CN107521986B - 集装架搭建系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集装架搭建系统。该系统包括自动堆垛机，该自动堆垛机包括自动包装箱拾取装置，其能够将包装箱从包装箱存放部段移动到集装架，以便由包装箱形成集装架载荷。控制器能够操作地连接到自动拾取装置，控制器具有配置为确定混合包装箱的集装架载荷结构的集装架载荷生成器。集装架载荷生成器编程为使得其用覆盖在彼此之上的混合包装箱层确定载荷结构，混合包装箱层中的至少一个由混合包装箱的堆形成。对应于至少一个混合包装箱层的堆的顶部和底部表面分别形成至少一个混合包装箱层的基本平坦的顶部和底部表面。控制器生成用于拾取装置的命令，以便用通过集装架载荷生成器确定的载荷结构搭建集装架载荷。

Description

集装架搭建系统
本发明为分案申请，其母案的申请号为201280062383.4，申请日为2012年10月17日且发明名称为“集装架搭建系统”。
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年10月17日提交的美国临时专利申请61/548,105的利益，该美国临时专利申请的公开内容通过引用将其全部内容纳入本文。
背景技术
早先的相关发展
零售配送设施或系统用于将商品、产品（例如，食品、饮料、个人用品、家居用品、清洁品等）从制造商便利地传送到零售店（其可以是传统的“砖和砂浆”结构或者是电子商店/网店）。在大容量零售渠道中，出于下面将要描述的原因，箱通常为用于商店级补货（store-level replenishment）的标准订货单元。该箱可以是可用于运送并且在制造商或生产商处填充有一个或更多个产品单元的任何容器（container），可以在运送过程中包含产品单元，并且产品单元可以从该箱移除，例如用于放置在零售店地点处的货架上，或者用于消费者订单履行。术语“箱”在本文中用于描述目的，并且可以是用于在运送过程中直接保持一个或更多个单元的任何种类的箱、容器或包装箱，并且可以以实例的方式包括货箱、盒子、收缩包裹托盘、饮料容器包装箱、（收缩包裹或者以其他方式束缚以形成包装箱）以及可以大致具有近似六面体形状的其他物。箱具有能够在设置在集装架（pallet）上的箱中运送产品单元的适合结构特征，在这里，多个箱被分层堆积在每一个集装架上。可以意识到的是，制造商可以在可称为单点集装架或同种箱集装架中（或者以其他方式在具有布置在同种产品层中的不同产品的可称为“彩虹”集装架中）运送产品。然而，如上文注意到的，用于商店级补货的标准订货单元是箱（即，在补充存货时，商店将以箱而非集装架订货），并且因此，用于商店补货所期望的集装架可以被称为混合箱或多样性箱集装架，而非同种箱集装架。因此，为了按照期望实行商店补货，在同种集装架上的箱可以被卸垛，按补货次序分拣，并随后被重新堆垛到期望的混合箱集装架内，并且该过程可以例如在零售配送设施或系统处并利用零售配送设施或系统实行。这样的设施可以包括卸垛机，用于运输、储存、拆垛（retrieve）和分拣箱的材料搬运系统，以及能够响应于商店补货订单生成混合箱集装架的堆垛机。可以容易地意识到的是，在箱级下的商店补货以及由此至商店的混合箱集装架递送为零售商提供了各种效益。例如，基于命令确定产品来源和储存产品、避免与经由独立于命令的同种箱集装架确定产品来源和储存产品相关联的成本。还可以意识到的是，将订货用于补货的混合或多样性箱组合到集装架中从而形成混合箱集装架，提供了进一步的效率，这是因为在配送设施和商店之间的运输或运送基本由卡车（或相似输送工具）进行，并且如果由集装架载荷而不是由个体箱执行时，订货箱的控制以及装载和卸载更为有效且高效。然而，尽管已经发展了大量（一些是简单的，许多是自动且复杂的）材料搬运、储存和拆垛系统。对于准确和高效的箱订单履行，影响补货效率的主要决定因素是由配送设施生成的混合箱集装架的包装效率（这将要在下文描述的）。可以想象到的是，期望尽可能高效地搭建起混合箱集装架，但是该目标已被证明是难以把握的，特别是在一般订货用于商店补货的箱高度混杂的情况下（例如，在超市补货中）。除了效率外，重要的因素包括集装架稳定性、在易压碎箱上的搬运以及将食品制品从潜在地影响食品安全的制品（例如，洗涤剂）分离。
包装效率在本文中是用于帮助直观推断地描述“最好的”集装架搭建物（例如，“载荷”集装架搭建物的高包装效率）。在限定用于集装架搭建物的这样的高包装效率时有用的通常可期望的特征例如可以包括集装架具有如下特点：
足够高，以便包含许多箱并且高效地利用运送卡车的可用竖直空间；
密实，以便包含尽可能多的箱并且允许高效的空间利用；
稳定，以便允许移动、运送和搬运，而不会损坏或倒塌；
能够利用机器人自动进行集装架搭建，其比手动搭建更受限制和困难（这是因为通过重新分拣箱而以总量级或通过微调箱位置，人类能够通过即时调整实现立方体密度、稳定性等）；
被包含在特定尺寸（工业用集装架占用区域的实例为40"x48"、48x48"）之内，并且整体上具有良好形状（没有大的空白或突起），以便于在卡车的保持之内储存和运送；
对于每一个产物箱是安全的——保持所有箱的包装整体性，从而避免压碎或损坏其内容物；在每一个集装架中提供高效的重量分布，考虑个体箱的坚固性；
可能地，是储存友好的——以便允许在商店内靠走廊过道方便地卸载箱，而无需横穿走道来回过度移动。
除了上述特点外，来自整个商店订单的集装架应当尽可能少（再次地，以便允许高效利用卡车空间，并且将运送和搬运时的人工降到最低。
如前文注意到的，不同的常规系统和方法已经试图提供一种方案，部分地结合了复杂的材料搬运、储存和拆垛系统。Mazouz等人的美国专利No. 5,175,692描述了一种用于自动堆垛不同尺寸、形状和内容物的包裹的常规方法和设备，这些包裹以随机次序到达用于传送到集装架的拾取点处。该系统包括计算机，该计算机编程以获取关于包裹的属性因素的信息，并且应用预定规则以便为集装架上的包裹分配空间，并且该系统将所分配空间的坐标传递到柔性材料搬运机器人。在Huang等人的美国专利No. 6,286,656中描述了用于堆垛以随机尺寸和重量接收的矩形包装箱的另一种常规方法和设备。基于“角落”的建模系统用于辅助估算堆积包装箱的可能布局，并且布局估算处理用于基于直观推断的分析选择“最好的”包装箱布局。基于统计学的测量和比较用于辅助估算。在Brust等人的美国专利No. 6,871,116中描述了又一种确定材料搬运系统机器人的集装架层布局的常规方法和系统。该系统使用将要被包括在集装架中的箱的箱尺寸信息将箱归类为由高度范围限定的多个组，使得归类到一个组之内的箱的高度处于与该组相关的高度范围之内。一个组的箱能够被分配到在一个集装架层之内的位置。在Stingel三世等人的美国专利No. 7,184,855中描述了另一种常规储存和递送系统，其包括用于将一组容器形成到放置到集装架上的一层或局部层的堆垛机。个体容器放置站也被提供用于将个体容器放置到集装架上。DeMotte等人的美国专利No. 7,266,422描述了又一种用于将箱堆在集装架上的常规方法，包括：利用箱尺寸来确定在集装架上能够放置箱的可用位置。用于选择放置在集装架上的箱的规则（包括整层规则和毗邻高度规则）被逐项地应用，以便识别满足至少一个规则的选定箱以及位于集装架上的用于选定箱的对应位置。
现参考图1A-1B，其显示了由常规堆垛系统搭建的一般混合箱集装架的示意性立体图。图1A中所示的集装架PYR可以被称为级层集装架，其中集装架通过每次在一个箱级放置多个箱（如上文所注意到的，箱可以被单独地放置或者被放置在局部或整个层中，直到该级层完成，然后进行到下一级层）。常规分级层集装架PyR的限制容易从图1A看出来，特别是在相对于高多样性箱订单进行考虑时（即，要在每一级找到足够的共同高度的箱可能证明是困难的），其造成层级的退化发展以及不期望的大概金字塔状的集装架搭建物。可能在搭建混合箱集装架时遇到的多样性程度可以从图1C中所示的曲线更好地理解。图1C为显示代表性的大多数箱之内的箱尺寸（例如，长度、高度和宽度）变化的坐标图，这些箱例如可以在储存和拆垛系统中发现，并且用于根据客户补货订单生成混合箱集装架。可以意识到的是，这些订单可能产生包括许多箱的混合箱集装架，这些箱的尺寸来自图1C中所示的尺寸谱的全然不同的部分。另一种常规搭建混合箱集装架UNS示于图1B中，并且可以被称为堆叠载荷集装架，其中该集装架以柱或堆装载箱至允许的最大集装架高度。因此，再次地，当试图由高多样性箱形成时，常规堆叠载荷集装架UNS的限制容易从图1B看出来。在堆之内的箱倚靠在堆之内的下面箱的支撑表面上，并且下面箱的表面反过来限定了可以置于上面的箱的界限，而这是不期望的。放宽在下面箱的尺寸上的限制对于集装架稳定性具有不利的和不期望的影响。如将要在下文进一步描述的，示例性实施方案克服了现有技术的这些问题。
发明内容
在本发明的一个方面，提供了一种用于将包装箱搬运并放置到集装架上的材料搬运系统，所述系统包括：储存阵列，所述储存阵列具有储存空间，用于将包装箱保持在其中；自动包装箱运输系统，所述自动包装箱运输系统可传递地连接到所述储存阵列，用于将包装箱储存在所述储存阵列的储存空间中以及从所述储存空间取回包装箱；自动堆垛机，所述自动堆垛机用于将包装箱放置到集装架上以形成集装架载荷，所述自动堆垛机能够可传递地连接到所述自动包装箱运输系统，所述自动包装箱运输系统将单独的包装箱从所述储存阵列提供到用于形成所述集装架载荷的所述自动堆垛机；以及控制器，所述控制器能够操作地连接到所述自动堆垛机并且利用集装架载荷生成器编程，该集装架载荷生成器配置为使得由所述自动堆垛机形成的集装架载荷具有多于一层的堆叠包装箱，其中，至少一层堆叠包装箱包括不同高度的包装箱，所述至少一层堆叠包装箱遮盖所述集装架的集装架框架的边界之内的区域，所述至少一层堆叠包装箱在所述集装架载荷的顶部表面和基础表面之间具有平坦的上表面，所述至少一层堆叠包装箱安坐在所述基础表面上，并且所述至少一层堆叠包装箱包括从所述基础表面延伸到所述上表面的彼此独立的多于一个的堆，独立的所述堆中的至少一个由具有不同高度的包装箱形成，并且至少另一层堆叠包装箱在所述至少一层堆叠包装箱的所述平坦的上表面之上具有不同的高度，所述至少另一层堆叠包装箱的位置或取向基于所述至少一层堆叠包装箱中的所述多于一个的堆的位置进行选择。
在本发明的另一个方面，提供了一种自动堆垛机，包括：自动包装箱拾取装置，所述自动包装箱拾取装置能够将单独的包装箱从包装箱存放部段移动到集装架，以便由所述单独的包装箱形成集装架载荷；控制器，所述控制器能够操作地连接到所述自动包装箱拾取装置，所述控制器具有配置为确定混合包装箱的集装架载荷结构的集装架载荷生成器；所述集装架载荷生成器编程为使得其由混合包装箱层确定载荷结构，所述混合包装箱层遮盖集装架的集装架框架的边界之内的区域，并且覆盖在彼此之上，所述混合包装箱层中的至少一个混合包装箱层由混合包装箱堆形成，对应于所述至少一个混合包装箱层的所述堆的顶部表面和底部表面分别形成所述至少一个混合包装箱层的平坦的顶部表面和底部表面，并且至少另一个混合包装箱层在所述至少一个混合包装箱层的所述平坦的顶部表面之上由不同堆的混合包装箱形成，所述至少另一个混合包装箱层的位置或取向基于所述至少一个混合包装箱层中的混合包装箱堆的位置进行选择；其中，所述控制器生成用于所述拾取装置的命令，以便用通过所述集装架载荷生成器确定的载荷结构搭建所述集装架载荷。
在本发明的又一个方面，提供了一种自动堆垛机，包括：自动包装箱拾取装置，所述自动包装箱拾取装置能够将包装箱从包装箱存放部段移动到集装架，以便由包装箱形成集装架载荷；控制器，所述控制器能够操作地连接到所述自动包装箱拾取装置，所述控制器具有配置为确定混合包装箱的集装架载荷结构的集装架载荷生成器；所述集装架载荷生成器编程为使得其由混合包装箱层确定载荷结构，所述混合包装箱层遮盖集装架的集装架框架的边界之内的区域，并且覆盖在彼此之上，所述混合包装箱层中的至少一个混合包装箱层由混合包装箱堆形成，对应于所述至少一个混合包装箱层的所述堆的顶部表面和底部表面分别形成所述至少一个混合包装箱层的平坦的顶部表面和底部表面，其中，所述平坦的顶部表面为用于覆盖层中的另一个的统一水平高度的安坐表面，所述安坐表面在所述至少一个混合包装箱层的混合包装箱堆的多于一个上延伸，所述覆盖层中的所述另一个在所述至少一个混合包装箱层的所述平坦的顶部表面之上由不同堆的混合包装箱形成，所述覆盖层中的所述另一个的位置或取向基于所述至少一个混合包装箱层中的混合包装箱堆的位置进行选择；其中混合包装箱的所述多于一个的堆中的至少一个具有复合包装箱，所述复合包装箱由在共同堆级处的包装箱阵列中傍着彼此排列的多于一个的混合包装箱形成；并且其中，所述控制器生成用于所述拾取装置的命令，以便用通过所述集装架载荷生成器确定的载荷结构搭建集装架载荷。
在本发明的再一个方面，提供了一种用于搭建由多于一个的单独的包装箱形成的混合包装箱的集装架载荷的方法，所述方法包括：由形成所述混合包装箱的所述多于一个的单独的包装箱形成混合包装箱堆；将所述混合包装箱堆布置到集装箱框架的边界之内的至少一个混合包装箱层内；以及将另一包装箱层覆盖在所述至少一个混合包装箱层上；所述混合包装箱堆中的至少一个的顶部表面和底部表面分别限定所述至少一个混合包装箱层的顶部表面和底部表面，所述至少一个混合包装箱层的顶部表面和底部表面中的每一个均为平坦的，所述至少一个混合包装箱层的顶部表面为统一水平高度的，并且在形成所述至少一个混合包装箱层的所述混合包装箱堆的多于一个上延伸，所述另一包装箱层在所述至少一个混合包装箱层的平坦的所述顶部表面之上由不同的混合包装箱堆形成，所述另一包装箱层的位置和取向基于所述至少一个混合包装箱层中的混合包装箱堆的位置进行选择。
附图说明
示例性实施方案的前述方面和其他特征在结合附图的随后描述中加以解释，其中：
图1A-1B为根据现有技术搭建的常规集装架载荷的立体图；
图1C为显示代表性的大多数箱之内的箱尺寸变化的曲线图；
图2为用于包含根据示例性实施方案的特征的箱储存和拆垛的自动材料搬运系统的示意图；
图3为自动箱储存和拆垛系统的示意性平面图；
图4A-4B为可以包括在根据示例性实施方案的自动材料搬运系统中的不同堆垛机系统的立体图；
图5为包含根据示例性实施方案的特征的代表性混合箱集装架载荷的立体图，图5A为由混合箱堆形成的混合箱集装架载荷的第一层的立体图；图5B为混合箱集装架载荷的第二箱层的立体图；图5C为图5A中的复合堆层的代表性混合箱堆的立体图；
图6A为以图表显示根据示例性实施方案的过程的方框图；并且图6B为显示根据示例性实施方案的过程的另一方框图；
图7为显示示例性实施方案的特征的复合堆层的代表性混合箱堆的示意性平面图；
图8A-8C为分别显示复合堆层的不同部分和整个复合堆层的示意性平面图；
图9为显示混合箱集装架载荷的至少两层的覆盖的另一示意性平面图；
图10A-10C为分别显示根据示例性实施方案的一个方面的过程的不同部分的方框图；
图11为包括窄箱的混合箱堆的示意性立体图；以及
图12为具有包括窄箱的多个混合箱层的混合箱集装架载荷的示意性立体图。
具体实施方式
尽管本实施方案将参考示于附图中所示的实施方案加以描述，但是应当理解的是，这些实施方案能够以实施方案的许多替代形式实施。此外，任何适合尺寸、形状或类型的元件或材料都能够被使用。
图2示意性地显示了包含根据示例性实施方案的特征的代表性自动储存和拆垛系统100。
正如前文注意到的，惯用的零售补货单元为箱，并且根据示例性实施方案，图2中的自动储存和拆垛系统100可以设置在零售配送中心或仓库中，例如，以便履行从零售店接收的用于在箱、包装箱和/或包裹中运送的补充货物的订单。术语箱、包装箱和包裹在本文中可互换使用，并且如前文注意到的，可以为可用于运送并可由生产商填充箱子或更多产品单元的任何容器。在本文中所用的一个或更多个箱意指并不储存在托盘中、搬运箱上等（例如，不包含）的箱子、包装箱或包裹单元。要注意的是，箱单元可以包括箱单元的箱（例如，糖罐的箱、谷物的盒子等）或适合于从集装架取走或放置在集装架上的个体箱单元。根据示例性实施方案，运送箱或箱单元（例如，货箱、桶、盒子、板条箱、壶、收缩包裹托盘或组或者用于保持箱单元的任何其他适合装置）可以具有可变尺寸，并且可以用于在运送中保持箱单元，并且可以配置为使其能够被堆垛用于运送。要注意的是，例如在移入捆包或集装架时（例如，从箱单元的制造商或供应商到达储存和拆垛系统处，用于自动储存和拆垛系统100的补货），每一个集装架的内容物可以是一致的（例如，每一个集装架保持预定数量的相同制品——一个集装架保持汤且另一个集装架保持谷物）。如可以意识到的，这样的集装架载荷的箱可以基本相似，或者换句话说，可以是同种箱（例如，相似尺寸），并且可以具有相同的SKU（否则，如在前文注意到的，集装架可能是具有由同种箱形成的多个层的“彩虹”集装架）。随着集装架离开储存和拆垛系统（其中箱填充有备货订单），集装架可以包含任何适合数量和组合的不同箱单元（例如，每一个集装架可以保持不同类型的箱单元——集装架保持罐装汤、谷物、饮料包、化妆品和家居清洁品的组合）。组合到单个集装架上的箱可以具有不同尺寸和/或不同SKU。在示例性实施方案中，系统100可以配置为基本包括进料部段、储存和分拣部段以及输出部段。如将在下文更为详细地描述的，例如操作为零售配货中心的系统100可以用于接收箱的统一集装架载荷，将集装架货物从统一的集装架载荷分解为（或者将箱从统一的集装架载荷分离为）由该系统分别搬运的独立箱单元，将由每一个订单寻求的不同箱拆垛并分拣为对应组，并且将对应组的箱运输并组装为（可以被称为）混合箱集装架载荷。进料部段可以大概能够将统一的集装架载荷分解为个体箱，并且经由用于输入的适合运输工具将这些箱运输到储存和分拣部段。储存和分解部段转而可以接收个体箱，将其储存在储存区域并且根据按照订单生成的命令将期望的箱拆垛成单独的，该订单进入到仓库管理系统，用于运输到输出部段。根据订单的箱的分拣和组可以由储存和拆垛部段或者输出部段或者两者全部或部分地执行，它们之间的界限是为了描述的便利，分拣和分组能够以任何数量的方式执行，如下文将要进一步描述的。预期结果是，输出部段将可能为不同SKU、不同尺寸等的订货箱的适合组组装为混合箱集装架载荷。在示例性实施方案中，输出部段在可以被称为混合箱堆的结构构造中生成集装架载荷。集装架载荷的结构构造可以被特征化为具有数个平坦箱层，至少一层由多个混合箱的不相交的自立式的且稳定的堆形成。给定层的混合箱堆基本具有相同高度，以便如可以意识到的，形成给定层的基本平坦的顶部和底部表面，并且给定层的混合箱堆可以具有足以遮盖集装架区域或集装架区域的期望部分的数量。覆盖层可以取向为使得层的对应箱在支撑层的堆之间桥接。因而，稳定了堆并且对应地稳定了集装架载荷的交界层。在将集装架载荷限定为结构层构造时，联接的3-D集装架载荷方案被分解为可以单独保存的两部分：将载荷分解为多个层的竖直（1-D）部分以及高效配送相等高度的堆以充填每一层的集装架高度的水平（2-D）部分。
现以更为详细的方式并且仍然参考图2，储存和拆垛系统100可以配置用于例如安装在现有的仓库结构中，或者适应于新的仓库结构。如前文注意到的，图2中所示的系统100是代表性的，并且可以例如包括终止于相应传送站170、160上的进料和出料输送机，多级竖直提升机或输送机150A、150B，储存结构130，以及大量自动车辆输送机器人110（在本文中称为“BOTS”）。在替代实施方案中，储存和拆垛系统还可以包括机器人或机器人传送站（未示出），这些传送站可以在机器人110和多级竖直输送机150A、150B之间提供接口。储存结构130可以包括多级储存架模块和传送甲板130B，在多级储存架模块中，每一级包括相应拾取过道130A，传送甲板130B用于在储存结构130的任一储存区域和任一多级竖直输送机150A、150B的任意搁架之间传送箱单元。拾取过道130A和传送甲板130B还允许机器人将箱单元放置到拾取库以及拆垛订货的箱单元。在替代实施方案中，每一级还可以包括相应的机器人传送站140。机器人110可以配置为将例如上述的零售商品的箱单元以一级或更多级的储存结构130放置到拾取库内，并随后选择性地拆垛订货的箱单元，用于将订货的箱单元运送到例如商店或其他适合地点。进料传送站170和出料传送站160可以与其对应的多级竖直输送机150A、150B一起操作，用于双向地将箱单元传送到储存机构130的一级或更多级以及从所述一级或更多级传送箱单元。要注意的是，尽管多级竖直输送机被描述为专用入站输送机150A和出站输送机150B，但是在替代实施方案中，每一输送机150A、150B可以用作将箱单元/箱单元从储存和拆垛系统入站和出站传送两者。
如可以意识到的，储存和拆垛系统100可以包括例如可由储存和拆垛系统100的机器人110接近的多个进料和出料多级竖直输送机150A、150B，使得未包含的（例如，箱单元并未由托盘保持）或包含的（处于托盘或搬运箱之内）一个或更多个箱单元能够从多级竖直输送机150A、150B传送到相应级上的每一储存空间，以及从每一储存空间传送到相应级上的多级竖直输送机150A、150B中的任意一个。机器人110可以配置为基本在储存空间和多级竖直输送机之间传送箱单元，多级竖直输送机包括可以在进料和出料传送站160、170以及储存空间的相应级（箱单元在其中储存和卸垛）之间移动箱单元的可移动净载支撑物。竖直输送机可以具有任何适合配置，例如，连续移动或循环竖直环或者其他方式的往复运动提升机，或任何其他适合配置。
自动储存和拆垛系统可以包括控制系统，该控制系统例如包括一个或更多个控制服务器120，控制服务器120经由适合通信和控制网络180可通信地连接到进料和出料输送机和传送站170、160、多级竖直输送机150A、150B以及机器人110。通信和控制网络180可以具有任何适合构造，例如，可以包含不同的可编程逻辑控制器（PLC），例如用于命令进料和出料输送机和传送站170、160的操作。竖直输送机150A、150B和其他适合系统的自动化。控制服务器120可以包括实现管理箱流系统的箱管理系统（CMS）的高级编程。网络180可以进一步包括用于实行与机器人110的双向接口的适合通信。例如，机器人可以包括机载处理器/控制器1220。网络180可以包括适合的双向通信套件，该套件能使机器人控制器1220要求或命令并且从控制服务器180编程，用于实现箱单元的期望运输（例如，放置到储存地点内或从储存地点卸垛），并且将包括BOT位置历表（ephemeris）、状态和其他期望数据的期望BOT信息或数据发送到控制服务器120。如在图2中看到的，控制服务器120可以进一步连接到仓库管理系统2500，用于例如将库存管理和客户订单履行信息提供到CMS级程序。布置用于保持和储存箱单元的自动储存和卸垛系统的适合实例描述于2010年4月9日提交的美国专利序列号12/757,220中，通过引用将其全部内容纳入本文。如上文所述并且如另外在图2中所示，用于储存和搬运箱单元的自动储存和卸垛系统（ASRS）的其他适合实例在适用程度上包括来自Dematic公司的Multishuttle®系统和来自Swisslog的Autostore™系统以及来自SSI Schaeffer的ASRS系统。
仍然参考图2，在示例性实施方案中，系统100的出料部段，并且更具体地，出料传送站以及由此延伸的输送机160用于将从库房卸垛的箱单元运输到堆垛机162，这将要在下文进一步详细描述。出料部段输送机和堆垛机162之间的接口（未示出）可以具有任何期望的配置，该配置便于订货箱单元的基本非强制（相对于系统出料部段的输出MTE）到达以及用于由堆垛机无约束地拾取箱单元的放置，该堆垛机用于搭建混合箱集装架载荷SCLP。堆垛机控制器164设置为控制堆垛机的操作。在所示示例性实施方案中，堆垛机控制器164可以是分离控制服务器或处理器（例如，PC），其可以可通信地连接在适合网络（例如，网络180或不同网络）上，用于与控制服务器双向通信，并且更具体地，用于控制器120的CMS级编程。图2进一步显示了箱，其中堆垛机控制器164'可以集成到系统控制服务器120中。因此，如可以意识到的，控制级编程（实现用于堆垛机操作的命令）以及更高级的堆垛机编程，例如集装架载荷生成器166、166'（如下文将要进一步描述的）可以按照期望驻留在作为控制服务器120或远程平台164的公共处理平台上。如可以进一步意识到的，堆垛机控制器164、164'可以与控制服务器120的CMS程序接口，用于在对应订单上的信息以及在生成对应于相应订单的集装架载荷中例如由集装架生成器使用的箱单元。例如，由CMS程序寻求并提供到堆垛机控制器的信息可以包括用于待填充的相应订单的识别信息、待完成的订单的次序、用于相应订单的对应箱（例如，哪一些以及多少）的识别信息（例如，SKU）、开始用于卸垛和运输到堆垛机的箱排队信息以及在相应箱的适用尺寸数据的程度上对其的改变、以及任何其他期望的信息。系统100的出料部段可以包括一个或更多个检查和/或定尺寸站（未示出），其中例如对应于相应订单的箱的身份可以被确认，箱尺寸（以3-D计）以及箱整体性和堆垛的适合性可以被确认。这样的检查站可以分布在出料部段之内，或者可以基本为例如沿着出料部段的运输路径的单一站，或者例如定位为接近或毗邻堆垛机。来自检查站的信息可以被通信到CMS程序，例如用于相应订单的箱的一致性确认以及任何非一致性的分解。如前文注意到的，这样的箱信息进一步被共享或传输到堆垛机控制器164，用于由集装架载荷生成器级的程序以及管理堆垛机马达控制的程序使用。如果期望，堆垛机控制器可以可通信地连接到仓库管理系统2500，用于接口并传递期望的信息。在示例性实施方案的其他方面，如上文注意到的检查站可以设置在进料部段中，或者所识别的箱单元信息由此由任何其他适合装置生成并且被提供到CMS程序。
现参考图3，其显示了包含根据示例性实施方案的另一方面的特征的另一自动储存和卸垛系统3100的示意图。通常而言，储存和卸垛系统3100相似于前述的并且示于图2中的系统100，相似的部段被相似地标记。系统3100还显示为代表性系统。系统3100可以包括进料部段3170、用于箱单元的储存阵列以及终止于堆垛机3162中的出料部段3160。示例性系统3100可以进一步包括集装架储存阵列3101，其中进料或统一的集装架（例如，具有来自生产商的统一的箱）以及（如果期望）具有混合箱载荷的出料集装架（类似于图2中的集装架SCLP）可以被储存直到被处置。集装架储存3101可以是在不同级处具有沿着多行成阵列的集装架储存位置的3-D阵列，如图所示。将集装架载荷运输到阵列中的储存位置以及从这些储存位置运输集装架载荷可以由输送机、提升机、起重机、自动车辆组合或单独地进行。示例性系统3100具有相似于图2中的系统100的箱储存的箱单元储存阵列3102。然而，将箱单元运输到阵列3102中的箱单元储存以及从该箱单元储存运输箱单元可以经由输送机（水平的和/或竖直的）或起重机单独或替代地组合进行。相似于系统100，对应于相应订单的不同箱单元从阵列中的储存位置被拾取，并且经由出料部段被运输到堆垛机3162，用于组装为集装架载荷，如下文将要进一步描述的。
现参考图4A和4B,其显示了例如可以用在前述的系统100、3100的堆垛机162、3162中的堆垛机或堆垛系统。图4A和4B分别显示了用于系统100、3100的堆垛机的不同适合配置的实例。堆垛机基本具有适合的操纵装置（effector）或箱抓持器4163、4163'，以便捕获箱单元CU1CUn（n为对应于由订单指定的箱数量的整数），并且将箱单元从一个地点移动到用于搭建集装架载荷PL的期望目的地点。在示例性实施方案中，箱抓持器4163、4163'可以能够3-D移动（例如，沿着x、y、z轴）。抓持器可以相应地设置在具有适合驱动器的适合的可移动底盘4162、4162'上，以便于箱抓持器按照期望移动。以实例的方式，图4A中所示的堆垛机4162可以具有带有从平台悬垂的箱抓持器4163的可移动平台4165。平台可以在支撑物上横移，从而能使平台在期望区域上在水平平面上移动（相似于台架系统）。箱抓持器4163可以安装到具有可延伸构件（例如，能够实现箱抓持器的期望的z轴移动）的平台。以另一实例的方式，图4B中所示的堆垛机4162'可以包括铰接臂4165'，箱抓持器4163'从该臂悬垂。在此再次地，臂铰接可以例如允许箱抓持器4163'沿着x、y、z轴的期望移动范围。在图4A-4B中所示的配置是示例性的,并且在替代实施方案中,堆垛机可以具有任何其他适合配置。箱抓持器的启动和移动（包括在拾取和放置地点之间的路径和轨迹）由堆垛机控制器4164、4164'根据适合编程确定并命令。如可以意识到的，由出料部段供应堆垛机的涉及拾取箱单元的箱抓持器的数据（例如，包括箱识别、尺寸、拾取位置或地点）可以由系统控制服务器120（例如，CMS级程序）提供到堆垛机控制器。涉及将箱单元放置到集装架PL上的箱抓持器的数据（例如放置地点（例如，集装架载荷的期望参考系中的坐标位置））可以从集装架载荷方案确定或提供到堆垛机控制器4164、4164',该集装架载荷方案由集装架载荷生成器166（仍然参见图2）根据编程特征并按此方式生成，如在下文将要进一步描述的。如在图4A-4B中看到的，对应于相应订单（例如，经由仓库管理系统2500初始化到用于履行的CMS级程序）的箱CU1-CUm可以按照期望次序供应到堆垛机1462、1462'。在图4A-4B中的示例性配置显示为具有将箱运输到堆垛机的单个出料输送机,但是在替代实施方案中,任何合适数量的输送机可以被提供以将对应于相应订单的箱供应到堆垛机。术语输送机在下文中用于意指能够沿着期望运输路径运输箱单元的任何适合运输机或输送工具，例如，包括可移动输送带、辊子或旋转棒输送机或其他适合运输机。如前文注意到的，箱单元CU1、CUm如前述的按期望次序排队并放置在供应输送机上，并且可以按相同次序到达并供应到堆垛机。期望的箱次序可以例如被建立或者对于控制服务器是知晓的（例如，CMS级程序），并且与其他CMS相关信息（例如箱身份和箱尺寸）一起与堆垛机控制器通信或以其他方式共享，正如同样在前文注意到的。涉及对应箱单元到相应订单的信息还可以通信到堆垛机控制器。因此，堆垛机控制器可以知晓构成每一相应订单的箱单元以及箱信息（例如，箱尺寸、身份等），从而允许利用集装架载荷生成器确定集装架载荷结构。另外，箱信息（例如，箱尺寸、身份）和供应次序以及箱单元的位置确定，用于由堆垛机的箱拾取器来拾取。以实例的方式，如图4B所示，堆垛机可以操作以从输送机4160'拾取箱单元CU1-CUn。箱单元可以由输送机定位在相对于参考基准的期望地点，使得在通知箱到达期望地点时并且如果箱身份和箱尺寸被知晓，将要由堆垛机拾取的箱的位置被识别。如图4A所示，来自出料输送机的箱在被堆垛机拾取之前可以被保持在缓冲器阵列（可以是1D、2D或3D的）中，在这样的缓冲器中的相应箱的位置以相似于前述的方式被知晓。如可以意识到的，堆垛机用以搭建集装架载荷PL的箱拾取次序可以脱离箱单元被供应到（例如，到达）堆垛机的次序。
再次参考图2，堆垛机控制器164可以包括集装架载荷生成器166。在示例性实施方案中，集装架载荷生成器166例如为显示目的，并且容易描述为驻留在公共处理平台上。如可以意识到的，示例性实施方案囊括适合的配置，其中集装架载荷生成器可以是包括与堆垛机控制器分离的处理器（近程的或远程的）的任何适合处理器。例如，集装架载荷生成器处理器可以设置在控制服务器构造之内。集装架载荷生成器配置或以其他方式编程以对于相应订单确定混合箱在集装架载荷SCLP中的期望布置，在本文中被称为集装架载荷配置。本文中的特别关注的集装架载荷是用于搭建载荷的箱单元为非一致的或混合箱单元（例如，具有不同尺寸，包括不同高度）的那些集装架载荷。混合箱被排队并提供到堆垛机，用于搭建用于相应订单的集装架载荷，如前文所述。现参考图5，其显示了由混合箱CU1,-CUn根据集装架载荷配置搭建的代表性集装架载荷SCLP的立体图，该配置由集装架大概地根据在下文将进一步更为详细描述的示例性实施方案的特征确定。如前文注意到的，由集装架载荷生成器确定的集装架载荷SCLP的配置可以被特征化或被称为结构层构造，其中载荷包括多个层L1、L2，至少一个层由混合箱的堆SC1-SC2-SCm构成，并且这些堆基本等高。如在下文将要进一步描述的，堆SC1-SC2-SCm成2-D阵列，使得层L1、L2在P或集装架框架的区域处遮盖集装架框架。可以支撑其他层并由此可以视为限定了用于较高层（以虚线表示）的安坐表面的下层L1、L2具有基本平坦的顶部和底部表面。图5所示的代表性载荷出于便利而显示为具有两层L1、L2，并且其他集装架载荷可以具有任何期望数量的层。尽管集装架载荷中的大多数混合箱（用于对应的补货订单）具有不同尺寸（特别是不同高度），但是支撑层L1、L2的顶部和底部表面可以由混合箱堆形成为基本平坦的，例如横穿该层的差异在大约3-5mm之内。因此，形成层L1的混合箱的堆SCi-SC2-SCm可以基本等高，其中堆高度之间的差例如在前述范围之内。图5A-5B分别显示了代表性集装架载荷的复合箱层L1和层L2。图5C显示了由可以作为层L1的一部分的混合箱形成的代表性堆。
正如前文注意到的，包含在用于生成集装架载荷SCLP的集装架载荷生成器中的结构层构造方法允许将复杂3-D集装架载荷（装箱）问题降低为两部分问题。第一部分问题涉及按期望找到箱的许多独特组合，使得竖直堆叠的每一组合可以具有基本相同的高度。该堆高度将限定层高度Lh。第二部分问题是二维的，并且涉及按期望密实地将具有矩形水平尺寸（Ls(i)、Ws(i)）的堆包装到集装架的水平边界之内。在该情况下，图5所示的示例性层L1、L2由多个堆形成，这些堆可以由多个混合箱形成，例如图5C所示。另外，如将要看到的，当组合为共同层L1、L2时，以该方案发展到第一部分并且可用于第二部分的方案的堆是稳定且不相交的。因此，集装架载荷SCLP可以逐层搭建，其中层（L1、L2）中的一个或更多个可以为从底部到顶部的结构层。如前文注意到的，例如图5中所示的最顶部层的较高非支撑层可以不平坦。现参考图6A，其示出了以图表显示用于生成根据示例性实施方案的集装架载荷SCLP的过程的方框图。集装架载荷生成器166（还参见图2）可以配置或适合地编程以执行该过程。生成器发展与该过程相关的集装架载荷方案，该过程一般操作以通过重复方法以便以连续逐层的方式限定每一平坦层L1、L2。例如，每一平坦层可以通过找到足够数量的不相交（混合箱的）堆组来确定（即，平坦层的高度），其中这些堆为基本等高（例如，在前述识别范围之内）。堆数量的足够性可以通过比较由堆组的总占用区域提供的遮盖区与集装架区域来建立。期望的是，每一平坦层的堆组的总占用区域遮盖集装架区域。随后，相应层的二维包装可以通过将相应平坦层的堆组高效地分布在对应于集装架长度和宽度的区域之内而实现。未用在相应层中的剩余箱随后用于以相似方式生成每一附加层，直到尽头的顶部层。因而，根据图6A中所示图表，方框610中的集装架载荷生成器可以从用于相应客户订单的已识别箱中选择箱子组，用于确定集装架层。图6B显示了以图表更为详细地示出该过程的集装架确定部分（图6A中的方框610）的另一方框图。通过集装架载荷生成器的子组选择可以根据期望的包装规则执行，例如，具有更坚固到更脆弱箱或者更重到更轻的预定分布，或者补充期望卸载规程（即，用于对集装架卸载的规程，并且其可以代表一层中的期望产品混合）的箱分布。如在图6B中看到的，所选择的箱子组可以按照方框620被评估以用于层确定。箱的总占用区域大于预定尺寸（例如，大于集装架区域）的子组可以用作方框622中的下层或内层。子组，例如在平坦层生成结束处的剩余箱的子组，不可能具有足够的总占用区域，并且可以适合于形成较上层（例如，非平坦的最顶部）624。如由图6B看到的，包括足以遮盖集装架的相同高度的箱的子组可以被分离以形成平坦层626。混合箱子组用于生成628中的混合箱的相同高度堆的平坦层。因而，集装架载荷生成器操作以识别足够数量的基本等高的（在大约5-6mm的相同范围内）堆叠箱的不相交组合。对于堆中的不同数量的箱，这可以按重复方式完成。例如，生成器可以计算四个箱堆以及三个箱堆等等的所有组合的总高度。堆高度可以被识别用于任何期望数量的箱在堆中的组合，包括多于四个箱以及少于两个箱。不相交堆叠的箱的组合可以根据期望高度范围增量的堆高度增量分组，例如大约3-5mm的基础高度和增量高度台阶（h台阶）。图7显示了由不同数量的混合箱形成的等高堆集合的实例。例如，在高度增量组之内，堆组合可以通过（可被称为）体积效率（即，堆叠箱的总体积与最大长度、宽度和高度LS、NS、HS乘积的比值，参见图5C）分拣。如可以意识到的，堆合意度与堆的体积效率成正比。图7中的堆是具有期望体积效率（例如，>90%的效率）的代表性堆。具有最大数量的堆组合（其具有足够数量的期望体积效率的不相交堆）的高度组可以被设定，以便形成628A中的内平坦层，并由此确定图6A中方框612中的平坦层高度。该层可以随后例如以逐行过程被二维包装，还参见图8A-8B。
集装架载荷生成器操作以将具有不同占地区域Ls(i)、Ws(i)的同样数目的堆配合在长度和宽度为Lp、Wp的集装架的水平区域之内（参见图8A）。因此，这可以通过在维度X和Y中分别处理包装来实行（例如，逐行方法）。生成器可以找到堆的所有组合，这些堆在并排放置时将紧密匹配集装架的长度Lp，或者由于一些边沿而刚好小于其。这样的组合能够包括不同堆的长度和宽度两者，例如，这两者满足如下方程，
Ls(l) + Ls(2) + Ls(3) + Ls(4) = Lp - e，
其中，Ls(n)表示堆在集装架长度Lp的方向上的纵向尺寸（其可以是堆长度或宽度），并且e较小。
生成器可以例如以从Lp到Lp-e1的降序通过总长度分拣这些组合，其中e1为指定最大间隙。第一组合（最接近整体长度Lp）可以用于沿着集装架的长边限定期望的基础（即，第一）堆行（参见图8A）。随后的堆行可以沿着集装架宽度以基础行（行1）开始而连续地（逐个地）彼此毗邻配合，以便形成期望的配合（参见图8B）。在每一箱行（行1, 行2,...等，还参见图8C）之内的左右次序的不同排列可以被评估以提高包装密度（例如，对于堆s1...s4... sN，使用排列(s1, s2, s3, sN)、(s1, s1, sN, s3) ... (sN, s3, s2, s1)，等等）。当组合彼此毗邻的两个堆行的布置时，不同排列可以被采用以将堆行之间浪费的空置空间减到最低，如图8C所示（如可以意识到的，示于附图所示的实施方案的方面中的堆和行的数量是示例性的，并且在其他方面，每一层的堆和行的数量可以是按照期望的）。未配合堆可以从包装方案排除，并且设置为单独配合在剩余空间中或者用于以与前述方式相似的方式包装其他基本平坦层。如可以从前文意识到的，由对应于给定层的相应堆（SCl-SCn）的顶部和底部表面形成的复合（混合箱）层L1、L2的顶部和底部表面SL1（参见图5A）为在该层中的相应堆的多于一个（以及基本全部）上延伸的平坦的基本一致和齐平的表面。因而，顶部表面SL1可以在该层的多于一个堆上充当稳定安坐表面，从而能使覆盖层稳定安坐（并且使形成覆盖层的箱和/或堆更为离散）。反过来，复合层的底部表面提供跨越在层的多于一个堆之下的相似的统一水平高度的安坐表面（在顶部表面SL1处），用于将该层的堆和箱稳定安坐在支撑表面上。覆盖层（例如，图5中的层L2）可以按期望取向，使得形成该层的堆在下面支撑层L1的独立堆上桥接，并因而互锁下层L1。其示于图9中。如可以意识到的，在下面支撑层L1之内的互锁堆极为稳定。另外，该过程在每一相继层之间的界面处被重复，使得每一支撑层在顶部和底部界面两者处都互锁。
每一层L1、L2能够具有带有相同几何结构的4个对称位置：1）原始位置，2）围绕X轴翻转，3）翻转Y轴，4）翻转XY（等于相对于原始位置旋转180度）。两个层的每一翻转位置都可以被验证，用于识别下层的更好互锁。在该方案具有足够分解度（resolution）时，对于箱单元布局的适合信息可以被提供到堆垛机控制器，以便产生期望移动并由箱搭建集装架载荷。
再次参考图5-5C，根据示例性实施方案的另一个方面，形成对应复合层L1、L2的不相交堆SCl-SCn可以基本独立于复合层的邻接堆而自立。根据示例性实施方案的又一个方面，给定复合层L1、L2的每一堆可以基本独立于邻接堆自立。这样的基本独立的自立式堆，例如图5C中所示的堆，可以被称为稳定堆。如果在经受预期接触时抵抗倾倒或坍塌，则该堆可以被视为是稳定的，该接触可能例如发生在由堆垛机搭建堆、复合层或集装架载荷过程中。堆稳定性似乎基本涉及每一箱级的稳定性以及箱级（例如，箱1-箱2、箱2-箱3...，参见图5C）之间的每一界面的稳定性，但是涉及堆占地区域的堆的箱级的数量（或堆高度）的增加（可以另外被称为高宽比的关系）对于堆稳定性具有不利影响。在图5C所示的示例性实施方案中，堆是稳定的，其每一箱级（级1-级4）以及每一级与级的界面都是稳定的。堆的每一箱级具有本身稳定的箱（例如，该箱高度与箱宽度（最小占地区域的尺寸）基本相当，使得其高宽比（AR）基本等于或小于一）。如果在搭建集装架载荷过程中通过接触而被推挤，图5C所示示例性堆的每一箱级（级1-级4）不容易经受倾斜或坍塌。在图5所示的实例中，每一箱级仅具有一个箱。在示例性实施方案的其他方面，稳定堆可以具有稳定箱级，并且可以包括窄的或不稳定的箱单元，所述稳定箱级可以由在堆的共同箱级处彼此相靠成阵列的多于一个的箱形成，如下文将要进一步描述的。
如可以意识到的，客户履行订单不限于稳定包装箱、箱或箱单元，并且可以包括大量（可以被称为）窄的或不稳定的包装箱或箱，这些包装箱或箱可以被结合到由自动储存和拆垛系统的自动堆垛机162生成的集装架载荷SCLP（参见图2还有图12）内。与前述的稳定箱相反，不稳定箱可以基本描述为高且窄的箱（例如，通常，箱高度的箱尺寸属性明显大于宽度，使得箱的高宽比（AR）基本大于一），并且因此在经受例如在自动搭建集装架载荷过程中预期到的附带接触时容易受到倾倒。仍然并且现参考图12（其为混合箱集装架载荷的示意性立体图），根据示例性实施方案的另一方面，不稳定箱可以被包括在集装架载荷SCLP的复合混合箱层之内。图12所示的集装架载荷SCLP的复合混合箱层L121-L124可以相似于前述的并且在图5-5B中所示的复合层L1,但是图12中的集装架载荷的一个或更多个混合箱复合层（例如，L121-L122）可以包括大量不稳定箱CU121、CU122、CU123，如在下文将要进一步描述的。相似于箱层L1，箱层L121-L124由稳定的不相交堆形成（例如，自立式并且独立于对应混合箱层中的相邻堆）。层L122-L124的顶部和底部表面（由对应层中的相应堆（例如，对于层L121、L1SCl-LlSCn）的顶部和底部形成）为基本平坦的统一水平高度的表面，这些表面在多于一个的堆之上/之下延伸，并且方便用于覆盖层的稳定安坐表面。如上文注意到的，形成混合箱层L122-L124的堆是稳定的不相交堆，并且在其构建中可以包括不稳定箱。现还参考图11，其显示了对应于代表性混合箱层L11（相似于图12所示的集装架载荷的混合箱层L121、L122）的代表性堆SC110的示意性立体图。堆SC110为稳定堆（如前文所述）并且包括不稳定箱（例如，高且窄的箱CU112a、112b，Hl > > Hw，大概如图11所示）。如从图11可以意识到的，堆110的每一箱级LVL11-LVL13是稳定的以作为箱级之间的界面。在所示示例性实施方案中，箱级LVL11、LVL13每一个均可由单一稳定箱CU111（用于LVL11）、CU113（用于LVL13）形成。箱级LVL12设置在箱级LVL11、LVL13之间，并且可以由多于一个的不稳定箱112a、112b形成（尽管显示了两个箱，但是在其他方面，可以存在更多或更少的箱），箱112a、112b彼此相靠成阵列并且可以视为形成复合或结构箱CC112。结构箱CC112可以对应于给定箱级LVL12，并且在具有稳定的级与级界面的堆中形成稳定箱级。如图11中看到的，结构箱112形成并设置在提高了级的稳定性并由此提高了堆的稳定性的箱级LVL12处。因此，支撑结构箱CC112的堆的级LVL11对于形成结构箱和箱级LVL112的每一窄箱112a、112b提供了稳定支撑表面SPS11（例如可以由单一箱CU111提供）。另外，在级LVL112处紧接着覆盖结构箱的级LVL13横穿形成结构箱的窄箱112a、112b桥接单一箱CU113。因而，结构箱CC112被夹置在稳定接触表面（分别由支撑物和紧接着的堆覆盖级提供）之间，这些稳定接触表面利用设置有结构箱的堆的级LVL112以及堆SC110本身的结构箱得到的稳定性将个体窄箱有效地拴到彼此。如果期望，夹置窄箱的稳定支撑表面（例如SPU11）和稳定安坐表面（例如STU13）可以使具有单个窄箱的结构箱生成（还参见图12中的堆L1SC3）。如可以意识到的，在利用窄箱形成稳定堆的情况下，如前所述用于在混合箱层中选择堆所采用的堆包装效率指标可以是宽松的（例如，<90%的效率）。如上文注意到的，稳定性参数可以体现为用于集装架载荷生成的集装架生成器166（参见图2）中编程以履行客户订单的规则，如在下文将要进一步描述的。由此提供的得到的稳定堆L11可以考虑用于形成混合箱集装架层的目的，该混合箱集装架层等同于或可替换其他稳定的相同高度的堆。因此，包括（窄箱的）结构箱的堆L11（以及相似堆L1SC3、L2SC1）可以按期望定位在混合箱层L121、L122之内，并且包括这样的堆的混合箱层可以定位或排列在彼此之上，如前述在集装架载荷中期望的那样。堆L11、L1SC3、L2SC1可以处于底部层L121中，或者为集装架载荷的覆盖层L122-L124中的一个，而不会不利地影响到集装架载荷的稳定性。
利用窄箱生成集装架载荷由集装架载荷生成器执行，并且基本相似于相对于图6A-6B的前述生成。集装架载荷生成器被进一步编程以将窄箱（例如，图11、12中的CU112a、112b、CU121、CU123）分解为集装架载荷。现参考图10A，其显示了以图表示出利用窄箱生成集装架载荷中的进一步的处理特征的方框图，该生成可以结合图6A-6B中所示的过程执行。集装架载荷生成器166（还参见图2）可以配置或适合地编程以执行该过程。因此，在登记客户订单并开始履行该订单的集装架载荷生成过程之后，方框1010中的集装架载荷生成器可以操作以识别履行订单中的稳定和不稳定（窄）箱以及预期集装架载荷。稳定箱的处理可以接着根据图6A中的方框610进行。在图10A中的方框1020中，集装架载荷生成器可以操作以选择具有相同高度的窄箱子组，并且利用窄箱子组生成虚拟结构箱。在方框1030中，对于相同高度的每一箱子组，不同的虚拟结构箱可以被形成，每一个虚拟结构箱具有不同数量的窄箱（例如，虚拟结构箱可以利用一个窄箱形成（例如当该箱几乎稳定时），另一个虚拟结构箱利用两个窄箱形成，并且又一个虚拟结构箱利用三个窄箱形成，直至期望的限制，该限制例如可能取决于箱不稳定度的程度或另外的箱高宽比）。
用于这样的高度子组的不同虚拟结构箱可以随后以相似于按图6A中的方框612和图6B中的方框62B的堆生成中稳定箱的方式处理。例如，不同高度的不相交堆可以生成组合虚拟结构箱和稳定箱。重复过程可以使用在以不同虚拟结构箱中的每一个（对于每一个箱高度子组）生成堆的过程中，以便识别最好配合的结构箱和稳定堆。还参考以图表示出其他过程特征的图10B，与并不利用窄箱形成的堆相比，在方框1040中，具有虚拟结构箱（或者换句话说，窄箱）的堆的堆效率可以放宽（例如，堆效率<90%）。对于给定箱高度的不同虚拟结构箱（对应于不同数量的窄箱）可以在对应于最好配合或堆效率以及稳定性的对应堆之内被评估，例如根据以图表示于图10C中并且在集装架载荷生成器中编程的稳定性规则。例如，（一个、两个、三个，...窄箱的）虚拟结构箱可以被选择以提供最高堆效率并满足图10C中的稳定性规则。以实例的方式，在方框1060中，堆中的支撑级为形成虚拟结构箱的每一窄箱提供了完全稳定的支撑表面。另外，将要安坐为与结构箱接触的紧接着的覆盖级具有横跨虚拟结构箱的窄箱桥接的单一箱。满足稳定性规则并且提供最高效率的虚拟结构箱被选择，并且剩余窄箱被返回以用于按图10A中的方框1010、1020进一步处理。如可以意识到的，在图10B的方框1050中，编程可以分拣堆中的箱级，以便实现最好的结构箱稳定性并由此实现最好的堆稳定性。在选择结构箱和稳定堆时，集装架载荷的混合箱层L121-L124（还参见图12）和顶部曾L125、L12T基本如前述被生成和搭建。如可以意识到的，附图所示过程中的特征的布置并不暗示以具体次序执行，并且执行过程特征的次序可以按期望变化。
应当理解的是，前文的描述仅为阐述本发明。在不脱离本发明的条件下，本领域技术人员能够设想不同的替代和修改。因此，本发明旨在囊括落在所附权利要求的范围之内的所有这样的替代、修改和变化。
一种用于将包装箱搬运并放置到集装架上的材料搬运系统，所述系统包括：
储存阵列，所述储存阵列具有储存空间，用于将包装箱保持在其中；
自动包装箱运输系统，所述自动包装箱运输系统可传递地连接到所述储存阵列，用于将包装箱储存在所述储存阵列的储存空间中以及从所述储存空间拆垛包装箱；
自动堆垛机，所述自动堆垛机用于将包装箱放置到集装架上以形成集装架载荷，所述堆垛机能够可传递地连接到所述运输系统，所述运输系统将个体包装箱从所述储存阵列提供到用于形成所述集装架载荷的所述堆垛机；以及
控制器，所述控制器能够操作地连接到所述堆垛机并且利用集装架载荷生成器编程，该集装架载荷生成器配置为使得由所述堆垛机形成的集装架载荷具有多于一层的堆叠包装箱，其中，
至少一层堆叠包装箱包括不同高度的包装箱，所述至少一层在所述集装架载荷的顶部表面和基础表面之间具有基本平坦的上表面，所述至少一层安坐在所述基础表面上，并且所述至少一层堆叠包装箱包括从所述基础表面延伸到所述上表面的基本彼此独立的多于一个的堆，所述堆中的至少一个由具有不同高度的包装箱形成。
根据示例性实施方案的一个方面，多于一个的所述堆由具有不同高度的包装箱形成。
根据示例性实施方案的一个方面，所述上表面限定用于另一层堆叠包装箱的安坐表面。
根据示例性实施方案的一个方面，所述另一层的至少一个堆横跨所述至少一层的不同堆桥接。
根据示例性实施方案的一个方面，所述另一层在所述集装架载荷的顶部表面和所述基础表面之间形成另一基本平坦的上表面。
根据示例性实施方案的一个方面，所述集装架载荷生成器具有用于将不同高度的包装箱布置在所述多于一个的堆中的预定规则。
根据示例性实施方案的一个方面，提供了一种自动堆垛机。所述堆垛机包括自动包装箱拾取装置，所述自动包装箱拾取装置能够将包装箱从包装箱存放部段移动到集装架，以便由包装箱形成集装架载荷。
控制器能够操作地连接到所述自动拾取装置，所述控制器具有配置为确定混合包装箱的集装架载荷结构的集装架载荷生成器。所述集装架载荷生成器用覆盖在彼此之上的混合包装箱层确定载荷结构。所述混合包装箱层中的至少一个由混合包装箱堆形成，对应于所述至少一个混合包装箱层的所述堆的顶部和底部表面分别形成所述至少一个层的基本平坦的顶部和底部表面。所述控制器生成用于所述拾取装置的命令，以便用通过所述集装架载荷生成器确定的载荷结构搭建所述集装架载荷。
根据示例性实施方案的一个方面，对应于所述至少一个混合包装箱层的堆是自立式，基本彼此独立。
根据示例性实施方案的一个方面，毗邻层互锁对应于所述至少一个混合包装箱层的堆。
根据示例性实施方案的一个方面，所述混合包装箱层，由基本等高的堆形成，所述堆由不同高度的包装箱形成并且是自立式的，基本彼此独立，所述混合包装箱层以及由相同高度的包装箱形成的层能够在共同集装架中排列成一个在另一个之上，或者在共同商店订单的不同集装架之间交换。
根据示例性实施方案的一个方面，所述混合包装箱层中每一个均由基本等高的堆形成，所述堆由不同高度的包装箱形成并且是自立式，基本彼此独立，并且其中，所述混合包装箱层以及由相同高度的包装箱形成的层能够在共同集装架中排列在彼此之上，或者在共同商店订单的不同集装架之间交换。
一种自动堆垛机，包括自动包装箱拾取装置，所述自动包装箱拾取装置能够将包装箱从包装箱存放部段移动到集装架，以便由包装箱形成集装架载荷；
控制器，所述控制器能够操作地连接到所述自动拾取装置，所述控制器具有配置为确定混合包装箱的集装架载荷结构的集装架载荷生成器；
所述集装架载荷生成器编程为使得其用覆盖在彼此之上的混合包装箱层确定载荷结构，所述混合包装箱层中的至少一个由混合包装箱的堆形成，对应于所述至少一个混合包装箱层的所述堆的顶部和底部表面分别形成所述至少一个混合包装箱层的基本平坦的顶部和底部表面，其中，所述顶部平坦表面为用于覆盖层中的另一个的基本统一水平高度的安坐表面，所述安坐表面在所述至少一个混合包装箱层的混合包装箱堆的多于一个上延伸；其中混合包装箱的所述多于一个的堆中的至少一个具有复合包装箱，所述复合包装箱由在共同堆级处的包装箱阵列中傍着彼此排列的多于一个的混合包装箱形成；并且其中，所述控制器生成用于所述拾取装置的命令，以便用通过所述集装架载荷生成器确定的载荷结构搭建集装架载荷。
根据示例性实施方案的一个方面，对应于所述至少一个混合包装箱层的堆是自立式，基本彼此独立。
根据示例性实施方案的一个方面，毗邻层互锁对应于所述至少一个混合包装箱层的堆。
根据示例性实施方案的一个方面，所述混合包装箱层中的每一个均由基本等高的堆形成，所述堆由不同高度的包装箱形成并且是自立式，基本彼此独立，并且其中，所述混合包装箱层以及由相同高度的包装箱形成的层能够在共同集装架中排列成一个在另一个之上，或者在共同商店订单的不同集装架之间交换。
根据示例性实施方案的一个方面，所述混合包装箱包括设置在形成所述复合包装箱的所述包装箱阵列中的不稳定包装箱。
一种自动堆垛机，包括：自动包装箱拾取装置，所述自动包装装拾取装置能够将包装箱从包装箱存放部段移动到集装架，以便由包装箱形成集装架载荷；控制器，所述控制器能够操作地连接到所述自动拾取装置，所述控制器具有配置为确定混合包装箱的集装架载荷结构的集装架载荷生成器；所述集装架载荷生成器编程为使得其用覆盖在彼此之上的混合包装箱层确定载荷结构，所述混合包装箱层中的至少一个由包括不稳定包装箱的混合包装箱的堆形成，对应于所述至少一个混合包装箱层的所述堆的顶部和底部表面分别形成所述至少一个混合包装箱层的基本平坦的顶部和底部表面；其中，所述控制器生成用于所述拾取装置的命令，以便用通过所述集装架载荷生成器确定的载荷结构搭建集装架载荷。
根据示例性实施方案的一个方面，对应于所述至少一个混合包装箱层的堆是自立式，基本彼此独立，并且包括所述不稳定包装箱。
根据示例性实施方案的一个方面，对应于所述至少一个混合包装箱层的每一个堆是独立地稳定的，并且其至少一个堆包括所述不稳定包装箱。
一种用于搭建混合包装箱的集装架载荷的方法，所述方法包括：由所述混合包装箱形成混合包装箱堆；将所述混合包装箱堆布置到至少一个混合包装箱层内；以及将另一包装箱层覆盖在所述至少一个混合包装箱层上；所述混合包装箱堆中的至少一个的顶部和底部表面分别限定所述至少一个混合包装箱层的顶部和底部表面，所述至少一个混合包装箱层的顶部和底部表面中的每一个均为基本平坦的，所述至少一个混合包装箱层的顶部表面为统一水平高度，并且在形成所述至少一个混合包装箱层的所述混合包装箱堆的多于一个上延伸。
根据示例性实施方案的一个方面形成所述至少一个混合包装箱层的所述混合包装箱堆为不相交堆，并且其中，布置所述混合包装箱堆包括：使所述混合包装箱堆中的每一个基本彼此独立地站立。
要求保护的主题如下。

Claims (17)

1.一种用于将包装箱搬运并放置到集装架上的材料搬运系统，所述系统包括：
储存阵列，所述储存阵列具有储存空间，用于将包装箱保持在其中；
自动包装箱运输系统，所述自动包装箱运输系统可传递地连接到所述储存阵列，用于将包装箱储存在所述储存阵列的储存空间中以及从所述储存空间取回包装箱；
自动堆垛机，所述自动堆垛机用于将包装箱放置到集装架上以形成集装架载荷，所述自动堆垛机能够可传递地连接到所述自动包装箱运输系统，所述自动包装箱运输系统将单独的包装箱从所述储存阵列提供到用于形成所述集装架载荷的所述自动堆垛机；以及
控制器，所述控制器能够操作地连接到所述自动堆垛机并且利用集装架载荷生成器编程，该集装架载荷生成器配置为使得由所述自动堆垛机形成的集装架载荷具有多于一层的堆叠包装箱，其中，
至少一层堆叠包装箱包括不同高度的包装箱，所述至少一层堆叠包装箱遮盖所述集装架的集装架框架的边界之内的区域，所述至少一层堆叠包装箱在所述集装架载荷的顶部表面和基础表面之间具有平坦的上表面，所述至少一层堆叠包装箱安坐在所述基础表面上，并且所述至少一层堆叠包装箱包括从所述基础表面延伸到所述上表面的彼此独立的多于一个的堆，独立的所述堆中的至少一个由具有不同高度的包装箱形成，并且
至少另一层堆叠包装箱在所述至少一层堆叠包装箱的所述平坦的上表面之上具有不同的高度，所述至少另一层堆叠包装箱的位置或取向基于所述至少一层堆叠包装箱中的所述多于一个的堆的位置进行选择。
2.根据权利要求1所述的材料搬运系统，其中，多于一个的所述堆由具有不同高度的包装箱形成。
3.根据权利要求1所述的材料搬运系统，其中，所述上表面限定用于另一层堆叠包装箱的安坐表面。
4.根据权利要求1所述的材料搬运系统，其中，所述至少另一层堆叠包装箱的至少一个堆横跨所述至少一层堆叠包装箱的不同堆桥接。
5.根据权利要求1所述的材料搬运系统，其中，所述至少另一层堆叠包装箱在所述集装架载荷的顶部表面和所述基础表面之间形成另一平坦的上表面。
6.根据权利要求1所述的材料搬运系统，其中，所述集装架载荷生成器具有用于将不同高度的包装箱布置在所述多于一个的堆中的预定规则。
7.一种自动堆垛机，包括：
自动包装箱拾取装置，所述自动包装箱拾取装置能够将单独的包装箱从包装箱存放部段移动到集装架，以便由所述单独的包装箱形成集装架载荷；
控制器，所述控制器能够操作地连接到所述自动包装箱拾取装置，所述控制器具有配置为确定混合包装箱的集装架载荷结构的集装架载荷生成器；
所述集装架载荷生成器编程为使得其由混合包装箱层确定载荷结构，所述混合包装箱层遮盖集装架的集装架框架的边界之内的区域，并且覆盖在彼此之上，所述混合包装箱层中的至少一个混合包装箱层由混合包装箱堆形成，对应于所述至少一个混合包装箱层的所述堆的顶部表面和底部表面分别形成所述至少一个混合包装箱层的平坦的顶部表面和底部表面，并且至少另一个混合包装箱层在所述至少一个混合包装箱层的所述平坦的顶部表面之上由不同堆的混合包装箱形成，所述至少另一个混合包装箱层的位置或取向基于所述至少一个混合包装箱层中的混合包装箱堆的位置进行选择；其中，
所述控制器生成用于所述拾取装置的命令，以便用通过所述集装架载荷生成器确定的载荷结构搭建所述集装架载荷。
8.根据权利要求7所述的自动堆垛机，其中，对应于所述至少一个混合包装箱层的堆是自立式，彼此独立。
9.根据权利要求7所述的自动堆垛机，其中，毗邻层互锁对应于所述至少一个混合包装箱层的堆。
10.根据权利要求7所述的自动堆垛机，其中，所述混合包装箱层中每一个均由等高的堆形成，所述堆由不同高度的包装箱形成并且是自立式的彼此独立，并且其中，所述混合包装箱层以及由相同高度的包装箱形成的层能够在共同集装架中排列成一个在另一个之上，或者在共同商店订单的不同集装架之间交换。
11.一种自动堆垛机，包括：
自动包装箱拾取装置，所述自动包装箱拾取装置能够将包装箱从包装箱存放部段移动到集装架，以便由包装箱形成集装架载荷；
控制器，所述控制器能够操作地连接到所述自动包装箱拾取装置，所述控制器具有配置为确定混合包装箱的集装架载荷结构的集装架载荷生成器；
所述集装架载荷生成器编程为使得其由混合包装箱层确定载荷结构，所述混合包装箱层遮盖集装架的集装架框架的边界之内的区域，并且覆盖在彼此之上，所述混合包装箱层中的至少一个混合包装箱层由混合包装箱堆形成，对应于所述至少一个混合包装箱层的所述堆的顶部表面和底部表面分别形成所述至少一个混合包装箱层的平坦的顶部表面和底部表面，其中，所述平坦的顶部表面为用于覆盖层中的另一个的统一水平高度的安坐表面，所述安坐表面在所述至少一个混合包装箱层的混合包装箱堆的多于一个上延伸，所述覆盖层中的所述另一个在所述至少一个混合包装箱层的所述平坦的顶部表面之上由不同堆的混合包装箱形成，所述覆盖层中的所述另一个的位置或取向基于所述至少一个混合包装箱层中的混合包装箱堆的位置进行选择；其中
混合包装箱的所述多于一个的堆中的至少一个具有复合包装箱，所述复合包装箱由在共同堆级处的包装箱阵列中傍着彼此排列的多于一个的混合包装箱形成；并且其中，
所述控制器生成用于所述拾取装置的命令，以便用通过所述集装架载荷生成器确定的载荷结构搭建集装架载荷。
12.根据权利要求11所述的自动堆垛机，其中，对应于所述至少一个混合包装箱层的堆是自立式，彼此独立。
13.根据权利要求11所述的自动堆垛机，其中，毗邻层互锁对应于所述至少一个混合包装箱层的堆。
14.根据权利要求11所述的自动堆垛机，其中，所述混合包装箱层中的每一个均由等高的堆形成，所述堆由不同高度的包装箱形成并且是自立式，彼此独立，并且其中，所述混合包装箱层以及由相同高度的包装箱形成的层能够在共同集装架中排列成一个在另一个之上，或者在共同商店订单的不同集装架之间交换。
15.根据权利要求11所述的自动堆垛机，其中，所述混合包装箱包括设置在形成所述复合包装箱的所述包装箱阵列中的不稳定包装箱。
16.一种用于搭建由多于一个的单独的包装箱形成的混合包装箱的集装架载荷的方法，所述方法包括：
由形成所述混合包装箱的所述多于一个的单独的包装箱形成混合包装箱堆；
将所述混合包装箱堆布置到集装箱框架的边界之内的至少一个混合包装箱层内；以及
将另一包装箱层覆盖在所述至少一个混合包装箱层上；
所述混合包装箱堆中的至少一个的顶部表面和底部表面分别限定所述至少一个混合包装箱层的顶部表面和底部表面，所述至少一个混合包装箱层的顶部表面和底部表面中的每一个均为平坦的，所述至少一个混合包装箱层的顶部表面为统一水平高度的，并且在形成所述至少一个混合包装箱层的所述混合包装箱堆的多于一个上延伸，所述另一包装箱层在所述至少一个混合包装箱层的平坦的所述顶部表面之上由不同的混合包装箱堆形成，所述另一包装箱层的位置和取向基于所述至少一个混合包装箱层中的混合包装箱堆的位置进行选择。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，形成所述至少一个混合包装箱层的所述混合包装箱堆为不相交堆，并且其中，布置所述混合包装箱堆包括：使所述混合包装箱堆中的每一个彼此独立地站立。
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