CN115175793A - 修整工作产品以优化压制 - Google Patents

Abstract

一种用于分析及整修随后将压制成三维形状(体积)且此后任选地经切片或否则分割以便实现最佳收获的不规则形状食品的系统(10)包含输送机(12)，其用于载送待修整工件(WP)通过扫描系统(14)以扫描所述工件(WP)来弄清所述工件(WP)的物理特性，包含例如其三维形状以及其在所述输送机(12)上的位置，及接着通过切割站(26)以将所述工件(WP)修整成期望二维形状，其表示用于将所述工件压制成具有至少一个固定或指定尺寸或其它物理规格的期望三维形状的所述工件的最佳形状。此后，所述工件可转移到利用高速切割机或剪切机来将所述工件分割/切片的切片站。

Description

修整工作产品以优化压制

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2020年1月27日申请的第62/966429号美国临时申请案的权益，所述美国申请案的全部内容以引用方式并入本文中。

背景技术

屠宰场通过从脊柱中间切下来将猪屠体分割成两个类似半部。接着，猪半部被进一步分割成包含前后小腿肉、腩肉、腰肉、腹肉、肩肉、腿肉及颊肉的粗切肉块。腿肉及肩肉切块通常在切开猪的中央部分之前移除。中央部分含有腩肉、腰肉、肋骨及腹肉。五花肉是在移除腰肉、腩肉及肋骨之后从猪半部中央部分切下的肉切块。五花肉被修整掉肥肉及缺陷以变成大体矩形形状。五花肉可在其区域周围变化厚度且在其外表面中具有轮廓或凹面。

此外，五花肉的特征在于腹肉的一端处的切口。切口由从猪半体移除腿肉及/或腰肉引起/导致。因而，切口的准确位置、配置及大小可因猪而显著变化。五花肉被切成培根片，但在这样做之前，五花肉在送到高速切片机中之前被压制成矩形形状。切片机横切腹肉以形成均匀尺寸，特别是均匀宽度的培根片。

期望培根片具有足够质量，如由培根片的各种期望属性或特性定义。许多这些属性或特性是基于五花肉之间在解剖学上有显著差异的事实。培根片的一些属性或特性包含培根片的厚度、培根片的长度、培根片沿其长度的高度范围、培根片两端的高度、培根片沿长度的最小高度、培根片顶面的平整度、培根片顶面的凹坑或凹陷程度、凹陷的深度及凹陷的面积、培根片的总面积以及其它属性及特性。

由于上述属性或特性，需要在切片之前压制五花肉。五花肉的压制使五花肉变平，使得至少五花肉的底部基本上呈平面。而且，五花肉的两侧经压制使得五花肉的宽度且因此培根片的长度是均匀的。另外，五花肉的两端经压制使得可从五花肉的两端收获均匀切片，即使在原始形式中，五花肉的两端可呈锯齿状或其他不均匀。

然而，五花肉的压制可导致培根片中的爆裂、破裂、撕裂、劈裂或甚至薄区域，部分原因是必须大幅压缩或否则重新分配五花肉中过厚或过薄的区段。在这方面，五花肉通常在压制之前修整成具有平行直边。本公开寻求沿着弯曲或否则非线性路径修整五花肉的侧，借此基于五花肉的物理特性(包含其厚度及横截面积)来拓宽或收窄五花肉的宽度以努力减少来自压制操作的爆裂、破裂、劈裂及薄区的可能性以借此避免经压制五花肉降级为“次级品”或其它降级类别。而且，本公开寻求从生五花肉获得更好产量，如本文中描述。

发明内容

提供本发明内容来以简化形式引入下文在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明内容既不希望识别所主张标的物的关键特征，也不希望用于辅助确定所主张标的物的范围。

根据本公开的实施例，一种用于修整随后将压制成具有至少一个特定物理规格的三维形状的不规则形状的工作产品的方法包括：

a)扫描所述不规则形状的工作产品以获得关于所述工作产品的物理特性的数据；

b)基于所述扫描数据产生所述经扫描工作产品的三维模型；

c)模拟将所述经扫描工作产品的所述三维模型压制成所述三维形状；

d)基于所述模拟步骤的结果，确定用于修整所述工作产品的图案，使得当压制成所述三维形状时，所述经压制工作产品更改形状以实现所述至少一个特定物理规格；及

e)根据所述经确定修整图案修整所述工作产品。

在本文中描述的任何实施例中，其中所述经压制三维形状的所述至少一个特定物理规格包含所述经压制三维形状的宽度、长度、高度、厚度、面积、体积及平整度中的一或多者。

在本文中描述的任何实施例中，其中在根据所述经确定修整图案修整所述工作产品时，促进所述经压制工作产品实现所述至少一个特定物理规格。

在本文中描述的任何实施例中，其中修整所述工作产品以便在压制时维持所述工作产品的结构完整性。

在本文中描述的任何实施例中，其中当所述经修整工作产品被压制成所述三维形状时，所述经修整工作产品的质量与所述经压制三维形状的质量一致。

在本文中描述的任何实施例中，其中模拟将所述经建模工作产品压制成所述三维形状包括：

a)模拟将所述经建模工作产品分成个别区段；

b)测量所述经模拟个别区段的至少一个物理特性；

c)确定所述经模拟个别区段的所述经测量至少一个物理特性与所述工作产品的规范对应物理特性的方差。

在本文中描述的任何实施例中，包括针对所述经模拟个别区段确定所述经模拟个别区段的高度及体积中的至少一者与所述工作产品的规范高度及体积的方差。

在本文中描述的任何实施例中，其中所述工作产品的所述经模拟个别区段沿着以下中的至少一者截取：所述工作产品的宽度、所述工作产品的长度及所述工作产品的高度。

在本文中描述的任何实施例中，其中所述经模拟个别区段的所述至少一个物理特性包含所述经模拟个别区段的宽度、长度、高度、厚度、面积、体积及平整度中的一或多者。

在本文中描述的任何实施例中，进一步包括：

a)在随后将压制成所述三维形状的所述经建模工作产品上映射初始二维区域；

b)模拟将与所述经映射二维区域一致的所述经扫描工件的所述三维模型压制成所述三维形状；及

c)基于所述模拟步骤的结果，确定所述工作产品的修整图案，使得当压制成所述三维形状时，所述经压制工作产品实现所述至少一个特定物理规格。

在本文中描述的任何实施例中，进一步包括：

a)在所述经建模工作产品上映射二维区域；及

b)模拟将对应于所述经映射二维区域的所述经建模工作产品分成个别区段。

根据本公开的另一实施例，一种修整随后将压制成具有至少一个特定物理规格的三维大体矩形形状的不规则形状的工作产品的方法包括：

a)扫描所述不规则形状的工作产品以获得关于所述工作产品的物理特性的数据；

b)产生所述经扫描工作产品的三维模型；

c)分段分析所述经建模工作产品；

d)确认与所述工作产品压制成所述三维形状的能力相关的所述经分析区段的至少一个物理特性；

e)确定所述工作产品的所述经分析区段的所述至少一个物理特性相对于所述工作产品的规范对应物理特性之间的方差；

f)基于来自步骤(e)的结果，确定所述工作产品的修整图案，使得当压制成所述三维形状时，所述工作产品实现所述至少一个特定物理规格；及

g)根据所述修整图案修整所述工作产品。

在本文中描述的任何实施例中，其中所述经建模工作产品的所述经分析区段包括所述工作产品跨所述工作产品的宽度、沿着所述工作产品的长度及/或沿着所述工作产品的高度的区段。

在本文中描述的任何实施例中，其中所述工作产品的所述经分析区段的所述至少一个特定物理特性包含所述区段的宽度、长度、厚度、高度、面积、体积及平整度中的一或多者。

在本文中描述的任何实施例中，其中所述至少一个物理特性包含以下中的一或多者：所述经分析区段的宽度分布、所述经分析区段的长度分布、所述经分析区段的厚度分布、所述经分析区段的高度分布、所述经分析区段的面积分布、所述经分析区段的体积分布及所述经分析区段的平整度分布。

在本文中描述的任何实施例中，进一步包括将所述修整图案传输到用于将所述工作产品压制成所述三维形状的压制设备。

在本文中描述的任何实施例中，进一步包括将关于所述物理特性的信息传输到所述压制设备。

根据本公开的另一实施例，一种用于开发具有随后将压制成期望宽度的直线体积的纵向侧边缘的五花肉的修整图案的方法包括：

a)扫描所述五花肉以获得关于所述五花肉的物理特性的数据，包含所述五花肉的宽度分布及体积分布；

b)产生所述五花肉的三维模型；

c)模拟将所述经建模五花肉切片成跨所述五花肉的宽度延伸的虚拟切片；

d)确定所述经模拟切片的高度及体积；

e)确定所述经模拟切片与所述经建模五花肉的平均高度及体积的方差；

f)使用所述方差确定来开发所述五花肉的修整图案，使得在将所述五花肉压制成所述直线形状之后，实现所述经压制五花肉的期望宽度，同时寻求维持所述五花肉的结构完整性。

在本文中描述的任何实施例中，其中寻求维持所述五花肉的所述结构完整性包括寻求避免所述经压制五花肉的断裂、破裂、劈裂、爆裂或薄区域。

在本文中描述的任何实施例中，进一步包括：

a)在所述五花肉上映射初始二维区域以基于所述五花肉的所述三维模型选择从所述五花肉收获的所述五花肉的部分；及

b)模拟将对应于所述五花肉的所述经映射二维区域的所述五花肉切片。

在本文中描述的任何实施例中，在映射初始二维区域以选择待收获的所述五花肉的部分时：

针对所述经模拟切片中的每一者确定所述切片的期望物理属性的方差；

基于所述经模拟切片拥有所述切片的所述期望物理属性的程度来评定对应于所述经映射二维区域及位置的所述五花肉的整体选定部分的等级直到获得所述工件上的最佳二维区域及位置。

在本文中描述的任何实施例中，包括根据应用于从所述选定部分划分的最终部件的指定物理特性的优化函数来评定待收获的所述五花肉的所述整体选定部分的等级。

在本文中描述的任何实施例中，进一步包括：

确定所述经模拟切片的高度分布及体积分布中的至少一者；及

比较高度分布及体积分布中的所述至少一者与所述经建模五花肉的平均高度及体积；

基于所述经模拟切片的所述至少一个高度分布及体积分布与所述经建模五花肉的所述平均高度或体积的方差，开发用于修整所述五花肉的图案。

在本文中描述的任何实施例中，其中在开发所述五花肉的所述修整图案时，寻求用所述工作产品的平均质量调整所述经模拟切片的质量。

在本文中描述的任何实施例中，其中用于修整所述五花肉的所述图案沿着所述五花肉的至少一个侧边缘延伸。

在本文中描述的任何实施例中，其中用于修整所述五花肉的所述图案沿着所述五花肉的两个边缘延伸。

在本文中描述的任何实施例中，其中所述期望宽度是沿着所述五花肉的长度的固定宽度。

根据本公开的另一实施例，一种通过沿着由本文中描述的任何实施例确定的修整图案进行修整来修整五花肉的方法。

根据本公开的另一实施例，一种用于控制用于在输送机系统上输送时修整随后将压制成具有至少一个特定物理规格的三维形状的不规则流形的工作产品的系统的控制系统包括所述输送机系统，其运输所述工作产品通过扫描仪设备以扫描所述工件来获得关于所述工作产品的物理特性的电子数据且通过切割机以根据由所述控制系统确定的切割图案修整所述工作产品，所述控制系统包括：

a)基于所述扫描数据产生所述经扫描工作产品的三维模型；

b)模拟将所述经扫描工作产品的所述三维模型压制成所述三维形状；

c)基于所述模拟步骤的结果，确定用于修整所述工作产品的图案，使得当压制成所述三维形状时，所述经压制工作产品更改形状以实现所述至少一个特定物理规格；及

d)控制所述切割机根据所述经确定修整图案修整所述工作产品。

在本文中描述的任何实施例中，其中所述经压制三维形状的所述至少一个特定物理规格包含所述经压制三维形状的宽度、长度、高度、厚度、面积、体积及平整度中的一或多者。

在本文中描述的任何实施例中，其中在根据所述经确定修整图案修整所述工作产品时，促进所述经压制工作产品实现所述至少一个特定物理规格。

在本文中描述的任何实施例中，包括针对所述经模拟个别区段确定所述经模拟个别区段的高度及体积中的至少一者与所述经压制工作产品的对应个别区段的规范高度及体积的方差。

在本文中描述的任何实施例中，其中所述工作产品的所述经模拟个别区段沿着以下中的至少一者截取：所述工作产品的宽度、所述工作产品的长度及所述工作产品的高度。

根据本公开的另一实施例，一种包含当加载到计算机上时执行方法的计算机可执行指令的非暂时性计算机可读媒体包括：

a)指定从不规则形状的初始工作产品压制成三维形状的工作产品的至少一个特定物理规格，所述不规则形状的初始工作产品已根据经确定以促进实现所述工作产品的所述至少一个特定物理特性的图案来修整；

b)扫描所述工作产品以获得关于所述工作产品的所述物理特性的数据；

c)基于所述扫描数据产生所述经扫描工作产品的三维模型；

d)模拟将所述经扫描工作产品的所述三维模型压制成所述三维形状；

e)基于所述模拟步骤的结果，确定用于修整所述工作产品的图案，使得当压制成所述三维形状时，所述经压制工作产品更改形状以实现所述至少一个特定物理规格；及

f)控制切割机根据所述经确定修整图案修整所述工作产品。

附图说明

本发明的前述方面及许多伴随优点将通过参考结合附图的以下详细描述来变得更容易理解且变得更好理解，其中：

图1是工件修整系统的示意图；

图2是可用于本公开的系统及方法中的X射线扫描仪的示意图；

图3是可与本公开的系统及方法一起利用的另一X射线扫描仪的示意图；

图4A到4C是通过展示其间差异的X射线扫描与光学扫描产生的工作产品的厚度剖面图；

图5是展示使用本公开的系统及方法的工件的修整图案的示意图；

图6是展示可使用本公开的系统及方法修整及收获的工件的示意图；

图7是展示通过使用本公开的系统及方法来确定的工件的修整图案的图3的工件；

图8是说明可使用本公开的系统实施的过程的流程图。

图9是说明图8的过程的步骤中的一者的过程的流程图。

具体实施方式

下文结合其中相同参考符号指代相同元件的附图陈述的描述希望作为所公开标的物的各种实施例的描述且不希望表示唯一实施例。本公开中描述的每一实施例仅供例示或说明且不应被解释为比其它实施例优选或有利。本文中提供的说明性实例不希望是详尽的或将本公开限于所公开的精确形式。类似地，本文中描述的任何步骤可与其它步骤或步骤组合互换以便实现相同或基本上类似结果。

在以下描述中，陈述众多特定细节来提供本公开的示范性实施例的透彻理解。然而，所属领域的技术人员将明白，可在没有一些或全部特定细节的情况下实践本公开的许多实施例。在一些例子中，未详细描述众所周知的过程步骤以免不必要地模糊本公开的各个方面。此外，将了解，本公开的实施例可采用本文中描述的特征的任何组合。

本申请案可包含参考“方向”，例如“向前”、“向后”、“前”、“后”、“前方”、“后方”、“向上”、“向下”、“上方”、“下方”、“水平”、“垂直”、“顶部”、“底部”、“右手边”、“左手边”、“内”、“外”、“延伸”、“前进”、“缩回”、“近端”及“远端”。本申请案中的这些参考及其它类似参考仅有助于帮助描述及理解本公开且不希望将本发明限于这些方向。

本申请案可包含例如词语“大体上”、“大约”、“约”或“基本上”的修饰语。这些术语意味着用作修饰词以指示所考虑的“尺寸”、“形状”、“温度”、“时间”或其它物理参数无需准确，而是可变化，只要需要执行的功能可实施。举例来说，在短语“大体上圆形形状”中，形状无需是完全圆形，只要所考虑的结构的所需功能可实施。

本申请案同义地涉及“工作产品”或“工件”。本申请案中描述的工作产品或工件的一个实例是五花肉。然而，本发明可应用于其它食物，例如家禽或牛肉以及不是食品的工作产品/工件。

在以下描述及附图中，对应系统、组合件、设备及单元可由相同部件编号识别，但具有字母后缀。不重复相同或类似此类系统组合件、设备及单元的部件/组件的描述以免在本申请案中冗余。

图1示意性地说明由用于分析及修整例如呈五花肉(WP)及其它不规则形状的食物及非食物产品的形式的工作产品的系统10组成的本公开的实施例，所述产品随后将压制成三维形状(体积)及此后任选地经切片或否则分割以便从工作产品实现最佳收获，牢记实现经压制工作产品的最大产量以及期望质量水平。系统10包含输送机12用于载送在对工件进行后续压制之前修整的工件(WP)。尽管展示单数输送机12，但多个输送机可与系统10一起使用或输送机可足够宽使得多道工件由输送机载送。

系统10还包含扫描系统14用于扫描工件WP以确认工件WP的物理特性，包含例如其三维形状以及其在输送机12上的位置。

系统10进一步包含切割站26用于将工件WP修整成期望二维形状，其表示用于将工件压制成具有至少一个固定或指定尺寸或其它物理规格(例如工件的宽度)的期望三维形状的工件的最佳形状。在切割站26处修整工件及随后将工件压制成期望三维形状之后，工件可转移到切片站以利用高速切割机或切片机来将工件分割/切片。

扫描系统14扫描工件WP以产生表示工件的物理特性的电子扫描数据且将电子扫描数据转发给处理器或计算机80。处理器分析电子扫描数据以确定关于例如工件的大小、形状及其它物理方面的工件的物理特性及参数。此类特性及参数可包含例如长度、宽度、纵横比、厚度、厚度剖面、高度、表面轮廓、外轮廓配置、周边、外周边配置、外周边大小及形状、体积及/或重量以及工件是否含有任何非期望材料，例如骨头、肥肉、软骨、金属、玻璃、塑料等及工件中非期望材料的位置。

使用工件WP的经确定物理特性，一旦工件经物理特性化，则优化过程可通过以下来实施：使用处理器20确定可如何修整工件，使得当随后压制成三维形状时，实现三维形状的一或多个特定尺寸，同时寻求维持食品的结构完整性。

在这方面，针对肉类工作产品，维持结构完整性包含避免经压制工件的断裂、破裂、劈裂、爆裂及过薄区域。因而，工件的质量在压制之后维持以免使工件降级成“次级品”类别或其它降低质量类别。除维持经压制三维工件的期望质量水平之外，还期望最大化工件的收获量。

前述目标通过模拟将经扫描工件的三维模型压制成具有至少一个特定尺寸的三维形状来解决。此模拟可涉及确定工件的物理特性如何沿着与一般工件(即，标称工件)有关的其长度、宽度、高度等变化。此信息可用于确定如何修整工件使得当工件被压制成三维形状且工件更改形状时，实现至少一个特定尺寸。在这方面，工件的修整引起工件在压制时实现至少一个特定尺寸。

模拟压制经扫描工件的三维模型可包含模拟将经建模工件分成个别区段及接着测量或否则确定经模拟个别区段的一或多个物理特性。此后，确定工件的经模拟个别区段的经测量物理特性与经建模工作产品的标称或平均物理特性的方差。此信息可用于确定如何在压制之前修整工作产品使得工作产品可经成功压制以实现经压制工件的至少一个特定尺寸或其它物理规格以及满足上列其它目标。

工件的经模拟个别区段可沿着例如工件的宽度、工件的长度以及工件的厚度截取。针对这些个别区段，可确定区段的高度以及区段的体积。此确定可与工件的标称或平均高度以及工件的标称或平均体积比较。如果例如经模拟区段的高度显著大于工件的标称或平均高度且如果经模拟区段的体积大于工件的平均或标称体积，那么质量可从工件的此区段移除，使得当工件随后被压制时，经模拟区段处经压制工件的高度及体积将更密切地与工件的标称或平均高度及体积一致。

此外，当经修整产品被压制成三维形状时，经压制三维形状的质量对应于压制之前经修整工件的质量。

与其使用工件的经模拟区段的高度及/或体积，不如利用经模拟区段的其它特定尺寸，例如经建模工件的经模拟区段的宽度、长度、厚度、面积、平整度或其它物理属性。

如上所述，经压制工件的一个指定尺寸或其它物理规格可为工件的宽度。其它实例可包含经压制三维形状的长度、高度、厚度、面积、体积及平整度中的一或多者。

在本公开的另一方面中，处理器80用于在工件上映射初始二维区域108(图1)、108A(图5)或108B(图6及7)，其定义待收获及接着随后压制成具有至少一个特定期望尺寸的三维形状的工件的部分。此初始二维区域选择可基于工件的所产生三维模型。处理器模拟在压制操作之后实现的工件期望的最终产品，对应于工件的经映射二维区域。处理器确定这些最终产品展现最终产品的期望物理特性的程度。此信息用于基于经压制工件的最终产品拥有此类最终产品的指定物理特性的程度来实现待收获的对应于二维区域的工件的选定部分的整体评级。

此过程可迭代地重复，其中在工件上映射另一二维区域，且分析来自经压制工件的经模拟最终产品以确定是否满足最终产品的指定物理特性。此迭代过程可一直持续到识别工件的最佳二维区域及位置。此过程在转让给本申请案的受让人且通过引用方式并入本文中的第16/552858号美国专利申请案中描述。

此后，处理器模拟压制对应于工件的经识别二维经映射区域108或108A的工件的三维模型。如上文论述，基于此模拟步骤的结果确定工作产品的修整图案104。此后，工作产品经修整使得当压制成期望三维形状时，经压制工件与经压制工件所需的至少一个特定尺寸或物理特性一致。

输送机

接着，更详细描述处理系统10的前述方面，参考图1，输送装置12呈具有经过端辊32及34训练的环带30的带式输送机28的形式。编码器20与端辊34相关联。辊34经供电以便在由箭头36展示的下游方向上驱动输送带通过X射线扫描仪14、光学扫描仪22及切割站26。如上所述，编码器20监测沿着输送机28的长度的带30的定位或位置。

带30经说明为开放形式或网格构造，使得切割站26处的喷水器向下自由通过带到定位于输送装置下方的收集槽或其它容器(未展示)。对应于带30的输送带的各种构造在通过引用方式并入本文中的第6854590号美国专利中描述。

扫描

工件WP的扫描可通过各种技术实施，包含X射线扫描或光学扫描或使用X射线扫描及光学扫描两者。如图1中展示，X射线扫描仪14可用于确认工作产品的物理参数，包含工作产品WP的大小及/或形状，更明确来说，工作产品的长度、宽度、纵横比、厚度、厚度剖面、轮廓、外轮廓、外周边、外周边形状、体积及/或重量。来自X射线扫描仪的数据传输到控制系统18，其与来自与输送装置12相关联的编码器20的对应数据协调以便匹配X射线扫描数据与在输送装置上对应于沿着所扫描的工作产品WP的位置的位置。

系统10还包含光学扫描仪，其在图1中被识别为22且相对于输送装置12定位以在进行X射线扫描时同时扫描工作产品。光学扫描仪还可确认上文关于X射线扫描所述的工作产品的物理参数。来自光学扫描的数据也传输到控制系统18且可用于开发工作产品的高度剖面。

从X射线扫描仪确定的工作产品的厚度剖面是基于工作产品的质量及假定密度。因此，如果在工作产品内存在空隙或在工作产品的底部处存在底切，那么由于空隙或底切导致的质量减小，此可由X射线扫描仪确认。另一方面，光学扫描仪确认工作产品的顶部外部的高度及轮廓且不考虑在工作产品内是否存在空隙或在工作产品下方是否存在底切。因而，可比较由X射线扫描及光学扫描产生的两个剖面。如果在工作产品内存在空隙或在工作产品下方存在底切，那么由光学扫描确定的工作产品的厚度(高度)将大于从X射线扫描确定的工作产品的厚度。关于此信息，控制系统18不仅可确认存在空隙或底切，而且可更明确地确认空隙或底切的形状、大小及位置。此信息可由控制系统18用于确定在压制工作产品之前如何修整工作产品。

如果X射线扫描仪及光学扫描仪经配置以同时扫描工作产品的相同位置，那么从X射线确认的厚度数据与从光学扫描确定的厚度数据的映射需要可减少或可能消除。

即使仍需要映射来自X射线及光学扫描操作的厚度数据，但如果扫描同时发生，那么数据的匹配或映射将可能更准确。而且，匹配/映射可能用简单时戳完成，且完全无需用编码器“计数”或其它监测技术监测带上工件的位置。

关于工作产品的X射线扫描及光学扫描的另外细节在下文陈述且还可在转让给本申请案的受让人且通过引用方式并入本文中的第62/855700号美国专利申请案中找到。

X射线扫描

X射线扫描仪14用于检验工作产品WP以确定工作产品的物理参数，如上文描述那样包含工作产品的形状及大小且进一步包含例如工作产品的厚度及厚度剖面。X射线扫描仪还可确定非期望材料(例如骨头、肥肉、金属、塑料、玻璃)是否位于工作产品内。

一般来说，X射线随着其穿过物体而与X射线传到的材料的总质量成比例地衰减。由X射线检测器接收的X射线的强度在其穿过例如工作产品WP的物体之后与物体的总质量成反比。举例来说，穿过具有空隙或底切的工作产品的X射线将比穿过没有底切或空隙的工作产品的X射线衰减更少。因此，其中定位空隙或底切的工作产品的部分将被分析为具有比邻近没有底切或空隙的工作产品的区段更小的厚度。

此外，使用所分析的工作产品的密度的给定值，无论牛肉、家禽还是鱼肉，可计算工作产品的尺寸厚度。可针对工作产品的整体体积确定此信息。处理食品时X射线的性质及使用的一般描述可在通过引用方式并入本文中的第5,585,603号美国专利中找到。

如上所述，系统10包含呈编码器20的形式的位置传感器，其产生指示带30且因此工作产品WP沿着输送机28的长度的位置的信号。随着工作产品沿着输送机28相对于X射线扫描仪14移动，工作产品沿着输送带30的长度及宽度的位置可由X射线系统确认。如上所述，除上述工作产品的厚度或厚度剖面之外，X射线扫描仪还可提供关于工作产品的物理参数的其它信息。此类物理参数包含例如工作产品的长度、宽度、纵横比、轮廓、外轮廓配置、周边、外周边配置、外周边大小及/或形状、体积及/或重量。关于工作产品的外周边配置，X射线扫描仪可用于基于X-Y坐标系或其它坐标系确定沿着工作产品的外周边的位置。

X射线扫描仪14包含X射线源或产生器40用于朝向工作产品向下发射X射线42。X射线检测器44定位于输送带30的上段运行下方用于接收已穿过工作产品的X射线42。X射线检测器44包含检测器单元的线性阵列，其跨输送带30的底侧延伸以产生对应于照射于其上的X射线的强度的信号。由X射线检测器44产生的信号传输到图像处理器46，图像处理器46形成总体控制系统18的部分。控制系统处理来自X射线检测器44的数据信号以确定跨工作产品的宽度以及沿着工作产品的长度的工作产品的物理参数，包含工作产品的厚度剖面。如上所述，可从X射线扫描确认的物理参数还包含工作产品的形状及大小以及工作产品在输送带20上的位置。

参考图2，X射线检测器14被说明为包含定位于多个光电二极管50a到50n上方的一层或一条闪烁体材料48。X射线源或产生器40定位于输送带30上方足够距离处，使得从产生器40发射的X射线42完全涵盖跨输送带30延伸的X射线检测器44的长度。X射线42穿过工作产品WP，穿过输送带30的上段运行，及接着照射于一层或一条闪烁体材料48上。因为光电二极管50a到50n仅响应可见光，因此闪烁体材料48用于将照射于其上的X射线能量转换成可见闪光，其与接收到的X射线的强度成比例。光电二极管50a到50n产生具有与从闪烁体材料48接收的光的强度成比例的振幅的电信号。这些电信号被中继到图像处理器46。

如图2中展示，光电二极管50a到50n经布置成跨输送带30的宽度的一行以检测穿过工作产品WP的线或“切片”的X射线。替代光电二极管布局是可行的，例如，光电二极管可定位于若干行中以形成矩形网格以借此根据期望增大X射线检测器44的扫描面积。

可利用X射线扫描仪的其它实施例，其也能够检测已穿过工作产品WP的X射线的强度(或衰减)以确定工作产品的厚度剖面。举例来说，参考图3，X射线检测器14'的替代实施例包含荧光屏54。屏幕经激活以产生与照射X射线42的衰减成比例的闪光。接着，闪光由能够捕获由荧光屏54产生的“图片”的摄影机56或其它装置记录。由摄影机56捕获的图像传输到图像处理器46且转换成与由荧光屏54产生的光的强度相关的数字值。

此外，替代地，可使用直接平板X射线成像技术或直接射线照相。举例来说，非晶硒检测器阵列可用作X射线检测器以直接检测照射X射线的强度及在这方面将数据传输到图像处理器46。

其它X射线选项包含使用双能量X射线源或光子计数多仓X射线系统。

此外，可采用其它类型的扫描仪，例如红外扫描、声呐/超声扫描、CT扫描或MRI扫描。

光学扫描

参考图1，光学扫描仪22沿着输送系统12定位。光学扫描可使用各种技术实施，包含用扫描仪(例如扫描仪22)查看由一或多个光源60照明的工作产品WP。来自光源60的光跨移动输送带30延伸以定义清晰阴影或光条61，其中横梁前面的区域是黑暗的。当没有工作产品由输送带30载送时，阴影线/光条61跨带30形成直线。然而，当工作产品WP通过阴影线/光条时，工作产品的不规则上表面产生不规则阴影线/光条，如由向下指向工作产品及阴影线/光条61的摄影机62所看。如果没有工作产品存在于输送带30上，那么摄影机检测阴影线/光条61从其将占据的位置的位移(即，在Z轴方向上)。光条61的此向上位移表示工作产品沿着阴影线/光条的“高度剖面”，如由光学扫描仪所看。

工作产品的长度由阴影线61由工作产品产生的时长确定。在这方面，编码器20以对应于输送带30的前向移动的固定时间间隔产生脉冲。在输送带的此移动期间，产生整个工作产品相对于输送带在“X”及“Y”方向两者上的厚度剖面。

如图1中展示，光源60及摄影机62相对于X射线扫描仪14定位，使得光条61与跨输送带30定位的X射线检测器44一致及对准。因而，X射线扫描仪及光学扫描仪同时跨工作产品扫描相同横向位置(切片)。光条61与X射线检测器44的此对准可无需由于工件移动或移位而变换来自X射线扫描仪14的数据及来自光学扫描仪22的数据。然而，可由于X射线检测器及光学摄影机的略微不同视点或在处理系统10的校准或建立期间需要来自X射线扫描仪的数据到来自光学扫描仪的数据的映射。

尽管在图1中展示单个光源60，但可利用多个光源。举例来说，第二光源可定位于x射线产生器40与光源60相对的侧上。

而且，尽管在图1中展示使用两个摄影机62，但可使用单个摄影机。然而，如果使用单个摄影机，那么可发生“遮蔽”。在这方面，光条可由向上延伸到工件的包围部分上方的工件的区段从单个摄影机的视角短暂阻挡。这不会是不准确的问题或根源。但如果遮蔽导致高度数据丢失，那么x射线图像数据将用于填充丢失数据。

此外，如上所述，处理系统10经设计以确认在工作产品WP中是否存在空隙或在工作产品的底侧中是否存在底切或工作产品是否平放于输送带20上。在这方面，如上文论述，光条61从光学扫描仪的向上位移提供在光条的位置处跨工作产品的宽度的工作产品的厚度。然而，光学扫描不会确认是否存在空隙、底切等。确切来说，光学扫描代以提供工作产品WP的上表面相对于输送带30的顶面的高度剖面。

另一方面，X射线扫描提供跨工作产品的对应于X射线检测器的位置的工作产品的实际厚度。如果在工作产品中存在空隙、底切或类似异常，那么工作产品将被确定为在此位置处较薄，因为穿过其的X射线的强度将大于不存在空隙、底切或其它异常时。因此，如果来自光学扫描的工作产品的“厚度”与来自X射线扫描的工作产品的厚度比较，那么其中的任何不同将指示存在空隙、底切或类似异常，从而致使到达x射线检测器的x射线的减少衰减。

前述分析在图4A到4C中示意性地说明。在图4A中，剖面线70描绘由光学扫描仪22产生的跨工作产品的“切片”的基准面“D”上方的厚度剖面。剖面线72描绘由X射线扫描确认的沿着工作产品的相同切片的基准面“D”上方的厚度剖面。剖面线74表示当从光学高度减去X射线高度时底面工作产品的高度。在大多数情况下，剖面线74在基准面上方的零高度处，因为由光学扫描确定的工作产品的高度相同于从x射线扫描确定。然而，如图4C中展示，剖面线74的区段76在基准面“D”附近。剖面线74的区段76表示工作产品中的空隙或底切的形状、大小及位置。除在剖面74的位置处之外，所得高度相对于基准面“D”是零。上述分析能够更准确处理工作产品，例如在压制之前修整工作产品。

将了解，在某些类型的食品中，可发生相对较大底切或空隙，尤其在食品卷曲或否则呈现致使工作产品不平放于输送带30上的配置时。举例来说，烟熏五花肉的边缘弯曲或卷曲以借此致使五花肉的底侧的显著部分不平放于在将五花肉切割成固定重量部分期间其上支撑五花肉的输送带上并不少见。此通常沿着五花肉的边缘发生。

鸡胸肉尤其在非常新鲜时可从边缘向内或从最前朝向后面底切。而且，在鸡胸肉中，当移除肉品(“胸脯肉”)时，可发生中空，这称为“胸脯肉隧道”。此可在切割或分割鸡胸肉时致使不准确性。

如上文论述，工作产品的假定密度值用于将来自X射线扫描的质量相关数据转译成工作产品的高度或厚度。在许多情况中，将假定密度值适用于整个工作产品，例如鸡胸肉或鱼片。在这些情况中，具有比肉本身更小密度的肥肉通常围绕肉边缘定位。此外，肥肉通常数量不多，因此由应用一般密度值致使的误差通常相对较小。此外，如果肥肉存在于食品的表面上光学扫描仪可见，那么控制系统18可将不同密度值应用到肥肉。

存在可由高达50％肥肉组成的其它类型的食品(例如五花肉)，且此肥肉散布于整个肉品中。在此情况中，可使用考虑食品中肥肉的可能含量的一般密度值。

此外，在肉类食品中，如下文指示，肥肉密度小于整个肉品的密度。在这方面，所扫描的食品的密度可通过使从X射线扫描测量的质量除以从光学扫描确定的体积来计算。如果所计算的密度甚至小于肥肉的密度，那么结论是在所分析的食品的位置处一定存在空隙或底切。

另外，如果已知食品FP平放于输送带30上，例如，如果食品在扫描之前已被压制，那么通过使从X射线扫描确定的质量除以从光学扫描确定的体积来计算密度的上述方法可用于确定食品中的肥肉/蛋白质肌肉比率。

举例来说，如果猪肉的密度是1.1g/cm³且猪肉中肥肉的密度是0.9g/cm³，如果密度使用上述过程计算为1.0，那么所分析的五花肉具有约50％的肥肉含量。

参考图1，如上所述，X射线扫描仪14及光学扫描仪22相对于彼此定位，使得跨工作产品的相同“切片”同时由X射线扫描及光学扫描分析。尽管分割系统10的此配置可通过无需将来自X射线扫描的数据转译成光学扫描的数据或反之亦然来简化X射线扫描及光学扫描的分析，但将了解，X射线扫描仪可沿着输送装置12定位于不同于光学扫描仪22的位置的位置处。在所述情况中，需要将来自X射线扫描的数据转译成来自光学扫描的数据。然而，此过程应相当简单，因为X射线扫描及光学扫描两者以切片跨工作产品的宽度查看工作产品。编码器数据可用于针对跨工作产品的相同切片位置使X射线扫描数据与光学扫描数据匹配。

如上所述，X射线检测器44经配置为线阵列检测器以便跨输送带沿着相同于光条61的位置的切片或线从光学扫描仪22接收X射线。还如上所述，X射线检测器代以可经配置为沿着输送带20的长度具有一宽度。在所述情况中，来自X射线检测器的数据可能需要与来自光学扫描仪的数据“相关联”。在此情况中，X射线数据可能需要使用现存变换技术变换成来自光学扫描仪的数据。

控制系统

图1示意性地说明控制处理系统10的操作的控制系统18。控制系统包含计算机80，计算机80可操作地连接图像处理器46，图像处理器46从X射线检测器44以及从光学摄影机62接收数据且处理此数据以供计算机使用。控制系统还包含接口81用于从编码器20以及从系统10的其它数据源接收信号及信息，如本文中描述。存储器单元82经提供用于存储供包含计算机80的控制系统使用的信息。键盘或其它输入装置84经提供以使操作者能够与控制系统18通信。而且，还提供显示器或其它输出装置86来传达来自控制系统的信息，包含从计算机80到操作者。如下所述，控制系统18控制分割系统10的操作，包含输送装置12、X射线扫描仪14、光学扫描仪22及切割站26。控制系统18可连接到网络88。而且，与其采用本地计算机80，不如为此使用网络计算系统。

切割装置

一旦工作产品通过X射线及光学扫描仪14及22，则工作产品WP移动到切割站26。如上文描述，来自X射线扫描仪及光学扫描仪的信息经分析以开发工作产品的模型，且接着控制系统分析经建模工作产品以确定工作产品如何经修整以便达到使工作产品满足一或多个尺寸或其它物理参数的经压制三维形状。关于所述信息，控制系统18确定工作产品将如何修整。

各种类型的切割装置可在切割站26处用于根据期望切割或修整工作产品。可使用的一种类型的切割机90采用高压喷水器，如通过引用方式并入本文中的第4875254号、第5365186号及第5868056号美国专利中公开。

如图1中示意性地展示，喷水切割机90包含可相对于输送带30在带的纵向及带的横向上移动以及相对于带的上表面垂直移动的喷嘴92。此使喷水切割机90能够切割及/或修整工作产品以便实现一或多个期望配置、大小、部分等。

尽管图1仅展示一个喷水切割机90，但将理解，至少若干喷水切割机可结合系统10利用以便实现期望生产水平。举例来说，四个、八个或甚至更多个喷水切割机可以协调方式用于在切割站26处切割及/或修整工作产品。

区段分析

上文陈述的本公开的系统及方法的一般描述从接近第5页的底部开始。在本公开的方法及系统的另一实例中，在由扫描系统14扫描工作产品之后，此扫描信息传输到处理器80，处理器80利用此信息产生经扫描工作产品的三维模型。接着，处理器20分区分析经扫描建模工作产品，例如工作产品WP2的区段100，在图1中示意性地展示。确认经分析区段的至少一个物理特性。此后，通过使用处理器80来确定经分析区段的物理特性与工作产品的标称对应物理特性之间的方差。本质上，关于所分析的工作产品的区段如何不同于整个工作产品进行调查。举例来说，所分析的区段比工作产品的平均厚度更厚或更薄。而且，所分析的工作产品的体积不同于整个工作产品的其它区段的体积。

可了解，如果工作产品的经分析部分基本上厚于或基本上薄于整个工作产品，那么当工作产品被压制成三维形状时，工作产品的一或多个部分需要在压制操作期间相对于工作产品的剩余部分显著移位以实现工作产品的期望三维形状，使得经压制工作产品符合经压制工作产品所需的一或多个特定尺寸或其它物理规格。

为此，工作产品可经修整使得在压制之前在工作产品的经分析部分中存在更多或更少质量，使得当工作产品被压制成三维形状时，存在正确量的质量。修整图案可在分析经建模工作产品的区段时产生。

如上文论述，工作产品的经分析区段可由跨工作产品的宽度的区段、沿着工作产品的长度的区段以及沿着工作产品的高度或厚度的区段组成。

还如上文论述，代替或附加区段的厚度或高度及区段的体积的工作产品的经分析区段的特定物理特性可代以聚焦于区段的宽度、区段的长度、区段的面积、区段的平整度或其它物理规格。

五花肉

作为本公开的特定实例，本发明方法及系统可应用于在将五花肉压制成固定宽度的直线形状之前修整五花肉以使五花肉准备切片成培根薄片。如图1中展示，此类五花肉WP1具有纵向侧边缘102。

如同上文论述的本公开的实例，图1中展示的五花肉由扫描系统14扫描以获得关于五花肉的物理特性的数据，包含例如沿着五花肉的长度的其宽度分布、厚度/高度分布及体积分布。关于此信息，五花肉的三维模型由处理器80产生。

本公开的方法及系统接着包含模拟将经建模五花肉切片成跨五花肉的宽度延伸的虚拟切片100。针对每一切片，确定切片的高度以及切片的体积。此信息与五花肉的平均或标称高度以及跨五花肉的宽度的五花肉的平均或标称体积比较。在知道此信息之后，处理器可确定五花肉可如何例如沿着其侧边缘修整，使得当压制五花肉时，工作产品可重塑成具有五花肉期望宽度的期望直线形状。

可了解，如果五花肉的经模拟切片指示切片的高度小于五花肉的平均高度，那么五花肉的经修整宽度可相对于五花肉的标称宽度增大，使得额外质量可用于在五花肉例如从侧到侧压制时在此位置处增大五花肉的厚度。

另一方面，如果五花肉的经模拟横截面指示五花肉具有大于五花肉的标称厚度/高度的厚度/高度，那么在此区域中压制五花肉可损坏五花肉以例如致使五花肉断裂、破裂或劈裂且因此不具有连续体积。如果此发生，那么五花肉的等级一定降低。因此，五花肉的价值由于其无法作为顶级产品被处理或销售而降低。因而，本公开的方法及系统的一项努力是通过在切片之前在压制成直线形状时维持五花肉的结构完整性来维持五花肉的质量。

图1、5及7展示通过使用上文论述的分析方法及系统来确定的五花肉的切割图案104、104A及104B。这些图展示五花肉的切割图案104、104A及104B不笔直沿着其侧102，而是弯曲的。切割图案104、104A及104B的向外弯曲区段对应于薄于五花肉的标称厚度的五花肉的区段，而向内弯曲的切割图案的区段对应于具有厚于五花肉的标称厚度的厚度的五花肉的区段。

作为计算五花肉的弯曲切割图案的结果，当经修整五花肉WP4例如从侧到侧以及从顶部到底部压制时，引发或促进于经压制五花肉呈现接着准备切片成薄片的五花肉的期望三维形状。

在这方面，对应于具有向外延伸的弯曲修整轻拍的五花肉的区段的五花肉的部分随着五花肉侧到侧压制而增大厚度。对应地，关于具有大于五花肉的标称厚度的厚度的区段的五花肉的部分通过向下压制五花肉来减薄。结果是实现期望直线形状的五花肉且五花肉质量在压制期间不过度移位或移动以借此降低在五花肉压制期间其发生的断裂、破裂、劈裂或爆裂的可能性。

与其跨整个未经压制五花肉(例如图1、5、6及7中展示的WP1)模拟切片，不如经建模五花肉映射到五花肉上的初始二维区域中，其表示待收获及接着压制成直线形状的五花肉的部分。这些图描绘由周边106、106A及106B表示的经映射二维区域108、108A、108B。尽管周边106被说明为基本上呈矩形，但此周边可具有例如梯形的其它形状以大体上反映大多数五花肉由于猪的解剖结构而趋向于从一端到另一端减小厚度。

在经映射工件上建立二维区域的过程在上文论述且因此在此处不再重复。然而，一旦五花肉的二维区域被建立，则模拟五花肉的切片局限于此二维区域。此外，使用经模拟五花肉区段的高度或跨五花肉的宽度的高度分布以及经模拟切片的体积或经模拟切片的体积分布，此信息可与经建模五花肉的平均高度及平均体积比较。

基于此方差信息，处理器80能够确定促进经修整五花肉压制成期望直线形状的五花肉的修整图案104，其中此形状维持至少一个特定尺寸，例如经压制五花肉的宽度。

如图1中展示，五花肉102的两侧以及五花肉的两端经修整成特定切割图案104、104A或104B，其因选择分割的五花肉的初始映射的二维区域108、108A、108B的矩形形状106、106A或106B而变化。

到压制机的信息

典型压制机压制五花肉的侧，向下压制五花肉的顶部，以及抵靠五花肉的端压制。可了解，关于五花肉已修整成例如图1中展示的WP4的形状的方式的信息可有助于控制五花肉的压制，例如五花肉压制的顺序、所使用的压制步骤数及/或由顶部、侧及/或端压施加到五花肉的压力的压力达到特定压力。

作为实例，可有利地首先向下压制五花肉的顶部以努力实现五花肉的更均匀厚度及接着抵靠五花肉的侧压制以便实现五花肉的期望宽度。然而，如果五花肉的显著部分比期望更薄，那么可有利地首先侧到侧将五花肉压制到设置压力或宽度以增大五花肉的过薄区段的厚度及接着此后向下压制五花肉以便实现五花肉的更均匀厚度。

前述仅意味着提供五花肉可基于来自系统10的关于五花肉的配置的信息来压制的方式及五花肉已经修整以准备随后将五花肉压制成直线形状的方式的实例。

方法的流程图

图8由陈述利用本公开的处理系统10的方法的流程图组成，如图1到4中展示。过程开始于步骤200，其中在步骤202将工作产品WP装载到输送机28上。此后，在步骤204使用X射线扫描仪22扫描工作产品。接着，在步骤206，将来自工作产品的X射线扫描的数据传输到图像处理器46。

此后，在步骤208，还由扫描仪22光学扫描工作产品。在步骤210，将来自光学扫描仪的数据发送到图像处理器46。

接着，在步骤214，用可用于计算机80的此处理的结果来处理来自X射线扫描仪及光学扫描仪的数据，使得可在步骤216产生经扫描工作产品的三维模型。此类三维模型在图1、5、6及7中说明。

接着，任选地在步骤218，将二维区域108映射到工作产品WP的顶面上以表示待收获及接着压制成直线三维形状的工作产品的部分。经映射初始二维区域108可略小于工件的整体大小。

无论在步骤220是否产生二维区域108，建模将工件压制成三维形状，其中三维形状具有至少一个固定尺寸或其它物理规格。如上文关于五花肉的处理论述，此固定规格可为经压制三维形状的宽度。接着，在步骤222，基于模拟三维经建模工作产品的压制的步骤的结果，建立用于修整工作产品以促进工作产品压制成期望三维形状的图案。接着，在步骤224，将工作产品修整成来自步骤222的经确定修整图案。

图9陈述模拟将三维模型压制成图8中步骤220的三维形状的实例。过程开始于步骤230，其涉及模拟将经建模工作产品分成个别区段(第一步骤232)。

在步骤234，确认工作产品的经模拟个别区段的一或多个物理特性。

接着，在步骤236，确定经模拟个别区段的一或多个物理特性与经建模工作产品的对应及规范物理特性之间的方差。换句话说，其中已划分经建模工作产品的经模拟个别区段与经建模工作产品的平均或规范对应特性的不同程度。

如上文论述，如果例如工作产品的个别区段显著薄于或厚于经建模工作产品的规范或平均厚度，那么用于修整工作产品的图案可经调整使得当工作产品此后压制成期望三维形状时，更大量或更少量工作产品可保留或成为工作产品的部分。

如上文图8中论述，任选地，二维区域108或108A或108B映射到工作产品的顶面上以表示待收获的工作产品的部分。此过程在图8中描绘，其中在步骤240，经模拟端部从工作产品的经映射二维区域切割且接着端部中的每一者基于最终产品的期望物理特性或属性进行分析或评估。在五花肉的实例中，经模拟端部可为培根切片。

端部或产品的众多物理特性或属性可使用优化程序进行评估。此类特性或属性可包含例如以下中的一或多者：经模拟最终部分的厚度、经模拟最终部分的长度、经模拟最终部分沿着其长度的高度范围、最终部分的端处的高度、沿着经模拟最终部分的长度的高度变化或范围、沿着经模拟最终部分的长度的最小高度、经模拟最终部分的顶面及底面的平整度、经模拟最终部分的顶面及底面的凹陷程度、最终部分的顶面/底面的凹陷面积、最终部分的顶面/底面的凹陷深度、经模拟最终部分的顶面/底面的凹陷的纵横比、经模拟最终部分沿着其长度的高度的锥度、由经模拟最终部分的长度及高度定义的经模拟最终部分的面积。此高度对应于三维工件WP的厚度。

其它特性或属性包含对应于最终部分的顶面的斜率或锥度的经模拟最终部分的锥度的范围。另一属性或物理特性是过边缘区域，其对应于其中经建模二维区域延伸超过工件的周边的情况。此是被视为最终部分的质量降低的非期望属性或物理特性。另一属性或物理特性是最终部分的顶面及底面的粗糙度或不均匀度。

另一属性或特性是工件上经映射二维面积相对于工件的总二维面积的面积。期望利用尽可能多的工件的总二维面积，同时维持期望质量水平，其是最终部分中的每一者实现针对每一最终部分分析的属性或物理特性中的每一者建立的设置点或设置点范围的程度的测量。

在步骤242，可分析经模拟端件或切片中的每一者。替代地，经模拟端件或切片可以选定频率进行分析，例如每隔一个切片、每隔两个切片或其它切片频率。

在步骤244，比较经分析最终部分的指定物理属性或特性与指定属性或特性的期望值、设置点或范围。此分析针对来自工件的经分析模拟最终部分实施。此分析可使用优化函数或程序执行，其确定与针对经建模最终部分确定的期望或设置点属性或特性的偏差(步骤246)。针对部分/切片的此分析用于给工件的整体经建模部分评分或评级，这是基于工件的经映射二维区域从工件收获的工件的部分(步骤248)。可建立工件的总评级或评分且一旦实现此评分或评级，则终止上文论述的迭代分析过程。然而，如果未实现总评分或评级的设置点或设置点范围，那么在步骤250及252重复在步骤240开始的过程的另一迭代。

作为替代，在前述过程的每一迭代中，确定“所收获”工件的总评级或评分。可了解，随着工件的二维区域108或108A或108B增大，尽管工件的收获数量增加，但在某个时刻，最终部分的质量将由于不满足最终部分中的每一者的指定物理属性或特性中的一或多者而降低。举例来说，随着二维区域扩大，其可达到工件的切口(如果工件是五花肉)或到达工件的周边，其接近或邻近工件的外周边可更薄或更不均匀，如图5、6及7中展示。

一旦最终部分的质量降低到低于经建立的限制或设置点，则迭代过程终止且对应于最后可接受迭代的区域及位置用作工件上的经映射区域及位置。接着，工件的压制的模拟如上文论述般实施。

图4、5及6在框架的左下角中说明从工件切割的经模拟切片的上轮廓。如说明，沿着工件的界限的部分，切片的上表面显著变化高度或轮廓。(切片的高度对应于工件的厚度。)此变化通常被视作不如上表面的高度/轮廓更均匀时那么合意。

如上所述，优化器迭代地更改二维区域相对于工件的大小及/或位置以寻求工件上的最佳二维收获区域。优化器具有λ个步骤，使得从每一迭代到下一迭代，二维区域的变化不一定是均匀的。确切来说，关于λ个步骤，优化器对在寻求最佳解决方案的过程中如何积极改变二维区域的大小及位置有一定认识。以此方式，达到最佳解决方案所需的迭代次数减少。

由处理器80承担的优化过程可采用值函数(或其负/相反-成本函数)以评定待收获的工作产品的潜在二维区域的迭代中的每一者的等级，如上文论述。在这方面，针对经切割最终部分或切片，比较每一或选定指定物理属性或特性与此属性或特性的可接受值范围。针对此类属性或特性，确定可接受值范围而非仅单个可接受值。可定义在每一物理属性或特性的每一范围中的中心处具有0值的成本函数，其中成本随着属性或特性的经模拟值偏离指定范围的中心而增加。

此外，权重因数可应用到物理属性或特性的成本。此后，指定属性或特性的经加权成本例如通过加法来组合以给出总成本。此分析针对从工件的经映射选定区域模拟的最终部分实施。因而，经模拟最终部分的总成本经组合以达到整个工件的总成本。

将理解，术语“成本”在本文中用于指代术语“值”的负值或相反值。可从通过经模拟最终部分实现的值的视角实施前述分析。因此，术语“成本”及“值”在关于特定物理属性或特性“成本”的增加对应于“值”的减小的意义上是相关的。

成本函数定义可采用几乎任何形式，包含“单面”定义，其中属性或特性决不可高于或低于阈值，且目标(零成本)值不在范围的中间。这方面的实例是最终部分的端不应延伸超过实际工件的边缘。

可使用其它成本函数，包含：

1)成本随着从范围中点偏离而增加，且针对超过范围的特性值继续增加；

2)成本从自范围中点的偏离增加，在范围限制处具有“硬”限制(例如，大阶跃函数增加)；

3)没有与范围内的值相关联的成本，在范围限制处具有“硬”限制。

“总成本”数可使用例如“梯度下降”最小化算法的多维优化技术进行分析以快速找到经修整工件的最佳大小及位置。在叠加于工件上的选定区域的有限次数迭代内，可找到最佳解决方案且不必考虑叠加于工件上的区域的所有可能的数千个潜在大小及位置。类似于梯度下降的非线性算法的实例包含高斯-牛顿(Gauss-Newton)算法、BFGS方法及列文伯格-马夸尔特(Levenberg-Marquardt)方法。在这方面，可利用其它算法或分析方法，包含例如纳尔-米尔特(Nieder-Mead)方法、差分进化方法、遗传算法及粒子形式优化。

本公开的方法及系统可用在相同工件上同时运行的多个优化函数分析进行操作以简化实现从工件收获的最终部分的期望指定属性及特性。举例来说，一种分析可寻求建立对应于待收获工件的二维区域的大小。第二分析可寻求将二维区域纵向、横向及/或旋转定位于工件上以优化收获与从工件收获的最终部分的值。这两种分析可使用不同优化函数同时应用于工件。

虽然已说明及描述说明性实施例，但将了解，可在不背离本发明的精神及范围的情况下对其作出各种变化。举例来说，可使用其它类型的扫描仪或切割机来代替上述扫描仪或切割机。

作为另一实例，关于工作产品的物理信息的信息(例如来自扫描数据)与针对工作产品计算的修整图以及关于经修整工作产品的压制的信息(包含其结果)一起在反馈系统中用于调整或更改修整图案的确定以实现更合意经压制工作产品。在反馈系统中可调整各种因素，例如所处理的工作产品的类型、工作产品的物理条件(例如工作产品的温度)、工作产品的物理组成(例如肉类或家禽工作产品中肥肉或水分的百分比)或工作产品的其它物理规格。如果经压制工作产品的质量恶化或否则改变，那么可在生产运行启动之前或在生产运行期间使用此反馈过程。

Claims (48)

1.一种用于修整随后将压制成具有至少一个特定物理规格的三维形状的不规则形状的工作产品的方法，其包括：

a)扫描所述不规则形状的工作产品以获得关于所述工作产品的物理特性的数据；

b)基于所述扫描数据产生所述经扫描工作产品的三维模型；

c)模拟将所述经扫描工作产品的所述三维模型压制成所述三维形状；

d)基于所述模拟步骤的结果，确定用于修整所述工作产品的图案，使得当压制成所述三维形状时，所述经压制工作产品更改形状以实现所述至少一个特定物理规格；及

e)根据所述经确定修整图案修整所述工作产品。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述经压制三维形状的所述至少一个特定物理规格包含所述经压制三维形状的宽度、长度、高度、厚度、面积、体积及平整度中的一或多者。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在根据所述经确定修整图案修整所述工作产品时，促进所述经压制工作产品实现所述至少一个特定物理规格。

4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的方法，其中修整所述工作产品以便在压制时维持所述工作产品的结构完整性。

5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的方法，其中当所述经修整工作产品被压制成所述三维形状时，所述经修整工作产品的质量与所述经压制三维形状的质量一致。

6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的方法，其中模拟所述将所述经建模工作产品压制成所述三维形状包括：

a)模拟将所述经建模工作产品分成个别区段；

b)测量所述经模拟个别区段的至少一个物理特性；

c)确定所述经模拟个别区段的所述经测量至少一个物理特性与所述工作产品的规范对应物理特性的方差。

7.根据权利要求6所述的方法，其包括针对所述经模拟个别区段确定所述经模拟个别区段的高度及体积中的至少一者与所述工作产品的规范高度及体积的方差。

8.根据权利要求6或7中任一权利要求所述的方法，其中所述工作产品的所述经模拟个别区段沿着以下中的至少一者截取：所述工作产品的宽度；所述工作产品的长度；及所述工作产品的高度。

9.根据权利要求6到8中任一权利要求所述的方法，其中所述经模拟个别区段的所述至少一个物理特性包含所述经模拟个别区段的宽度、长度、高度、厚度、面积、体积及平整度中的一或多者。

10.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的方法，其进一步包括：

a)在随后将压制成所述三维形状的所述经建模工作产品上映射初始二维区域；

b)模拟将与所述经映射二维区域一致的所述经扫描工件的所述三维模型压制成所述三维形状；及

c)基于所述模拟步骤的结果，确定所述工作产品的修整图案，使得当压制成所述三维形状时，所述经压制工作产品实现所述至少一个特定物理规格。

11.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括：

a)在所述经建模工作产品上映射二维区域；及

b)模拟将对应于所述经映射二维区域的所述经建模工作产品分成个别区段。

12.根据权利要求1到11中任一权利要求所述的方法，其进一步包括将所述修整图案传输到用于将所述工作产品压制成所述三维形状的压制设备。

13.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括将关于所述物理特性的信息传输到所述压制设备。

14.一种修整随后将压制成具有至少一个特定物理规格的三维大体矩形形状的不规则形状的工作产品的方法，其包括：

a)扫描所述不规则形状的工作产品以获得关于所述工作产品的物理特性的数据；

b)产生所述经扫描工作产品的三维模型；

c)分段分析所述经建模工作产品；

d)确认与所述工作产品压制成所述三维形状的能力相关的所述经分析区段的至少一个物理特性；

e)确定所述工作产品的所述经分析区段的所述至少一个物理特性相对于所述工作产品的所述规范对应物理特性之间的方差；

f)基于来自步骤(e)的结果，确定所述工作产品的修整图案，使得当压制成所述三维形状时，所述工作产品实现所述至少一个特定物理规格；及

g)根据所述修整图案修整所述工作产品。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述经建模工作产品的所述经分析区段包括所述工作产品跨所述工作产品的宽度、沿着所述工作产品的长度及/或沿着所述工作产品的高度的区段。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其中所述工作产品的所述经分析区段的所述至少一个特定物理特性包含所述区段的宽度、长度、厚度、高度、面积、体积及平整度中的一或多者。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述至少一个物理特性包含以下中的一或多者：所述经分析区段的宽度分布；所述经分析区段的长度分布；所述经分析区段的厚度分布；所述经分析区段的高度分布；所述经分析区段的面积分布；所述经分析区段的体积分布；及所述经分析区段的平整度分布。

18.根据权利要求14到17中任一权利要求所述的方法，其中所述经压制三维形状的所述至少一个特定物理规格包含所述经压制三维形状的宽度、长度、高度、厚度、面积、体积及平整度中的一或多者。

19.根据权利要求14到18中任一权利要求所述的方法，其中在根据所述经确定修整图案修整所述工作产品时，促进所述经压制工作产品实现所述至少一个特定物理规格。

20.根据权利要求14到19中任一权利要求所述的方法，其中在修整所述工作产品时，寻求在压制时维持所述工作产品的结构完整性。

21.根据权利要求14到20中任一权利要求所述的方法，其中当所述经修整工作产品被压制成所述三维形状时，所述经修整工作产品的质量与所述经压制三维形状的质量一致。

22.根据权利要求14到21中任一权利要求所述的方法，其进一步包括将所述修整图案传输到用于将所述工作产品压制成所述三维形状的压制设备。

23.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括将关于所述物理特性的信息传输到所述压制设备。

24.一种用于开发具有随后将压制成期望宽度的直线体积的纵向侧边缘的五花肉的修整图案的方法，其包括：

a)扫描所述五花肉以获得关于所述五花肉的物理特性的数据，包含所述五花肉的宽度分布及体积分布；

b)产生所述五花肉的三维模型；

c)模拟将所述经建模五花肉切片成跨所述五花肉的宽度延伸的虚拟切片；

d)确定所述经模拟切片的高度及体积；

e)确定所述经模拟切片与所述经建模五花肉的平均高度及体积的方差；

f)使用所述方差确定来开发所述五花肉的修整图案，使得在将所述五花肉压制成直线形状之后，实现所述经压制五花肉的期望宽度，同时寻求维持所述五花肉的结构完整性。

25.根据权利要求24所述的方法，其中寻求维持所述五花肉的所述结构完整性包括寻求避免所述经压制五花肉的断裂、破裂、劈裂、爆裂或薄区域。

26.根据权利要求24所述的方法，其进一步包括：

a)在所述五花肉上映射初始二维区域以基于所述五花肉的所述三维模型选择从所述五花肉收获的所述五花肉的部分；及

b)模拟将对应于所述五花肉的所述经映射二维区域的所述五花肉切片。

27.根据权利要求26所述的方法，在映射初始二维区域以选择待收获的所述五花肉的部分时：

针对所述经模拟切片中的每一者确定所述切片的期望物理属性的方差；

基于所述经模拟切片拥有所述切片的所述期望物理属性的程度来评定对应于所述经映射二维区域及位置的所述五花肉的整体选定部分的等级直到获得所述工件上的最佳二维区域及位置。

28.根据权利要求27所述的方法，其包括根据应用于从所述选定部分划分的最终部件的指定物理特性的优化函数来评定待收获的所述五花肉的所述整体选定部分的等级。

29.根据权利要求24到28中任一权利要求所述的方法，其进一步包括：

确定所述经模拟切片的高度分布及体积分布中的至少一者；及

比较高度分布及体积分布中的所述至少一者与所述经建模五花肉的平均高度及体积；

基于所述经模拟切片的所述至少一个高度分布及体积分布与所述经建模五花肉的所述平均高度或体积的方差，开发用于修整所述五花肉的图案。

30.根据权利要求29所述的方法，其中在开发所述修整图案时，寻求用所述工作产品的平均质量调整所述经模拟切片的质量。

31.根据权利要求24到30中任一权利要求所述的方法，其中用于修整所述五花肉的所述图案沿着所述五花肉的至少一个侧边缘延伸。

32.根据权利要求31所述的方法，其中用于修整所述五花肉的所述图案沿着所述五花肉的两个边缘延伸。

33.根据权利要求24到32中任一权利要求所述的方法，其中所述期望宽度是沿着所述五花肉的长度的固定宽度。

34.一种通过沿着由根据权利要求24到33中任一权利要求确定的修整图案进行修整来修整五花肉的方法。

35.一种用于控制用于在输送机系统上输送时修整随后将压制成具有至少一个特定物理规格的三维形状的不规则流形的工作产品的系统的控制系统，其包括所述输送机系统以运输所述工作产品通过扫描仪设备以扫描所述工件来获得关于所述工作产品的物理特性的电子数据且通过切割机以根据由所述控制系统确定的切割图案修整所述工作产品，所述控制系统包括：

a)基于所述扫描数据产生所述经扫描工作产品的三维模型；

b)模拟将所述经扫描工作产品的所述三维模型压制成所述三维形状；

c)基于所述模拟步骤的结果，确定用于修整所述工作产品的图案，使得当压制成所述三维形状时，所述经压制工作产品更改形状以实现所述至少一个特定物理规格；及

d)控制所述切割机根据所述经确定修整图案修整所述工作产品。

36.根据权利要求35所述的控制系统，其中所述经压制三维形状的所述至少一个特定物理规格包含所述经压制三维形状的宽度、长度、高度、厚度、面积、体积及平整度中的一或多者。

37.根据权利要求35或36所述的控制系统，其中在根据所述经确定修整图案修整所述工作产品时，促进所述经压制工作产品实现所述至少一个特定物理规格。

38.根据权利要求35到37中任一权利要求所述的控制系统，其中修整所述工作产品以便维持所述工作产品的结构完整性。

39.根据权利要求35到38中任一权利要求所述的控制系统，其中当所述经修整工作产品被压制成所述三维形状时，所述经修整工作产品的质量与所述经压制三维形状的质量一致。

40.根据权利要求35到39中任一权利要求所述的控制系统，其中模拟所述将所述经建模工作产品压制成所述三维形状包括：

d)模拟将所述经建模工作产品分成个别区段；

e)测量所述经模拟个别区段的至少一个物理特性；

f)确定所述经模拟个别区段的所述经测量物理特性与所述工作产品的所述规范对应物理特性的方差。

41.根据权利要求40所述的控制系统，其包括针对所述经模拟个别区段确定所述经模拟个别区段的高度及体积中的至少一者与所述经压制工作产品的所述对应个别区段的规范高度及体积的方差。

42.根据权利要求40或41中任一权利要求所述的控制系统，其中所述工作产品的所述经模拟个别区段沿着以下中的至少一者截取：所述工作产品的宽度；所述工作产品的长度；及所述工作产品的高度。

43.根据权利要求40到42中任一权利要求所述的控制系统，其中所述经模拟个别区段的所述至少一个物理特性包含所述经模拟个别区段的宽度、长度、高度、厚度、面积、体积及平整度中的一或多者。

44.根据权利要求35到43中任一权利要求所述的控制系统，其进一步包括：

d)在随后将压制成所述三维形状的所述经建模工作产品上映射初始二维区域；

e)模拟将与所述经映射二维区域一致的所述经扫描工件的所述三维模型压制成所述三维形状；及

f)基于所述模拟步骤的结果，确定工作产品的修整图案，使得当压制成所述三维形状时，所述经压制工作产品实现所述至少一个特定物理规格。

45.根据权利要求40所述的控制系统，其进一步包括：

a)在所述经建模工作产品上映射二维区域；及

b)在确定所述经模拟个别区段的所述物理特性之前模拟将对应于所述经映射二维区域的所述经建模工作产品分成个别区段。

46.根据权利要求35到45中任一权利要求所述的控制系统，其进一步包括将所述修整图案传输到用于将所述工作产品压制成所述三维形状的压制设备。

47.根据权利要求46所述的控制系统，其进一步包括将关于所述物理特性的信息传输到所述压制设备。

48.一种包含当加载到计算机上时执行方法的计算机可执行指令的非暂时性计算机可读媒体，其包括：

a)指定从不规则形状的初始工作产品压制成三维形状的工作产品的至少一个特定物理规格，所述不规则形状的初始工作产品已根据经确定以促进实现所述工作产品的所述至少一个特定物理特性的图案来修整；

b)扫描所述工作产品以获得关于所述工作产品的所述物理特性的数据；

c)基于所述扫描数据产生所述经扫描工作产品的三维模型；

d)模拟将所述经扫描工作产品的所述三维模型压制成所述三维形状；

e)基于所述模拟步骤的结果，确定用于修整所述工作产品的图案，使得当压制成所述三维形状时，所述经压制工作产品更改形状以实现所述至少一个特定物理规格；及

f)控制切割机根据所述经确定修整图案修整所述工作产品。

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