用于优化物品在至少一个盒子中的定位的方法和系统技术方案

用于将物品(O)定位在盒子(B)中的方法(1)，包括下述步骤：a)提供物品(O

Methods and systems for optimizing the positioning of items in at least one box

The method (1) for positioning the article (o) in the box (b) includes the following steps: a) providing the article (o

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于优化物品在至少一个盒子中的定位的方法和系统
本专利技术大体上应用于盒状包封(pack，包装)容器的制造的领域，并且特别涉及优化物品在至少一个盒子中的定位的方法。本专利技术还涉及用于执行上述优化定位的方法的系统。
技术介绍
在包封产品的领域中，使用计算机产品解决“装箱(pinpacking)”问题的方法早已为人所知，该计算机产品包括用于对容纳物品的容器的容积进行优化的算法。这些方法通常包括用数学的方式确定最小数量的下述盒子的步骤：所述盒子具有相同大小并且适于容纳预定数量的物品而不超出盒子大小且不会使物品相互穿入。即，一旦已经确定了待插入到盒子中的物品的列表和盒子的大小，容积优化具有通过限定物品被引入到盒子中的顺序来使未被物品占用的空间最小化的目的。通常，这些算法包括提供唯一最佳装配顺序的确切计算方法。然而，由于计算时间长以及使用特定域的语言实施程序库，这些算法具有相当大的计算成本。为了至少部分地消除这些缺点，已经开发了使用启发式算法的方法，该方法不提供最佳方案，而是供应在合理时间内使用高度灵活的计算特征的可接受方案，其可以适于多种数据和限制情况。US6876958公开了一种借助于读取物品的几何形状和尺寸数据以及将物品放入盒子中的限制数据的第一步骤来优化物品在多个盒子中的体积和放置顺序的方法。该方法还包括：确定从可用盒子的列表中选择的最佳盒子的第二步骤，以及计算容纳物品所需的盒子的数量的后续步骤。物品的几何形状和尺寸数据包括三维尺寸、重量和多个放置限制，包括以仅在其他物品的顶部上的方式装配在盒子中以防止损坏的可能性。该已知方法的第一个缺点是被选择用以容纳列表中的物品的盒子具有相同的大小。此外，不能使用其大小未包括在可用盒子列表中的盒子。该方法的另一个缺点是过程没有使物品未占用的空间最小化，而是为每个使用中的盒子提供相同的最小的空的空间。为了至少部分地消除这些缺点，已经开发了用于基于待包封的物品的列表来制作定制盒子的方法和系统。US20140336027公开了一种通过计算由包括在预定列表中的松散物品占用的体积来制作定制盒子的方法。该方法包括：形成其大小适合于容纳物品的总体积的盒子的步骤，以及通过所有物品的体积的总和来计算总体积值并且将这种值传递到盒子组装装置的步骤。该方法的第一个缺点是它不能确保未被物品占用的体积的最小化，而是仅创建了适于容纳物品并具有附着到物品的内壁的盒子。该方法的另一个缺点是物品不是自动地布置在盒子中，而是需要存在将手动将物品放入盒子中的操作者。该方法的另一个缺点是它不能确保为降低损坏盒子中的物品的风险所需的填充材料的最小化。技术问题根据现有技术，由本专利技术解决的技术问题是提供用于容纳物品同时优化未占用的体积并提高物品在盒子中的稳定性的包封盒。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过提供一种用于优化物品在至少一个盒子中的定位的方法和系统来消除上述缺点，该方法和系统是高效且相对成本有效的。本专利技术的特定目的是借助于如上文中讨论的、可以提供具有优化的质心的定制盒子并且可以使其中的空的空间最小化的方法和系统来解决上述技术问题。本专利技术的另一目的是提供一种如上文中讨论的、可以使盒子的总体积最小化的方法和系统。本专利技术的另外的目的是提供一种如上文中讨论的、可以提供待填充的盒子的高度灵活的选择而不管物品的形状和大小如何的方法和系统。本专利技术的另一目的是提供一种如上文中讨论的、减少了计算时间的方法和系统。本专利技术的又一目的是提供一种如上文中讨论的、可以处理盒子中的物品的任何类型的位置限制的方法和系统。如在下文中更清楚地解释的，这些目的和其他目的通过用于优化物品在至少一个盒子中的定位的方法来实现，如在独立权利要求1中限定的，该方法包括下述步骤：a)提供待包封的物品的第一列表；b)提供盒子的第二列表，盒子被设计成容纳第一列表中的一个或多个物品，其中合适的填充材料被插入；c)提供第一列表中的各物品的第一组几何形状和尺寸数据；以及d)提供限制各物品在第二列表中的盒子中的至少一个盒子中的定位的第二组位置限制数据。该方法还包括下述步骤：f)提供用于组装第二列表中的一个或多个盒子的机械装置；g)提供定位装置，定位装置用于将第一列表中的每个物品放入第二列表中的至少一个主盒子中；h)提供计算机化控制单元，该计算机化控制单元连接到定位装置和组装装置并且具有存储器单元，在存储器单元中加载有用于对盒子的选择和将物品引入盒子中的方式进行优化的至少一个第一算法；以及i)应用第一算法以：根据第一组数据和第二组数据，选择第二列表中具有对于容纳第一列表中的物品而言最小的大小、同时使未占用的空的空间最小化的至少一个主盒子，并且确定第一列表中的物品在所选择的盒子中的引入顺序、位置和旋转；以及j)应用第一算法，用以致动组装装置以形成至少一个盒子，以及致动定位装置以将第一列表中的物品引入所选择的和组装的盒子中。即，该方法的步骤h)包括下述步骤：j)借助于第一算法计算每个物品与其旁边的物品或者与盒子的内表面的接触表面积，以在考虑到确保稳定的定位和减小填充材料的体积的情况下使接触表面积保持在最小阈值以上。在另一方面，本专利技术涉及一种根据权利要求10限定的用于优化物品的定位的系统。根据从属权利要求获得本专利技术的有利实施方式。附图说明根据用于优化物品在至少一个盒子中的定位的方法和系统的优选的、非排他性实施方式的详细描述，本专利技术的其他特征和优点将更加明显，该实施方式借助于附图被描述为非限制性实施例，其中：图1是本专利技术的方法的图解视图；图2是根据本专利技术方法的填充有多个物品的一对盒子的图解视图；图3示意性地示出了图1的方法的细节；图4是本专利技术的系统的图解视图。具体实施方式特别地参考附图，示出了总体上由附图标记1表示的用于优化物品O在至少一个盒子B中的定位的方法和系统。该方法包括：a)提供待包封的物品O1、O2、O3、......的第一列表L1的步骤，以及b)提供盒子B1、B2、B3、......的第二列表L2的步骤，所述盒子被设计成容纳第一列表L1中的一个或多个物品，其中合适的填充材料R被插入，以防止物品O在运输期间被损坏。作为示例，物品O的第一列表L1可以是待引入到第二列表L2中的一个或多个盒子B1、B2、B3、......中的多个物品O1、O2、O3、.....的列表，其可以具有不同的大小和特征并且适于在运输装置中被运输。此外，填充材料R可以根据需要具有不同的类型，并且可以包括高密度或低密度的松散聚苯乙烯泡沫碎片、气泡元件或毛毡层或其他等同类型。该方法还包括：c)提供第一列表L1中的各物品O的第一组几何形状和尺寸数据D’的步骤，以及d)提供限制各物品O在第二列表L2中的盒子B中的至少一个盒子中的定位的第二组位置限制数据D”的步骤。即，第一组数据D'可以包括每个物品O的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于优化物品(O)在至少一个盒子(B)中的定位的方法(1)，所述方法包括下述步骤：/na)提供待包封的物品(O

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170904 IT 1020170000987671.一种用于优化物品(O)在至少一个盒子(B)中的定位的方法(1)，所述方法包括下述步骤：
a)提供待包封的物品(O1、O2、O3、......)的第一列表(L1)；
b)提供盒子(B1、B2、B3、......)的第二列表(L2)，所述盒子被设计成容纳所述第一列表(L1)中的一个或多个物品(O)，其中合适的填充材料(R)被插入；
c)提供所述第一列表(L1)中的各物品(O)的第一组几何形状和尺寸数据(D’)；
d)提供限制各物品(或)在所述第二列表(L2)的盒子(B)中的至少一个盒子中的定位的第二组位置限制数据(D”)；
e)提供用于组装所述第二列表(L2)中的一个或多个盒子(B)的机械装置(2)；
f)提供定位装置(3)，所述定位装置用于将所述第一列表(L1)中的每个物品(O1、O2、O3、......)放入所述第二列表(L2)中的至少一个主盒子(BP)中；
g)提供计算机化控制单元(4)，所述计算机化控制单元连接到所述定位装置(3)和所述组装装置(2)并且具有存储器单元(5)，在所述存储器单元中加载有用于对所述盒子(B)的选择和将所述物品(O)引入所述盒子(B)中的方式进行优化的至少一个第一算法(6)；
h)应用所述第一算法(6)以：根据所述第一组数据(D’)和所述第二组数据(D”)，选择所述第二列表(L2)中具有对于容纳所述第一列表(L1)中的物品(O)而言最小的大小、同时使未占用的空的空间最小化的至少一个主盒子(BP)，并且确定所述第一列表(L1)中的物品(O)在所选择的盒子(B)中的引入顺序、位置和旋转；
i)应用所述第一算法(6)，用以致动所述组装装置(2)以形成所述至少一个主盒子(BP)，以及致动所述定位装置3以将所述第一列表(L1)中的物品(O)引入所选择的和组装的盒子(B)中；
其特征在于，所述步骤h)包括一个步骤j)：借助于所述第一算法(6)计算每个物品(O)与其旁边的物品或者与所述盒子(B)的内表面(Si)的接触表面积(Sc)，以在考虑到确保稳定的定位和减小填充材料(R)的体积的情况下使所述接触表面积(Sc)保持在最小阈值(Sm)以上；所述计算步骤j)包括下述子步骤：k)限定每个物品(O1、O2、O3、......)的虚拟平行六面体(P1、P2、P3、......)并确定其尺寸；l)计算所述虚拟平行六面体(P1、P2、P3、......)的每个面(F)的表面积并确定尺寸比所述最小阈值(Sm)大的面(F)；m)确定所述虚拟平行六面体(P1、P2、P3、......)的随机引入顺序；n)通过随机迭代确定每个盒子(B)的与每个虚拟平行六面体(P1、P2、P3、......)的特征点(T)一致的特征点(T)，其中，对应的虚拟平行六面体(P1)的所述接触表面积(Sc)和两个竖向面(F1、F2)接触其旁边的平行六面体(P2)或所述盒子(B)的内表面(Si)，所述应用步骤h)还包括子步骤o)：计算所述虚拟平行六面体(P)与所述盒子(B)的附着指数，其中，通过计算所述虚拟平行六面体(P)的接触表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱塞佩·卡波亚，路易吉·德乔瓦尼，
申请(专利权)人：帕诺特克科学研究室，
类型：发明
国别省市：意大利;IT