EP1651551B1 - Verfahren zum betrieb eines detektors zum erkennen von überlappungen flacher sendungen in einer sortiermaschine - Google Patents

Abstract

Bei dem Verfahren werden die durchschnittlichen Kosten CNDD für jede unerkannte Überlappung im Verteil- und Sortierprozess und die durchschnittlichen Kosten CRF für das nochmalige Sortieren und Verteilen jeder erkannten überlappten Sendung ermittelt. Vor dem Sortierbetrieb werden die Erkennungsrate DR(Pi) des Detektors bei verschiedenen Arbeitspunkten in Abhängigkeit von einem Stellparameter Pi ermittelt. Während des Sortierbetriebes wird für festgelegte Zeitintervalle die jeweils aktuelle Überlappungsrate DFR'(Pi) der Sortiermaschine aus dem Erkennungsergebnis, der Erkennungsrate DR(Pi) und der Fehlerrate ER(Pi) in Abhängigkeit von den Stellparametern Pi geschätzt. Aus der Beziehung für den Nutzen CB'(Pi) des Betreibers des Sortier- und Verteilprozesses CB'(Pi) = N{( DFR'(Pi)*DR(Pi)*(CNDD-CRF)) - (ER(Pi)*CRF*(1-DFR'(Pi)))} wird anschließend in Optimierungsrechnungen der aktuelle Stellparameter Popt mit dem höchsten Nutzen CB'(Popt) ermittelt, mit welchem der Detektor bis zum nächsten Intervall betrieben wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Detektors zum Erkennen von Überlappungen flacher Sendungen in einer einer Vereinzelungseinrichtung folgenden Transportstrecke einer Sortiermaschine.
• In herkömmlichen Sendungsverarbeitungssystemen werden Sendungsstapel in Sortiermaschinen vereinzelt. Dabei kann es vorkommen, dass mehrere Sendungen gleichzeitig vom Stapel abgezogen werden, d.h. mehrere sich überlappende Sendungen verlassen den Feeder und führen, wenn dies nicht erkannt wird, zu Fehlsortierungen. Aus diesem Grunde ist es notwendig, die Überlappungen rechtzeitig zu erkennen, nachdem sie die Vereinzelungseinrichtung verlassen haben, um sie in eine Zurückweisungsendstelle/Rejectfach zu leiten (vgl. US 6 023 034 A ).
• Es wurden bisher entsprechende Detektoren bekannt, die auf unterschiedlichen Messprinzipien beruhend Überlappungen, hervorgerufen durch Mehrfachabzüge der Vereinzelungseinrichtung, ermitteln. Die erkannten Mehrfachabzüge werden in die Zurückweisungsendstellen der Sortiermaschinen geleitet, um Fehlverteilungen der Sendungen zu vermeiden. So wird in der DE 43 37 004 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen von Überlappungen von biegbaren flachen Sendungen beschrieben, bei der in der Transportstrecke mindestens ein Abschnitt jeder Sendung senkrecht zur Förderrichtung bewegbar ist. Mindestens ein Auslenkelement ist an der Transportstrecke angeordnet, durch das die bewegbaren Sendungsabschnitte senkrecht zur Förderrichtung temporär um einen vorgegebenen Betrag während der Förderung in der Transportstrecke ausgelenkt werden. In einer Detektionsrichtung wird aufgrund des Rückschnellverhaltens der Sendungen das Vorliegen von überlappenden Sendungsabschnitten detektiert.
• Bekannt wurden auch entsprechende Detektoren, bei denen die schmalen Seiten der vereinzelten Sendungen mittels bildaufnehmenden Einrichtungen aufgenommen und dann in einer Bildverarbeitungseinrichtung durch Auswertung der Bildsignale dahingehend ausgewertet werden, ob mehrere Sendungen überlappt transportiert werden, z.B. durch Zählen der Hell-DunkelÜbergänge ( FR 2 546 083 A , 2 057 309 A ).
• Alle diese Detektoren besitzen einen festen Arbeitspunkt mit einer bestimmten Fehler- und Erkennungsrate, bei dem sie unabhängig vom Prozess, in welchem sie einbezogen sind, betrieben werden.
• Die WO 03/042082 A offenbart ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum automatischen Betrieb eines Detektors zum Erkennen von Überlappungen von flachen Sendungen in einer einer Vereinzelungseinrichtung folgenden Transportstrecke einer Sortiermaschine zu schaffen, bei dem der Detektor abhängig von Sortier- und Verteilprozessbedingungen betrieben wird.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
• Dabei werden die durchschnittlichen Kosten C_NDD für jede unerkannte Überlappung im Verteil- und Sortierprozess und die durchschnittlichen Kosten C_RF für das nochmalige Sortieren und Verteilen jeder erkannten überlappten Sendung offline ermittelt. Vor dem Sortierbetrieb werden die Erkennungsrate DR(P_i) und die Fehlerrate ER(P_i) des Detektors bei verschiedenen Arbeitspunkten in Abhängigkeit von einem entsprechenden Stellparameter P_i ermittelt. Während des Sortierbetriebes wird für festgelegte Zeitintervalle oder Intervalle, in denen eine festgelegte Anzahl von Sendungen in der Sortiermaschine verarbeitet wird, die jeweils aktuelle Überlappungsrate DFR'(P_i) der Sortiermaschine aus dem Erkennungsergebnis, der Erkennungsrate DR(P_i) und der Fehlerrate ER(P_i) in Abhängigkeit von den Stellparametern P_i geschätzt.
• Aus der Beziehung für den Nutzen CB'(P_i) des Betreibers des Sortier- und Verteilprozesses $$\mathrm{CBʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\mathrm{=}\mathrm{N}\left\{\mathrm{(}\mathrm{DFRʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\mathrm{*}\mathrm{DRʹ}\mathrm{\left(}{\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\mathrm{\right)}\mathrm{*}\left({\mathrm{C}}_{\mathrm{NDD}}\mathrm{-}{\mathrm{C}}_{\mathrm{RF}}\right)\mathrm{)}\mathrm{-}\left(\mathrm{ER}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\mathrm{*}{\mathrm{C}}_{\mathrm{RF}}\mathrm{*}\left(\mathrm{1}\mathrm{-}\mathrm{DFRʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\right)\right)\right\}$$

  

  
  wird anschließend in Optimierungsrechnungen der aktuelle Stellparameter P_opt. mit dem höchsten Nutzen CB' (P_opt.) ermittelt, mit welchem der Detektor bis zum nächsten Intervall betrieben wird. Damit kann der Detektor auch bei unterschiedlichen Prozessbedingungen und -kosten kostenoptimal automatisch betrieben werden.
• Vorteilhaft ist es, die aktuelle Überlappungsrate DFR'(P_i) für die unterschiedlichen Stellparameter P_i aus der Beziehung $$\mathrm{DFRʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\mathrm{=}\frac{\frac{{\mathrm{N}}_{\mathrm{AD}}}{\mathrm{N}}\mathrm{-}\mathrm{ERʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)}{\mathrm{DRʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\mathrm{-}\mathrm{ERʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)}$$

  

  
  zu ermitteln, wobei N_AD die Anzahl der vom Detektor ermittelten Überlappungen bei der Anzahl N der detektierten Sendungen in einem Intervall ist.
• Anschließend wird die Erfindung anhand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
• Dabei zeigt

FIG 1

ein Diagramm der Erkennungsrate und der Fehlerrate eines Detektors in Abhängigkeit vom Stellparameter P_i;

FIG 2

ein Blockdiagramm des Betriebsprozesses.

• Die von einem Überlappungsdetektor erkannten Überlappungen, d.h. mehrere die Vereinzelungseinrichtung der Sortiermaschine überlappt verlassende Sendungen, werden in ein sogenanntes Rejectfach geleitet und dann noch einmal der Vereinzelungseinrichtung zugeführt. Dabei bestehen die so ausgeschleusten Sendungen aus echten Überlappungen und fälschlicherweise als solche erkannte Einzelsendungen. Würden die überlappten Sendungen nicht erkannt und ausgeschleust, würden die mit der Sendung mit der gelesenen Adresse zusammenhängenden Sendungen mindestens ins falsche nächste Verteilzentrum geschickt und müssten dann von dort zur richtigen Adresse weitergeleitet werden.
• Dies verursacht natürlich Mehrkosten, die abzüglich der Kosten für das nochmalige Zuführen der Überlappungen durch frühzeitige Erkennung der Überlappungen vermieden werden können. Da ein Detektionsprozess auch infolge von Fehldetektionen normale Einzelsendungen fälschlicherweise als Überlappungen erkennen kann, müssen die Kosten für das zusätzliche Sortieren dieser Sendungen in der betreffenden Sortiermaschine von den eingesparten Mehrkosten subtrahiert werden.
• Der Nutzen CB für den Betreiber des Sortier- und Verteilprozesses ergibt sich also aus der Beziehung $$\mathrm{CB}\mathrm{=}\mathrm{N}\left\{\mathrm{(}\mathrm{DFR}\mathrm{*}\mathrm{DR}\mathrm{*}\left({\mathrm{C}}_{\mathrm{NDD}}\mathrm{-}{\mathrm{C}}_{\mathrm{RF}}\right)\mathrm{)}\mathrm{-}\left(\mathrm{ER}\mathrm{*}{\mathrm{C}}_{\mathrm{RF}}\mathrm{*}\left(\mathrm{1}\mathrm{-}\mathrm{DFR}\right)\right)\right\}$$

  
• Dabei ist $$\mathrm{N}*\mathrm{DFR}*\mathrm{DR}$$

  

  
  die Anzahl der im betrachteten Zeitraum detektierten Überlappungen und $$\mathrm{N}*\mathrm{ER}*\left(1-\mathrm{DFR}\right)$$

  

  
  die Anzahl der falsch detektierten Einzelsendungen, mit

N =

Zahl der verarbeiteten Sendungen

DFR =

Überlappungsrate der Sortiermaschine

DR =

Erkennungsrate des Detektors

ER =

Fehlerrate des Detektors

C_NDD =

Kosten für jede nicht erkannte Überlappung

C_RF =

Kosten für jedes nochmaliges Zuführen zur jeweiligen Sortiermaschine von erkannten Überlappungen

• Diese Kosten sind vom jeweiligen Typ der Sendungsverarbeitung abhängig, d.h. handelt es sich zum Beispiel um eine Eingangssortierung oder um eine Ausgangssortierung.
• Detektoren zum Ermitteln von Überlappungen arbeiten bisher bei einem festen Arbeitspunkt mit einer bestimmten Erkennungsrate DR und einer bestimmten Fehlerrate ER, die z.B. gemäß DE-Akz. 103 10 546.8-27 ermittelt werden können.
• Um aber den Nutzen für den Betrieb zu beeinflussen, ist es notwendig, die Erkennungs- und die Fehlerrate zu parametrisieren, d.h. in Abhängigkeit von einem Stellparameter P_i können sie verändert werden. Diese Abhängigkeit ist in Tab. 1 und FIG 1 beispielhaft dargestellt. Tab. 1

  	P1	P2	P3	P4	P5	P6	P7	P8
  ER	0,1	0,4	0,7	1	1,3	1,7	2	2,3
  DR	80,0	84,3	87,5	90,3	92,5	95,0	96,3	97,5

• Dabei ist zu erkennen, dass mit steigender Erkennungsrate auch die Fehlerrate größer wird.
• Somit ergibt sich der Nutzen für den Betreiber aus der parametrisierten Beziehung $$\mathrm{CBʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\mathrm{=}\mathrm{N}\left\{\mathrm{(}\mathrm{DFRʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\mathrm{*}\mathrm{DR}\mathrm{\left(}{\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\mathrm{\right)}\mathrm{*}\left({\mathrm{C}}_{\mathrm{NDD}}\mathrm{-}{\mathrm{C}}_{\mathrm{RF}}\right)\mathrm{)}\mathrm{-}\left(\mathrm{ER}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\mathrm{*}{\mathrm{C}}_{\mathrm{RF}}\mathrm{*}\left(\mathrm{1}\mathrm{-}\mathrm{DFRʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\right)\right)\right\}$$

  
• Der Schätzwert für die aktuelle Überlappungsrate der jeweiligen Sortiermaschine ergibt sich zu $$\mathrm{DFRʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\mathrm{=}\frac{\frac{{\mathrm{N}}_{\mathrm{AD}}}{\mathrm{N}}\mathrm{-}\mathrm{ERʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)}{\mathrm{DRʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\mathrm{-}\mathrm{ERʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)}$$

  
• Der gesamte Erkennungs- und Optimierungsprozess ist in FIG 2 dargestellt.
• Das Blockdiagramm in FIG 2 beschreibt übersichtlich den Ablauf des Verfahrens. Der Überlappungsdetektor detektiert die Überlappungen während des Sortier- und Verteilprozesses 1, die dann in ein Rejectfach geleitet werden und damit vom regulären Prozess ausgeschlossen werden. Damit werden die Anzahl der Fehlsortierungen und also die Kosten C_NDD für jede nicht erkannte Überlappung reduziert. Die Sendungen aus den Rejectfächern werden der Sortiermaschine noch einmal zugeführt und verursachen dadurch zusätzliche Kosten C_RF pro Sendung. Diese Kosten C_NDD, C_RF dienen als Eingangsdaten für die Nutzensoptimierung 2 für den Prozessbetreiber. Sie werden offline aus dem Prozessmodell abgeleitet. Dabei ist es offensichtlich, dass diese Kosten abhängig von der Art der jeweiligen Prozesse sind, d.h. die Fehlsortierkosten bei einem sogenannten Eingangssortier- und Verteilprozess gemäß der Straße und Hausnummer sind unterschiedlich zu den Fehlsortierkosten bei einem sogenannten Ausgangssortier- und -verteilprozess gemäß Postleitzahl und Ortsangabe. In Tabelle 2 sind beispielhaft die entsprechenden Kosten für einen bestimmten Maschinentyp (FVM) angegeben. Tab. 2

  Art der Sortierung	Maschinentyp	CNDD	CRF
  		[US $]	[US $]
  Eingangssortierung	FVM	0,058	0,0035
  Ausgangssortierung	FVM	0,040	0,0035

• Der Sortierprozess 3 mit der Überlappungsdetektion beinhaltet die wesentlichen Komponenten Vereinzelung 3.1, nachfolgend die Überlappungsdetektion 3.2 und danach das Sortieren 3.3 nach den gelesenen Zieladressen. Die detektierten Überlappungen werden über die Rejectfächer nochmals der Vereinzelung 3.1 zugeführt. Die als Einzelsendungen detektierten Sendungen (auch die unerkannten Überlappungen) werden in die laut Sortierplan vorgesehenen Sortierfächer verteilt. Aus der Anzahl der im betrachteten Zeitraum erkannten Überlappungen und den parametrisierten Leistungswerten ER'(P_i) und DR'(P_i) 2.2 wird in der Nutzensoptimierung 2 die aktuelle geschätzte Überlappungsrate DFR' ermittelt 2.4. Aus der Nutzensgleichung/Nutzensmodell 2.3 $$\mathrm{CBʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\mathrm{=}\mathrm{N}\left\{\mathrm{(}\mathrm{DFRʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\mathrm{*}\mathrm{DR}\mathrm{\left(}{\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\mathrm{\right)}\mathrm{*}\left({\mathrm{C}}_{\mathrm{NDD}}\mathrm{-}{\mathrm{C}}_{\mathrm{RF}}\right)\mathrm{)}\mathrm{-}\left(\mathrm{ER}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\mathrm{*}{\mathrm{C}}_{\mathrm{RF}}\mathrm{*}\left(\mathrm{1}\mathrm{-}\mathrm{DFRʹ}\right)\right)\right\}$$

  

  
  wird dann in einem Optimierungsprozess 2.1 der Parameter P_opt mit dem maximalen Nutzen CB' ermittelt.
• Für den Detektor mit den in Tab. 1 und FIG 1 dargestellten Leistungsparametern, Fehlerkosten C_NDD = 0,058 ,C_RF = 0,0035 und N = 1.000.000 verarbeiteten Sendungen ergibt sich der in Tab. 3 dargestellte Nutzen in Abhängigkeit von der Überlappungsrate DFR' und vom Parameter P_i. Der für jede Überlappungsrate maximale Nutzen ist durch Unterstreichung und Fettschrift gekennzeichnet. Der dazugehörende Stellparameter P_i ist dann der gewählte und automatisch eingestellte Parameter P_opt. Tab. 3

  DFR	P1	P2	P3	P4	P5	P6	P7	P8
  0,10%	€ 40,1	€ 34,5	€ 26,2	€ 16,8	€ 6,9	-€ 4,8	-€ 16,5	-€ 26,7
  0,40%	€ 170,9	€ 180,1	€ 178,3	€ 172,2	€ 164,0	€ 153,9	€ 143,9	€ 134,6
  0,70%	€ 301,7	€ 325,6	€ 330,5	€ 327,7	€ 321,1	€ 312,7	€ 304,4	€ 295,8
  1,00%	€ 432,5	€ 471,2	€ 482,6	€ 483,1	€ 478,2	€ 471,5	€ 464,8	€ 457,1
  1,30%	€ 563,3	€ 616,7	€ 634,7	€ 638,5	€ 635,3	€ 630,2	€ 625,2	€ 618,4
  1,60%	€ 694,2	€ 762,3	€ 786,9	€ 794,0	€ 792,3	€ 789,0	€ 785,7	€ 779,7
  1,90%	€ 825,0	€ 907,9	€ 939,0	€ 949,4	€ 949,4	€ 947,8	€ 946,1	€ 941,0
  2, 20%	€ 955,8	€ 1.053,4	€ 1.091,1	€ 1.104,8	€ 1.106,5	€ 1.106,6	€ 1.106,6	€ 1.102,3
  2,50%	€ 1.086,6	€ 1.199,0	€ 1.243,2	€ 1.260,3	€ 1.263,6	€ 1.265,3	€ 1.267,0	€ 1.263,6

Claims (2)

1. Verfahren zum Betrieb eines Detektors zum Erkennen von Überlappungen von flachen Sendungen in einer einer Vereinzelungseinrichtung folgenden Transportstrecke einer Sortiermaschine,
   dadurch gekennzeichnet,

   a) dass vor dem Sortierbetrieb

   a1) die durchschnittlichen Kosten C_NDD für jede unerkannte Überlappung im Verteil- und Sortierprozess und die durchschnittlichen Kosten C_RF für das nochmalige Sortieren und Verteilen jeder erkannten überlappten Sendung ermittelt werden,

   a2) und als Erkennungsrate DR(P_i) des Detektors der Anteil korrekt erkannter Überlappungen und als Fehlerrate ER(P_i) des Detektors der Anteil fälschlicherweise als Überlappung detektierter Einzelsendungen in Abhängigkeit von einem Stellparameter P_i ermittelt werden,

   b) und dass während des Sortierbetriebs automatisch jeweils nach einem Intervall, welches festgelegt ist durch eine festgelegte Zeitdauer oder durch eine festgelegte Anzahl von in der Sortiermaschine verarbeiteten Sendungen,

   b1) für das gerade beendete Intervall aus der Anzahl N_AD der in diesem Intervall vom Detektor ermittelten Überlappungen und der Anzahl N der in diesem Intervall vom Detektor detektierten Sendungen ein Erkennungsergebnis N_AD/N ermittelt wird,

   b2) aus dem Erkennungsergebnis N_AD/N zusammen mit den von dem Wert des Stellparameters P_i in diesem Intervall abhängigen Größen DR(P_i) und ER(P_i) eine Schätzung DFR'(P_i) der in diesem Intervall tatsächlich aufgetretenen Überlappungsrate vorgenommen wird,

   b3) aus dem Nutzen CB'(P_i) des Betreibers des Sortier- und Verteilprozesses, $$\mathrm{CBʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\mathrm{=}\mathrm{N}\left\{\mathrm{(}\mathrm{DFRʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\mathrm{*}\mathrm{DR}\mathrm{\left(}{\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\mathrm{\right)}\mathrm{*}\left({\mathrm{C}}_{\mathrm{NDD}}\mathrm{-}{\mathrm{C}}_{\mathrm{RF}}\right)\mathrm{)}\mathrm{-}\left(\mathrm{ER}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\mathrm{*}{\mathrm{C}}_{\mathrm{RF}}\mathrm{*}\left(\mathrm{1}\mathrm{-}\mathrm{DFRʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\right)\right)\right\},$$

   

   
   in Optimierungsrechnungen derjenige Stellparameter P_opt ermittelt wird, der für dieses Intervall den höchsten Nutzen CB'(P_opt) ergeben hätte,

   b4) und für das nächste Intervall als Wert für den Stellparameter P_i der Wert P_opt festgelegt und der Detektor im nächsten Intervall mit diesem Stellparameter betrieben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzung DFR'(P_i) der im gerade beendeten Intervall tatsächlich aufgetretenen Überlappungsrate vorgenommen wird gemäß der Beziehung $$\mathrm{DFRʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\mathrm{=}\frac{\frac{{\mathrm{N}}_{\mathrm{AD}}}{\mathrm{N}}\mathrm{-}\mathrm{ERʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)}{\mathrm{DRʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)\mathrm{-}\mathrm{ERʹ}\left({\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}\right)}\mathrm{.}$$

   

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