數(shù)目、及其長度和形成順序。另外，預(yù)定的最優(yōu)包裝方法以圖形和文字指令的形成傳遞給操作員，以確保物品按照最優(yōu)包裝方法進(jìn)行包裝。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，向操作員提供包裝方法預(yù)覽，說明在包裝過程中使用的材料和在包裝和運(yùn)送該部件中涉及的費(fèi)用。然后操作員可選擇任何進(jìn)行該過程，或者進(jìn)行適當(dāng)包裝材料的產(chǎn)生，或者終止該過程。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，包裝系統(tǒng)控制器包括一個(gè)“專家”系統(tǒng)，它在包裝方法設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行自動判決。包裝系統(tǒng)控制器優(yōu)選地包括容納多個(gè)基于專家的規(guī)則和包裝數(shù)據(jù)的存儲器。規(guī)則和包裝數(shù)據(jù)與操作員提供的關(guān)于待包裝物品的數(shù)據(jù)結(jié)合起來使用，以便得出結(jié)論(即，最優(yōu)包裝方法)。
專家系統(tǒng)以“如果-那么”規(guī)則的形式表示系統(tǒng)知識，其中“如果”特定條件為真，“那么”得出特定結(jié)論。在某些情況下，專家系統(tǒng)可以利用多種方法判定是否存在特定條件。系統(tǒng)可以在已建立的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫中識別出條件，或利用數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)和附加規(guī)則確定特定條件的存在。另外，系統(tǒng)可以向操作員詢問附加信息，以便填充必須的間隙，使系統(tǒng)能夠在建立最優(yōu)包裝方法的過程中進(jìn)一步前進(jìn)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，專家系統(tǒng)利用輸入?yún)?shù)，例如物品的尺寸、形狀、重量和易碎性，確定適當(dāng)?shù)娜萜骱妥顑?yōu)包裝方法。另外，在確定包裝方法的過程中，還可以利用運(yùn)送方式以及操作員的選擇確定是使包裝最優(yōu)、還是使費(fèi)用最優(yōu)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，公開的包裝系統(tǒng)和方法包括適于根據(jù)多個(gè)待包裝物品的包裝要求產(chǎn)生包裝材料的包裝材料形成器和包裝系統(tǒng)控制器。對于多個(gè)已知的待包裝物品，包裝系統(tǒng)評估運(yùn)送定單，并獲得與待包裝物品有關(guān)的數(shù)據(jù)。然后，包裝系統(tǒng)確定對該物品進(jìn)行最優(yōu)包裝的包裝技術(shù)。
這種包裝系統(tǒng)優(yōu)選地包括分析運(yùn)送定單以便識別多個(gè)待包裝物品的設(shè)備或其它裝置。包裝系統(tǒng)包括內(nèi)部數(shù)據(jù)庫和/或外部數(shù)據(jù)庫接口，該外部數(shù)據(jù)庫包含待包裝物品列表，以及與物品有關(guān)的數(shù)據(jù)，例如重量、尺寸、形狀和易碎性。包裝系統(tǒng)還包括另一個(gè)包含與包裝材料有關(guān)的規(guī)則和數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)庫，用于確定優(yōu)化包裝方法的適當(dāng)包裝技術(shù)。一旦確定包裝技術(shù)，包裝系統(tǒng)就將指令傳送到包裝材料形成器，以便自動地以恰當(dāng)?shù)捻樞蛐纬汕‘?dāng)數(shù)量的包裝材料。另外，指令還傳送到輸出外圍設(shè)備，例如顯示器，該設(shè)備包括在正確包裝多個(gè)物品的過程中向操作員提供解釋和指導(dǎo)的圖形和/或文字指令。
本發(fā)明的這種包裝系統(tǒng)特別適用于取回多個(gè)物品(產(chǎn)品)并將其包裝在一起以便運(yùn)送給消費(fèi)者的郵購公司或倉儲式銷售商。包裝員(即操作員)或包裝系統(tǒng)接收由包裝系統(tǒng)閱讀的運(yùn)送定單。包裝系統(tǒng)利用定單代號識別每個(gè)待包裝的物品，并按照順序由倉庫管理數(shù)據(jù)庫或內(nèi)部數(shù)據(jù)庫取回與每個(gè)物品有關(guān)的附加數(shù)據(jù)。然后，本發(fā)明的包裝系統(tǒng)根據(jù)取回的包含恰當(dāng)容器信息(例如木箱，紙板箱等)的數(shù)據(jù)確定最佳包裝方法，并進(jìn)行包裝。另外，包裝系統(tǒng)確定待包裝物品在容器內(nèi)的位置和方向(和包裝順序)，并以恰當(dāng)?shù)捻樞虍a(chǎn)生恰當(dāng)數(shù)量的包裝材料，根據(jù)預(yù)定的包裝方法包裝物品。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特定實(shí)施方案，包裝系統(tǒng)包括拾取列表驗(yàn)證系統(tǒng)。在物品由一個(gè)人拾取而由另一個(gè)人包裝的情況下，通常需要包裝員確認(rèn)拾取的物品與運(yùn)送定單一致。包裝系統(tǒng)識別所有應(yīng)當(dāng)在運(yùn)送定單上的物品，并評估每個(gè)物品，優(yōu)選地是采用閱讀設(shè)備，以便在包裝系統(tǒng)確定最優(yōu)包裝方法之前證實(shí)取回的物品與運(yùn)送定單中的物品一致，從而節(jié)省了時(shí)間和金錢。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特定實(shí)施方案，包裝系統(tǒng)控制器包括在包裝方法設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行自動判決的專家系統(tǒng)。包裝系統(tǒng)控制器包括含有多個(gè)關(guān)于包裝材料的專家規(guī)則和包裝數(shù)據(jù)的附加存儲器。規(guī)則和包裝數(shù)據(jù)與關(guān)于待包裝物品的數(shù)據(jù)一起產(chǎn)生結(jié)論(即，最優(yōu)包裝方法)。
專家系統(tǒng)采用如果-那么的形式表示系統(tǒng)知識。另外，專家系統(tǒng)可以利用體積概念，其中每個(gè)待包裝物品(在包裝時(shí))在容器中占據(jù)一個(gè)立方體積。然后，專家系統(tǒng)分析與待包裝物品相對應(yīng)的各種立方體，并在具體的容器內(nèi)確定立方體(即物品)的最優(yōu)配置，進(jìn)而減少了所需的空隙填料用量和額外的木箱等。
本發(fā)明的前述和其它特點(diǎn)將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述，并在權(quán)利要求和在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案之前詳細(xì)給出下列描述和附圖中明確指出。然而，這些實(shí)施方案只是利用本發(fā)明原理的各種方法中的一部分。本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將通過本發(fā)明的詳細(xì)描述，并結(jié)合附圖而變得更加易懂。


圖1是示出本發(fā)明包裝系統(tǒng)的框圖；圖2是本發(fā)明包裝系統(tǒng)的示意圖，包括減震轉(zhuǎn)換機(jī)和包裝系統(tǒng)控制器；圖3是示出本發(fā)明包裝系統(tǒng)控制器的一部分的框圖；圖4是示出本發(fā)明包裝系統(tǒng)的操作流程的流程圖；圖5是示出包裝流程預(yù)覽特點(diǎn)的流程圖，它允許包裝員檢驗(yàn)是否已經(jīng)針對已識別的待包裝物品選取了恰當(dāng)?shù)陌b流程；圖6a是針對已識別的待包裝物品示出預(yù)定的取回包裝指令集的輸出外部設(shè)備顯示和用戶界面；圖6b是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面突出識別或輸入待包裝物品的方法的輸出外部設(shè)備顯示器和用戶界面；圖6c是針對已識別物品的包裝過程更加詳細(xì)地示出預(yù)定取回包裝指令集中的一個(gè)特定步驟的輸出外部設(shè)備顯示和用戶界面；圖7是示出產(chǎn)生包裝材料的操作流程和為包裝一個(gè)或多個(gè)物品向操作員提供包裝指令的流程圖；圖8是示出包裝系統(tǒng)的工作流程圖，該系統(tǒng)包括用于纏繞形成包裝材料和/或初始化拾取-放置控制流程的包裝材料管理設(shè)備，以便自動包裝；圖9a是圖2的減震轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的部分頂視圖，它利用纏繞機(jī)連接機(jī)構(gòu)處理包裝材料的長度，并根據(jù)取回的包裝指令纏繞包裝材料；圖9b是圖2的減震轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的放大部分頂視圖，它利用了圖9a的纏繞機(jī)連接，其中纏繞機(jī)連接可以旋入或旋出減震轉(zhuǎn)換機(jī)的流出路徑口(outlet flow path)；圖10a是利用減震墊片處理系統(tǒng)例如本發(fā)明的拾取-放置裝置的減震轉(zhuǎn)換機(jī)的側(cè)視圖；圖10b是圖10a的減震轉(zhuǎn)換機(jī)和減震墊片處理系統(tǒng)的頂視圖，其中產(chǎn)生的減震墊片安置在傳送帶上，以便將產(chǎn)生的墊片傳送到拾取-放置裝置；圖10c是圖10b的本發(fā)明拾取-放置裝置的獨(dú)立頂視圖；圖11是示出實(shí)現(xiàn)庫存控制、庫存監(jiān)測和根據(jù)預(yù)定的消耗閾值對包裝材料進(jìn)行自動重新定購的方法的流程圖；圖12a是更加詳細(xì)地示出實(shí)現(xiàn)圖11的庫存控制方法的示例性方法的流程圖；圖12b是更加詳細(xì)地示出實(shí)現(xiàn)圖11的庫存控制方法的示例性方法的流程圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明示出監(jiān)測操作員的包裝生產(chǎn)率，并提供生產(chǎn)率報(bào)告的流程圖；圖14是更加詳細(xì)地示出監(jiān)測生產(chǎn)率并產(chǎn)生圖13的生產(chǎn)率報(bào)告的示例性方法的流程圖；圖15a-15d是詳細(xì)示出圖2的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的包裝系統(tǒng)的操作流程圖；圖16a是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的包裝系統(tǒng)的框圖；圖16b是本發(fā)明包裝系統(tǒng)的理想化側(cè)視圖；圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的包裝系統(tǒng)的操作流程圖；圖18是示出通過提供一個(gè)或多個(gè)描述待包裝物品的特點(diǎn)來識別待包裝物品的步驟流程圖；圖19a-19c示出各種利用下拉式菜單、選擇通用類別和自動化技術(shù)，例如模式識別、專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，來確定物品的易碎性的方法；圖20是示出與本發(fā)明的包裝系統(tǒng)控制器有關(guān)的專家系統(tǒng)的框圖；圖21是示出駐留在本發(fā)明專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的各種數(shù)據(jù)片的框圖；圖22是示出利用本發(fā)明的專家系統(tǒng)判定包裝控制方法的示例性方法的判決圖；圖23a-23n是示出在利用本發(fā)明的專家系統(tǒng)確定減震功能要求的過程中使用的動態(tài)減震轉(zhuǎn)換曲線的圖形；圖24是更加詳細(xì)地示出動態(tài)減震轉(zhuǎn)換曲線的圖形，其中利用曲線判定特定的減震產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是否能夠滿足專家系統(tǒng)確定的減震功能要求；圖25是針對一種類型的包裝材料示出彎曲系數(shù)和靜態(tài)載荷的關(guān)系的圖；圖26a-26b是根據(jù)本發(fā)明示出振動對包裝產(chǎn)品的影響的圖，特別是針對不同運(yùn)輸類型的典型振動頻率；圖27是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面包裝多個(gè)已知物品的包裝系統(tǒng)的操作流程圖；圖28是示出本發(fā)明包裝系統(tǒng)的框圖；圖29是示出識別待包裝物品并針對已識別的物品確定包裝指令的方法的流程圖；圖30是示出針對運(yùn)送的物品讀取定單號碼的步驟的流程圖；圖31a-31d是示出本發(fā)明示例性立方配置的框圖；圖32是示出本發(fā)明的預(yù)定包裝指令控制的功能的流程圖；和圖33示出生成生產(chǎn)率統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)集合。
現(xiàn)參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，其中相同的參考號在整個(gè)描述中代表同一單元。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所公開的自動包裝系統(tǒng)和方法包括包裝材料形成器，例如減震轉(zhuǎn)換機(jī)，和包裝系統(tǒng)控制器。期望高效地包裝已知的、已識別的物品的操作員與包裝系統(tǒng)相互配合，為了將物品包裝在已識別的容器內(nèi)，按照適當(dāng)?shù)捻樞虍a(chǎn)生適當(dāng)數(shù)量的包裝材料。另外，包裝系統(tǒng)和方法還以文字和/或圖形格式向操作員提供詳細(xì)的包裝指令，由此提高了包裝效率和一致性，這可以降低物品損傷和包裝費(fèi)用。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，已知的待包裝物品是通過例如閱讀或輸入其物品標(biāo)識碼而得到識別的。一旦待包裝物品得到識別，包裝系統(tǒng)就取回與已識別物品唯一對應(yīng)的預(yù)定包裝指令集。包裝指令優(yōu)選地指明推薦的包裝箱，產(chǎn)生所需的包裝材料，并一步一步地給出指令以便幫助操作員包裝物品。優(yōu)選地，每個(gè)指令步驟以及包裝材料形成器產(chǎn)生的包裝材料的長度(或數(shù)量)都通過計(jì)算機(jī)顯示器終端提供給操作員。結(jié)果，消除了過量的浪費(fèi)的包裝空隙。另外，詳細(xì)的包裝指令降低了對經(jīng)驗(yàn)豐富的操作員的要求，因?yàn)槿萜?、包裝材料的數(shù)量、包裝材料的產(chǎn)生順序、以及將包裝材料用于高效包裝的方式都是由包裝系統(tǒng)指明和解釋的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了監(jiān)測在包裝物品的過程中所耗材料的庫存監(jiān)測系統(tǒng)。例如，對于待包裝的特定物品，將使用預(yù)定的容器和預(yù)定數(shù)量的包裝材料。隨著包裝材料在包裝物品的過程中被逐漸消耗掉，庫存監(jiān)測系統(tǒng)，例如，縮減內(nèi)部庫存列表，并將更新列表與一個(gè)或多個(gè)重新定購閾值進(jìn)行比較。如果更新庫存列表(即消耗列表)上的一個(gè)或多個(gè)物品滿足重新定購判據(jù)(例如，低于最低閾值)，庫存監(jiān)測系統(tǒng)就自動地產(chǎn)生重新定購請求，以確保包裝庫存不會過度耗盡。除了監(jiān)測容器和包裝材料之外，庫存監(jiān)測系統(tǒng)還監(jiān)測其它包裝材料，例如與已識別物品有關(guān)的產(chǎn)品說明、保修卡、包裝膠帶等。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，包裝系統(tǒng)包括生產(chǎn)率監(jiān)測系統(tǒng)。生產(chǎn)率監(jiān)測系統(tǒng)用于記錄每個(gè)已識別操作員包裝每個(gè)物品所用的時(shí)間，并監(jiān)測在預(yù)定的包裝程序中完成每一步驟所需的時(shí)間。然后，生產(chǎn)率監(jiān)測系統(tǒng)生成生產(chǎn)率報(bào)表，在其中以易于評估的格式給出了操作員的生產(chǎn)率。生產(chǎn)率報(bào)表優(yōu)選地包括完成一個(gè)或多個(gè)包裝步驟所需的平均時(shí)間，以及歸一化生產(chǎn)率數(shù)據(jù)和趨勢信息，如果需要，這些信息可以存儲在數(shù)據(jù)庫中。
現(xiàn)參考詳細(xì)的附圖，先參考圖1-4，示出了本發(fā)明的包裝系統(tǒng)和方法。在圖1中，包裝系統(tǒng)10包括產(chǎn)生在包裝已識別物品的過程中使用的包裝材料的包裝材料形成器12。根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語“物品”廣泛地用于指代單個(gè)物品、包括物品的已知結(jié)構(gòu)的組件和各種需要運(yùn)送的物品，而不管其本質(zhì)如何，可以是物件、產(chǎn)品、元件、片等。包裝材料形成器12包括在形成器12內(nèi)部控制各種操作元件(未示出)的控制器14，如下面將要詳細(xì)描述的。包裝系統(tǒng)控制器16連接到包裝材料形成器12，并通過控制器14與其通訊。包裝系統(tǒng)控制器16還分別連接到輸出外圍設(shè)備18和輸入外圍設(shè)備20，并且可以響應(yīng)于待包裝物品的識別信息取回預(yù)定的包裝指令集，物品優(yōu)選地是通過輸入外圍設(shè)備20識別的。
預(yù)定的包裝指令優(yōu)選地從連接到包裝系統(tǒng)控制器16或通訊網(wǎng)絡(luò)的存儲器(未示出)取回，并有選擇地發(fā)送到控制器14和輸出外圍設(shè)備18。發(fā)送到控制器14的包裝指令優(yōu)選地涉及以特定的順序產(chǎn)生特定長度(或數(shù)量)的包裝材料。另外，如下面將要詳細(xì)描述的，包裝指令還包括針對特定包裝選項(xiàng)的，例如纏繞或?qū)崿F(xiàn)拾取-放置功能，用于管理已產(chǎn)生包裝材料的后-產(chǎn)生包裝材料管理控制信號。
發(fā)送到輸出外圍設(shè)備18(例如計(jì)算機(jī)顯示器)的包裝指令優(yōu)選地是幫助操作員對已識別物品進(jìn)行高效包裝的詳細(xì)解釋性指令。解釋性指令包括，例如，附帶了待包裝物品圖形的解釋性文字、包裝材料、容器等。優(yōu)選地，通過輸出外圍設(shè)備18提供的指令清楚地示出包裝材料連接待包裝物品的方式和包裝材料連接包裝箱以便恰當(dāng)?shù)亍⒏咝У乇Ｗo(hù)容器內(nèi)部的物品的方式。該指令還可以包括含有音頻數(shù)據(jù)的視頻型指令，如果需要的話。包裝指令還可以包括預(yù)處理和/或后處理包裝信息，例如選擇和豎立特定容器的指令、插入墊板、粘貼指令、運(yùn)送指令等。
現(xiàn)返回圖2，示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的圖1包裝系統(tǒng)10。包裝系統(tǒng)10包括減震轉(zhuǎn)換機(jī)12，包裝材料形成器和個(gè)人計(jì)算機(jī)16構(gòu)成圖1的包裝系統(tǒng)控制器。個(gè)人計(jì)算機(jī)16連接到用于輸入數(shù)據(jù)或命令的輸入外圍設(shè)備20(未示出)，例如鍵盤、條形碼閱讀器、鼠標(biāo)等。個(gè)人計(jì)算機(jī)16還連接到與圖1的輸出外圍設(shè)備18相對應(yīng)的顯示器18，還可以連接到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。輸入外圍設(shè)備20和顯示器18用于操作員和減震轉(zhuǎn)換機(jī)12之間的交互。
減震轉(zhuǎn)換機(jī)12優(yōu)選地包括在其上安裝了各種轉(zhuǎn)換組件25的框架24和控制包括轉(zhuǎn)換組件25的減震轉(zhuǎn)換機(jī)12的機(jī)器控制器14(簡單示出的)?？蚣?4安裝到或在其中包括原料供應(yīng)組件26，該組件包括卷材隔離組件和原料支撐桿(未示出)，原料支撐桿固定原料(例如紙)的轉(zhuǎn)軸，以便通過轉(zhuǎn)換組件25將其轉(zhuǎn)換成減震材料(未示出)。所示的轉(zhuǎn)換組件25由多個(gè)轉(zhuǎn)換組件構(gòu)成，包括成型組件30、由供料馬達(dá)34驅(qū)動的供料/連接組件32、和由例如通過接合器40有選擇地連接到切斷組件36的切斷馬達(dá)38驅(qū)動的切割/切斷組件36。還提供了后切斷約束組件或出口42，以便由切斷組件導(dǎo)出減震材料。
在轉(zhuǎn)換過程中，成型組件30使原料(未示出)的側(cè)邊內(nèi)彎，以便形成在側(cè)邊具有兩個(gè)枕型部分、而在其間具有一個(gè)中心帶的連續(xù)條帶，原料以這種方式通過成型組件。供料/連接組件32，在所示的減震轉(zhuǎn)換機(jī)中包括一對帶孔的齒輪狀部件(齒輪)，通過將連續(xù)條帶拖過供料/連接組件32的兩個(gè)相互配合且相對的齒輪之間的輥隙，在由供料馬達(dá)34旋轉(zhuǎn)相對齒輪所需的時(shí)間長度次定的期間內(nèi)將原料拖過成型組件30，完成供料功能，例如牽引功能。當(dāng)兩個(gè)相對齒輪沖壓經(jīng)過其間的連續(xù)條帶的中心帶，并形成沖壓條帶時(shí)，供料/連接組件32還附帶地完成“連接功能”。當(dāng)沖壓條帶向下通過供料/連接組件32時(shí)，切斷組件36將條帶切割成預(yù)期長度的部分。這些切斷部分離開后切割約束組件42，然后用于包裝物品。
機(jī)器控制器14優(yōu)選地是基于可編程控制器的微處理器，例如分別于1995年6月7日和1994年7月22日提交的、標(biāo)題均為“減震轉(zhuǎn)換機(jī)”的、并在此引用作為參考的共有美國專利申請08/482,015和08/279,149中所描述的。機(jī)器控制器14控制減震轉(zhuǎn)換機(jī)12的各個(gè)元件的工作(例如，供料/連接組件32，或更具體地講是供料馬達(dá)，和切斷組件36，或更具體地講是切斷馬達(dá)等)，以便根據(jù)控制信號輸入的數(shù)目制成一個(gè)或多個(gè)特定長度的墊片。這種控制信號輸入可以包括來自機(jī)器傳感器的輸入，例如用來探測阻塞或精確測量墊片的形成長度的傳感器，和通過控制線44來自個(gè)人計(jì)算機(jī)16(即包裝系統(tǒng)控制器)的輸入。具體地講，當(dāng)期望形成適當(dāng)長度的墊片時(shí)，機(jī)器控制器14在足以使轉(zhuǎn)換組件25產(chǎn)生期望長度墊片的持續(xù)時(shí)間內(nèi)向供料馬達(dá)34提供功率。然后，斷開供料馬達(dá)34的功率，機(jī)器控制器14利用切斷馬達(dá)接合器40使切斷馬達(dá)38連接到切斷組件36，以便在期望的長度上切割墊片。
現(xiàn)參考圖3，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案示出了圖1的包裝系統(tǒng)控制器16的詳細(xì)框圖。包裝系統(tǒng)控制器16優(yōu)選地包括與總線52相連的中央處理單元(CPU)50。CPU或處理器50可以是任意類型的處理器，例如PentiumTM、Power PCTM，SparcTM，或任何其它類似的兼容處理器。CPU50完成在此描述的各種操作，并執(zhí)行與包裝系統(tǒng)控制器16有關(guān)的其它操作。根據(jù)此處的描述，具有本領(lǐng)域普通技術(shù)知識的人員將很容易理解對CPU50進(jìn)行編程以便實(shí)現(xiàn)與本發(fā)明有關(guān)的功能的方式。總線52包括在CPU50和多個(gè)系統(tǒng)總線元件之間傳送地址、數(shù)據(jù)和控制信號的多個(gè)信號線54。其它系統(tǒng)總線元件包括存儲器58(包括隨機(jī)訪問存儲器(RAM)60和只讀存儲器(ROM)62)和多個(gè)與各種輸入/輸出設(shè)備相連的端口，總體地講，輸入/輸出設(shè)備分別包括輸出外圍設(shè)備18和輸入外圍設(shè)備20。存儲器58用于數(shù)據(jù)存儲，還可以存儲CPU50為完成所述功能而執(zhí)行的適當(dāng)?shù)牟僮鞔a。
RAM60、硬盤驅(qū)動器78或其它存儲媒質(zhì)為CPU50和與特定的待包裝物品有關(guān)的預(yù)定包裝指令提供程序指令存儲和工作存儲器。優(yōu)選地是，包裝指令是通過查找表與待包裝物品對應(yīng)起來的，然而，其它存儲和查找技術(shù)，例如算術(shù)搜索工具，也屬于本發(fā)明范圍。例如，預(yù)定的包裝指令可以存儲在硬盤驅(qū)動器78或其它數(shù)據(jù)存儲媒質(zhì)(例如CDROM)中，并可以由CPU根據(jù)RAM60中的程序指令進(jìn)行訪問。
ROM62包括與I/O設(shè)備進(jìn)行接口操作的、被稱為基本輸入/輸出系統(tǒng)(BIOS)的軟件指令。存儲在ROM62中的還有用于裝載啟動程序的軟件程序。啟動程序通常在包裝系統(tǒng)控制器16上電或需要初始化包裝系統(tǒng)控制器16時(shí)執(zhí)行。
I/O設(shè)備包括基本設(shè)備，例如數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(例如軟磁盤、磁帶機(jī)、CDROM，硬盤等)。通常，I/O設(shè)備是通過產(chǎn)生中斷與CPU50進(jìn)行通訊的。CPU50根據(jù)賦予每個(gè)設(shè)備的內(nèi)部中斷號區(qū)分來自不同I/O設(shè)備的中斷。CPU50對I/O設(shè)備中斷請求的響應(yīng)對于產(chǎn)生中斷的不同設(shè)備是不同的。中斷矢量還可以把CPU50導(dǎo)向不同的中斷處理程序。
中斷矢量是在通過執(zhí)行BIOS而初始化(即啟動)包裝系統(tǒng)控制器16的過程中形成的。因?yàn)镃PU50對設(shè)備中斷的響應(yīng)需要隨著時(shí)間變化，所以為了將CPU50引導(dǎo)到不同的中斷處理程序，需要隨時(shí)改變中斷矢量。為了修改中斷矢量，它們在包裝系統(tǒng)控制器16運(yùn)行時(shí)存儲在RAM60中。
磁盤控制子系統(tǒng)70將一個(gè)或多個(gè)磁盤驅(qū)動器72(例如軟磁盤驅(qū)動器，CDROM驅(qū)動器)雙向連接到系統(tǒng)總線52。磁盤驅(qū)動器72與可以移動的存儲媒質(zhì)，例如軟磁盤或CDROM，共同工作。硬盤驅(qū)動器控制子系統(tǒng)76將旋轉(zhuǎn)固定磁盤或硬盤驅(qū)動器78雙向連接到系統(tǒng)總線52。硬盤驅(qū)動控制子系統(tǒng)76和硬盤驅(qū)動器78為CPU指令數(shù)據(jù)提供了海量存儲。
磁盤驅(qū)動器72和磁盤控制子系統(tǒng)70可以用來將一片或多片數(shù)據(jù)下傳到RAM60或系統(tǒng)硬盤驅(qū)動器78。對于物品的每一部分或整體，可以提供例如與用于包裝的恰當(dāng)容器有關(guān)的數(shù)據(jù)、物品標(biāo)識碼、包裝材料形成控制要求(數(shù)量和順序)和用戶包裝指令(包括文字、圖形、數(shù)字化照片和/或視頻數(shù)據(jù))。因此，在包裝要求發(fā)生變化或需要包裝額外的物品時(shí)，可以動態(tài)地更新包裝系統(tǒng)控制器16。
終端控制子系統(tǒng)86還連接到總線52，向輸出外圍設(shè)備18，通常是CRT顯示器，提供輸出信息，并由手動輸入設(shè)備20例如鍵盤接收輸入信息。手動輸入信息還可以由定點(diǎn)設(shè)備例如鼠標(biāo)或其它類型的輸入外圍設(shè)備例如條形碼閱讀器提供。另外，輸入設(shè)備20可以包括接收語音指令的麥克風(fēng)，并如本領(lǐng)域技術(shù)人員所眾知的，利用語音識別技術(shù)由CPU50進(jìn)行處理。此外，輸入外圍設(shè)備20可以包括觸摸屏，例如電容式觸摸屏。任何類型的數(shù)據(jù)輸入設(shè)備都屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)。
網(wǎng)絡(luò)適配器90將包裝控制器16連接到網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)適配器90連接到系統(tǒng)總線52，并可以提供與近鄰或遠(yuǎn)離包裝系統(tǒng)10的其它系統(tǒng)的通訊連接。另外，其它類型的計(jì)算機(jī)硬件還可以連接到總線52。例如，調(diào)制解調(diào)器91可以根據(jù)CPU50提供的指令向庫存分配器傳送各種信息片，例如重新定購請求，以便在重新定購閾值得到滿足時(shí)更新庫存。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖3和4，提供了一種方法100，其中圖1的包裝系統(tǒng)為用戶提供包裝材料和包裝指令。方法100優(yōu)選地在步驟102從識別已知待包裝物品的標(biāo)識碼開始。識別步驟102可以以多種方式實(shí)現(xiàn)。例如，物品可以具有通過輸入外圍設(shè)備20，例如通過鍵盤或小鍵盤(keypad)將物品號敲擊輸入系統(tǒng)，從而手動輸入到包裝系統(tǒng)控制器16的物品標(biāo)識碼。另外，可以用作為輸入外圍設(shè)備20的鼠標(biāo)訪問輸出外圍設(shè)備18(例如，計(jì)算機(jī)顯示器)上示出的下拉式菜單。下拉式菜單可以包括所有已知物品的列表，每種物品在包裝系統(tǒng)10中都具有相應(yīng)的預(yù)定包裝指令集。通過鼠標(biāo)選擇下拉式菜單中的物品號，就可以識別出正在包裝的物品。
在另一種輸入待包裝物品的方法中，步驟102可以包括利用模式識別設(shè)備，例如條形碼閱讀器，或能夠識別光學(xué)字符的視頻監(jiān)視器由物品(或其相應(yīng)的包裝要求紙件)讀取物品標(biāo)識碼。在另一種方法中，輸入外圍設(shè)備20可以包括接收音頻信號的麥克風(fēng)，物品可以通過對著包裝系統(tǒng)10的麥克風(fēng)大聲朗讀物品號而輸入。在這種情況下，麥克風(fēng)接收聲學(xué)音，并將數(shù)據(jù)傳送到利用語音識別技術(shù)識別物品的CPU50。例如，麥克風(fēng)接收聲學(xué)音，將聲音轉(zhuǎn)換為模擬信號，然后將數(shù)據(jù)傳送到利用例如A/D轉(zhuǎn)換器將音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字化數(shù)據(jù)的CPU50。最后，盡管上面已經(jīng)描述了幾種識別物品102的方法，但是應(yīng)當(dāng)理解的是還存在其它識別物品的方法，每一種方法都屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)。
一旦輸入了物品，CPU50根據(jù)RAM60內(nèi)的已編程指令，獲得包裝控制方法，它包括與已識別物品有關(guān)的預(yù)定包裝指令集，如步驟104。所用的數(shù)據(jù)由輔助存儲器，例如硬盤驅(qū)動器78或磁盤驅(qū)動器72或網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器中的數(shù)據(jù)記錄媒質(zhì)，獲得。例如，指令可以存儲在硬盤驅(qū)動器78或磁盤驅(qū)動器72中的CDROM上。一旦識別出待包裝物品，CPU50就在步驟104取回與物品有關(guān)的包裝指令。
在本發(fā)明的優(yōu)選方法中，CPU50利用查找表或算術(shù)搜索工具獲得預(yù)定的包裝指令。在這種方法中，每一個(gè)物品號都對應(yīng)一個(gè)地址空間，每個(gè)地址空間包含與物品號有關(guān)的包裝指令。CPU50利用對應(yīng)于地址空間的地址，獲得指令，并確定哪條指令是包裝材料形成器控制指令，哪條指令是操作員包裝指令。根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語“操作員”泛指任何與包裝系統(tǒng)進(jìn)行交互的人，可以包括例如包裝員、消費(fèi)者、使用者、和管理者等。
CPU50將用于包裝材料形成器控制的指令傳送到包裝材料形成器12的控制器14，以便按照適當(dāng)?shù)捻樞驅(qū)m當(dāng)數(shù)量包裝材料的產(chǎn)生進(jìn)行初始化。例如，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，包裝材料形成器12是減震轉(zhuǎn)換機(jī)。在這種情況下，控制器14的控制指令將指明為正確包裝物品需要產(chǎn)生多少減震墊片，每個(gè)墊片的正確長度，以及產(chǎn)生墊片的順序。因此由CPU50獲得的包裝指令將在圖4中的步驟108控制包裝材料形成器。
CPU50還向輸出外圍設(shè)備18(優(yōu)選地是計(jì)算機(jī)顯示器)發(fā)送針對操作員的指令，以便在步驟110提供逐步驟的解釋性指令，確保形成器12產(chǎn)生的包裝材料可以恰當(dāng)?shù)赜糜诎b物品，物品包裝在恰當(dāng)?shù)娜萜鲀?nèi)。優(yōu)選地，指令包括文字和圖形數(shù)據(jù)，CPU50利用這些數(shù)據(jù)驅(qū)動輸出外圍設(shè)備18，并由此產(chǎn)生帶有文字指令的圖形化輸出。另外，指令優(yōu)選地按照產(chǎn)生包裝材料的順序產(chǎn)生。盡管本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案在步驟110利用圖形和文字提供了包裝指令，包裝指令還可以包括用于包裝指令的視頻和/或音頻數(shù)據(jù)。任何形式的包裝指令都屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)。
因此，如果已識別的待包裝物品需要產(chǎn)生長度分別為12”、18”和15”的三片減震墊片，CPU50取回的包裝指令將產(chǎn)生12”的減震墊片，同時(shí)在顯示器上顯示帶有如何利用12”墊片正確包裝物品的輔助文字說明的圖形化說明。一旦操作員拿到12”墊片，減震轉(zhuǎn)換機(jī)12檢測到這一條件(優(yōu)選地是通過傳感器)，然后根據(jù)預(yù)定的包裝指令自動地產(chǎn)生下一個(gè)墊片(18”墊片)，同時(shí)在顯示器18上顯示帶有輔助文字的圖形化說明，以便說明如何正確使用已產(chǎn)生的墊片。最后，在操作員拿到第二墊片之后，減震轉(zhuǎn)換機(jī)12產(chǎn)生最后一個(gè)墊片，同時(shí)在顯示器上顯示說明如何完成包裝過程的輔助指令。結(jié)果，本發(fā)明確保了在包裝已識別物品時(shí)使用正確的包裝箱和恰當(dāng)數(shù)量的包裝材料。另外，包裝系統(tǒng)10以恰當(dāng)?shù)捻樞蛱峁┣‘?dāng)數(shù)量的包裝材料，并為在恰當(dāng)容器內(nèi)包裝物品提供指導(dǎo)，以確保物品得到高效率的包裝，而與操作員的經(jīng)驗(yàn)值無關(guān)。此外，本發(fā)明消除了包裝材料的浪費(fèi)，保證了包裝的一致性，降低了包裝損傷。
在上例中，減震轉(zhuǎn)換機(jī)用作包裝材料形成器12。盡管減震轉(zhuǎn)換機(jī)用在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，包裝系統(tǒng)10還可以與其它類型的包裝材料形成器或分配器一起使用，例如花生式泡沫聚苯乙烯形成器和/或分配器，塑料起泡式包裝紙形成器和/或分配器，空氣墊片機(jī)空隙填充形成器(例如材料粉碎機(jī))等。任何類型的包裝材料形成器和/或分配器都屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)。另外，在上例中，步驟110的包裝指令只能識別恰當(dāng)?shù)陌b容器，和利用已產(chǎn)生的包裝材料包裝已識別物品。然而，包裝指令可以包括附加指令，例如指明在封閉容器過程中使用的包裝膠帶或密封條的類型，如何利用膠帶密封容器，說明書是否已經(jīng)包含在容器內(nèi)部，使用什么類型的郵寄標(biāo)簽。另外，包裝指令可以包括預(yù)包裝指令，例如與選擇和豎立恰當(dāng)?shù)娜萜饔嘘P(guān)的指令等。
除了圖4的特點(diǎn)之外，方法100還可以包括預(yù)覽特點(diǎn)，如圖5所示。一旦識別出已知的的待包裝物品(步驟102)，CPU50獲得包裝控制方法(即包裝指令，步驟104)，CPU50就向輸出外圍設(shè)備18發(fā)送包裝預(yù)覽數(shù)據(jù)，這允許操作員在步驟112觀察已識別物品和包裝過程所包含的所有步驟。預(yù)覽特點(diǎn)允許操作員驗(yàn)證在步驟114是否已經(jīng)識別出恰當(dāng)?shù)奈锲?。例如，如果操作員在步驟112檢查完顯示的包裝預(yù)覽圖，并確定識別出錯(cuò)誤物品(即錯(cuò)誤輸入了物品標(biāo)識碼等)，那么操作員就可以返回到方法100的開始位置，并在產(chǎn)生任何包裝材料之前重復(fù)在步驟102識別待包裝物品的步驟(即再次輸入物品標(biāo)識碼)，由此避免了可能的浪費(fèi)。然而，如果操作員在步驟114通過預(yù)覽圖證實(shí)已識別的物品是正確的物品，方法100則繼續(xù)進(jìn)行，CPU50向控制器14和顯示器18發(fā)送包裝已識別物品的預(yù)定指令。
根據(jù)預(yù)覽顯示特點(diǎn)的示例性實(shí)施方案，圖5的方法100更加詳細(xì)地示例在圖6a-c和圖7的流程圖中。圖6a是輸出外圍設(shè)備18上的示例性顯示屏幕。圖6a優(yōu)選地包括視窗型顯示界面120，它具有物品識別窗口122，物品標(biāo)題框124和顯示對應(yīng)于已識別物品的正確包裝箱的箱代碼窗口126。界面120還包括一個(gè)允許使用者指明有多少已識別物品需要包裝的窗口128，和示例出關(guān)于已識別物品包裝過程的預(yù)覽圖的預(yù)覽窗口130。預(yù)覽窗口130包括，對于包裝過程的每一個(gè)步驟，步驟識別器132a、包裝材料數(shù)量識別器132b、指明完成該步驟所需墊片數(shù)目的窗口132c和包裝示例框132d。最后，界面120包括預(yù)覽接受窗口134，它允許使用者在檢查完預(yù)覽窗口130之后證實(shí)包裝指令正確(“接受”)或退出包裝過程(“退出”)。
一旦輸入待包裝物品，然而，CPU50取回包裝指令，并向圖6a所示的屏幕上輸入各種數(shù)據(jù)片，例如包裝箱的識別，箱代碼窗口126和物品標(biāo)題框124中的物品的名稱。優(yōu)選地，待包裝物品的數(shù)目是手動輸入到框128的，然而，本發(fā)明可以在讀取物品標(biāo)識碼或定單、任務(wù)或場地號時(shí)自動地獲取這種數(shù)據(jù)。另外，針對已識別物品的包裝方法預(yù)覽圖由CPU50顯示在窗口130中，以便使用者驗(yàn)證。
一種識別待包裝物品的方法是簡單地向窗口122輸入物品標(biāo)識碼。另外，還可以利用鼠標(biāo)，如圖6b所示，通過在下拉式菜單內(nèi)上下滾動來使用下拉式菜單。然后，使用者在系統(tǒng)10內(nèi)列出的所有已知物品中選擇正確的物品。一旦選中，CPU50就從存儲器(例如硬盤驅(qū)動器78或外部驅(qū)動器72)讀取關(guān)于已識別物品的預(yù)定包裝功能，并填充窗口124、126和130。然后，使用者通過評估預(yù)覽窗口130，并在預(yù)覽接受窗口134中選擇正確的選項(xiàng)來驗(yàn)證指令。
如果包裝員在預(yù)覽接受窗口134中選擇“接受”，那么包裝系統(tǒng)10就利用取回的包裝指令控制包裝材料形成器12，并提供顯示指令，例如提供預(yù)包裝指令，如選擇正確的容器，提供如何利用已產(chǎn)生的包裝材料的指令，和后包裝指令，例如如何正確密封容器和完成的包裹寄往何處(分別是步驟108和110)，從而開始包裝過程。圖6c示出了對應(yīng)于步驟110的示例性顯示指令。在圖6c中，輸出外圍設(shè)備18顯示了一個(gè)放大的包裝顯示窗口144，例如它具有兩個(gè)圖形顯示區(qū)146a和146b和一個(gè)文字解釋區(qū)146c。圖形區(qū)146a和146b由一個(gè)或多個(gè)畫面和/或文字說明組成，它們示出如何在選定的容器內(nèi)利用包裝材料形成器12產(chǎn)生的包裝材料保證已識別物品的安全。文字解釋窗口146c優(yōu)選地指出正在執(zhí)行包裝過程中的哪一個(gè)步驟，正在示出該步驟中的哪一個(gè)墊片(當(dāng)在一個(gè)步驟中使用多個(gè)墊片時(shí))，以及產(chǎn)生的墊片長度。另外，窗口146c還可以包括文字指令，以便進(jìn)一步幫助操作員包裝已識別物品。最后，包裝顯示窗口144包括停止/結(jié)束功能區(qū)148，該區(qū)域允許使用者終止過程或指明包裝步驟已經(jīng)結(jié)束。
優(yōu)選地，包裝顯示窗口144通過文字和圖形向操作員傳遞和解釋包裝步驟。另外，包裝指令還可以包括視頻和/音頻數(shù)據(jù)，因此顯示窗口144可以包括示出包裝過程的視頻和音頻指令。一旦操作員點(diǎn)擊或激活停止/結(jié)束區(qū)148，CPU50就向操作員返回類似于圖6a的顯示窗口120。
圖7給出了示例出將讀取的包裝指令(步驟108和110)提供給包裝材料形成器12和輸出外圍設(shè)備18的步驟的詳細(xì)流程圖。CPU50在步驟150由第一個(gè)待包裝物品開始。在某些情況下，不是簡單地包裝單個(gè)物品，而是需要包裝多個(gè)相同的物品(見圖6a的窗口128)。本發(fā)明為單個(gè)或多個(gè)待包裝物品提供指令，如所期望的。然后，CPU50由包裝過程的第一步驟開始(步驟152)，在該步驟中它為步驟154的包裝過程中的第一步驟提供包裝指令。如圖6a所示，例如，第一步驟包括將單個(gè)長度為60”的墊片定型為螺旋型，并將其放置在包裝箱內(nèi)，使其支撐包裝在容器內(nèi)部的物品。通過在輸出外圍設(shè)備18上向操作員提供包裝指令，CPU50在步驟156向控制器14傳送適當(dāng)?shù)目刂菩盘?，以便產(chǎn)生適當(dāng)?shù)陌b材料來完成第一步驟，即，產(chǎn)生長度為60”的墊片。在完成第一步驟之后，CPU50在步驟158確定是否已經(jīng)完成所有的步驟。因?yàn)樵谠撎囟▽?shí)例中物品的包裝過程包括三個(gè)獨(dú)立的包裝步驟，所以方法進(jìn)行到步驟160，CPU50在該步驟中前進(jìn)到包裝過程的下一步驟(即步驟2)。
在包裝過程的第二步驟中，CPU50在步驟154為第二步驟提供包裝指令。如圖6a所示，第二步驟可以包括將長度為60”的單個(gè)墊片定型為螺旋型，并將其放置在箱內(nèi)，使它支撐需要包裝在容器內(nèi)的物品的另一部分。通過向輸出外圍設(shè)備18發(fā)送包裝指令，CPU50在步驟156中根據(jù)包裝指令向控制器14發(fā)送適當(dāng)?shù)目刂菩盘枺援a(chǎn)生適當(dāng)?shù)陌b材料來完成第二步驟。在完成第二步驟之后，CPU50在步驟158再次判定是否已經(jīng)完成所有的步驟。因?yàn)榘b過程還沒有完成，方法進(jìn)行到步驟160，并分別在步驟154和156再次提供包裝指令。
在完成所有三個(gè)步驟之后，CPU50在步驟158判定步驟已完成，然后特定物品的包裝過程結(jié)束，方法進(jìn)行到步驟162，在此CPU50詢問需要包裝的所有物品是否均已完成。如果附加物品仍需要包裝，那么方法就繼續(xù)進(jìn)行到步驟164，CPU50遞增到下一物品，并在步驟152再次開始包裝過程步驟。如果在步驟162所有的待包裝物品均已完成，那么CPU50就繼續(xù)進(jìn)行到步驟166，包裝過程結(jié)束。
如上所述，CPU50讀取構(gòu)成與已識別的待包裝物品有關(guān)的包裝控制方法的包裝指令。CPU50響應(yīng)于待包裝物品的識別信息而讀取的包裝指令包括控制包裝材料形成器12工作的控制指令和幫助操作員正確使用已產(chǎn)生的包裝材料以便高效地在特定容器內(nèi)包裝物品的操作員指令。
除了上述包裝指令之外，包裝指令還包括提供控制功能以及產(chǎn)生包裝材料的包裝材料管理指令。例如，包裝材料管理指令可以包括激活纏繞機(jī)以便獲取包裝材料形成器12產(chǎn)生的減震墊片，并利用墊片形成卷材以便在包裝箱內(nèi)包裝物品的指令。
另外，管理指令可以激活拾取-放置裝置，以實(shí)現(xiàn)利用已產(chǎn)生的墊片，并將其放置在包裝箱中的自動化系統(tǒng)，而不需要操作員。在另一種結(jié)構(gòu)中，自動拾取機(jī)構(gòu)，例如拾取-放置裝置、機(jī)器人或墊片插入系統(tǒng)可以和操作員一起提高包裝站的生產(chǎn)率。盡管纏繞操作和拾取-放置控制功能是作為包裝材料管理指令的兩個(gè)實(shí)例給出的，還可以包括其它附加的包裝材料管理指令，并都將屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)。類似于包裝指令，包裝材料管理指令由特定的待包裝物品預(yù)先確定，并與其密切相關(guān)，因此它們是由CPU50在正確輸入物品之后讀取的。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖8，公開的流程圖示出CPU50讀取包括包裝材料管理指令的包裝指令的示例性流程圖，以及系統(tǒng)如何利用包裝材料管理指令提供附加控制功能。圖8示出方法170，利用該方法，采用由CPU50讀取的包裝指令可以提供附加控制功能。如所討論的，CPU50讀取對應(yīng)于待包裝物品的包裝指令，并在步驟108向包裝材料形成器12發(fā)送控制指令。包裝指令還包括包裝材料管理指令。在步驟172，CPU50查詢包裝材料形成器12產(chǎn)生的材料是否需要螺旋化。如果包裝指令表明包裝材料需要螺旋化(是)，那么在步驟1 74中激活在功能上與包裝材料形成器12相連的纏繞機(jī)，并利用在功能上與包裝材料形成器相連的纏繞機(jī)裝置在步驟176將長度與包裝指令相對應(yīng)的已產(chǎn)生的包裝材料螺旋化。在步驟176進(jìn)行螺旋化之后，存在取決于控制指令的兩個(gè)選項(xiàng)。在一種情況下，螺旋包裝材料簡單地提供給操作員，由其在步驟178中手工接收和利用卷材包裝物品。在另一種情況下，包裝指令還包括在例如步驟180中對拾取-放置控制裝置進(jìn)行初始化的控制指令?？刂浦噶钪该魇故叭?放置裝置拿起螺旋包裝材料并自動地將其放置在包裝箱內(nèi)的控制程序。
另外，如果在步驟172中，包裝指令不包括任何要求對已產(chǎn)生的包裝材料進(jìn)行螺旋化處理(不)的控制信號，那么已產(chǎn)生的包裝材料就可以簡單地提供給操作員，以便在步驟182中包裝已識別的物品。另外，然而，包裝指令可以包括對拾取-放置裝置進(jìn)行初始化以便在步驟184中的自動包裝程序中使用的控制指令。示例性纏繞機(jī)和拾取-放置裝置將在下面詳細(xì)地示出和說明。
圖9a示出本發(fā)明的示例性纏繞裝置250。纏繞機(jī)250可以物理連接到減震轉(zhuǎn)換機(jī)12的出口42附近，如圖9b所示。纏繞機(jī)250包括通過螺栓組件253緊固地連接到減震轉(zhuǎn)換機(jī)12的U型框架252。優(yōu)選地，纏繞機(jī)250可轉(zhuǎn)動地安裝在減震轉(zhuǎn)換機(jī)12上，如圖9b所示，以便在需要時(shí)允許纏繞機(jī)250移入或移出墊片口輸出軌道(outlet padflow path)。轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)254可轉(zhuǎn)動地安裝到墊片口輸入軌道的第一位置中的框架252上，當(dāng)框架252由該工作位置移開時(shí)，轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)254就不再與出口42對準(zhǔn)，減震轉(zhuǎn)換機(jī)12可以在沒有纏繞機(jī)250的條件下使用。
轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)254轉(zhuǎn)動安裝到框架252上，并包括一個(gè)形成纏繞機(jī)250的轉(zhuǎn)動中心的轉(zhuǎn)動軸。捕獲設(shè)備260與轉(zhuǎn)動軸相連，并繞其旋轉(zhuǎn)，電源268用于轉(zhuǎn)動該軸。轉(zhuǎn)動軸延伸過支撐板中的開孔，并沿著垂直于墊片口輸入軌道的方向投射。
捕獲設(shè)備260固定到軸254的突起端，由此它與減震轉(zhuǎn)換機(jī)12的出口42對準(zhǔn)。捕獲設(shè)備260用于在纏繞機(jī)處于準(zhǔn)備纏繞的條件下捕獲減震條帶的前端。所示的捕獲設(shè)備260包括一個(gè)連接套筒和至少兩個(gè)由那里突起的捕獲部件262。捕獲部件262對稱配置，由套筒延伸到墊片口輸入軌道。調(diào)節(jié)捕獲部件262的尺寸和間距使其長度近似等于減震產(chǎn)品(即，減震轉(zhuǎn)換機(jī)產(chǎn)生的墊片)的條帶寬度。當(dāng)纏繞機(jī)250處于準(zhǔn)備纏繞狀態(tài)時(shí)，捕獲設(shè)備260的捕獲部件262在減震材料條帶由減震轉(zhuǎn)換機(jī)12射出時(shí)，在垂直于減震材料條帶的移動軌道的平面內(nèi)對準(zhǔn)，這樣減震產(chǎn)品條帶的前端將由捕獲部件262之間通過。當(dāng)軸、以及捕獲部件262轉(zhuǎn)動時(shí)，捕獲部件262將捕獲條帶的端部，使得條帶的其余部分纏繞于其上。
驅(qū)動或轉(zhuǎn)動軸的電源268安裝在遠(yuǎn)離減震轉(zhuǎn)換機(jī)12的出口42的側(cè)面的支撐板上。電源268優(yōu)選地是馬達(dá)，更優(yōu)選地是電動機(jī)，更加優(yōu)選地是低速DC扭矩馬達(dá)。具有可以調(diào)節(jié)電流極限的電源268是優(yōu)選的，因?yàn)轳R達(dá)扭矩比例于馬達(dá)電流，由此電流極限實(shí)際上是一種可調(diào)節(jié)的扭矩設(shè)定，以便控制螺旋/卷材的緊密程度。注意，可調(diào)節(jié)的扭矩設(shè)定還可以受包裝系統(tǒng)控制器16的控制，由此可以根據(jù)包裝指令產(chǎn)生具有不同減震特點(diǎn)的螺旋/纏繞結(jié)構(gòu)。另外，還可以利用帶有壓力調(diào)節(jié)器的液體功率源調(diào)節(jié)扭矩。另一種選擇是將滑動接合器(slip clutch)引入驅(qū)動器中，以便在減震產(chǎn)品條帶中保持恒定的纏繞張力。
纏繞機(jī)250可以附帶包括提供膠帶的粘接設(shè)備(未示出)，以便將減震產(chǎn)品條帶的末端固定在卷材上。粘接設(shè)備可以設(shè)計(jì)成手工分配膠帶，手工將膠帶放置在卷材上，然而，自動粘接設(shè)備也是有可能的，本發(fā)明正在考慮。
當(dāng)減震產(chǎn)品的卷材已經(jīng)完全形成，并粘接在一起時(shí)，通過沿著橫向?qū)⒕聿挠芍伟謇_，將其與纏繞機(jī)250分離。這種拉開是很容易實(shí)現(xiàn)的，特別是當(dāng)捕獲設(shè)備260的捕獲部件262處在準(zhǔn)備纏繞位置上時(shí)，在準(zhǔn)備纏繞位置上，當(dāng)減震材料條帶由減震轉(zhuǎn)換機(jī)射出時(shí)，它們在垂直于減震材料條帶的移動軌道的平面內(nèi)對準(zhǔn)。另外，自動拋出系統(tǒng)(例如由控制器14控制)也是可能的，本發(fā)明正在考慮。
如前所述，減震轉(zhuǎn)換機(jī)12包括控制減震轉(zhuǎn)換機(jī)12工作的控制器14。另外，控制器14還根據(jù)圖1的包裝系統(tǒng)控制器16提供的包裝指令控制纏繞機(jī)250。在本發(fā)明的一個(gè)方面，控制器14與優(yōu)選地包括條帶檢測機(jī)構(gòu)的條帶產(chǎn)生指示器共同工作，其中條帶檢測結(jié)構(gòu)檢測減震產(chǎn)品條帶是否由減震轉(zhuǎn)換機(jī)12的出口42射出。在該實(shí)施方案中，條帶產(chǎn)品指示器包括位于減震轉(zhuǎn)換機(jī)上、檢測條帶是否出現(xiàn)在出口42的上游位置上的上游條帶檢測器和檢測條帶是否出現(xiàn)在下游位置上的下游條帶檢測器274。上游條帶傳感器安裝在支撐板的上游部分或減震轉(zhuǎn)換機(jī)12上。下游條帶傳感器274優(yōu)選地安裝在纏繞機(jī)框架252上，這樣下游位置應(yīng)確保減震產(chǎn)品條帶的前端正確地相對于捕獲設(shè)備260放置。
當(dāng)兩個(gè)傳感器(上游和下游傳感器)檢測到減震產(chǎn)品條帶分別出現(xiàn)在上游位置和下游位置上時(shí)，控制器14激活纏繞機(jī)250(即為轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)254的馬達(dá)268提供能量)。這確保減震產(chǎn)品條帶的前端正確地相對于捕獲設(shè)備260放置，以及減震產(chǎn)品條帶的長度足以進(jìn)行纏繞。在經(jīng)過一段與確保減震產(chǎn)品條帶的末端纏繞以及捕獲設(shè)備正確對準(zhǔn)所需的時(shí)間相對應(yīng)的時(shí)間之后，當(dāng)上游傳感器檢測到減震產(chǎn)品條帶不存在時(shí)(即其末端已經(jīng)通過上游位置)，控制器14就去激活纏繞機(jī)250。
這樣，纏繞裝置250可以與減震轉(zhuǎn)換機(jī)12一起根據(jù)CPU50讀取的包裝指令向包裝材料提供附加的管理控制。纏繞裝置的工作還描述于題為“Cushioning Conversion System and Method for Making aCoil of Cushioning Product”的美國專利申請60/071,164，該專利在此引用作為參考。
如上所述，其它包裝材料管理裝置可以包括包裝材料拾取-放置系統(tǒng)300，如圖10a所示。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方案的拾取-放置系統(tǒng)300包括圖2的減震轉(zhuǎn)換機(jī)12和具有輸出驅(qū)動單元304的拾取-放置組件302，單元304將已產(chǎn)生的減震墊片輸入到索引傳送系統(tǒng)306。輸出驅(qū)動單元304在出口42與已產(chǎn)生的墊片接觸，并將墊片拖離機(jī)器出口42，并拖入傳送系統(tǒng)306。
傳送系統(tǒng)306優(yōu)選地包括支撐框架306a和傳送帶306b，傳送帶從輸出驅(qū)動單元304接收已產(chǎn)生的墊片，并沿著傳送帶將墊片傳送到裝載站307，拾取-放置單元308就位于裝載站，如圖10b所示。拾取-放置單元308具有一個(gè)臂308a，它在(圖10b所示的)第一位置309a上抓取已產(chǎn)生的墊片，并將臂308a旋轉(zhuǎn)180°到達(dá)(圖10c所示的)第二位置309b，然后釋放墊片，由此將墊片放置在容器(未示出)中。另外，傳送帶306b優(yōu)選地包括輸送鏈306c，它具有在向拾取-放置工作臺區(qū)域307的運(yùn)送過程中與帶306b上的減震墊片對準(zhǔn)并將其托住的凹槽。傳送帶306b還允許在機(jī)器12和工作臺區(qū)域307之間容納多個(gè)減震墊片。
另外，拾取-放置系統(tǒng)300可以包括正好位于機(jī)器出口42的拾取-放置單元308。在這種情況下，拾取-放置單元307抓住機(jī)器出口42出的已產(chǎn)生墊片，將墊片旋轉(zhuǎn)90°，將墊片放置在適當(dāng)?shù)陌b箱中。拾取-放置系統(tǒng)300由包裝系統(tǒng)控制器16的CPU50讀取的、并被發(fā)送到減震轉(zhuǎn)換機(jī)12的控制器14的包裝指令控制?？刂破?4還分別控制輸出驅(qū)動單元304的馬達(dá)304b、傳送系統(tǒng)306的傳送帶306b和拾取-放置單元308。本發(fā)明還在考慮其它類型的拾取-放置系統(tǒng)，例如題為“Cushioning Material with a Staging Area and aPick and Place Assembly”的美國專利申請5,749,821所描述的，該專利申請?jiān)诖艘米鳛閰⒖肌?br> 本發(fā)明的包裝材料管理控制特點(diǎn)已經(jīng)分別結(jié)合圖9a-c和圖10a-c的纏繞機(jī)200、250和拾取-放置控制系統(tǒng)300進(jìn)行了討論。然而，這些包裝材料管理控制特點(diǎn)僅僅是示例性的，這些特點(diǎn)可以擴(kuò)展到其它管理控制功能，例如用于自動包裝的機(jī)器人控制功能。其它類型的原料管理機(jī)和管理技術(shù)包括1997年9月18日提交的美國專利申請60/059,290所示和所描述的墊片輸出和插入裝置，該專利申請?jiān)诖艘胱鳛閰⒖?。另外，盡管關(guān)于包裝材料管理控制特點(diǎn)的討論是結(jié)合圖2的減震轉(zhuǎn)換機(jī)12進(jìn)行公開的，這一特點(diǎn)可以擴(kuò)展到其它類型的包裝材料形成器和/或分配器，它們均屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)。
圖1的包裝系統(tǒng)10還可以提供庫存控制特點(diǎn)，它可以跟蹤各種包裝物品或材料的消耗情況，同時(shí)自動產(chǎn)生和供應(yīng)包裝材料。圖11a示出了一個(gè)提供這種庫存控制的示例性方法350(也可以認(rèn)為是對消耗情況的監(jiān)測)。如前面結(jié)合圖4進(jìn)行的討論，包裝系統(tǒng)10在步驟102識別待包裝物品，CPU50在步驟104讀取由包裝指令構(gòu)成的包裝控制方法。利用包裝指令，包裝材料形成器在步驟108受到控制，而操作員同時(shí)在步驟110中在輸出外圍設(shè)備18上，例如CRT顯示器，接收圖形和文字包裝指令。
當(dāng)包裝每個(gè)物品時(shí)，要消耗各種與包裝過程有關(guān)的物品。例如，每個(gè)物品包裝在特定的包裝箱或盒內(nèi)，每個(gè)物品使用特定數(shù)量的包裝材料。另外，物品的包裝還包括使用由特定容器尺寸決定的特定數(shù)量的包裝膠帶，以及其它材料，例如將保修卡、制造商說明書等插入包裝箱。在包裝過程中隨著這些不同包裝材料的逐漸消耗，這些物品的庫存將會用盡。本發(fā)明監(jiān)測這些包裝物品的消耗情況，并且在包裝材料的庫存控制等級低于預(yù)定值時(shí)自動產(chǎn)生重新定購請求，由此確保庫存不會不合時(shí)宜地完全耗盡。
方法350分別監(jiān)測包裝材料形成器12在步驟352中消耗的包裝材料數(shù)量，其中，例如包裝系統(tǒng)控制器16跟蹤在步驟354中使用的每種類型包裝箱的數(shù)量，計(jì)算機(jī)器12在步驟356中使用的包裝材料數(shù)量，跟蹤步驟358中的各種其它包裝物品。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例中，當(dāng)CPU50讀取包裝指令，并由操作員確認(rèn)后，執(zhí)行步驟354。因?yàn)榘b指令優(yōu)選地可以識別適當(dāng)?shù)陌b箱，所以CPU50可以更新存儲器中列表，例如庫存數(shù)據(jù)庫，以便指明已經(jīng)使用了一個(gè)已識別容器。類似地，因?yàn)榘b指令將指明待生成的和用于包裝已識別物品(例如圖6a中長度均為60”的三個(gè)墊片)的包裝材料數(shù)量，所以CPU50可以計(jì)算將要使用的包裝材料的總量，并更新存儲器中的列表。最后，對于每個(gè)已識別物品，包裝指令將優(yōu)選地指明需使用的包裝膠帶的數(shù)量，以及哪種附加物品例如保修卡和說明書將要包裝在容器內(nèi)。然后，CPU50利用讀取的包裝指令更新存儲器中的列表。隨著存儲器中的列表的持續(xù)更新，CPU50從列表中取出每一物品，并將它們與預(yù)定重新定購閾值進(jìn)行比較，或者連續(xù)地或者周期地，如果所期望的。如果已更新列表中的物品滿足相應(yīng)的重新定購判據(jù)或閾值，CPU50就在步驟360(圖11)產(chǎn)生重新定購請求。另外，CPU50可以在步驟362利用更新列表產(chǎn)生消耗報(bào)告，以便在需要時(shí)進(jìn)行檢查。優(yōu)選地，在需要時(shí)可以調(diào)節(jié)重新定購閾值。因此，例如，如果采購過程發(fā)生變化，使得重新定購必須在更低的庫存級別上進(jìn)行，那么可以調(diào)節(jié)重新定購閾值，由此包裝系統(tǒng)是動態(tài)的。
考慮到閾值是包裝速率的函數(shù)，重新定購閾值也是動態(tài)的。例如，如果包裝系統(tǒng)控制器16通過CPU50識別出不同包裝材料的消耗速率高于特定速率，那么包裝系統(tǒng)控制器16可以提高一個(gè)或多個(gè)閾值，確保重新定購請求足夠快地產(chǎn)生，以便確保庫存不會不合時(shí)宜地耗盡。類似地，如果消耗速率低于預(yù)定速率，那么包裝系統(tǒng)控制器16可以降低一個(gè)或多個(gè)閾值，以便確保在較晚的時(shí)刻產(chǎn)生重新定購請求，因?yàn)橄氖Ｓ鄮齑嫠璧臅r(shí)間將延長，由此防止產(chǎn)生多余庫存。根據(jù)本發(fā)明，方法350可以以多種方式提供重新定購請求。例如，當(dāng)CPU50確定包裝物品例如包裝膠帶必須重新定購(例如包裝膠帶的剩余量低于相關(guān)重新定購閾值)時(shí)，CPU50向輸出外國設(shè)備18(例如顯示區(qū))發(fā)送必須重新定購包裝膠帶的重新定購請求消息，這樣操作員可以將重新定購請求通知庫存控制部門的人員。另外，CPU50可以使用圖3的網(wǎng)絡(luò)適配器90，通過局域網(wǎng)絡(luò)直接向庫存控制或采購部門發(fā)送重新定購請求。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，CPU50利用調(diào)制解調(diào)器直接向適當(dāng)?shù)膸齑娌牧箱N售商或包裝材料制造商發(fā)送重新定購請求，以便定購產(chǎn)品。在任何情況下，本發(fā)明都提供連續(xù)監(jiān)測一種或多種包裝材料的消耗情況并在它們完全耗盡之前重新定購材料的自動庫存控制系統(tǒng)和方法。
優(yōu)選地，CPU50在不同的時(shí)刻更新包裝材料，而不是連續(xù)地更新。例如，CPU50不是在減震轉(zhuǎn)換機(jī)每次產(chǎn)生一段墊板時(shí)減少紙張數(shù)量，而是在一卷紙張完全用盡，并由新紙卷代替的時(shí)刻減少紙張的數(shù)量。這種功能可以由檢測紙卷端部的檢測器實(shí)現(xiàn)。類似地，CPU50在每次膠帶卷完全耗盡時(shí)更新包裝材料列表。
在本發(fā)明的另一方面，圖11的方法350可以與多個(gè)包裝材料形成器12一起工作。在這種情況下，包含更新列表的存儲器通過連接每個(gè)包裝系統(tǒng)10的包裝系統(tǒng)控制器16的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)共享。隨著每個(gè)包裝系統(tǒng)10消耗不同的包裝材料，全局列表得到持續(xù)地更新。
圖12a示出監(jiān)測包裝材料(圖11中的步驟352)并實(shí)現(xiàn)重新采購控制的示例性方法。根據(jù)該方法，包裝系統(tǒng)10通過CPU50在存儲器中存儲代表不同包裝材料的初始庫存數(shù)量的值，代表可用材料的數(shù)量。隨著各種包裝材料的逐漸消耗，CPU50通過減少在存儲器中與物品對應(yīng)的數(shù)值來更新消耗列表。例如，如果庫存有50個(gè)1型包裝箱(50存儲在與1型容器對應(yīng)的存儲器地址中)，包裝系統(tǒng)10指明使用了一個(gè)1型包裝箱，那么CPU50將存儲器中的1型包裝箱的數(shù)目減到49。然后，CPU50或者持續(xù)地或者周期地進(jìn)行檢查，以便查看更新庫存列表是否滿足重新采購判據(jù)(例如低于預(yù)定的重新采購閾值)，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候產(chǎn)生重新定購請求。
在步驟361，CPU50確定現(xiàn)在是否是分析重新定購判據(jù)是否滿足的時(shí)刻。如前所述，分析時(shí)間可以是恒定的(即在消耗一個(gè)或多個(gè)包裝材料時(shí))或周期的(例如每小時(shí)、每一個(gè)班次、每天等)。如果CPU50根據(jù)存儲器中的已編程指令確定現(xiàn)在是分析庫存的時(shí)間，那么CPU50將在步驟362中對照重新定購點(diǎn)(即重新定購閾值)檢查庫存列表中的一個(gè)或多個(gè)庫存等級。如果在庫存列表中沒有任何物品滿足或低于各自相關(guān)的重新定購閾值，那么CPU50就什么也不做。然而，如果一個(gè)或多個(gè)重新定購判據(jù)得到滿足，CPU50就產(chǎn)生重新定購物品列表，這包括在步驟363中指明重新定購的數(shù)量和在步驟364中通過例如調(diào)制解調(diào)器91、因特網(wǎng)、傳真等傳送重新定購列表。重新定購請求可以直接傳送給操作員、庫存人員、包裝材料銷售商或包裝材料制造商，以便定購產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，在例如一種材料受到意外損壞或不能用在包裝過程中的情況下，CPU50允許操作員在庫存列表內(nèi)手動調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。另外，CPU50在每次消耗掉一種或多種包裝材料時(shí)減少庫存列表，然而，庫存監(jiān)測可以以多種不同的方式實(shí)現(xiàn)，每種方式都屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)。
圖12b詳細(xì)地示出監(jiān)測包裝材料的另一種示例性方法(圖11中的步驟11)。在步驟370，CPU50將內(nèi)存中的待更新列表初始化為零，這樣容器以及各種相關(guān)材料的數(shù)目表明沒有消耗任何材料。同樣，CPU50在步驟372初始化包裝材料的長度(例如減震轉(zhuǎn)換產(chǎn)品，例如Padpak墊板材料)，這樣內(nèi)存中的已更新列表指明沒有消耗包裝材料。在步驟374，CPU50根據(jù)已接收的包裝指令執(zhí)行包裝步驟。如前所述，包裝步驟包括消耗特定數(shù)量的包裝材料。在步驟376，CPU50通過提取內(nèi)存中的現(xiàn)有數(shù)量來更新所消耗的包裝材料數(shù)量(在該特定時(shí)刻等于0)，并將該數(shù)量與包裝步驟中使用的包裝材料數(shù)量相加。例如，如果包裝步驟包括消耗60”片減震轉(zhuǎn)換產(chǎn)品，那么已更新列表中的長度在步驟376將更新為60”。一旦在步驟376更新完長度，CPU50就在步驟370比較所消耗的材料數(shù)量和重新定購閾值。如果滿足或超過重新定購閾值，那么就在步驟380產(chǎn)生重新定購消息。另外，比較功能可以周期地執(zhí)行，如果需要的話。
一旦完成包裝步驟，CPU50就在步驟382查詢包裝過程是否完成。如果包裝過程沒有完成(否)，CPU50就在步驟384進(jìn)行到下一包裝步驟，并再次根據(jù)下一包裝步驟所使用的包裝材料數(shù)量更新內(nèi)存中的列表。重復(fù)步驟376、378、382和384，直到包裝步驟結(jié)束。然后，方法352進(jìn)行到步驟385，在該步驟中CPU50增加每一種在包裝前一物品的過程中所使用的材料。例如，增加用于包裝待包裝物品的特定包裝箱，這樣已更新列表指明已經(jīng)消耗了一種選擇的容器。同樣，在步驟385中，還在列表中更新各種在包裝已識別物品的過程中所使用的包裝材料，例如包裝膠帶，保修卡等。每次在步驟385增加材料時(shí)，CPU50在步驟386完成比較功能，其中比較預(yù)定的重新定購閾值和內(nèi)存中的已更新列表內(nèi)的各種材料。如果各種已更新材料不滿足或沒有超過重新定購閾值，那么CPU50就不采取任何附加動作，方法繼續(xù)進(jìn)行。然而，如果已更新列表中的一種或多種材料滿足或超過重新定購閾值，CPU50就在步驟380產(chǎn)生重新定購請求消息。
除了在步驟382(是)完成所有步驟之后增加材料(步驟385)之外，CPU50還在步驟388查詢是否已經(jīng)包裝了所有待包裝的物品。如果已經(jīng)包裝了所有物品(是)，那么方法352在步驟390結(jié)束。然而，如果CPU50判定還需要包裝其它物品(否)，那么CPU50將通過步驟394開始包裝新物品。因此，執(zhí)行對下一待包裝物品的包裝步驟，監(jiān)測功能如前所述繼續(xù)進(jìn)行。這樣，方法352提供了庫存監(jiān)測和自動重新定購功能。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，包裝產(chǎn)品監(jiān)測系統(tǒng)還可以包含在圖1的包裝系統(tǒng)中。圖1 3示出了提供這種產(chǎn)品監(jiān)測功能的方法400。如前所述，本發(fā)明的包裝系統(tǒng)10在步驟102識別出待包裝物品，并在步驟104通過與已識別物品相關(guān)的預(yù)定包裝指令集獲取包裝控制方法。然后CPU50在步驟108向控制器14傳送獲取的包裝指令，以便提供對包裝材料形成器的適當(dāng)控制。如所周知的，包裝和物品所需的時(shí)間由完成每個(gè)必須的包裝步驟所需的時(shí)間構(gòu)成。本發(fā)明提供了一種為確定包裝每個(gè)已識別物品所需的時(shí)間和在包裝過程中執(zhí)行每個(gè)步驟所需的時(shí)間的定時(shí)機(jī)制。根據(jù)本發(fā)明，每一片已搜集的時(shí)間數(shù)據(jù)都存儲在與CPU50相連的存儲器中，用來產(chǎn)生用于生產(chǎn)率分析的生產(chǎn)率報(bào)告。
在圖13中，當(dāng)包裝系統(tǒng)10指明待包裝物品時(shí)，方法400通過CPU50在步驟402初始化全局步驟定時(shí)器，該定時(shí)器用于確定包裝每一物品所需的時(shí)間量。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，利用與CPU50相連的定時(shí)器50a。另外，一旦包裝指令通過CPU50初始化一個(gè)或多個(gè)定時(shí)器，這些定時(shí)器用于確定在步驟404完成包裝已識別物品的預(yù)定包裝過程中的多個(gè)步驟中的每一個(gè)所需的時(shí)間量。
一旦在步驟406完成已識別物品的包裝，全局定時(shí)器就在步驟408停止。由此，全局定時(shí)器指明包裝單個(gè)物品所需的時(shí)間量。在包裝完每個(gè)物品之后，CPU50提取每個(gè)包裝物品的時(shí)間數(shù)據(jù)，并將其存儲在存儲器中，例如圖3中的硬盤驅(qū)動器78。除時(shí)間數(shù)據(jù)之外，CPU50還記錄其它相關(guān)信息，例如包裝材料形成器標(biāo)識碼、操作員標(biāo)識碼、以及指明哪一預(yù)定包裝指令集與時(shí)間數(shù)據(jù)相關(guān)的代碼。然后，CPU50可以利用已存儲的數(shù)據(jù)在步驟410中產(chǎn)生生產(chǎn)率報(bào)告。另外，CPU50還可以經(jīng)編程對每一步驟進(jìn)行時(shí)間標(biāo)記(time stamp)和數(shù)據(jù)標(biāo)記(datastamp)，還可以經(jīng)編程對各種時(shí)間標(biāo)記進(jìn)行處理，以便確定時(shí)間數(shù)據(jù)。
步驟410中形成的生產(chǎn)率報(bào)告可以具有圖13所示的報(bào)告412的形式。在生成該報(bào)告412的過程中，CPU50根據(jù)已編程指令對部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，以便產(chǎn)生其它有助于評價(jià)生產(chǎn)率的生產(chǎn)率特點(diǎn)。例如，對于包裝多個(gè)同種物品，可以根據(jù)眾知的技術(shù)計(jì)算平均全局時(shí)間，以便度量特定操作員包裝完特定物品所需的平均時(shí)間。另外，可以計(jì)算包裝過程中每一步驟的平均時(shí)間。因此，報(bào)告412允許人員分析需要從哪個(gè)包裝步驟著手來提高包裝生產(chǎn)率。最后，生產(chǎn)率數(shù)據(jù)可以用來記錄各種過程，例如ISO9001認(rèn)證等。
另外，已搜集的時(shí)間可以以多種方式進(jìn)行歸一化。例如，時(shí)間數(shù)據(jù)可以相對于與已識別物品唯一對應(yīng)的特定包裝過程進(jìn)行歸一化，以便比較不同包裝過程的生產(chǎn)率。利用這種數(shù)據(jù)，人員可以關(guān)注最需要改進(jìn)的特定包裝過程。同樣，時(shí)間數(shù)據(jù)可以對不同的操作員進(jìn)行歸一化，以便對執(zhí)行不同包裝過程的各個(gè)操作員進(jìn)行直接比較。在這種歸一化中，例如，1.0表示表示平均包裝生產(chǎn)率，而大于1.0的數(shù)字表示生產(chǎn)率低于平均值，小于1.0的數(shù)字表示生產(chǎn)率高于平均值。
最后，注明已搜集的時(shí)間數(shù)據(jù)的日期，并將其用來產(chǎn)生生產(chǎn)率趨勢信息，以便監(jiān)測包裝生產(chǎn)率隨時(shí)間的變化。盡管上例討論了在相對于時(shí)間進(jìn)行測量的過程中的各個(gè)步驟，本發(fā)明還考慮測量其它各種與生產(chǎn)率有關(guān)的特點(diǎn)。每種特點(diǎn)都屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)。另外，盡管公開了幾種產(chǎn)生生產(chǎn)率特點(diǎn)的示例性算術(shù)運(yùn)算(由CPU50執(zhí)行)，應(yīng)當(dāng)理解的是其它類型的統(tǒng)計(jì)技術(shù)和算術(shù)運(yùn)算也可以用來產(chǎn)生其它類型的生產(chǎn)率度量判據(jù)。每種形式的生產(chǎn)率度量和數(shù)據(jù)處理都屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)。
圖14詳細(xì)示出對于包裝過程(圖13中的步驟404)的每一物品，包裝系統(tǒng)10監(jiān)測執(zhí)行每一步驟所需時(shí)間的示例性方法。一旦CPU50在圖13中的步驟104獲取與已識別物品相關(guān)的包裝指令，CPU50就在步驟420初始化兩個(gè)計(jì)數(shù)器(分別表示需要包裝的物品數(shù)目“i”和包裝每一物品所需的步驟數(shù)目“j”)。在步驟422，CPU50將獲取的包裝指令發(fā)送到包裝材料形成器12的控制器14，該控制器利用包裝過程中的第一步驟(j＝1)為第一物品(i＝1)產(chǎn)生包裝材料。當(dāng)初始化第一步驟時(shí)，CPU50就在步驟424為物品i＝1和步驟j＝1初始化定時(shí)器。然后，CPU50就在步驟426監(jiān)測第一步驟(步驟j＝1)是否完成。
當(dāng)指明第一步驟(步驟j＝1)完成時(shí)(是)，CPU50停止在步驟428測量第一步驟的持續(xù)時(shí)間并將時(shí)間值儲存在存儲器中的定時(shí)器。然后，包裝材料形成器12的控制器14在步驟430繼續(xù)進(jìn)行到下一包裝步驟(j＝j(luò)+1；j＝2)。然后CPU50在步驟432就通過比較增量變量j(在此時(shí)j＝2)和閾值來查詢是否已完成包裝過程的所有步驟，其中閾值在得到滿足時(shí)表示已經(jīng)超過特定包裝過程中的最大步驟數(shù)目。如果沒有完成所有步驟，那么變量j將不等于閾值，方法404將返回步驟422，控制器將為第一物品(i＝1)的第二步驟(j＝2)產(chǎn)生包裝材料。同樣，步驟424、426、428、430和432將持續(xù)進(jìn)行，直到完成包裝第一物品的所有步驟(在步驟432中為是)，在該處，CPU50停止在步驟434中對包裝物品所需的總時(shí)間進(jìn)行測量的定時(shí)器。然后關(guān)于包裝第一物品所需的時(shí)間量的數(shù)據(jù)存儲在相應(yīng)的存儲器中，以便后續(xù)分析。然后，控制器14繼續(xù)在步驟436包裝下一物品(i＝i+1；i＝2)，CPU50在步驟438查詢是否已經(jīng)包裝完所有的物品(即，i是否等于閾值)。如果沒有完成所有的待包裝物品(否)，那么方法404將繼續(xù)進(jìn)行到440，其中CPU50將步驟計(jì)數(shù)器變量j復(fù)位到j(luò)＝1，并在步驟422開始針對第二物品的定時(shí)過程，其中i＝2，j＝1。
然后繼續(xù)通過步驟424-442對第二物品(i＝2)的各個(gè)步驟進(jìn)行定時(shí)。在測量完物品i＝2的各個(gè)步驟的時(shí)間之后，再次重復(fù)步驟434到438，直到完成對所有待包裝物品的包裝，方法404在步驟442終止。然后，CPU50提取為每一步驟j和每一物品i保存的所有數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存儲在適當(dāng)?shù)拇鎯ζ髦?，以便在步驟410中產(chǎn)生生產(chǎn)率報(bào)告，該報(bào)告具有類似于圖13中的報(bào)告412的顯示輸出。
如上結(jié)合圖1-14進(jìn)行的討論，本發(fā)明包裝系統(tǒng)通過識別待包裝物品、獲取與已識別包裝相關(guān)的預(yù)定包裝指令、利用已獲取的包裝指令控制包裝材料形成器并通過顯示器向操作員提供圖形/文字包裝指令，來提供對各種物品的高效、優(yōu)化的包裝。
下面將結(jié)合圖15a-15d討論提供這種功能的另一種實(shí)施方案。包裝系統(tǒng)10的操作，更具體地講是包裝系統(tǒng)控制器16執(zhí)行的功能，將參考圖15a-15d所示的流程圖進(jìn)行詳細(xì)地描述。
開始，在包裝系統(tǒng)控制器16內(nèi)執(zhí)行已編程指令的過程中，顯示器安裝在輸出外圍設(shè)備18上，例如步驟500中的CRT監(jiān)視器，以便向操作員提示所識別的待包裝物品，例如通過提供物品號以及待包裝物品的數(shù)目。(如這里所使用的，流程圖中的實(shí)線通常表示程序步驟的流程，虛線表示數(shù)據(jù)或消息的流程。此外，盡管為了簡化描述，程序流程表示為線性或串行的，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到程序優(yōu)選地是利用以時(shí)間片方式執(zhí)行的步驟，以事件驅(qū)動方式執(zhí)行的)。
一旦初始化完程序操作，就在步驟502訪問物品和相應(yīng)包裝信息的數(shù)據(jù)庫501，物品信息以可訪問的格式504提供給程序，符號、指針、計(jì)數(shù)器和/或其它程序控制變量的初始化在步驟506進(jìn)行。然后，操作員可以在步驟508告訴包裝系統(tǒng)10待包裝的一種或多種物品的物品號和待包裝物品的數(shù)量。根據(jù)對待包裝物品的識別結(jié)果，程序由數(shù)據(jù)庫501提取關(guān)于包裝過程的信息，并向操作員提供物品描述，作為確認(rèn)，其中物品是操作員為了包裝而在步驟510識別的。描述可以是物品名稱的形式，或優(yōu)選的是待包裝物品的圖象。然后，操作員確認(rèn)程序已經(jīng)在步驟512識別出正確的物品，程序開始制備墊片(在包裝材料形成器是減震轉(zhuǎn)換機(jī)的情況下)和指示操作員對物品進(jìn)行正確或推薦包裝的過程。
首先，監(jiān)視器標(biāo)志設(shè)定為1表示監(jiān)視器18上的顯示沒有被更新以便反映在步驟514開始的包裝順序。然后，程序，如圖15b所示，在步驟516檢查還沒有包裝的所需數(shù)目的物品。假定沒有包裝完所需數(shù)目的物品，如本例中所示的，即程序第一次通過，程序?qū)⒃诓襟E518將當(dāng)前步驟計(jì)數(shù)器初始化為1，這表示將為包裝已識別物品的過程中的第一步驟產(chǎn)生正確長度的、正確數(shù)目的墊片。然后，在步驟520檢查已經(jīng)在包裝過程中執(zhí)行的步驟數(shù)目，如果當(dāng)前步驟小于4(對于具有3個(gè)包裝步驟的物品包裝過程)，待產(chǎn)生的墊片數(shù)量在步驟522大于0，那么將在步驟524向機(jī)器控制器14提供喚醒碼。
喚醒碼的用途是通知機(jī)器控制器14開始由包裝系統(tǒng)控制器16查找適宜的指令。在接收喚醒碼之前，機(jī)器控制器14將忽略任何代碼，例如噪聲在機(jī)器控制器14的輸入端口上隨機(jī)產(chǎn)生的信號，以便在步驟524在線路噪聲與機(jī)器控制器的指令碼匹配的情況下不會采取任何不期望的動作。一旦在步驟524向機(jī)器控制器發(fā)送完喚醒碼，就通過步驟526到532實(shí)現(xiàn)定時(shí)握手(handshake)功能，這可以確保包裝系統(tǒng)控制器16和機(jī)器控制器14正確地通訊。
握手功能包括在步驟526啟動定時(shí)器、在步驟530等待接收來自機(jī)器控制器14的消息和檢查任何已接收的消息以便確定已接收的消息是否是預(yù)期的消息，例如步驟532中的字“Ranpak”。在沒有在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間由機(jī)器控制器14接收到消息的情況下，定時(shí)器將在步驟528超時(shí)，并在步驟534顯示錯(cuò)誤碼，包裝控制器16將詢問操作員是否應(yīng)當(dāng)在步驟536和538重新與機(jī)器控制器14建立通訊。如果操作員沒有重新建立對機(jī)器控制器14的控制，那么程序?qū)⒔K止，否則程序?qū)⒃俅斡刹襟E520開始循環(huán)。
假定在定時(shí)器超時(shí)之前在步驟530和532接收到來自機(jī)器控制器14的消息，且消息是適當(dāng)?shù)南?，包裝系統(tǒng)控制器16將告知機(jī)器控制器14待產(chǎn)生的墊片數(shù)目及其產(chǎn)生順序(圖15c中的步驟540)。另外，不是在一個(gè)步驟向機(jī)器控制器14提供墊片長度和待產(chǎn)生的墊片數(shù)目，而是通過一個(gè)循環(huán)執(zhí)行程序代碼的某一部分，在該循環(huán)中，機(jī)器控制器14被告知產(chǎn)生一個(gè)適當(dāng)長度墊片的次數(shù)與產(chǎn)生正確數(shù)目墊片所需的次數(shù)一樣多。包裝系統(tǒng)控制器16和機(jī)器控制器14之間的通訊再一次通過定時(shí)握手功能由步驟542至548建立起來，類似于上面相對于步驟524至532所描述的握手功能，以便確認(rèn)機(jī)器控制器14接收到待產(chǎn)生墊片的長度和數(shù)目。
因此，在機(jī)器控制器14已經(jīng)被告知在步驟540產(chǎn)生適當(dāng)長度的墊片之后，定時(shí)器在步驟542啟動，程序?qū)⒃诓襟E546監(jiān)測是否在定時(shí)器在步驟544超時(shí)之前接收到消息。如果接收到消息，將檢查消息以便確定該消息是否是所期望的。在這種情況下，所期望的消息可以是回車消息548，例如。如果在接收到消息或接收到正確的消息之前定時(shí)器超時(shí)，那么將在圖15b中的步驟534顯示錯(cuò)誤碼，并將詢問操作員包裝系統(tǒng)控制器16是否應(yīng)當(dāng)在步驟536與機(jī)器控制器14重新建立通訊。
假定由機(jī)器控制器14接收到適當(dāng)?shù)南?，則包裝系統(tǒng)控制器16在步驟550為待包裝物品執(zhí)行第一包裝步驟，適當(dāng)?shù)娘@示信息在步驟552中顯示在監(jiān)視器18上，根據(jù)第一步驟進(jìn)行包裝的物品的圖片將在步驟554中顯示出來。如果這不是第一次對待包裝物品執(zhí)行程序(在步驟550為否)，那么在根據(jù)包裝過程的下一步驟進(jìn)行包裝的物品的圖片在步驟554顯示出來之前，在步驟556建立5秒鐘的延時(shí)。這5秒鐘延時(shí)的用途是使操作員有時(shí)間在顯示內(nèi)容被與包裝物品的第二步驟對應(yīng)的顯示內(nèi)容替換之前檢查包裝物品過程中的第一步驟的顯示內(nèi)容。
在顯示包裝物品圖片的同時(shí)，包裝系統(tǒng)控制器16將在設(shè)定的時(shí)間間隔請求機(jī)器控制器14，要求為其提供產(chǎn)生所需墊片的狀態(tài)(步驟558，560)，并再次開始定時(shí)握手功能(步驟570-76)，如上所述。如果已經(jīng)從機(jī)器控制器14接收到消息，將對消息進(jìn)行檢測，以便確定在圖15d的步驟578和580中制備墊片的過程是否發(fā)生錯(cuò)誤。如果沒有錯(cuò)誤發(fā)生，消息將指明減震轉(zhuǎn)換機(jī)仍處于制備墊片(步驟578和580)的過程中，包裝系統(tǒng)控制器16再次查詢墊片生產(chǎn)的狀態(tài)(步驟558-576)，直到已經(jīng)確定已經(jīng)生產(chǎn)了所需的墊片。然后，在步驟582停止定時(shí)器，包裝系統(tǒng)控制器16通過在步驟584將包裝步驟計(jì)數(shù)器加1并設(shè)定顯示標(biāo)記以便在步驟586指明正在包裝的物品的圖片正在顯示，來進(jìn)行到包裝過程的下一步驟。然后，機(jī)器控制器14將開始為向操作員提供推薦包裝的后續(xù)包裝步驟(步驟520-586)制備墊片的過程。
如果針對已識別物品已經(jīng)完成三個(gè)包裝步驟，如在圖15b的步驟520中等于4的步驟計(jì)數(shù)器所指明的，物品數(shù)量計(jì)數(shù)器將在步驟588減1，包裝系統(tǒng)控制器16將確定是否已經(jīng)包裝完所有的相同物品(步驟516)。如果沒有，機(jī)器控制器14將再次制備必需的墊片，并通過建議來指導(dǎo)操作員。如果已經(jīng)包裝完所有相同物品，那么輸出外圍設(shè)備18上的顯示將返回到為操作員指明下一待包裝物品的顯示畫面(步驟590，圖15a)，包裝過程針對下一物品重復(fù)進(jìn)行。
在本發(fā)明第一實(shí)施方案中，包裝系統(tǒng)用于一個(gè)或多個(gè)已知物品。預(yù)定的包裝指令集與物品號或標(biāo)識碼相關(guān)聯(lián)，并根據(jù)待包裝物品通知由存儲器中獲取。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，在所公開的包裝系統(tǒng)中待包裝物品是未知的。在這種情況下，未知物品意味著物品，以及與該物品相關(guān)的預(yù)定包裝指令，沒有駐留在相應(yīng)的存儲器中。因此，根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的包裝系統(tǒng)，包裝系統(tǒng)識別待包裝物品的一個(gè)或多個(gè)特點(diǎn)，并利用已識別的特點(diǎn)確定(而不是獲取)包裝該物品的最優(yōu)包裝方法。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，沒有包裝經(jīng)歷的操作員可以利用防止包裝損傷的最優(yōu)物品包裝，同時(shí)避免浪費(fèi)過多的包裝材料，由此使給定物品的包裝費(fèi)用最小化。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一旦確定了最優(yōu)包裝方法，包裝預(yù)覽將在輸出外圍設(shè)備例如顯示器上給出。包裝預(yù)覽允許操作員(即用戶或消費(fèi)者)查看包裝過程，以便確認(rèn)已確定的包裝方法是適當(dāng)?shù)摹Ａ硗?，一旦確定了最優(yōu)包裝方法，包裝系統(tǒng)將顯示包裝和運(yùn)送該物品所需的費(fèi)用，并允許操作員接受包裝和運(yùn)送費(fèi)用或終止包裝過程。
在本發(fā)明的另一方面，包裝系統(tǒng)通過輸出外圍設(shè)備向包裝材料形成器和操作員提供與預(yù)定最優(yōu)包裝方法相關(guān)的包裝指令。包裝指令用于在包裝物品的特定順序中產(chǎn)生適當(dāng)數(shù)量的包裝材料。同時(shí)，包裝指令還用于逐步地以圖形或文字格式，優(yōu)先地是通過顯示器，向操作員提供解釋性指令。解釋性指令示出如何正確地利用已產(chǎn)生的包裝材料將物品固定在正確識別的容器內(nèi)，由此確保根據(jù)預(yù)定最優(yōu)包裝過程正確地包裝物品。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，確定最優(yōu)包裝方法的包裝系統(tǒng)控制器包括專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)包括一個(gè)知識庫，它由多個(gè)與包裝有關(guān)的規(guī)則和數(shù)據(jù)組成，這些規(guī)則和數(shù)據(jù)應(yīng)用于由操作員提供的數(shù)據(jù)，而操作員根據(jù)待包裝物品得出結(jié)論(即最優(yōu)包裝方法)。優(yōu)先地，規(guī)則由“如果-那么”規(guī)則構(gòu)成，盡管可以使用其它規(guī)則方案，例如利用“框架”來代替或與“如果-那么”規(guī)則一起使用，以便利用內(nèi)部數(shù)據(jù)和一個(gè)或多個(gè)關(guān)于物品的特點(diǎn)得出結(jié)論。這種特點(diǎn)包括以下內(nèi)容，但并不限于此，尺寸、形狀、物品的重量和易碎性、運(yùn)送方法和包裝方法是否針對包裝或費(fèi)用進(jìn)行優(yōu)化。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，包裝系統(tǒng)包括維護(hù)包裝材料列表的庫存監(jiān)測系統(tǒng)。隨著包裝材料在針對不同物品的預(yù)定包裝方法中的使用，庫存監(jiān)測系統(tǒng)更新庫存列表，并將已更新量與一個(gè)或多個(gè)重新定購閾值進(jìn)行比較。如果重新定購閾值中的任何一個(gè)得到滿足(例如等于或小于閾值，或大于或等于閾值)，包裝系統(tǒng)就自動地產(chǎn)生重新定購請求，以防止包裝材料庫存意外地耗盡。
圖16a示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的包裝系統(tǒng)590。包裝系統(tǒng)590包括與包裝材料形成器12，它在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中是如圖2所示的減震轉(zhuǎn)換機(jī)，相連的包裝系統(tǒng)控制器592。輸出外圍設(shè)備18連接到包裝系統(tǒng)控制器592。輸出外圍設(shè)備18可以包括一個(gè)或多個(gè)元件，優(yōu)選地包括根據(jù)已識別的運(yùn)送目的地和裝運(yùn)貨物(包括物品、包裝箱和包裝材料)的重量產(chǎn)生正確的運(yùn)費(fèi)或郵費(fèi)的運(yùn)費(fèi)或郵費(fèi)計(jì)量器18a。另外，輸出外圍設(shè)備18優(yōu)選地包括根據(jù)操作員提供的指令打印郵寄標(biāo)簽的打印機(jī)18b。最后，輸入外圍設(shè)備還優(yōu)選地包括顯示器18c，例如CRT，以便逐步地提供圖形和文字指令，同時(shí)產(chǎn)生有助于正確包裝物品的包裝材料。
圖16a的包裝系統(tǒng)590還包括與包裝系統(tǒng)控制器592相連的輸入外圍設(shè)備20。輸入外圍設(shè)備20可以包括一個(gè)或多個(gè)元件，優(yōu)先地包括測量待包裝物品重量的秤20a。另外，還優(yōu)先地包括尺度測量裝置20b，以便識別出待包裝物品的尺寸和形狀。尺度測量裝置20b可以是簡單裝置，例如分別測量物品的高度、長度和寬度的尺。然而，因?yàn)樵S多物品具有比立方體更加復(fù)雜的三維形狀，所以需要利用更加復(fù)雜的尺度測量裝置20b。例如，裝置20b可以包括一個(gè)或多個(gè)與物品的多個(gè)部位接觸并在三維空間(x，y，z)記錄各個(gè)接觸部位的機(jī)器臂。裝置20b與包裝系統(tǒng)控制器592中的CPU50(或利用自己的處理器)一起識別物品的形狀和尺寸。在另一方面，尺度測量裝置20b可以包括地址為郵政信箱929，F(xiàn)armington，Utah 84025，美國的Quantronix公司提供的CubiscanTM測量系統(tǒng)。
輸入外圍設(shè)備20還可以包括鍵盤/鼠標(biāo)輸入設(shè)備20c或觸摸屏顯示器，如個(gè)人計(jì)算機(jī)所通常使用的，或麥克風(fēng)。鍵盤和鼠標(biāo)可以用于輸入各種待包裝物品的特點(diǎn)和/或用于訪問各種下拉式菜單，以便識別物品或在數(shù)據(jù)庫中指明與該物品類似的選項(xiàng)。另外，鍵盤/鼠標(biāo)20c可以用來識別運(yùn)送目的地、運(yùn)送方式(例如卡車、輪船、飛機(jī)或火車)和其它運(yùn)送方式和/或包裝選擇?？傊?，秤20a、尺度測量裝置20b和鍵盤/鼠標(biāo)20c搜集各種用于標(biāo)識物品的數(shù)據(jù)片；數(shù)據(jù)片包括，例如，重量、尺寸、形狀和易碎性。
圖16b是圖16a包裝系統(tǒng)590的理想化側(cè)視圖。包裝系統(tǒng)590包括作為包裝系統(tǒng)控制器592的、位于包裝工作區(qū)593下面的視窗個(gè)人計(jì)算機(jī)。位于工作區(qū)593下面的還有打印機(jī)18b和減震轉(zhuǎn)換機(jī)12。在工作區(qū)593的頂部是秤20a、尺度測量裝置20b、顯示器18c或鍵盤/鼠標(biāo)20c。工作區(qū)593上還有一系列容納各種包裝箱或盒(未示出)的帶有標(biāo)簽的料箱。在工作區(qū)593的一端595是一個(gè)由減震轉(zhuǎn)換機(jī)12產(chǎn)生的減震墊片的出料槽596。
圖17的流程圖示出利用，例如圖16a和16b中的包裝系統(tǒng)590包裝未知物品的方法600。方法600在步驟602由識別待包裝物品開始。盡管使用字“識別”描述步驟602，應(yīng)當(dāng)理解的是方法600正在考慮確定一個(gè)或多個(gè)刻劃待包裝物品但不必識別物品的特點(diǎn)的廣泛功能。因此，盡管步驟602相對于搜集足夠的數(shù)據(jù)以便完全識別待包裝物品的要求還有一段距離，但是在許多應(yīng)用中物品的完全識別是不需要的，而需要的是根據(jù)刻劃物品的幾個(gè)數(shù)據(jù)片，例如重量、尺寸、形狀和易碎性，確定包裝方法。
一旦在步驟602識別出物品，方法600就進(jìn)行到步驟604，其中包裝系統(tǒng)控制器592提取在步驟602搜集的數(shù)據(jù)，并用它確定最優(yōu)包裝方法。如將要詳細(xì)描述的，包裝系統(tǒng)控制器592優(yōu)先地利用專家系統(tǒng)確定最優(yōu)包裝方法。然而，在包裝確定過程中還可以使用模糊邏輯、二值判決樹和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，每一種方法都屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)。
在步驟604確定包裝方法之后，包裝方法及其相應(yīng)的包裝和運(yùn)送費(fèi)用在步驟606顯示出來。步驟606類似于圖5以及圖6a中的步驟112和114，因?yàn)椴僮鲉T可以預(yù)覽包裝方法。盡管步驟604的確定過程優(yōu)選地由專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，但是這種過程受到一定的限制，因?yàn)獒槍γ恳环N情況的規(guī)則并不一定存在，這將導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)論。另外，如果通過輸入外圍設(shè)備20提供的部分?jǐn)?shù)據(jù)不正確，那么包裝系統(tǒng)590將把其結(jié)論建立在錯(cuò)誤數(shù)據(jù)之上。因此，包裝方法顯示步驟606允許操作員提供“合理性檢查”，以便在產(chǎn)生任何包裝材料之前確保已經(jīng)確定的包裝方法是正確的。
另外，一旦在步驟604確定了包裝方法，包裝系統(tǒng)控制器592就通過累加所選容器的價(jià)格、生成適當(dāng)數(shù)量的包裝材料的費(fèi)用和各種其它材料例如包裝膠帶的費(fèi)用來計(jì)算包裝費(fèi)用。包裝系統(tǒng)控制器592還利用運(yùn)送目的地、物品和運(yùn)送材料的復(fù)合重量和運(yùn)送方法計(jì)算運(yùn)送費(fèi)用。在包裝費(fèi)用和運(yùn)送費(fèi)用顯示在顯示器18c上時(shí)，操作員還有機(jī)會在步驟608進(jìn)行處理，如果操作員認(rèn)為費(fèi)用可以接受的話。否則，操作員可以終止過程或由步驟608重新開始。
如果操作員在步驟608根據(jù)預(yù)定最優(yōu)包裝方法選擇進(jìn)行物品包裝，那么包裝系統(tǒng)控制器592(通過CPU50)在步驟610向減震轉(zhuǎn)換機(jī)12，在步驟612向輸出外圍設(shè)備18發(fā)送與預(yù)定包裝方法相應(yīng)的包裝指令。在步驟610發(fā)送到減震轉(zhuǎn)換機(jī)12的包裝指令是指示需產(chǎn)生的減震墊片數(shù)量及其相應(yīng)長度和制作順序的控制信號，類似于前面在圖7中進(jìn)行的描述。同樣，包裝系統(tǒng)控制器592通過CPU50發(fā)送到輸出外圍設(shè)備18的包裝指令是通過郵費(fèi)計(jì)量器18a自動生成適當(dāng)數(shù)量的郵費(fèi)、通過打印機(jī)18b生成帶有適當(dāng)?shù)刂返倪\(yùn)送標(biāo)簽和逐步地在顯示器18c上顯示包裝指令的控制信號。顯示器18c上的包裝指令優(yōu)選地包括指示如何利用已產(chǎn)生的包裝材料恰當(dāng)?shù)貙⑽锲饭潭ㄔ谔囟ㄈ萜鲀?nèi)的圖形化表示。另外，還優(yōu)選地包括有助于正確包裝物品的文字性說明。最后，包裝系統(tǒng)控制器16利用CPU50通過通訊連接(例如調(diào)制解調(diào)器91或網(wǎng)絡(luò)接口90)通知托運(yùn)人來取已包裝好的物品。
圖18根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案更加詳細(xì)地示出識別待包裝物品的步驟(步驟602)。步驟602由在步驟650利用例如秤20a稱量待包裝物品或提示用戶通過輸入外圍設(shè)備輸入重量開始。然后，將重量保存在與包裝系統(tǒng)控制器592的CPU相連的存儲器中，例如RAM60(見圖3)。下一步，在步驟652測量和/或提供物品的尺度(即尺寸和形狀)，或向操作員詢問尺度。該步驟自身包括一個(gè)或多個(gè)步驟。例如包裝系統(tǒng)590可以利用尺度測量裝置20b自動測量物品的三維尺度，然后向操作員詢問物體的一般形狀(例如，是立方體、金字塔形還是球形等)。另外，如前所述，可以利用機(jī)器裝置繪出物體的外部輪廓。在另一方面，可以在步驟652利用筆型裝置或鼠標(biāo)勾勒出物體的一般形狀。測量或確定物品的尺寸和形狀的任何方法都屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)。
識別物品的下一步驟是在步驟654確定物品的易碎性。這一步驟可以用多種方式完成，如圖19a-19c所示。在圖19a中，物品的易碎性是用多個(gè)下拉式菜單標(biāo)識的。第一下拉式菜單662包括一列物品所歸屬的通用類別664。利用例如鼠標(biāo)20c選中一個(gè)類別664a(例如家用物品)，將顯示出第二列子類別666，其中子類別666中的每一個(gè)都與前面選中的類別664a有關(guān)(例如家具和廚房用品都屬于家用物品)。然后，操作員利用鼠標(biāo)20c或觸摸屏從子類別中選擇一個(gè)666a(即廚房用品)，以便示出更加詳細(xì)的物品列表668(例如罐子和盤子、小盤等)。這一過程繼續(xù)進(jìn)行，直到用戶選擇了實(shí)際物品或在易碎性上與待包裝物品類似的物品。每個(gè)在顯示器18c上的下拉式菜單中顯示的物體都具有與存儲在存儲器(例如硬盤驅(qū)動器78)中的物品相關(guān)聯(lián)的易碎性等級，其中存儲器與在后面用來確定恰當(dāng)包裝方法的包裝系統(tǒng)控制器592相連。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，產(chǎn)品的易碎性是用“G’”來度量的，它測量的是在不引起損傷的條件下物品所能承受的最大加速度(即在測量時(shí)間內(nèi)速度的變化率)(G是通過已包裝物品的加速度與重力加速度的比值計(jì)算出來的，G＝a/g)。因此，G因子越低，物品越易碎。在一個(gè)示例性方式中，不同物品的G因子是通過使各種產(chǎn)品經(jīng)受一系列逐步加劇的減速度(即撞擊)以便確定引起損傷的最低值來確定的。
圖19b示出另一種確定物品易碎性的方法。圖19b利用6種易碎性類別669a將易碎性由極易碎(即最易碎)到最不易碎(即結(jié)實(shí))進(jìn)行分類。操作員通過選擇一個(gè)類別669a將看到各種均屬于所選易碎性類別669a的示例性物品669b。通過在每個(gè)類別中分析示例性物品，操作員可以估計(jì)出物品的易碎性。一旦選擇完，CPU50就將與該物品有關(guān)的G因子保存在存儲器中，例如RAM60。如圖19b所示，6種易碎性類別分類如下I)極易碎(大約15-25G)；II)十分易碎(大約25-40G)；III)易碎(大約40-60G)；IV)輕微易碎(大約60-85G)；V)輕微結(jié)實(shí)(大約85-115G)；VI)結(jié)實(shí)(大約115G和更高)。注意，圖19b提供的類別669a僅僅是示例性的，如果需要可以提供更少或更多的類別。然而，優(yōu)選的是類別數(shù)目應(yīng)當(dāng)多到足以避免對易碎性進(jìn)行過多的“經(jīng)驗(yàn)性猜測”，因?yàn)檫^低的G因子估計(jì)將使包裝設(shè)計(jì)過度，由此不必要地增加了包裝費(fèi)用。同樣，如果易碎性因子G估計(jì)得過高，那么產(chǎn)品包裝將低于設(shè)計(jì)要求，將在運(yùn)送過程中導(dǎo)致物品損壞。
圖19c示出另一種確定物品易碎性的方法(步驟654)，其中利用了自動化技術(shù)。步驟654由利用觀測裝置例如數(shù)字式照相機(jī)在步驟670觀測物品開始。然后，利用例如圖象處理器將包括物品圖象的數(shù)據(jù)處理成各種圖象處理格式，以便識別將在步驟672指明易碎性的物品特點(diǎn)。這種圖象處理包括，例如，分割和濾波，以及將整幅圖象或圖象段通過已訓(xùn)練的分類器，如圖象分析領(lǐng)域的技術(shù)人員所眾知的。這種分類，例如，可以包括模式識別(步驟672a)，使用專家系統(tǒng)(步驟672b)或?qū)D象應(yīng)用于一個(gè)或多個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(步驟672c)。其它方法可以包括，例如，二值判決樹和模糊邏輯。除步驟672之外，包裝系統(tǒng)控制器592可以向操作員或用戶(未示出)詢問附加數(shù)據(jù)，以便填充分類/推斷過程中的空隙。這種詢問可以包括，例如，“物品是固態(tài)的嗎？”，“物品是空心的嗎？”，“一片物品多厚？”，“物品是由石膏、陶瓷或玻璃制的嗎？”等待。然后，包裝系統(tǒng)控制器592利用所提供的信息判定物品的易碎性。注意，在沒有毀壞待包裝物品之前是無法確定其實(shí)際易碎性的，當(dāng)然這顯然是不期望的。如果在詢問完附加信息之后，控制器592確定數(shù)據(jù)之間的間隙使得無法在特定的可信度范圍內(nèi)得出結(jié)論，那么包裝系統(tǒng)控制器592將通過顯示器18c向操作員發(fā)送消息，即無法得出關(guān)于物品易碎性的結(jié)論，這要求操作員向服務(wù)人員詢問額外的咨詢。
現(xiàn)返回圖18，一旦在步驟654確定了物品的易碎性，包裝系統(tǒng)控制器592就在步驟656向操作員詢問包裹的目的地。在許多情況下，操作員是已知運(yùn)送目的地信息的，可以利用例如鍵盤/鼠標(biāo)20c或觸摸型顯示器手動輸入數(shù)據(jù)。另外，如果操作員不知道運(yùn)送目的地信息，用戶可以訪問駐留在存儲器，例如硬盤驅(qū)動器78或駐留在磁盤驅(qū)動器72(見圖3)中的地址數(shù)據(jù)庫。一旦在步驟656獲得適當(dāng)?shù)哪康牡匦畔?，CPU50就將數(shù)據(jù)存儲在工作存儲器中，例如RAM60。
優(yōu)選地，包裝系統(tǒng)590還通過在步驟658提示操作員從空運(yùn)、卡車運(yùn)輸、航運(yùn)和鐵路運(yùn)輸當(dāng)中選擇一種，向操作員詢問期望的運(yùn)送方法。選擇可以是通用的，或者還可以是專用的，例如通過識別特定貨物或運(yùn)送公司。然后，CPU50將數(shù)據(jù)保存在工作存儲器例如RAM60中，以便在判定最優(yōu)包裝方法的過程中使用。在步驟658搜集的數(shù)據(jù)可以在后面用來確定物品在運(yùn)送過程中允許跌落的高度以及振動的影響，這將在下面詳細(xì)討論。然后，將這種信息用于確定正確的包裝方法。
最后，包裝系統(tǒng)590允許操作員在步驟660選擇最優(yōu)選項(xiàng)。例如如后面將要詳細(xì)討論的，在某些情況下存在多種包裝選項(xiàng)。在這種情況下，通過選擇包裝最優(yōu)選項(xiàng)或費(fèi)用最優(yōu)選項(xiàng)，包裝系統(tǒng)將選擇不同的包裝方法。例如，選擇費(fèi)用最優(yōu)選項(xiàng)將允許系統(tǒng)在確定物品易碎性時(shí)利用較低的可靠性閾值。另外，當(dāng)為了確定適當(dāng)?shù)陌b量等而將駐留在數(shù)據(jù)存儲器中的減震曲線應(yīng)用于一組規(guī)則時(shí)，選擇一種選項(xiàng)將在減震曲線上對應(yīng)不同的點(diǎn)，如將要在下面詳細(xì)討論的。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，包裝系統(tǒng)590可以判定兩種包裝方法，其中一種方法是針對為了防止運(yùn)送損壞而確保高度可靠性進(jìn)行優(yōu)化的，而另一種方法是針對為了防止運(yùn)送損壞而提供一定程度的可靠性，同時(shí)使包裝費(fèi)用最低進(jìn)行優(yōu)化的。然后，包裝系統(tǒng)控制器592在顯示器18c上顯示兩種選項(xiàng)及其相應(yīng)的包裝和運(yùn)送費(fèi)用，以便用戶進(jìn)行比較，由此選擇一種包裝方法。因此，本發(fā)明使操作員在步驟660選擇最優(yōu)選項(xiàng)時(shí)具有很大的靈活性。
另外，包裝系統(tǒng)10還可以包括一變量，即用戶定義的(或確定的)安全范圍，它取預(yù)定的易碎性并且將其數(shù)量按照預(yù)定量(例如20％)增加。利用該特點(diǎn)，安全范圍可以用于實(shí)現(xiàn)包裝保險(xiǎn)，例如。該安全范圍可以由包裝系統(tǒng)所有人或用戶通過交互型菜單確定，如所期望的。
一旦在圖18的步驟602中確定了物品的各種特點(diǎn)和運(yùn)送信息，并將其保存在與CPU50相連的存儲器中，CPU50(或與CPU50配合工作的專用處理器(未示出))在圖17的步驟604確定最優(yōu)包裝方法。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，最優(yōu)包裝方法由專家系統(tǒng)確定。
專家系統(tǒng)是一種在精確定義的條件下利用專家知識支持或自動作出判決的信息系統(tǒng)。由此，專家系統(tǒng)支持或自動地在已識別專家比非專家作得更好的領(lǐng)域作出判決。因此，專家系統(tǒng)十分適用于包裝設(shè)計(jì)，因?yàn)樽顑?yōu)包裝設(shè)計(jì)需要大量的技術(shù)知識和經(jīng)驗(yàn)。例如，在設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)陌b方法時(shí)，人員不應(yīng)當(dāng)僅僅是找出足以容納物品的盒子，然后利用任意數(shù)量的包裝材料纏繞或包圍物品，再填充剩余的任何空隙。與此相反，高效包裝設(shè)計(jì)考慮待包裝物品的易碎性，及其尺寸、形狀和重量，并修正包裝方法，以便確保預(yù)期的撞擊可以有效地由包裝材料(例如，減震墊片)吸收。另外，包裝設(shè)計(jì)還可以考慮一些附加因素，例如包裝材料的壓縮形變、預(yù)期的溫度條件對包裝材料的減震能力的影響、彎曲的可能性和振動的影響。本發(fā)明利用了經(jīng)驗(yàn)豐富的包裝設(shè)計(jì)師提供的專家知識和數(shù)據(jù)，將這些信息濃縮成一組規(guī)則，并利用輔助數(shù)據(jù)以及操作員在圖17的步驟602中提供的數(shù)據(jù)，確定最優(yōu)包裝方法。
本發(fā)明的專家系統(tǒng)根據(jù)從操作員接收到的數(shù)據(jù)得出指明包裝方法的結(jié)論。結(jié)論遵從規(guī)則集和專家系統(tǒng)提供的輔助數(shù)據(jù)(通常稱為知識庫)，以及操作員提供的數(shù)據(jù)或信息。因此，專家系統(tǒng)中的知識是指導(dǎo)操作和判斷的直覺、想法、規(guī)則和過程的集合。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，知識庫可以在專家系統(tǒng)框架內(nèi)構(gòu)造，該框架是一種可以高效生成專家系統(tǒng)的商用軟件產(chǎn)品。專家系統(tǒng)框架將提供可以輸入規(guī)則和數(shù)據(jù)的預(yù)編程模塊，以及執(zhí)行計(jì)算并向用戶或操作員提供各種信息片的模塊。
專家系統(tǒng)可以以多種方式表示知識。優(yōu)選地，知識是以“如果-那么”的形式表達(dá)的。如果-那么規(guī)則表述為如下形式如果一個(gè)或多個(gè)特定條件為真，那么得出肯定結(jié)論。本發(fā)明專家系統(tǒng)的示例性規(guī)則可以示例如下如果物品占據(jù)體積V那么不考慮容積小于V的包裝箱。
上述規(guī)則用于確定待包裝物品的適宜包裝箱。在本例中，得出結(jié)論所需的所有數(shù)據(jù)都由操作員在圖18的步驟652中提供。然而，在許多情況下，本發(fā)明的專家系統(tǒng)將利用多種判斷給定條件是否為真的方法。如上所示，數(shù)據(jù)可以已經(jīng)由操作員提供，因此可以駐留在數(shù)據(jù)庫中。另外，系統(tǒng)可以利用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)以及其它規(guī)則確定條件是否為真。最后，專家系統(tǒng)可以通過向操作員提問和/或使用其它規(guī)則來主動地尋找附加數(shù)據(jù)，以便得出結(jié)論。
優(yōu)選地，本發(fā)明的專家系統(tǒng)類似于正在解決問題的人類專家。專家系統(tǒng)利用知識庫中的知識，根據(jù)當(dāng)前可以用的信息得到臨時(shí)結(jié)論，即使信息是不完整的。當(dāng)沒有得到結(jié)論時(shí)，就利用知識庫中的知識找出需要提問的問題或確定為了向得出包裝結(jié)論這一目的進(jìn)一步前進(jìn)而需要獲取的數(shù)據(jù)。
如上所述，如果-那么規(guī)則可以用來在知識庫中表示知識。如果-那么規(guī)則不但可以具有上述形式(即指定條件和結(jié)論)，而且規(guī)則還可以包括指明結(jié)論具有特定可能性的可靠性因子(例如0.75)，但不是完全不確定。然后，可靠性因子可以用作另一種事實(shí)，并可以應(yīng)用于附加規(guī)則，以便得出結(jié)論，由此模擬在許多工作中固有的、由專家進(jìn)行的不確定性。
另一種類型的知識表示是構(gòu)造確定最優(yōu)包裝方法的知識庫。這種類型的知識表示通常稱為“框架(frame)”，它按照信息的含義組織信息，并識別出任何存在的不期望特點(diǎn)?？蚣芴峁┝艘环N針對具體情況組織數(shù)據(jù)的方法。例如，當(dāng)你進(jìn)入屋內(nèi)，你的大腦就處理視覺數(shù)據(jù)，并將其與大腦預(yù)期的進(jìn)行比較。此外，你的預(yù)期在不同類型的屋子內(nèi)是不同的。例如，當(dāng)你進(jìn)入廚房時(shí)，你期望看到冰箱、烤爐、水槽和櫥柜。然而，在廚房你不會期望看到計(jì)算機(jī)或文件柜，盡管在某些有限的環(huán)境中會出現(xiàn)上述物品。
因此，框架是表示一個(gè)實(shí)體，例如一個(gè)概念、物品或類別的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?？蚣馨?biāo)識該類實(shí)體的特點(diǎn)的域。每個(gè)域具有一個(gè)與每種所考慮的特點(diǎn)相應(yīng)的條目或值。框架可以通過尋找與物品最接近的框架來確定未知物品的易碎性。即，如果相當(dāng)數(shù)量的特點(diǎn)類似于具有已知易碎性值的物品，那么就將該易碎性值賦予未知物品。類似地，包括針對具有具體特點(diǎn)的物品的預(yù)定義包裝方法的框架可以用作設(shè)計(jì)最優(yōu)包裝方法的起點(diǎn)。盡管作為示例性規(guī)則和結(jié)構(gòu)描述了在知識庫中表示知識的如果-那么規(guī)則和框架，應(yīng)當(dāng)理解的是也可以使用表示專家知識的其它結(jié)構(gòu)和方法，這些結(jié)構(gòu)和方法都屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)。
圖20示出本發(fā)明專家系統(tǒng)700的示例性結(jié)構(gòu)。如前面簡要討論的，專家系統(tǒng)700可以駐留在圖3的CPU50中，或作為圖16的包裝系統(tǒng)控制器592中的獨(dú)立處理元件存在。專家系統(tǒng)700可以包括知識庫702、數(shù)據(jù)庫704、搜索引擎706、接口708和解釋模塊710。盡管圖20建議元件是物理上獨(dú)立的元件，但這并不是必需的。與此相反，專家系統(tǒng)700的元件可以認(rèn)為是處理器內(nèi)部的功能元件。在另一個(gè)實(shí)施方案中，專家系統(tǒng)可以是遠(yuǎn)程的，并通過網(wǎng)絡(luò)接口90或圖3的其它通訊裝置進(jìn)行訪問，由此使輸入/輸出外圍設(shè)備稱為虛擬型終端。
知識庫702是包含一組或多組與包裝材料，例如減震墊片有關(guān)的數(shù)據(jù)和多個(gè)由專家提供的規(guī)則和/或框架的存儲器段。數(shù)據(jù)庫704是用于存儲由操作員通過任一輸入外圍設(shè)備20a-c提供的待包裝物品的事實(shí)和/或特點(diǎn)的另一段存儲器。根據(jù)本發(fā)明，數(shù)據(jù)庫704可以包括在圖18的步驟602搜集的各種數(shù)據(jù)片，如圖21所示。數(shù)據(jù)庫704中的各種數(shù)據(jù)片包括，但并不限于此，包裝重量數(shù)據(jù)712、包裝尺寸數(shù)據(jù)(尺寸和形狀)714、易碎性信息716、包裝處理信息718、包裝運(yùn)輸信息720和其它各種包裝數(shù)據(jù)722，例如壓縮形變數(shù)據(jù)、溫度效應(yīng)(熱系數(shù))數(shù)據(jù)、彎曲數(shù)據(jù)和振動信息。另外，刻劃待包裝物品特點(diǎn)的數(shù)據(jù)可以包括針對一種或多種類型的包裝材料和包裝材料結(jié)構(gòu)的費(fèi)用/包裝優(yōu)化選項(xiàng)724和動態(tài)減震曲線數(shù)據(jù)726。
搜索引擎706將知識庫702中的規(guī)則和數(shù)據(jù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫704提供的所有事實(shí)，以便確定下一步是向操作員詢問什么問題，或返回到數(shù)據(jù)庫704和知識庫702。搜索引擎706下一步詢問的問題決定于搜索引擎706的當(dāng)前目的。例如，如果搜索引擎706已經(jīng)識別出五種不同的為確認(rèn)當(dāng)前工作假設(shè)而必需為真的事實(shí)，那么搜索引擎706將依次詢問這五種問題。如果其中的任何一種的響應(yīng)為否，那么搜索引擎706將放棄當(dāng)前的推理，而轉(zhuǎn)向另一個(gè)。
接口708包括顯示器18c和鍵盤鼠標(biāo)20c，并在功能上示出專家系統(tǒng)700與操作員交互的方式，如果這種行為是必需的話。接口708可以是一組文字問題和答案，或者是圖形(或其組合)，如果需要的話。解釋模塊710是任選的，并沒有包括在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中。解釋模塊710是通過顯示器18c提供給操作員的，以便解釋導(dǎo)致最終結(jié)論的搜索順序，并作為操作員獲知得出什么樣的特定結(jié)論或事實(shí)，或?yàn)槭裁丛儐柼囟▎栴}的途徑。
圖22是示例性專家系統(tǒng)判斷流程圖800，它示出本發(fā)明專家系統(tǒng)700利用圖2的減震轉(zhuǎn)換機(jī)12為未知物品產(chǎn)生的包裝材料(減震墊片)來確定最優(yōu)包裝方法的一種方法。如結(jié)合圖16-21所討論的，包裝系統(tǒng)590通過獲取與待包裝物品相關(guān)的各種信息片(見圖21)來識別出待包裝物品(步驟602)。利用圖21的數(shù)據(jù)(即數(shù)據(jù)庫704)，專家系統(tǒng)700將數(shù)據(jù)應(yīng)用于知識庫702中的各種規(guī)則，如圖20和22所示。
開始，搜索引擎706利用數(shù)據(jù)庫704中的尺寸和形狀數(shù)據(jù)714消除對一種或多種包裝箱802的進(jìn)一步考慮。例如，如果物品長為24”、寬12”、高12”，那么任何體積(V)小于24”×12”×12”(3，456立方英寸)的包裝箱都無法裝下該物品，因此，不再考慮這些包裝箱。另外，如果給定期望的運(yùn)送方法和運(yùn)送目的地?cái)?shù)據(jù)720，搜索引擎706將針對排除或需要某些運(yùn)送容器的任何運(yùn)送規(guī)則數(shù)據(jù)804對知識庫702進(jìn)行搜索，由此降低了剩余的可用容器。然后，搜索引擎706移向另一分析，因?yàn)闉榱耸惯x擇正確包裝箱的過程繼續(xù)前進(jìn)需要額外信息。上述步驟802僅僅是示例性的，可以包括額外規(guī)則，如果需要的話。
其次，專家系統(tǒng)700確定物品在運(yùn)送過程中可以跌落的高度806，這樣需要對利用什么形式、多少數(shù)量的減震墊片來恰當(dāng)?shù)乇Ｗo(hù)物品進(jìn)行大量的分析。跌落高度可以通過搜索引擎706利用數(shù)據(jù)庫704中的重量信息712和包裝處理信息718進(jìn)行計(jì)算。利用包裝處理信息718，搜索引擎706可以確定一個(gè)或多個(gè)人是否可以運(yùn)送或拋擲包裝品，并結(jié)合重量信息712，它還可以識別出如果已包裝物品由于運(yùn)送過程中的意外地跌落而能夠經(jīng)受的可能跌落高度。例如，如果一個(gè)人正在運(yùn)送包裝，包裝很輕(例如，大約10-20磅)，那么包裝允許意外跌落的高度就高(例如，大約36”)。然而，如果兩個(gè)人正在搬運(yùn)包裝，且包裝較重(例如，大約50-100磅)，那么包裝允許意外跌落的高度就低(例如大約24”)。按照上述方式，利用知識庫702中的數(shù)據(jù)和用戶在數(shù)據(jù)庫704中提供的數(shù)據(jù)的搜索引擎706確定物品在運(yùn)送過程中可以經(jīng)受的潛在跌落高度。然后，在步驟808確定功能減震需求數(shù)據(jù)重量時(shí)，搜索引擎706利用跌落高度數(shù)據(jù)在知識庫702中選擇恰當(dāng)?shù)膭討B(tài)減震墊片數(shù)據(jù)726。
對哪種減震材料和哪種減震材料結(jié)構(gòu)在功能上更適用的判斷(步驟808)優(yōu)選地由搜索引擎706利用各種信息片進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，多個(gè)減震曲線(圖23a-n示出的，參考號為810)包括駐留在知識庫702中的數(shù)據(jù)726。對減震曲線810進(jìn)行估值，如果任一曲線包括不滿足步驟806的預(yù)定跌落高度的跌落高度，那么搜索引擎706就在進(jìn)一步的考慮中將其略去。如23a-n示出多個(gè)示例性動態(tài)減震曲線810。通常，存在多條減震曲線810，然而在該例中，由于預(yù)定跌落高度為30”，因此在搜索引擎706進(jìn)行的后續(xù)分析中只考慮在跌落高度為30”的位置具有數(shù)據(jù)的減震曲線810。
動態(tài)減震曲線810示出包裝材料(對于特定的包裝材料結(jié)構(gòu))在不同撞擊強(qiáng)度下的行為特點(diǎn)。圖23a-n的曲線是通過將一系列已知重量的物體拋在減震墊片結(jié)構(gòu)樣品(未示出)上，并測量樣品允許傳遞(即傳遞到待包裝物品)的沖擊量而產(chǎn)生的。換句話說，跌落實(shí)驗(yàn)?zāi)M物品由預(yù)期跌落高度跌落的過程(步驟806)。曲線中的每一點(diǎn)表示已知重量的物品將向減震墊片結(jié)構(gòu)施加多大的負(fù)荷，減震墊片將允許向物品傳遞多大的沖擊。搜索引擎706利用易碎性數(shù)據(jù)716，并利用數(shù)據(jù)庫704中的包裝尺度數(shù)據(jù)714計(jì)算靜態(tài)載荷數(shù)據(jù)816，以便估算在物品的每個(gè)方向上所必需的減震墊片結(jié)構(gòu)(因?yàn)槲锲返拿恳幻娑伎梢跃哂胁煌撵o態(tài)載荷值)。
圖23a-n的減震曲線是用下述示例性方法獲得的。利用10”×10”×4”的膠合板箱模擬待包裝物品，并包裝在12”×12”×12”的波面容器內(nèi)。各種減震墊片結(jié)構(gòu)安置在波面容器的底部，然后，將重物品放置在結(jié)構(gòu)減震墊片的頂部。這種示例性減震墊片結(jié)構(gòu)包括減震材料已纏繞成螺旋型的螺旋/纏繞結(jié)構(gòu)，，兩種減震材料的長度方向相互交叉的交叉結(jié)構(gòu)，和多個(gè)減震材料的長度方向相互交叉的星形結(jié)構(gòu)。另外，其它類型的結(jié)構(gòu)和墊片長度均屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)，可以為每一種結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動態(tài)減震曲線。此外，利用例如不同類型的紙重可以改變減震轉(zhuǎn)換材料。例如，三層膠合紙30/50/30分別包括由30重的紙構(gòu)成的外皮和50重的內(nèi)層。然后，利用物品箱模擬重量從1磅(每平方英寸0.01磅(PSI))到30磅(0.30PSI)的物品，由此提供了在不同靜態(tài)載荷下的數(shù)據(jù)。將加速度計(jì)連接到物品箱，以便在每次跌落時(shí)記錄加速度值(以G為單位)。然后，針對每一模擬物品重量，將波面容器從30”的高度(跌落高度)跌落5次。利用5種不同物品重量中的最小值(靜態(tài)載荷)形成每一條曲線(利用眾知的曲線擬合技術(shù))，記錄并平均每一物品重量的后4次跌落結(jié)果。然后，畫出峰值加速度(G)對靜態(tài)載荷(PSI)的曲線，以便產(chǎn)生動態(tài)減震曲線810。
利用數(shù)據(jù)庫704中的易碎性數(shù)據(jù)716，可以對每條減震曲線810進(jìn)行評估，以便查看減震墊片結(jié)構(gòu)是否能夠?yàn)橐炎R別的易碎性提供足以吸收潛在撞擊的減震性能。圖24示出進(jìn)行這種評估的一種示例性方法，它示出用于30”跌落高度的螺旋/線圈減震墊片結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫704中的易碎性數(shù)據(jù)716指明，例如，在不引起損傷的條件下物品可以承受高達(dá)35G的加速度。因此，在35G的位置上跨越減震曲線810畫出水平線812。如果曲線810穿過或低于水平線812，那么就可以確定減震產(chǎn)品(螺旋結(jié)構(gòu))沒有將高于物品在特定靜態(tài)載荷條件下所能承受的沖擊傳遞給物品。然后，由水平易碎性閾值812與減震曲線810相交的點(diǎn)814畫出一條或多條垂直線813。垂直線813確定了減震墊片結(jié)構(gòu)可以提供適當(dāng)保護(hù)的最高和最低靜態(tài)載荷值。在圖24的實(shí)例中，靜態(tài)載荷值分別是0.03和0.24。注意靜態(tài)載荷定義為待包裝物品作用在減震墊片結(jié)構(gòu)上的力，并且由物品重量除以與包裝材料相接觸的物品側(cè)面的面積而得到的值決定。注意因?yàn)槲锲吠ǔ＞哂胁煌谋砻娣e，這取決于物品的方向，所以它們的靜態(tài)載荷也由于方向的變化而不同。利用由重量和數(shù)據(jù)計(jì)算出的靜態(tài)載荷數(shù)據(jù)712和尺寸/形狀數(shù)據(jù)714，搜索引擎706將不再進(jìn)一步考慮不能為預(yù)定靜態(tài)載荷816提供足量保護(hù)的任何減震墊片結(jié)構(gòu)。
搜索引擎706然后利用從減震轉(zhuǎn)換曲線810獲得的數(shù)據(jù)計(jì)算減震承載面積，該區(qū)域是物品重量與靜態(tài)載荷(在該情況下是0.02和0.24之間的某個(gè)值)的商。為了優(yōu)化費(fèi)用，搜索引擎706將選擇具有較高靜態(tài)載荷的結(jié)構(gòu)(由此具有最小的減震承載面積)，因?yàn)檩^少的減震產(chǎn)品就足以提供保護(hù)，由此降低了包裝費(fèi)用。然而，因?yàn)楸景l(fā)明允許選擇費(fèi)用/包裝最優(yōu)選項(xiàng)，所以可以利用較低的靜態(tài)載荷值選擇較大的減震承載面積，這增加了包裝保護(hù)。注意在圖24中，在靜態(tài)載荷大約為0.1時(shí)傳遞到物品的沖擊最??；因此，如果選擇了包裝最優(yōu)選項(xiàng)，那么搜索引擎706就可以選擇物品在可以產(chǎn)生這種靜態(tài)載荷的螺旋結(jié)構(gòu)上的方向。
確定功能減震要求的任務(wù)(步驟808)還要利用壓縮形變數(shù)據(jù)722考慮包裝材料發(fā)生壓縮形變的影響。壓縮形變定義為在一段時(shí)間內(nèi)在恒定的載荷下減震墊片厚度的減少。如果形變量太大(在該示例性實(shí)施方案中大約為10％)，那么對物品進(jìn)行適當(dāng)減震的功能將受到消弱。壓縮形變數(shù)據(jù)只與包裝材料有關(guān)，并保存在知識庫702中。搜索引擎706將減震材料的壓縮形變與預(yù)定限度818進(jìn)行比較，如果壓縮形變數(shù)據(jù)722超過限度818，那么就除去使用最大靜態(tài)載荷816的包裝選項(xiàng)(由此除去包裝材料的最少量)，并保留使用較小靜態(tài)載荷816的減震曲線。
包裝系統(tǒng)590通過專家系統(tǒng)700，更具體地講是搜索引擎706，還在確定功能減震需求時(shí)考慮溫度效應(yīng)。搜索引擎706利用溫度效應(yīng)數(shù)據(jù)722，該數(shù)據(jù)是所使用的包裝材料的函數(shù)(在該特定實(shí)例中，減震墊片由紙板制成)。知識庫702提供熱系數(shù)，該系數(shù)刻劃了墊片的減震特點(diǎn)對溫度的依賴關(guān)系。如果搜索引擎706確定熱系數(shù)太大(正或負(fù))，那么搜索引擎將對操作員提供的、駐留在數(shù)據(jù)庫704中的包裝運(yùn)送信息720進(jìn)行評估。包裝運(yùn)送信息720包括，例如，運(yùn)送目的地和運(yùn)送方法(例如鐵路貨運(yùn)或卡車運(yùn)輸)。然后，搜索引擎706利用包裝運(yùn)送信息720去除無法提供適當(dāng)保護(hù)的任何減震曲線。
例如，如果包裝位置在亞利桑那，而目的地在阿拉斯加，且包裝材料具有較大的熱系數(shù)，使得材料在溫度下降且運(yùn)送方法是沒有任何溫度控制的卡車時(shí)失去減震能力，那么搜索引擎706將除去接近最大靜態(tài)載荷極限的減震選項(xiàng)，并需要調(diào)整減震材料的數(shù)量，以便優(yōu)化包裝設(shè)計(jì)。
專家系統(tǒng)700還利用圖21的數(shù)據(jù)庫704中的彎曲數(shù)據(jù)722考慮彎曲效應(yīng)。彎曲定義為減震材料的非均勻壓縮。當(dāng)出現(xiàn)彎曲時(shí)，撞擊的能量或沖擊力非均勻地分布在減震墊片上，由此使大部分沖擊力的勢能傳遞給物品。彎曲通常在減震材料或減震結(jié)構(gòu)的形狀過高或過薄時(shí)出現(xiàn)。搜索引擎706將通過針對物品具有的預(yù)期靜態(tài)載荷來分析每個(gè)剩余減震墊片結(jié)構(gòu)的彎曲系數(shù)820來確定彎曲是否是一個(gè)嚴(yán)重的問題。彎曲系數(shù)820是減震產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的面積822與其厚度824的比值。搜索引擎706利用駐留在知識庫702中的圖25的圖形數(shù)據(jù)。因?yàn)樗阉饕?06已知靜態(tài)載荷，所以引擎706以圖形方式確定彎曲系數(shù)820，然后用減震產(chǎn)品結(jié)構(gòu)(已知的)的厚度824乘以該系數(shù)，以便確定為了避免不期望的彎曲墊片必需多寬、必需多長。然后，搜索引擎706進(jìn)一步除去導(dǎo)致彎曲的可能性較大的任何剩余包裝結(jié)構(gòu)(即，那些不能提供最小期望墊片寬度的結(jié)構(gòu))。
專家系統(tǒng)700還利用數(shù)據(jù)庫704中的振動數(shù)據(jù)722，利用圖26a和26b所示的數(shù)據(jù)，分析振動的影響。
如圖20和22所示，搜索引擎706利用數(shù)據(jù)庫704中的數(shù)據(jù)，以及知識庫702中的規(guī)則和數(shù)據(jù)，得出哪種包裝方法可以接受、哪種不可以的結(jié)論。在步驟808確定功能減震需求之后，仍非常可能存在多個(gè)包裝選項(xiàng)，搜索引擎706將運(yùn)用附加規(guī)則，以便進(jìn)一步集中于一個(gè)解決方案。例如，在步驟802還可以通過確定每個(gè)剩余的可用容器是否有利于剩余的包裝選項(xiàng)來減少可用容器的數(shù)量。
另外，搜索引擎706使用圖21的最優(yōu)選項(xiàng)數(shù)據(jù)724選擇包裝方法的較小子集，該子集提供最優(yōu)包裝安全性(即損壞不可靠性最小)或最優(yōu)費(fèi)用(即利用最少數(shù)量的包裝材料同時(shí)提供可以接受的損壞不可靠性)。如果沒有提供優(yōu)化選項(xiàng)，那么本發(fā)明的專家系統(tǒng)700將選擇最優(yōu)費(fèi)用選項(xiàng)作為缺省值。另外，還可以使用其它規(guī)則選擇最優(yōu)剩余包裝解決方法。例如，搜索引擎706可以選擇使減震轉(zhuǎn)換機(jī)損耗量最小的包裝方法(例如包裝材料形成步驟的數(shù)目最少的方法)或需要操作員在執(zhí)行包裝方法的過程中所起的作用最小的方法。還可以使用其它規(guī)則，這些規(guī)則都屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)。
盡管本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案利用了專家系統(tǒng)700，但是還可以使用其它類型的智能系統(tǒng)，這些系統(tǒng)也屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)。例如，專家系統(tǒng)700可以由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)型智能系統(tǒng)代替。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種信息系統(tǒng)，它可以根據(jù)已經(jīng)用來訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的樣本來識別物體或模式。每個(gè)訓(xùn)練樣本是用一系列特點(diǎn)來描述的，每個(gè)特點(diǎn)都輸入到獨(dú)立神經(jīng)元或節(jié)點(diǎn)。然后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將這些輸入以可以區(qū)分包括在訓(xùn)練樣本中的不同物體的方式結(jié)合在一起。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過將數(shù)字權(quán)重賦予多個(gè)特點(diǎn)在各種可用包裝方法之間實(shí)現(xiàn)識別和區(qū)分。由此，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在缺少某些信息時(shí)仍可以工作得很好。
因此，根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，其中專家包裝員設(shè)計(jì)最優(yōu)的包裝方法，同時(shí)在內(nèi)部應(yīng)用結(jié)合專家系統(tǒng)700在上面進(jìn)行討論的專家規(guī)則。因此，專家包裝員將多個(gè)系統(tǒng)輸入傳遞到體現(xiàn)待包裝物品特點(diǎn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并針對給定的輸入為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供正確的輸出(最終的優(yōu)化包裝方法)。然后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連續(xù)地更新不同節(jié)點(diǎn)上的數(shù)字權(quán)重，以便對于給定的輸入使輸出更加接近正確的輸出。在大量訓(xùn)練之后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)確定適當(dāng)包裝指令的函數(shù)，但實(shí)現(xiàn)方式不同于專家系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不是使用已定義的規(guī)則(例如如果-那么規(guī)則)得出結(jié)論，而是盲目地根據(jù)提供的輸入產(chǎn)生(“確定”)最優(yōu)包裝方法。
另外，庫存監(jiān)測系統(tǒng)可以包括在圖16a的包裝系統(tǒng)590中。庫存監(jiān)測系統(tǒng)的工作方式類似于圖12的庫存監(jiān)測系統(tǒng)，例如。當(dāng)每個(gè)操作員提供待包裝物品，并進(jìn)行包裝時(shí)，庫存監(jiān)測系統(tǒng)就通過更新包裝材料列表來計(jì)量在包裝過程中使用的各種包裝材料的消耗量。然后，庫存監(jiān)測系統(tǒng)將包裝材料列表與一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)?shù)闹匦露ㄙ忛撝颠M(jìn)行比較，并利用CPU50自動地產(chǎn)生重新定購請求，以便及時(shí)地補(bǔ)充耗盡的庫存。
如上所述，圖16a的包裝系統(tǒng)590為待包裝物品確定最優(yōu)包裝方法。最優(yōu)包裝方法包括一組用作減震轉(zhuǎn)換機(jī)12的控制信號的包裝指令和通過顯示器18c向操作員提供說明的說明指令。除去控制減震轉(zhuǎn)換機(jī)12工作的控制信號之外，確定包裝方法還包括與前面結(jié)合圖8-10c進(jìn)行討論的那些指令類似的減震材料管理控制指令。管理控制指令信號可以用來激活和控制纏繞機(jī)250或自動插入設(shè)備，例如拾取-放置系統(tǒng)302，如預(yù)定的最優(yōu)包裝方法所指明的。
在描述本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施方案的過程中，公開了減震轉(zhuǎn)換機(jī)12。然而，本發(fā)明的包裝系統(tǒng)590還可以與其它類型的包裝材料形成器結(jié)合起來使用，例如松散填充包裝材料形成器和分配器，起泡式包裝紙，空氣墊板形成器和分配器，碎料形成器，和漿料鑄模形成器和分配器。應(yīng)當(dāng)理解的是任何形式的包裝材料形成器都可以用在包裝系統(tǒng)中，并且屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)。
另外，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，預(yù)定的包裝指令用來自動控制包裝材料形成器12。另外，本發(fā)明還單獨(dú)向用戶或操作員傳送預(yù)定的包裝指令，然后，用戶或操作員利用指令手動控制包裝材料形成器12。
在上面論述的本發(fā)明前一實(shí)施方案中，包裝系統(tǒng)起初是包裝單個(gè)物品的。例如，對于單個(gè)已知的待包裝物品，包裝系統(tǒng)獲取與該物品有關(guān)的預(yù)定包裝指令集，并利用該指令集產(chǎn)生適當(dāng)數(shù)量的包裝材料。另外，對于未知的待包裝物品，包裝系統(tǒng)識別出刻劃該物品的一個(gè)或多個(gè)特點(diǎn)。利用這些特點(diǎn)和具有知識庫的專家系統(tǒng)，包裝系統(tǒng)確定包裝指令，并利用確定的包裝指令控制包裝材料形成器。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，包裝系統(tǒng)用于一起包裝多個(gè)已知物品。包裝系統(tǒng)識別出待包裝物品，并從數(shù)據(jù)庫中獲取與該物品有關(guān)的數(shù)據(jù)。利用數(shù)據(jù)和具有知識庫的專家系統(tǒng)，包裝系統(tǒng)針對包裝多個(gè)物品確定表示最優(yōu)包裝方法的包裝指令。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，例如，包裝系統(tǒng)由郵購公司或倉儲配送機(jī)構(gòu)使用。運(yùn)送定單由需要多個(gè)產(chǎn)品(即物品)的消費(fèi)者產(chǎn)生。倉儲管理系統(tǒng)對運(yùn)送定單進(jìn)行管理以便高效地獲取各種產(chǎn)品。當(dāng)獲取的產(chǎn)品到達(dá)包裝站時(shí)，包裝員要檢驗(yàn)拾取列表，其中檢查的目的是確保所已獲取的產(chǎn)品與運(yùn)送定單上的產(chǎn)品相符。優(yōu)選地，從中獲取產(chǎn)品的搬運(yùn)箱包括一個(gè)標(biāo)明運(yùn)送定單的條形碼。包裝員利用條形碼閱讀器讀取包裝箱條形碼和每個(gè)已獲取產(chǎn)品上的條形碼，以便確認(rèn)已經(jīng)正確地獲取了運(yùn)送定單上的每個(gè)產(chǎn)品。
一旦完成拾取列表確認(rèn)步驟，包裝系統(tǒng)就利用運(yùn)送定單獲取與運(yùn)送定單上的每個(gè)產(chǎn)品有關(guān)的數(shù)據(jù)，例如每個(gè)產(chǎn)品的重量、尺寸、形狀和易碎性。運(yùn)送定單還包括由包裝系統(tǒng)使用的附加數(shù)據(jù)，例如運(yùn)送目的地和運(yùn)送方法。然后，包裝系統(tǒng)將已獲取的數(shù)據(jù)應(yīng)用于專家系統(tǒng)知識庫中的一組規(guī)則和包裝材料數(shù)據(jù)，以便針對多個(gè)物品確定代表最優(yōu)或優(yōu)選包裝方法的包裝指令。
注意本發(fā)明的專家系統(tǒng)在確定最優(yōu)或優(yōu)選包裝方法時(shí)可以使用各種數(shù)據(jù)，例如物品的尺寸、形狀、重量和易碎性。另外，專家系統(tǒng)可以使用附加信息，例如各種物品的減震特點(diǎn)，來確定各種物品在包裝箱內(nèi)各自的適當(dāng)方向。由此，根據(jù)本發(fā)明，專家系統(tǒng)在確定包裝方法的過程中利用或考慮了物品自身的減震特點(diǎn)以及包裝材料的減震特點(diǎn)。
然后，包裝系統(tǒng)利用已確定的包裝指令控制包裝材料形成器(例如減震轉(zhuǎn)換機(jī))，由此產(chǎn)生按照恰當(dāng)?shù)捻樞虍a(chǎn)生適當(dāng)長度的包裝材料，進(jìn)而完成最優(yōu)包裝方法。包裝系統(tǒng)還利用包裝指令通過顯示器為包裝員提供圖形和/或文字幫助，以便正確幫助各種產(chǎn)品。例如，顯示器將示出包裝各種產(chǎn)品的順序，產(chǎn)品在特定容器內(nèi)的正確方向，以及使用已產(chǎn)生的包裝材料的方法，從而使包裝過程簡單、明了。
一旦將產(chǎn)品包裝到恰當(dāng)?shù)娜萜鲀?nèi)，就稱量容器的重量，并將其與包括物品、容器和包裝材料的預(yù)期重量在內(nèi)的預(yù)期重量進(jìn)行比較。如果測量到的重量超出預(yù)先選定的容限，就向包裝員提供報(bào)警消息，使包裝員評估這種情況，并對包裝過程是否發(fā)生錯(cuò)誤作出判斷。如果可以接受，容器將用，例如，包裝膠帶密封，包裝系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)送定單提供的目的地?cái)?shù)據(jù)打印出郵寄標(biāo)簽，并打印出包括一定信息的提貨單，這些信息標(biāo)明，例如，發(fā)運(yùn)人、發(fā)運(yùn)地址、運(yùn)送定單中的容器編號、和運(yùn)送物的總重量。包裝系統(tǒng)還向貨單系統(tǒng)發(fā)送提貨單數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，待包裝物品直接放置在包裝系統(tǒng)選擇的容器內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，已確定的包裝方法確定拾取列表的次序，包裝材料形成器(事先)生成包裝物品所需的所有包裝材料。然后，包裝員利用已產(chǎn)生的包裝材料和按照拾取路線(例如，利用轉(zhuǎn)運(yùn)車)選擇的容器，在根據(jù)拾取列表選擇物品之后，利用一種或多種已產(chǎn)生的包裝材料片將物品包裝在容器中。在上述方法中，由于避免了將物品放置在搬運(yùn)箱中、然后將其從搬運(yùn)箱中取出、再將其包裝在已選定的容器內(nèi)的步驟，所以包裝過程的效率很高。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，包裝系統(tǒng)是便攜式的(例如裝有輪子或裝在便攜式轉(zhuǎn)運(yùn)車上)。包裝系統(tǒng)確定包裝方法，并指出拾取列表的順序。包裝系統(tǒng)按照拾取列表路線在拾取適當(dāng)物品的位置上產(chǎn)生適當(dāng)數(shù)量的包裝材料。然后，包裝員利用輸出外圍設(shè)備提供的包裝指令將物品包裝在已選定的容器中。在上述方法中，包裝材料是在需要時(shí)產(chǎn)生的，物品是在選中的同時(shí)進(jìn)行包裝的，沒有放置在任何中間搬運(yùn)箱內(nèi)。
包裝系統(tǒng)包括庫存管理系統(tǒng)，它對倉庫收到的材料進(jìn)行計(jì)數(shù)，并通過更新包裝材料列表對庫存損耗進(jìn)行計(jì)數(shù)。庫存管理系統(tǒng)將已更新的包裝材料列表與一個(gè)或多個(gè)重新定購閾值進(jìn)行比較。如果任何一個(gè)重新定購閾值得到滿足，那么包裝系統(tǒng)就對已耗盡的產(chǎn)品產(chǎn)生重新定購請求，以便確保庫存得到及時(shí)的補(bǔ)充。另外，系統(tǒng)可以周期地檢查庫存，并在預(yù)定的時(shí)間進(jìn)行重新定購。
本發(fā)明的包裝系統(tǒng)還包括搜集和總結(jié)各種生產(chǎn)率統(tǒng)計(jì)值的生產(chǎn)率監(jiān)測系統(tǒng)。例如，生產(chǎn)率監(jiān)測系統(tǒng)針對各種生產(chǎn)率判據(jù)搜集數(shù)據(jù)，例如，但不限于此，包裝的定單數(shù)、包裝的產(chǎn)品數(shù)、包裝的總重量、每一定單的平均時(shí)間、和每一定單產(chǎn)生的包裝材料平均量。另外，還可以搜集每天的不同時(shí)間段，利用附加處理對生產(chǎn)率判據(jù)進(jìn)行歸一化，提供趨勢分析等。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖27，示出根據(jù)本發(fā)明的包裝系統(tǒng)900的操作流程圖。系統(tǒng)900包括與倉儲管理系統(tǒng)902相連(優(yōu)選地是通過電子數(shù)據(jù)連接)的包裝系統(tǒng)控制器901。在包裝員904接收到待包裝的產(chǎn)品數(shù)目時(shí)，包裝系統(tǒng)控制器901就向倉儲管理系統(tǒng)902發(fā)送代表運(yùn)送定單的搬運(yùn)箱條形碼數(shù)字903(或RF標(biāo)簽閱讀器)。從搬運(yùn)箱上讀取許可標(biāo)牌，并利用查找表從許可標(biāo)牌確定運(yùn)送定單，例如。搬運(yùn)箱包括已獲取的產(chǎn)品，許可標(biāo)牌由條形碼掃描器或閱讀器906讀取，然而，任何類型的讀取裝置都屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)。倉儲管理系統(tǒng)902，根據(jù)接收到的搬運(yùn)箱條形碼903，向包裝系統(tǒng)控制器901提供定單信息，該信息包括運(yùn)送定單中的物品列表和與每個(gè)產(chǎn)品，例如產(chǎn)品的重量、尺寸、形狀和易碎性有關(guān)的信息。利用倉儲管理系統(tǒng)902提供的信息907，包裝系統(tǒng)控制器901確定代表最優(yōu)包裝方法的包裝指令。
包裝系統(tǒng)控制器901確定的包裝指令具有幾個(gè)部分。某些包裝指令908a作為示出如何利用已產(chǎn)生的包裝材料正確地包裝各種產(chǎn)品的圖形/文字指令提供給包裝員904。包裝指令908還包括標(biāo)明特定包裝箱的尺寸和數(shù)量的指令908b，并傳遞給紙板裝配器909，以便制作特定的容器。包裝指令908還作為控制信號908c傳遞給包裝材料形成器12(例如減震和轉(zhuǎn)換機(jī))，該信號標(biāo)明需產(chǎn)生的減震墊片的數(shù)量和長度，以及它們的產(chǎn)生順序。指令908還包括膠帶密封機(jī)901所需的膠帶長度規(guī)格908d、通知標(biāo)簽打印機(jī)18b產(chǎn)生運(yùn)送標(biāo)簽的指令908e、和通知打印機(jī)18b產(chǎn)生提貨單的指令908f。最后，包裝系統(tǒng)控制器901向貨單系統(tǒng)912發(fā)送提貨單數(shù)據(jù)，并監(jiān)測庫存的消耗。如果如何一種庫存低于預(yù)定的閾值，包裝系統(tǒng)控制器901就同通訊連接914，例如EDI value added網(wǎng)絡(luò)，向銷售商發(fā)送重新定購請求913。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，貨單系統(tǒng)912可以為了稅收或其它目的而跟蹤已包裝物品的目的地。例如，在某些歐洲國家，存在某些對廢物材料進(jìn)行征稅的稅收條款。貨單系統(tǒng)912記錄包裝(容器)的目的地和包裝物品所用的包裝材料數(shù)量，這樣，例如為了適當(dāng)?shù)亩愂諚l款，就可以有效地利用這種信息。
圖28示出包裝系統(tǒng)900的框圖。包裝系統(tǒng)900包括與倉儲管理系統(tǒng)902和包裝材料形成器12相連的包裝系統(tǒng)控制器901。另外，輸出外圍設(shè)備18連接到控制器901，并可以包括一個(gè)或多個(gè)郵費(fèi)計(jì)量器18a、打印機(jī)18b和顯示器18c，輸入外圍設(shè)備20可以包括鍵盤/鼠標(biāo)20c和條形碼閱讀器20d。還可以包括其它輸入/輸出外圍設(shè)備，這都屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)。
圖29示出根據(jù)本發(fā)明將多個(gè)產(chǎn)品包裝在一個(gè)或多個(gè)容器內(nèi)的方法1000。當(dāng)包裝站收到包含多個(gè)待包裝產(chǎn)品的搬運(yùn)箱時(shí)，包裝員在步驟1002利用，例如條形碼閱讀器20b讀取與產(chǎn)品有關(guān)的定購號。然后，如28的包裝系統(tǒng)控制器901在步驟1004利用定購號訪問包含數(shù)據(jù)庫的倉儲管理系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)庫包括倉庫中的所有產(chǎn)品，以及與產(chǎn)品有關(guān)的各種數(shù)據(jù)片，例如倉庫中的產(chǎn)品數(shù)量1006，產(chǎn)品的尺寸、形狀和重量1008和產(chǎn)品的易碎性1010。
然后，包裝系統(tǒng)控制器901利用數(shù)據(jù)(例如數(shù)據(jù)1008和1010)以及例如由運(yùn)送定單得到的運(yùn)送目的地?cái)?shù)據(jù)，確定在步驟1012中產(chǎn)生最優(yōu)包裝控制方法的包裝指令。一旦確定了包裝指令，包裝系統(tǒng)控制器901就在步驟1014利用包裝指令控制包裝材料形成器12，并在步驟1016通過顯示器18c向包裝員904提供指令。
圖30詳細(xì)示出讀取定購號的步驟(圖29中的步驟1002)。當(dāng)倉庫設(shè)施接收到要求各種產(chǎn)品的定單，且倉儲管理系統(tǒng)902將定購號賦予每個(gè)定單時(shí)，該過程由步驟1020開始。然后，倉儲管理系統(tǒng)902在步驟1022調(diào)整定單，以便在運(yùn)送定單中優(yōu)化各種產(chǎn)品的提取。大型倉庫具有位于不同位置的多種產(chǎn)品。為了使回溯量最小，等等，倉儲管理系統(tǒng)902包括每個(gè)產(chǎn)品的位置數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)在運(yùn)送表上規(guī)劃產(chǎn)品，以便產(chǎn)生和優(yōu)化使獲取各種產(chǎn)品所需的時(shí)間最小的拾取列表。然后，在步驟1024拾取對應(yīng)于已規(guī)劃拾取列表的各種產(chǎn)品，并在步驟1026將其送到包裝站。
然后，在步驟1028用下述示例性方式驗(yàn)證倉儲管理系統(tǒng)902產(chǎn)生的拾取列表。條形碼閱讀器20d從包含已獲取產(chǎn)品的搬運(yùn)箱上的條形碼903讀取定購號(或許可標(biāo)牌號)。然后，包裝員閱讀每個(gè)已獲取產(chǎn)品的條形碼，并利用包裝系統(tǒng)控制器901的CPU50將其與運(yùn)送定單上的產(chǎn)品進(jìn)行匹配。如果不匹配，或者缺少產(chǎn)品，CPU50或倉儲管理系統(tǒng)902就產(chǎn)生在顯示器18c上提供給包裝員的報(bào)警消息。一旦拾取列表在步驟1028得到證實(shí)，包裝系統(tǒng)控制器901就在步驟1030將定購號送回倉儲管理系統(tǒng)902，并請求獲取駐留在倉儲管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的、與運(yùn)送定單上的物品有關(guān)的所有數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)包括，但不限于此，產(chǎn)品的重量、尺寸、形狀和易碎性。
確定包裝指令的步驟(圖29中的步驟1012)優(yōu)選地與圖20-26b所示的步驟相同，其中專家系統(tǒng)利用知識庫和與包裝材料及待包裝物品有關(guān)的數(shù)據(jù)確定最優(yōu)包裝方法。另外，可以使用其它類型的智能系統(tǒng)，例如二值判決樹、模糊邏輯和經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
圖28的本發(fā)明包裝系統(tǒng)900除利用如果-那么規(guī)則之外還利用知識庫中的體積規(guī)則。通常，包裝系統(tǒng)控制器901利用體積概念可以確定每個(gè)產(chǎn)品在正確包裝時(shí)所占據(jù)的體積。然后，專家系統(tǒng)利用各種體積確定它們在已選定的包裝箱內(nèi)的位置和方向，以便使包裝效率最大，由此減少對空隙填充物和額外箱的需求。題為“Method of PackingRectangular Objects in a Rectangular Area or Space byDetermination of Free Subareas or Subspaces”的美國專利5,430,831給出了實(shí)現(xiàn)這種最優(yōu)體積概念的示例性方法，其內(nèi)容在此引用作為參考。圖31a-31d示出以不同方式安置各個(gè)立方體(即平行六面體)以便使包裝效率最大的方法。另外，體積最優(yōu)的產(chǎn)品是可以在商業(yè)上獲得的，例如Adnavced Logistics Systems公司，RocheHarbor WA 98250提供的OPTIPAKTM。這種體積產(chǎn)品可以融入包裝系統(tǒng)控制器901中。因此，包裝系統(tǒng)按照上述方式利用來自倉儲管理系統(tǒng)902的物品數(shù)據(jù)，確定代表最優(yōu)包裝方法的包裝指令。
圖32是示出附加包裝系統(tǒng)功能的功能框圖。在利用已確定的指令控制包裝材料形成器之后(圖29的步驟1014)，包裝系統(tǒng)控制器901根據(jù)來自運(yùn)送定單的數(shù)據(jù)在步驟1100利用圖28的打印機(jī)18b打印運(yùn)送標(biāo)簽。同樣，包裝系統(tǒng)控制器901根據(jù)運(yùn)送定單數(shù)據(jù)在步驟1102利用打印機(jī)18b打印出提貨單。利用預(yù)定包裝指令指明的運(yùn)送目的地和預(yù)期的重量，包裝系統(tǒng)控制器901還在步驟1104利用圖28的郵費(fèi)計(jì)量器18a產(chǎn)生正確的郵費(fèi)。包裝系統(tǒng)控制器901還產(chǎn)生生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)，并分別在步驟1106和1108執(zhí)行庫存控制。
步驟1108的庫存控制類似于圖11和12的庫存控制，可以針對每個(gè)包裝站分別進(jìn)行或通過將庫存消耗數(shù)據(jù)由各個(gè)包裝系統(tǒng)控制器901傳遞到倉儲管理系統(tǒng)902來針對所有的包裝站集中進(jìn)行。類似地，包裝系統(tǒng)900可以提供生產(chǎn)率監(jiān)測，如圖13所示，其過程簡單地總結(jié)在圖33中。生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)的產(chǎn)生(步驟1106)包括在步驟1120對單位時(shí)間內(nèi)包裝的定單數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)和在步驟1122對單位時(shí)間內(nèi)包裝的產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)。另外，包裝系統(tǒng)控制器901還在步驟1124監(jiān)測已包裝產(chǎn)品的總重量，并分別在步驟1126和1128計(jì)算完成一個(gè)定單所需的平均時(shí)間和每個(gè)定單消耗的包裝材料的平均數(shù)量。
本發(fā)明提供了對物品的高效包裝。因?yàn)榘b系統(tǒng)為一個(gè)或多個(gè)物品提供包裝指令，所以沒有經(jīng)驗(yàn)的包裝員也可以高效地包裝一個(gè)或多個(gè)物品，而不浪費(fèi)包裝材料，由此節(jié)省大約25-50％的費(fèi)用。
盡管已經(jīng)參考特定的優(yōu)選實(shí)施方案示出和描述了本發(fā)明，但是顯而易見的是對于本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員，一旦閱讀和理解了該說明書和附圖，就可以提出等價(jià)的變形或修正。特別是對于上述元件執(zhí)行的各種功能，用于描述這種元件的術(shù)語(包括對“裝置”的引用)對應(yīng)于可以完成所述元件的特定功能的任何元件(即，在功能上等效)，除非另外指明，盡管在結(jié)構(gòu)上不完全等效于在所示的本發(fā)明示例性實(shí)施方案中完成一定功能的公已開的結(jié)構(gòu)。另外，盡管本發(fā)明的具體特點(diǎn)是相對于多個(gè)實(shí)施方案中的一個(gè)公開的，但是這種特點(diǎn)是可以與其它實(shí)施方案的一個(gè)或其它特點(diǎn)結(jié)合起來的，如果需要的話，這對于任何給定的或特定的應(yīng)用是有利的。
權(quán)利要求
1.具有將原料轉(zhuǎn)換成減震材料的減震轉(zhuǎn)換機(jī)的包裝系統(tǒng)，包括減震轉(zhuǎn)換機(jī)；和包裝系統(tǒng)控制器，它提供與至少一個(gè)待包裝物品有關(guān)的包裝指令，并指示減震轉(zhuǎn)換機(jī)為至少一個(gè)待包裝物品產(chǎn)生減震材料。
2.權(quán)利要求1的包裝系統(tǒng)，其中包裝系統(tǒng)控制器從與包裝系統(tǒng)控制器相連的存儲器接收包裝指令，該指令是預(yù)先確定的、并且與待包裝物品有關(guān)。
3.權(quán)利要求1的包裝系統(tǒng)，其中包裝系統(tǒng)控制器利用一組規(guī)則根據(jù)待包裝物品的至少一個(gè)特點(diǎn)確定包裝指令。
4.權(quán)利要求1的包裝系統(tǒng)，其中有多個(gè)物品需要包裝，包裝系統(tǒng)控制器根據(jù)立方體包裝技術(shù)確定包裝指令。
5.包裝系統(tǒng)，包括將原料轉(zhuǎn)換成減震材料的減震轉(zhuǎn)換機(jī)；為操作員提供包裝建議的顯示器；和包裝處理器，它為特定物品獲取預(yù)定的減震材料需求、指示減震轉(zhuǎn)換機(jī)為待包裝物品產(chǎn)生這種減震材料、并在顯示器上給出包裝建議。
6.權(quán)利要求5的包裝系統(tǒng)，其中顯示器示出包裝物品的包裝技術(shù)。
7.權(quán)利要求6的包裝系統(tǒng)，其中示例包括示出包裝物品的包裝技術(shù)的包裝預(yù)覽圖。
8.權(quán)利要求6的包裝系統(tǒng)，其中示例給出與包裝物品的包裝過程有關(guān)的單個(gè)包裝步驟。
9.權(quán)利要求5的包裝系統(tǒng)，還包括具有用于至少一個(gè)待包裝物品的包裝信息的數(shù)據(jù)庫。
10.權(quán)利要求9的包裝系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)庫包括在不同的存儲地址上具有多條指令的存儲器，并利用至少一個(gè)查找表和算術(shù)搜索引擎從與待包裝物品有關(guān)的多條指令中選擇一條。
11.包裝系統(tǒng)，包括包裝材料形成器；提供包裝指令的輸出外圍設(shè)備；包裝控制器，接收與至少一個(gè)待包裝物品有關(guān)的預(yù)定包裝指令、指示包裝材料形成器產(chǎn)生包裝材料、并通過輸出外圍設(shè)備提供包裝指令。
12.權(quán)利要求11的包裝系統(tǒng)，其中包裝材料形成器包括減震轉(zhuǎn)換機(jī)。
13.權(quán)利要求11的包裝系統(tǒng)，其中輸出外圍設(shè)備包括至少一個(gè)顯示器、揚(yáng)聲器和包裝材料管理裝置。
14.權(quán)利要求13的包裝系統(tǒng)，其中包裝材料管理裝置包括纏繞機(jī)。
15.權(quán)利要求13的包裝系統(tǒng)，其中包裝材料管理裝置包括至少一個(gè)拾取和放置裝置、機(jī)器人和墊片插入裝置。
16.權(quán)利要求11的包裝系統(tǒng)，還包括為待包裝物品提供物品標(biāo)識碼的輸入外圍設(shè)備。
17.權(quán)利要求16的包裝系統(tǒng)，其中輸入外圍設(shè)備包括至少一個(gè)鍵盤、觸摸屏、RF標(biāo)簽閱讀器、鼠標(biāo)、條形碼閱讀器和麥克風(fēng)。
18.權(quán)利要求16的包裝系統(tǒng)，其中包裝控制器根據(jù)獲取的包裝指令將所期望的系統(tǒng)功能傳遞到包裝材料形成器和輸出外圍設(shè)備。
19.權(quán)利要求18的包裝系統(tǒng)，其中系統(tǒng)功能包括以下功能中的至少一個(gè)迭代包裝指令、針對至少一個(gè)已識別待包裝物品的包裝方法預(yù)覽、郵費(fèi)包裝材料形成控制、庫存消耗維護(hù)、自動庫存定購、生產(chǎn)率測量和分析、填寫發(fā)貨單、和產(chǎn)品計(jì)劃提示。
20.權(quán)利要求11的包裝系統(tǒng)，其中包裝材料形成器包括為了根據(jù)包裝控制器發(fā)出的命令實(shí)現(xiàn)包裝材料形成器控制功能而與包裝控制器通訊的控制器。
21.權(quán)利要求20的包裝系統(tǒng)，其中包裝材料形成器控制器功能包括以下功能中的至少一種對選定數(shù)量的包裝材料的生成進(jìn)行初始化、分割包裝材料、和為包裝至少一個(gè)待包裝物品提供包裝材料。
22.權(quán)利要求11的包裝系統(tǒng)，還包括與包裝控制器相連的存儲器，其中多條預(yù)定包裝指令存儲在存儲器中，并根據(jù)至少一個(gè)待包裝物品從多條包裝指令中選擇一條。
23.權(quán)利要求22的包裝系統(tǒng)，其中利用至少一個(gè)查找表和算術(shù)搜索引擎從多條包裝指令中選擇一條。
24.權(quán)利要求11的包裝系統(tǒng)，其中包裝指令包括以下指令中的至少一條選擇特定容器、以預(yù)定順序產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)包裝材料組、和提示如何按照預(yù)定方式利用一個(gè)或多個(gè)包裝材料組。
25.權(quán)利要求11的包裝系統(tǒng)，其中包裝指令包括以下指令中的至少一條視頻輸出、音頻輸出、打印輸出、文本輸出和圖形輸出。
26.包裝物品的方法，包括以下步驟識別至少一個(gè)待包裝物品；獲取與至少一個(gè)待包裝物品有關(guān)的包裝指令；和利用包裝指令控制減震轉(zhuǎn)換機(jī)。
27.為操作員提供至少一部分包裝指令的步驟，其中所提供的包裝指令為至少一個(gè)待包裝物品指明最優(yōu)包裝方法。
28.權(quán)利要求26的方法，還包括提供包裝指令預(yù)覽的步驟，以便確認(rèn)包裝控制指令適合于至少一個(gè)待包裝物品。
29.權(quán)利要求28的方法，其中提供包裝指令預(yù)覽包括顯示物品包裝步驟的步驟。
30.權(quán)利要求29的方法，其中顯示物品的包裝步驟包括以下步驟識別容納已識別物品的容器；識別一片或多片用于將至少一個(gè)物品固定在容器內(nèi)的減震材料；示出將減震材料和至少一個(gè)物品放置在容器內(nèi)的順序；和示出將至少一個(gè)物品和減震材料放置并固定在容器內(nèi)的方向。
31.權(quán)利要求26的方法，其中識別待包裝物品的步驟包括以下步驟將與物品有關(guān)的物品號輸入到計(jì)算機(jī)；和將該物品號和計(jì)算機(jī)存儲器中的相應(yīng)物品號進(jìn)行比較。
32.權(quán)利要求31的方法，其中輸入物品號的步驟包括以下步驟中的至少一個(gè)利用與計(jì)算機(jī)相連的鍵盤輸入物品號、利用條形碼閱讀器閱讀表示物品號的條形碼、由計(jì)算機(jī)上的物品菜單中識別出物品號、和利用光學(xué)字符識別或視頻模式識別技術(shù)識別出物品號。
33.權(quán)利要求32的方法，其中物品菜單包括下拉式菜單，物品號是用鼠標(biāo)、鍵盤和觸摸屏中的至少一種識別的。
34.權(quán)利要求31的方法，其中輸入物品號的步驟包括將物品識別信息讀入麥克風(fēng)；和利用語音識別技術(shù)將信息轉(zhuǎn)換成表示物品號的數(shù)字信號。
35.權(quán)利要求26的方法，其中獲取包裝指令的步驟包括從存儲在存儲器中的多條包裝指令中讀取特定包裝指令集的步驟。
36.權(quán)利要求26的方法，其中控制減震轉(zhuǎn)換機(jī)的步驟包括以下步驟指明一片或多片減震材料的數(shù)量；和指明產(chǎn)生一片或多片減震材料的順序。
37.權(quán)利要求26的方法，其中控制減震轉(zhuǎn)換機(jī)的步驟包括控制減震轉(zhuǎn)換機(jī)產(chǎn)生由包裝指令指明的減震材料數(shù)量。
38.權(quán)利要求37的方法，其中控制減震轉(zhuǎn)換機(jī)的步驟還包括按照預(yù)定的包裝順序形成減震材料片的步驟。
39.權(quán)利要求27的方法，其中為操作員提供包裝指令的步驟包括指明包裝物品的優(yōu)選容器。
40.權(quán)利要求27的方法，其中為操作員提供包裝指令的步驟包括指明包裝物品所需的減震材料數(shù)量。
41.權(quán)利要求27的方法，其中為操作員提供包裝指令的步驟包括給出一片或多片減震材料在容器內(nèi)的方向。
42.權(quán)利要求27的方法，其中為操作員提供包裝指令的步驟包括給出至少一個(gè)物品在容器內(nèi)的方向。
43.權(quán)利要求27的方法，其中為操作員提供包裝指令的步驟包括給出利用多片減震材料包裝至少一個(gè)物品的順序。
44.權(quán)利要求27的方法，其中為操作員提供包裝指令的步驟包括識別容納至少一個(gè)物品的容器；識別用于將至少一個(gè)物品固定在容器內(nèi)的一片或多片減震材料；示出將減震材料和至少一個(gè)物品放置在容器內(nèi)的順序；和示出將至少一個(gè)物品和減震材料放置和固定在容器內(nèi)的方向。
45.權(quán)利要求26的方法，還包括處理減震材料片。
46.權(quán)利要求45的方法，其中處理減震材料片的步驟包括為包裝至少一個(gè)物品而纏繞減震材料。
47.權(quán)利要求45的方法，其中處理減震材料片的步驟包括以下步驟將減震材料傳遞到容器；和將減震材料放置在容器內(nèi)。
48.權(quán)利要求26的方法，還包括對在包裝物品所使用的一種或多種材料的消耗情況進(jìn)行監(jiān)測的步驟。
49.權(quán)利要求48的方法，其中監(jiān)測消耗情況的步驟包括清點(diǎn)包裝物品過程中使用的容器數(shù)目。
50.權(quán)利要求48的方法，其中監(jiān)測消耗情況的步驟包括計(jì)算包裝物品過程中使用的減震材料數(shù)量。
51.權(quán)利要求48的方法，其中監(jiān)測消耗情況的步驟包括計(jì)算包裝物品所用的材料數(shù)量，材料包括以下物品中的至少一種包裝膠帶、操作指令、保修卡、地址標(biāo)簽，還包括識別物品的目的地。
52.權(quán)利要求48的方法，還包括產(chǎn)生指明一種或多種材料的消耗情況的消耗報(bào)告的步驟。
53.權(quán)利要求52的方法，還包括向庫存供應(yīng)商和庫存預(yù)測規(guī)劃員中的至少一個(gè)發(fā)送消耗報(bào)告的步驟。
54.權(quán)利要求48的方法，還包括根據(jù)所消耗的包裝材料數(shù)量產(chǎn)生發(fā)貨單報(bào)告的步驟。
55.權(quán)利要求48的方法，還包括以下步驟比較一種或多種材料的消耗情況和一個(gè)或多個(gè)重新定購閾值；和如果一個(gè)或多個(gè)重新定購閾值得到滿足就產(chǎn)生重新定購請求。
56.權(quán)利要求48的方法，其中監(jiān)測一種或多種材料的消耗情況的步驟包括以下步驟初始化表示庫存減震材料量的變量；計(jì)算每個(gè)包裝步驟使用的減震材料量；將表示庫存減震材料量的變量減去計(jì)算出的減震材料量；比較已減小的減震材料變量和包裝材料重新定購閾值；和如果已減小的變量滿足或低于重新定購閾值就產(chǎn)生重新定購請求。
57.權(quán)利要求48的方法，其中監(jiān)測一種或多種材料的消耗情況的步驟包括以下步驟初始化表示庫存包裝容器量的變量；在包裝物品時(shí)減少表示庫存包裝容器量的變量；比較已減小的變量和包裝容器重新定購閾值；和如果已減小的變量等于重新定購閾值就產(chǎn)生重新定購請求。
58.權(quán)利要求55的方法，其中產(chǎn)生重新定購請求的步驟自動地通過通訊連接將附加材料定單傳遞給庫存銷售商和產(chǎn)品規(guī)劃員中的至少一個(gè)。
59.權(quán)利要求53的方法，其中消耗報(bào)告用于產(chǎn)品計(jì)劃，這樣庫存生產(chǎn)者就可以在庫存供應(yīng)者定購所需庫存之前生成所需的庫存。
60.權(quán)利要求55的方法，其中產(chǎn)生重新定購請求的步驟包括在顯示器上產(chǎn)生重新定購消息。
61.權(quán)利要求26的方法，還包括監(jiān)測一個(gè)或多個(gè)步驟所用的時(shí)間、以及利用包裝指令控制減震轉(zhuǎn)換機(jī)的步驟，由此產(chǎn)生生產(chǎn)率指示。
62.權(quán)利要求26的方法，還包括在預(yù)定時(shí)間內(nèi)監(jiān)測包裝數(shù)目的步驟，由此提供生產(chǎn)率指示。
63.權(quán)利要求62的方法，其中監(jiān)測一個(gè)或多個(gè)步驟所用時(shí)間量的步驟包括以下步驟(a)在提供了包裝物品的指令時(shí)，初始化對包裝該物品的步驟進(jìn)行定時(shí)的定時(shí)器；(b)在步驟完成時(shí)，停止定時(shí)器；和(c)利用定時(shí)器計(jì)算完成該步驟所用的時(shí)間量；和(d)進(jìn)行到包裝物品的下一步驟，并重復(fù)步驟(a)-(c)，直到物品包裝結(jié)束。
64.權(quán)利要求62的方法，其中監(jiān)測一個(gè)或多個(gè)步驟所用時(shí)間量的步驟包括以下步驟為一個(gè)或多個(gè)步驟作時(shí)間標(biāo)記，其中時(shí)間標(biāo)記包括一個(gè)或多個(gè)步驟開始和結(jié)束的時(shí)間和日期；和利用時(shí)間標(biāo)記計(jì)算一個(gè)或多個(gè)步驟的時(shí)間量。
65.權(quán)利要求62的方法，還包括產(chǎn)生與包裝物品的生產(chǎn)率有關(guān)的生產(chǎn)率報(bào)告的步驟，該報(bào)告包括以下內(nèi)容中的至少一個(gè)減震轉(zhuǎn)換機(jī)標(biāo)識碼、操作員標(biāo)識碼、包裝流程標(biāo)識碼、完成所有包裝指令所需的時(shí)間量、完成一個(gè)或多個(gè)包裝指令所需的時(shí)間量、單位時(shí)間內(nèi)包裝完的包裝總數(shù)、歸一化生產(chǎn)率值、和趨勢指示。
66.包裝系統(tǒng)，包括包裝材料形成器；和提供與待包裝物品有關(guān)的包裝指令并指示包裝材料形成器產(chǎn)生包裝材料的包裝系統(tǒng)控制器。
67.包裝系統(tǒng)，包括包裝材料形成器；為操作員提供包裝建議的顯示器；和獲取特定物品的預(yù)定包裝要求、指示包裝材料形成器產(chǎn)生這種包裝、并使包裝建議顯示在顯示器上的包裝處理器。
68.包裝物品的方法，包括以下步驟識別待包裝物品；獲取與待包裝物品有關(guān)的包裝指令；和利用包裝指令控制包裝材料形成器。
69.包裝系統(tǒng)，包括將原料轉(zhuǎn)換成減震材料的減震轉(zhuǎn)換機(jī)；和為待包裝物品確定包裝指令、指示減震轉(zhuǎn)換機(jī)根據(jù)預(yù)定的包裝指令產(chǎn)生減震材料、和為操作員提供包裝說明的包裝系統(tǒng)控制器。
70.權(quán)利要求69的包裝系統(tǒng)，還包括為操作員提供包裝指令的輸出外圍設(shè)備。
71.權(quán)利要求70的包裝系統(tǒng)，其中輸出外圍設(shè)備至少包括以下裝置中的一種顯示器、揚(yáng)聲器、減震材料處理裝置、郵費(fèi)計(jì)量器和打印機(jī)。
72.權(quán)利要求71的包裝系統(tǒng)，其中減震材料處理裝置包括纏繞機(jī)。
73.權(quán)利要求71的包裝系統(tǒng)，其中減震材料處理裝置包括拾取和放置裝置、機(jī)器人和墊片插入系統(tǒng)中的至少一個(gè)。
74.權(quán)利要求69的包裝系統(tǒng)，還包括提供待包裝物品的至少一個(gè)特點(diǎn)的輸入外圍設(shè)備。
75.權(quán)利要求74的包裝系統(tǒng)，其中輸入外圍設(shè)備包括以下裝置中的至少一種鍵盤、鼠標(biāo)、條形碼閱讀器、麥克風(fēng)、觸摸屏、秤重設(shè)備、模式識別設(shè)備和物品尺度材料裝置。
76.權(quán)利要求70的包裝系統(tǒng)，其中包裝系統(tǒng)控制器根據(jù)預(yù)定的包裝指令將期望的包裝系統(tǒng)功能傳遞到減震轉(zhuǎn)換機(jī)和輸出外圍設(shè)備。
77.權(quán)利要求76的包裝系統(tǒng)，其中系統(tǒng)功能包括以下功能中的至少一種迭代包裝指令、預(yù)覽物品的包裝方法、包裝材料產(chǎn)生控制費(fèi)用、維護(hù)庫存消耗、自動進(jìn)行庫存定購、以及測量和分析生產(chǎn)率。
78.權(quán)利要求69的包裝系統(tǒng)，其中減震轉(zhuǎn)換機(jī)包括與根據(jù)包裝系統(tǒng)控制器發(fā)出的命令而完成減震轉(zhuǎn)換機(jī)控制功能的包裝系統(tǒng)控制器通訊的控制器。
79.權(quán)利要求78的包裝系統(tǒng)，其中減震轉(zhuǎn)換機(jī)控制功能包括以下功能中的至少一種初始化選定減震材料量的產(chǎn)生、提供減震材料、和為包裝已識別物品提供減震材料。
80.權(quán)利要求69的包裝系統(tǒng)，還包括與包裝系統(tǒng)控制器相連、確定包裝指令的專家系統(tǒng)。
81.權(quán)利要求80的包裝系統(tǒng)，其中專家系統(tǒng)包括具有多條規(guī)則和與減震材料有關(guān)的數(shù)據(jù)的知識庫，包裝指令是根據(jù)將規(guī)則和數(shù)據(jù)應(yīng)用于與待包裝物品有關(guān)的信息而確定的。
82.權(quán)利要求82的包裝系統(tǒng)，其中多條規(guī)則包括如果-那么規(guī)則，如果肯定條件為真，那么就得出具體結(jié)論。
83.權(quán)利要求81的包裝系統(tǒng)，其中與減震材料有關(guān)的數(shù)據(jù)包括以下數(shù)據(jù)中的至少一種動態(tài)減震曲線數(shù)據(jù)、動態(tài)載荷數(shù)據(jù)、熱系數(shù)數(shù)據(jù)、壓縮形變數(shù)據(jù)和彎曲數(shù)據(jù)。
84.權(quán)利要求80的包裝系統(tǒng)，其中關(guān)于物品的信息包括以下信息中的至少一種重量、尺寸、形狀、易碎性、運(yùn)送目的地和運(yùn)送方法。
85.權(quán)利要求69的包裝系統(tǒng)，還包括與包裝系統(tǒng)控制器有關(guān)的、確定包裝指令的判決樹。
86.權(quán)利要求69的包裝系統(tǒng)，還包括與包裝系統(tǒng)控制器有關(guān)的、確定包裝指令的經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
87.權(quán)利要求69的包裝系統(tǒng)，其中包裝指令包括識別特定容器和按照預(yù)定順序產(chǎn)生一組或多組減震材料中的至少一種。
88.權(quán)利要求69的包裝系統(tǒng)，其中包裝解釋包括以下方式中的至少一種視頻輸出、音頻輸出、文本輸出、打印輸出和圖形輸出。
89.權(quán)利要求69的包裝系統(tǒng)，其中包裝解釋指示出根據(jù)預(yù)定的包裝指令包裝和運(yùn)送物品所需的包裝費(fèi)用和運(yùn)送費(fèi)用。
90.包裝系統(tǒng)，包括將原料轉(zhuǎn)換成包裝材料的減震轉(zhuǎn)換機(jī)；為操作員提供包裝建議的顯示器；和包裝處理器，它確定特定物品的包裝要求，根據(jù)包裝要求指引減震轉(zhuǎn)換機(jī)產(chǎn)生這種包裝材料，并將包裝建議顯示在顯示器上。
91.包裝系統(tǒng)，包括包裝材料形成器；和包裝系統(tǒng)控制器，它確定包裝待包裝物品的包裝指令，根據(jù)預(yù)定的包裝指令指引包裝材料形成器產(chǎn)生包裝材料，并將向操作員提供包裝建議。
92.包裝不同物品的方法，包括以下步驟識別出待包裝物品的至少一個(gè)特點(diǎn)；利用至少一個(gè)特點(diǎn)確定待包裝物品的包裝指令；和利用產(chǎn)生減震材料的預(yù)定包裝指令控制減震轉(zhuǎn)換機(jī)。
93.權(quán)利要求92的方法，還包括向操作員提供至少一部分包裝指令作為包裝說明的步驟，其中所提供的包裝指令指示如何正確地包裝物品。
94.權(quán)利要求92的方法，還包括提供與預(yù)定包裝指令有關(guān)的包裝預(yù)覽和運(yùn)送費(fèi)用，以便確認(rèn)操作員是否希望根據(jù)預(yù)定包裝指令包裝物品的步驟。
95.權(quán)利要求94的方法，其中提供包裝和運(yùn)送費(fèi)用預(yù)覽包括以下步驟根據(jù)預(yù)定包裝指令顯示與包裝物品有關(guān)的包裝費(fèi)用；和根據(jù)所選擇的運(yùn)送方法和目的地顯示與運(yùn)送物品有關(guān)的運(yùn)送費(fèi)用。
96.權(quán)利要求92的方法，其中識別待包裝物品的至少一個(gè)特點(diǎn)包括以下步驟確定物品的尺寸和形狀中的至少一個(gè)；確定物品的重量；和確定物品的易碎性。
97.權(quán)利要求96的方法，其中識別待包裝物品的至少一個(gè)特點(diǎn)的步驟還包括以下步驟確定物品的目的地；和確定物品的運(yùn)送方法。
98.權(quán)利要求96的方法，其中識別待包裝物品的至少一個(gè)特點(diǎn)的步驟還包括確定在包裝物品時(shí)是選擇包裝最優(yōu)還是選擇費(fèi)用最優(yōu)。
99.權(quán)利要求96的方法，還包括修改預(yù)定的易碎性以便提供安全容限的步驟。其中修改的易碎性高于初始確定的易碎性。
100.權(quán)利要求96的方法，其中確定物品易碎性的步驟包括以下步驟提供具有不同易碎程度的類別列表；指示出與每個(gè)類別相對應(yīng)的產(chǎn)品類型；要求操作員從中選擇一個(gè)類別；和根據(jù)選擇識別出與所選類別有關(guān)的易碎性值。
101.權(quán)利要求96的方法，其中確定物品易碎性的步驟還包括以下步驟(a)提供通用產(chǎn)品類別列表；(b)從類別中選擇與物品最接近的類別；(c)提供與所選類別有關(guān)的子類別列表；(d)從子類別中選擇與物品最接近的子類別；(e)提供與步驟(d)選擇的子分類有關(guān)的另一個(gè)子類別列表；(f)從步驟(e)確定的子類別中選擇與物品最接近的子類別；(g)重復(fù)步驟(e)和(f)，直到操作員識別出與待包裝物品類似的物品；和(h)識別出與已識別物品對應(yīng)的易碎性值。
102.權(quán)利要求96的方法，其中確定物品易碎性的步驟包括以下步驟要求操作員提供關(guān)于物品的描述；根據(jù)描述識別出至少一個(gè)物品特點(diǎn)；和根據(jù)至少一個(gè)物品特點(diǎn)識別出物品的易碎性。
103.權(quán)利要求92的方法，其中控制減震轉(zhuǎn)換機(jī)的步驟包括以下步驟指出一片或多片減震材料的長度和數(shù)量；和指出產(chǎn)生一片或多片減震材料的順序。
104.權(quán)利要求92的方法，其中控制減震轉(zhuǎn)換機(jī)的步驟包括操作減震轉(zhuǎn)換機(jī)產(chǎn)生由包裝指令指定的減震材料數(shù)量。
105.權(quán)利要求104的方法，其中控制減震轉(zhuǎn)換機(jī)的步驟還包括根據(jù)預(yù)定包裝指令指定的包裝順序按照次序形成包裝材料片的步驟。
106.權(quán)利要求93的方法，其中向操作員提供包裝指令的步驟包括指明包裝物品的特定容器。
107.權(quán)利要求93的方法，其中向操作員提供包裝指令的步驟包括指明包裝物品所需的減震材料數(shù)量。
108.權(quán)利要求93的方法，其中向操作員提供包裝指令的步驟包括指明一片或多片減震材料在容器中的方向。
109.權(quán)利要求93的方法，其中向操作員提供包裝指令的步驟包括指明物品在容器中的方向。
110.權(quán)利要求93的方法，其中向操作員提供包裝指令的步驟包括為利用多片減震材料包裝物品提供次序。
111.權(quán)利要求93的方法，其中向操作員提供包裝指令的步驟包括以下步驟識別出容納已識別物品的容器；識別出用于將已識別物品固定在容器中的一片或多片減震材料；示出在容器中放置減震材料和已識別物品的順序；和示出在容器中放置和固定已識別物品和減震材料的方向。
112.權(quán)利要求92的方法，還包括處理減震材料片。
113.權(quán)利要求112的方法，其中處理減震材料片的步驟包括為了至少部分地包裝物品而纏繞減震材料。
114.權(quán)利要求112的方法，其中處理減震材料片的步驟包括以下步驟利用自動裝置傳送減震材料；和將減震材料放置在容器中。
115.權(quán)利要求92的方法，其中確定包裝指令的步驟包括以下步驟將一條或多條規(guī)則施加于至少一個(gè)特點(diǎn)，以便得出結(jié)論；和利用結(jié)論去除一個(gè)或多個(gè)包裝選項(xiàng)。
116.權(quán)利要求115的方法，還包括在應(yīng)用規(guī)則時(shí)訪問與減震材料有關(guān)的數(shù)據(jù)的步驟。
117.權(quán)利要求115的方法，其中應(yīng)用規(guī)則的步驟還包括以下步驟確定物品可以跌落的高度；識別出多個(gè)具有與預(yù)定高度有關(guān)的數(shù)據(jù)的、各種減震材料結(jié)構(gòu)的減震曲線；和確定與減震曲線有關(guān)的減震材料結(jié)構(gòu)對于給定的易碎程度是否可以吸收足夠的沖擊。
118.權(quán)利要求117的方法，其中應(yīng)用規(guī)則的步驟還包括以下步驟識別出其中至少一種減震材料結(jié)構(gòu)可以吸收足夠沖擊的靜態(tài)載荷范圍；和計(jì)算使用一個(gè)或多個(gè)處于范圍內(nèi)的靜態(tài)載荷的減震承受面積。
119.權(quán)利要求118的方法，其中應(yīng)用規(guī)則的步驟包括以下步驟識別出減震材料的熱系數(shù)；將該系數(shù)的絕對值與閾值進(jìn)行比較；如果絕對值超過閾值，就訪問運(yùn)送目的地?cái)?shù)據(jù)和運(yùn)送方法數(shù)據(jù)；和如果運(yùn)送目的地?cái)?shù)據(jù)和運(yùn)送方法數(shù)據(jù)指明減震材料受熱變化的影響要高于預(yù)定閾值，就調(diào)整靜態(tài)載荷值。
120.權(quán)利要求119的方法，還包括修正預(yù)定易碎性以便提供安全范圍，其中修正的易碎性大于初始預(yù)定的易碎性。
121.權(quán)利要求118的方法，其中應(yīng)用規(guī)則的步驟包括以下步驟將減震材料的壓縮形變特點(diǎn)與預(yù)定閾值進(jìn)行比較；和如果超過閾值，就調(diào)整易碎性特點(diǎn)。
122.權(quán)利要求118的方法，其中應(yīng)用規(guī)則的步驟包括以下步驟識別出潛在減震材料結(jié)構(gòu)的靜態(tài)載荷值；利用靜態(tài)載荷值識別出彎曲系數(shù)；利用彎曲系數(shù)建立減震材料結(jié)構(gòu)的最小尺度；和將潛在減震結(jié)構(gòu)和最小尺度進(jìn)行比較，以便確定潛在結(jié)構(gòu)是否可以提供足夠的抗彎曲能力。
123.包裝系統(tǒng)，包括將原料轉(zhuǎn)換成減震材料的減震轉(zhuǎn)換機(jī)和包裝系統(tǒng)控制器，它確定多個(gè)待包裝物品的包裝指令、指示減震轉(zhuǎn)換機(jī)根據(jù)預(yù)定包裝指令產(chǎn)生減震材料、和向操作員提供包裝說明。
124.權(quán)利要求123的方法，還包括至少包括以下裝置之一的輸出外圍設(shè)備郵費(fèi)計(jì)量器、打印機(jī)、顯示器、網(wǎng)絡(luò)適配器和調(diào)制解調(diào)器。
125.權(quán)利要求123的方法，還包括至少包括以下裝置之一的輸入外圍設(shè)備條形碼閱讀器、鍵盤、鼠標(biāo)、RF標(biāo)簽閱讀器、和光學(xué)字符識別設(shè)備。
126.權(quán)利要求123的方法，還包括與包裝系統(tǒng)控制器通訊的倉儲管理系統(tǒng)，它為包裝系統(tǒng)提供待包裝物品的包裝列表和與待包裝物品有關(guān)的數(shù)據(jù)。
127.權(quán)利要求126的方法，其中與待包裝物品有關(guān)的數(shù)據(jù)包括至少包括以下數(shù)據(jù)之一物品重量、物品的物理尺度集和物品的易碎性。
128.權(quán)利要求123的方法，還包括與包裝系統(tǒng)控制器有關(guān)的庫存管理系統(tǒng)，其中庫存管理系統(tǒng)監(jiān)測包裝材料的消耗，并在任何一種包裝材料低于預(yù)定值時(shí)提供指示。
129.權(quán)利要求128的方法，其中包裝材料至少包括以下材料之一包裝箱、減震材料和包裝膠帶。
130.權(quán)利要求128的方法，還包括與庫存管理系統(tǒng)相連的通訊裝置，以便在確定一個(gè)或多個(gè)包裝物品低于預(yù)定值時(shí)為一個(gè)或多個(gè)物品發(fā)送重新定購請求。
131.權(quán)利要求128的方法，還包括識別物品目的地的裝置。
132.權(quán)利要求128的方法，其中庫存管理系統(tǒng)可以根據(jù)所消耗的包裝材料量產(chǎn)生發(fā)貨單報(bào)告。
133.權(quán)利要求123的方法，其中包裝系統(tǒng)控制器包括確定包裝指令的專家系統(tǒng)，包裝指令包括選擇至少一個(gè)特定包裝箱、確定產(chǎn)生適當(dāng)長度減震材料的數(shù)量和順序、和確定至少在一個(gè)包裝箱中包裝多個(gè)物品的結(jié)構(gòu)和方法。
134.權(quán)利要求133的方法，其中專家系統(tǒng)包括；包括多個(gè)與減震材料有關(guān)的規(guī)則和數(shù)據(jù)的知識庫；和搜索引擎，它將規(guī)則和數(shù)據(jù)應(yīng)用于與待包裝物品有關(guān)的信息，以便得出確定包裝指令的結(jié)論。
135.權(quán)利要求133的包裝系統(tǒng)，其中包裝系統(tǒng)利用一組體積規(guī)則指示待包裝物品在包裝箱中的位置。
136.包裝系統(tǒng)，包括包裝材料形成器；和包裝系統(tǒng)控制器，它為多個(gè)待包裝物品確定包裝指令、根據(jù)預(yù)定包裝指令指示包裝材料形成器產(chǎn)生包裝材料、和向操作員提供包裝說明。
137.包裝多個(gè)物品的方法，包括以下步驟識別出多個(gè)待包裝物品；獲取與待包裝物品有關(guān)的信息；利用與物品有關(guān)的信息確定與待包裝物品有關(guān)的包裝指令；和利用預(yù)定包裝控制方法控制包裝材料形成器。
138.權(quán)利要求137的方法，其中識別多個(gè)物品的步驟包括以下步驟利用條形碼閱讀器讀取定單號；和從數(shù)據(jù)庫中獲取包括與定單號有關(guān)的多個(gè)物品的列表。
139.權(quán)利要求137的方法，其中識別多個(gè)物品的步驟包括以下步驟接收多種物品的拾取列表，其中拾取列表包括定單號；規(guī)劃拾取列表以便優(yōu)化多個(gè)物品的獲?。焕靡岩?guī)劃的拾取列表從倉庫中獲取多個(gè)物品；將獲取的多個(gè)物品發(fā)送到包裝站；和通過比較已獲取的列表和拾取列表來驗(yàn)證拾取列表。
140.權(quán)利要求139的方法，其中獲取多個(gè)物品包括選擇物品，并將其放置在選定的容器內(nèi)。
141.權(quán)利要求137的方法，其中識別與待包裝物品有關(guān)的信息的步驟包括以下步驟向倉儲管理系統(tǒng)輸入與多個(gè)物品有關(guān)的定單號；識別與定單號有關(guān)的每個(gè)物品；訪問包括與待包裝物品有關(guān)的數(shù)據(jù)庫和與物品有關(guān)的信息；和從數(shù)據(jù)庫獲取與定單號有關(guān)的物品信息。
142.權(quán)利要求137的方法，其中確定包裝指令的步驟包括以下步驟將知識庫中的一條或多條規(guī)則應(yīng)用于與物品有關(guān)的信息，以便得出結(jié)論；和利用該結(jié)論除去一個(gè)或多個(gè)包裝選項(xiàng)。
143.權(quán)利要求142的方法，還包括在應(yīng)用規(guī)則時(shí)訪問與減震材料有關(guān)的數(shù)據(jù)的步驟。
144.權(quán)利要求142的方法，其中應(yīng)用規(guī)則的步驟還包括以下步驟利用與運(yùn)送方法有關(guān)的數(shù)據(jù)確定物品可以跌落的高度；識別出多條具有與預(yù)定高度有關(guān)的數(shù)據(jù)的各種減震材料結(jié)構(gòu)的減震曲線；和確定與減震曲線有關(guān)的減震材料結(jié)構(gòu)對于給定的易碎程度是否可以吸收足夠的沖擊。
145.權(quán)利要求144的方法，其中應(yīng)用規(guī)則的步驟還包括以下步驟識別出其中至少一種減震材料結(jié)構(gòu)可以吸收足夠沖擊的靜態(tài)載荷范圍；和利用該范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)靜態(tài)載荷值計(jì)算減震承受面積。
146.權(quán)利要求145的方法，其中應(yīng)用規(guī)則的步驟包括以下步驟識別減震材料的熱系數(shù)；比較該系數(shù)的絕對值和閾值；如果絕對值超過閾值就訪問運(yùn)送目的地?cái)?shù)據(jù)和運(yùn)送方法數(shù)據(jù)；和如果運(yùn)送目的地?cái)?shù)據(jù)和運(yùn)送方法數(shù)據(jù)指出減震材料經(jīng)受的熱變化大于預(yù)定閾值，那么就調(diào)整靜態(tài)載荷值。
147.權(quán)利要求145的方法，其中應(yīng)用規(guī)則的步驟包括以下步驟比較與減震材料有關(guān)的壓縮形變特點(diǎn)和預(yù)定閾值；和如果超過閾值，就調(diào)整易碎性特點(diǎn)。
148.權(quán)利要求145的方法，其中應(yīng)用規(guī)則的步驟包括以下步驟識別出潛在減震材料結(jié)構(gòu)的靜態(tài)載荷值；利用靜態(tài)載荷值識別彎曲系數(shù)；利用彎曲系數(shù)建立減震材料結(jié)構(gòu)的最小尺度；和將潛在減震結(jié)構(gòu)和最小尺度進(jìn)行比較，以便確定潛在結(jié)構(gòu)是否可以提供足夠的抗彎曲能力。
149.權(quán)利要求137的方法，其中確定包裝指令的步驟包括以下步驟將一條或多條體積規(guī)則應(yīng)用于與物品有關(guān)的信息，以便得出結(jié)論；和利用該結(jié)論指出物品在特定容器中的最優(yōu)配置。
150.示出用于包裝至少一個(gè)物品的包裝系統(tǒng)的功能的方法，包括以下步驟識別出至少一個(gè)待包裝物品；訪問包括至少與一個(gè)物品有關(guān)的信息的數(shù)據(jù)庫；提供至少與一個(gè)物品有關(guān)的包裝指令；和顯示包裝指令，以便預(yù)覽。
151.權(quán)利要求150的方法，其中提供包裝指令的步驟包括獲取與至少一個(gè)物品有關(guān)的預(yù)定包裝指令集的步驟。
152.權(quán)利要求150的方法，其中提供包裝指令的步驟包括利用數(shù)據(jù)庫中的信息確定包裝指令的步驟。
153.示出用于包裝至少一個(gè)物品的包裝系統(tǒng)的功能的方法，包括以下步驟識別出待包裝物品的至少一個(gè)特點(diǎn)；訪問具有包裝設(shè)計(jì)規(guī)則的數(shù)據(jù)庫，以便根據(jù)至少一個(gè)特點(diǎn)確定包裝方法；和顯示包裝指令，以便預(yù)覽。
154.權(quán)利要求153的方法，其中待包裝物品的特點(diǎn)至少包括重量、尺寸、形狀和易碎性之一。
155.包裝系統(tǒng)，包括包裝材料分配器；和包裝系統(tǒng)控制器，它提供與待包裝物品有關(guān)的包裝指令，并指示包裝材料分配器分配包裝材料。
156.包裝系統(tǒng)，包括包裝材料分配器；和包裝處理器，它獲取特定物品的預(yù)定包裝要求，并指示包裝材料分配器分配這種包裝材料。
157.包裝物品的方法，包括以下步驟識別出待包裝物品；獲取與待包裝物品有關(guān)的包裝指令；和利用包裝指令控制包裝材料分配器。
158.包裝系統(tǒng)，包括包裝材料分配器；和包裝系統(tǒng)控制器，它確定待包裝物品的包裝指令，指示包裝材料分配器根據(jù)預(yù)定包裝指令分配包裝材料，并向操作員提供包裝說明。
159.包裝不同物品的方法，包括以下步驟識別出待包裝物品的至少一個(gè)特點(diǎn)；利用至少一個(gè)特點(diǎn)確定與待包裝物品有關(guān)的包裝指令；和利用預(yù)定包裝指令控制包裝材料分配器產(chǎn)生減震材料。
全文摘要
包裝系統(tǒng)包括將原料轉(zhuǎn)換成低密度減震材料或墊板的減震轉(zhuǎn)換機(jī)和包裝系統(tǒng)控制器。包裝系統(tǒng)控制器提供與待包裝物品有關(guān)的包裝指令,并指示減震轉(zhuǎn)換機(jī)產(chǎn)生減震材料。在本發(fā)明的一個(gè)方面,包裝系統(tǒng)控制器通過獲取與特定物品有關(guān)的預(yù)定包裝指令集來提供包裝指令。在本發(fā)明的另一個(gè)方面,包裝系統(tǒng)控制器通過利用待包裝物品的一個(gè)或多個(gè)特點(diǎn)確定最優(yōu)包裝方法來提供包裝指令。包裝系統(tǒng)還提供自動庫存控制和生產(chǎn)率監(jiān)測。
文檔編號G05B19/418GK1265628SQ9880791
公開日2000年9月6日 申請日期1998年6月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月11日
發(fā)明者S·E·阿明頓, R·O·拉策爾, P·J·古斯, M·C·波澤 申請人:蘭帕克公司