使用独立导向的载具同时生产产品的系统和方法
技术领域
本文描述了使用独立导向的载具同时生产产品的系统和方法。
背景技术
目前正在使用许多类型的用于生产各种产品的系统和方法。许多目前类型的制造方法是大批量生产方法，其被设计成在一条或多条生产线上大规模生产大量单一类型的产品。虽然此类生产线通常用于非常好地制造单一类型的产品，但是这些生产线不太适合制造不同类型的产品，或者不适合对给定产品进行改变。为了向消费者提供多样化的产品线，制造商必须采用许多不同的高速生产线，这可能昂贵而且需要大量空间。另选地，制造商必须停止生产线上的生产才能对其进行改变以便对产品进行改变。由于相关联的设备停机，此类转换通常是耗时且昂贵的。
例如，高速容器填充系统是众所周知的，并且用于许多不同的行业。在许多系统中，流体通过一系列泵、加压罐和流量计、流体填充喷嘴和/或阀供应到要填充的容器以帮助确保将正确量的流体分配到容器中。这些高速容器填充系统通常被构造成仅使用一种类型的流体来填充一种类型的容器。当期望来自系统的不同容器类型和/或不同流体时，必须改变系统的构型(例如，不同的喷嘴、不同的载体系统等)，这可能耗时、昂贵并且可能导致停机时间增加。
这些高速容器填充系统通常也不能在无需手动处理容器和/或包装的情况下在包装中提供不同的容器和容器布置方式，而手动处理可能耗时、昂贵并且常常不准确。
轨道系统，诸如可从美国马萨诸塞州德文斯的MagneMotion公司(MagneMotion,Inc.,Devens,MA,U.S.A.)获得的MAGNEMOVER
无轨系统已知用于已知用于运输库存物品。此类系统在美国专利7,912,574 B2；美国专利8,805,574 B2；和美国专利公布2016/0334799 A1中有所描述。然而，由于需要高得多的精度水平，因此在尝试使用无轨系统制造产品时遇到挑战。例如，如果期望填充位于独立导向的载具上的瓶子，则难以将瓶子的口精确地对准在填充喷嘴下方。美国专利8,798,787公开了一种用于组装一些类型的产品的无轨系统。然而，没有提供对用于生产流体产品的系统和方法以及解决由此带来的独特挑战的说明。
因此，提供不限定为在常规制造线上或在轨道系统上生产制品的生产产品的系统和方法将是有利的。提供生产更加多样化的产品并且可以同时生产不同产品的系统和方法将是有利的。提供允许按需履行订单而无需手动包装的系统和方法也是有利的。
发明内容
本发明公开了使用独立导向的载具同时生产产品的系统和方法。
该系统和方法可用于生产任何合适类型的产品。此类产品可以包括流体产品或组装产品。用于生产流体产品和组装产品的系统和方法的几个非限制性示例总结如下。
该系统和方法利用自动化系统和多个载具，该多个载具中的至少一些可能够独立地引导通过该系统。提供多个制品，其包括至少第一制品和第二制品。第一制品和第二制品包括待生产产品的组分。载具中的至少一些可能够独立地引导通过该系统以将第一制品和第二制品递送到至少两个单元操作站中的至少一个。
在一些实施方案中，一个装载制品的载具被发送到单元操作站，在该单元操作站中执行产品的生产中的步骤；并且同时所述装载制品的载具中的另一个装载制品的载具被发送到单元操作站，在该单元操作站中执行不同的产品的生产中的步骤。
在一些实施方案中，提供了一种用于制造流体产品的系统，该系统包括用于保持流体材料的多个容器、用于容器的多个载具，以及用于引导独立导向的装载容器的载具的系统。该系统也包括至少一个单元操作站，该至少一个单元操作站被构造成对装载容器的载具的至少一个容器或其内容物执行容器处理操作。多个装载容器的载具可独立地引导通过该系统以将容器中的至少一些递送到至少一个单元操作站，以用于对容器中的至少一些执行容器处理操作。
在一些实施方案中，提供了一种用于制造流体产品的系统，该系统包括多个第一容器、多个第二容器、定位在该系统中的至少两个单元操作站，以及可通过该系统推进的多个载具。多个第一容器中的每一个具有用于保持流体材料的形状、外观、开口和体积。多个第二容器中的每一个具有用于保持流体材料的形状、外观、开口和体积。第二容器中的每一个的形状、外观和体积中的一个或多个分别不同于第一容器中的每一个的形状、外观和体积中的一个或多个。第一容器中的一个或多个以及第二容器中的一个或多个设置在相应载具上，并且一个或多个第一容器和第二容器在它们首次设置在相应载具上时是空的。多个载具可引导通过该系统以有利于将第一容器和第二容器同时递送到不同的单元操作站。
在一些实施方案中，提供了一种用于制造流体产品的系统，该系统包括用于保持流体材料的至少一个容器、多个单元操作站，以及可通过该系统推进的多个载具。容器具有至少一个开口，并且提供用于选择性地密封容器的开口的至少一个闭合件。位于该系统内的多个单元操作站中的一个被构造成将流体材料分配到容器中。每个容器设置在相应载具上，并且多个载具可独立地引导通过该系统以将至少一个容器和至少一个闭合件递送到至少一个单元操作站，以用于将闭合件施加到容器上。
在一些实施方案中，提供了一种用于制造流体产品的系统，该系统包括用于保持流体材料的至少一个第一容器和至少一个第二容器、用于分配流体材料的至少一个单元操作站，以及可通过该系统推进的多个载具。第一容器和第二容器设置在相同或不同的载具上。每个载具可独立地引导通过该系统以将第一容器和第二容器递送到至少一个单元操作站。第一容器和第二容器接收由一个或多个填充单元操作站分配的一种或多种流体材料，其中填充单元操作站被构造成分配流体材料，使得第一流体组合物和第二流体组合物在彼此不同的第一容器和第二容器中。第一流体组合物和第二流体组合物可以在下列一个或多个方面中不同。第一容器中的流体组合物中至少一种成分的存在或类型可与第二容器中的流体组合物存在差异。除此之外或另选地，第一容器和第二容器中的流体组合物具有至少一种共同成分，并且存在下列关系中的至少一种：(a)两种流体组合物中相同成分的重量百分比之差大于或等于约1.1，该差异通过将在两种流体组合物中存在较大量的成分的重量百分比除以在两种流体组合物中存在较小量的相同成分的重量百分比来确定；以及(b)当第一容器和第二容器中共同的至少一种成分的重量百分比在两种流体组合物中的含量为至少2％时，相同成分在两种流体组合物中的重量百分比之差大于或等于2％。
在一些实施方案中，提供了一种用于制造流体产品的系统，该系统包括用于保持流体材料的多个容器、设置在该系统内的多个单元操作站，以及可通过该系统推进的多个载具。每个容器设置在载具中的一个上，并且每个载具可独立地引导通过该系统以将容器递送到至少一个单元操作站。载具中的至少一些与由控制系统分配的通过该系统的独特路线相关联，以有利于同时生产不同的成品。
在一些实施方案中，提供了一种用于制造流体产品的系统，该系统包括用于保持流体材料的多个容器、用于容器的多个载具、设置在该系统内并被构造成协作以产生至少一种成品的多个单元操作站。每个容器设置在载具上，并且多个载具可独立地引导通过该系统以将容器中的至少一些递送到至少一个单元操作站。该系统还包括控制系统，该控制系统包括一个或多个控制器单元，该控制器单元：接收对要制造的成品的需求；确定载具的路线，其中所述路线是基于一个或多个单元操作站的状态确定的；使载具被推进以沿着所述确定的路线前进，从而产生一个或多个所述需要的成品；并且，将一个或多个成品递送到卸载站。
在一些实施方案中，提供了一种在单条生产线上生产不同的流体产品的方法。该方法包括以下步骤：(a)提供系统，装载容器的载具可在该系统内推进；(b)提供多个空容器，包括第一容器和第二容器；(c)提供多个载具；(d)将第一空容器和第二空容器装载到一个或两个载具上；以及(e)将装载容器的载具中的一个发送到填充单元操作站，在该操作站中，流体产品被分配到第一容器中；并且将装载容器的载具中的另一个装载容器的载具发送到填充单元操作站，在该操作站中一种不同的流体产品同时被分配到第二容器中。步骤(a)-(c)可以以任何合适的顺序发生。
在一些实施方案中，提供一种用于制造流体产品的系统，该系统包括在将产品从任一个操作站引导到任何另一操作站期间混合或搅拌该产品。该混合可通过位于运输该容器的载具上的大量自带混合设备中的任一个提供；或者混合可通过摇动承载一个或多个容器的整个载具而提供。
在一些实施方案中，提供了一种用于制造组装产品的系统，该系统包括将在其上组装产品的保持器、通过该系统设置的被构造成组装部件以产生成品的多个单元操作站，以及可通过该系统推进的多个载具。每个保持器设置在载具中的一个上，并且每个载具可独立地引导通过该系统以将保持器递送到执行组装操作的至少一个单元操作站。用于组装的部件可以通过外部供应系统供应到单元操作站，或者由多个载具中的一个递送。
在一些实施方案中，承载第一制品的第一载具和承载第二制品的第二载具可以是可引导的，使得：承载第一制品的第一载具是可引导的以形成定制产品；并且承载第二制品的第二载具可在与第一制品分开的产品流中引导以形成批量生产产品的第二流。
本文所述的实施方案中的任一个或其特征可与其他实施方案中的任一个或其特征以任何合适的方式组合。
附图说明
据信，通过以下说明并结合附图可更好地理解某些实施方案，其中：
图1为描绘用于生产产品的系统的一个实施方案的示意性平面图。
图2为用于生产产品的系统的另选的构型的示意性平面图。
图3为系统的示意性透视图，该系统具有不同的水平和用于在该系统内的不同水平之间运输载具的斜坡。
图4为系统的一部分的片段示意图，该部分具有不同的水平和用来在不同水平之间运输制品的升降机。
图5为载具和待与该载具相关联的容器的一个实施方案的分解透视图。
图6A为图5中所示载具的透视图，该载具上具有瓶子形式的容器。
图6B为图5中所示载具的透视图，该载具上具有包装和货盘。
图6C为图5中所示载具的透视图，该载具上具有转筒形式的容器。
图6D为图5中所示载具的透视图，该载具上具有小袋形式的容器，其中该载具提供有用于打开该小袋的机构。
图6E为连接在一起以形成一列载具的几个载具的透视图。
图7为描绘填充/加盖站的透视图。
图8A为示出用于在载具被带至单元操作站附近时撷取该载具的机构的一个实施方案的透视图。
图8B为示出处于闭合位置的图8A的用于撷取载具的机构的透视图。
图8C为示出用于在载具被带至单元操作站附近时撷取该载具的机构的另一实施方案的透视图。
图8D为示出用于在载具被带至单元操作站附近时撷取该载具的机构的另一实施方案的透视图。
图9为用于本文所述系统的控制系统的示意图。
图10为描绘由控制系统实现的控制例程的一个实施方案的排序阶段的流程图。
图11为描绘由控制系统实现的控制例程的需求传播阶段的一个实施方案的流程图。
图12为描绘由控制系统实现的控制例程的有效路线识别阶段的一个实施方案的流程图。
图13A和图13B为描绘由控制系统实现的控制例程的路线排名阶段的一个实施方案的组成部分的流程图。
图14为用于制造组装产品的系统的示意图。
图15是承载组装产品的载具的示意性侧视图。
具体实施方式
定义
如本文所用，术语“制品”是指产品、包装、标签，或这些产品、包装、标签的任何部分、部件或部分地形成的部分。在流体产品的情况下，制品可包括容器和/或其内容物。当存在多个制品时，它们可以被称为第一制品、第二制品、第三制品等。
如本文所用，术语“组装产品”是指通过组装(即，机械地接合)不同部件来形成完整制品而形成的产品。如本文所用，用流体产品填充容器，为此类容器贴标签，以及将闭合件应用于容器，不被认为使流体产品成为“组装产品”，因为流体产品本身不是通过将部件机械地接合在一起而形成的。
如本文所用，术语“加盖”是指将任何合适类型的闭合件施加到容器，并且包括但不限于将顶盖施加到容器。
如本文所用，术语“对到达一个或多个单元操作站的约束”是指对到达一个或多个单元操作站的载具的限制或限制条件。对到达一个或多个单元操作站的约束的示例包括：进给队列未满；并且要求一个或多个容器先于一个或多个其他容器到达以便形成特定包装。
如本文所用，术语“消费者”是指产品的预期用户。
如本文所用，术语“消费产品”包括但不限于消费者有规律和经常消费并且需要补充的可消费产品。包括一个或多个较不经常消耗的部件(诸如剃刀刀片手柄)和较频繁补充的部件(诸如剃刀刀片)的消费产品的部件一起而且单独地被认为组成了消费产品。术语“消费产品”可以包括业内称为“快速消费品”(FMCG)的那些。在一些情况下，术语“消费产品”可被指定为排除耐用消费产品(诸如预期被穿着和再次穿着的鞋类和纺织品)。尽管处方药经常被消费，但在一些情况下，术语“消费产品”可被指定为排除处方药。
如本文所用，术语“容器”是指能够保持材料(诸如流体材料)的制品，并且包括但不限于瓶子、单位剂量容器、小袋、小囊、盒子、包装、罐头和纸盒。容器可整体或部分地具有刚性、柔性弹性或柔性结构。
如本文所用，术语“装载容器的”是指在其上设置有一个或多个容器。
如本文所用，术语“容器处理操作”是指以下单元操作中的一项或多项：(a)用于将流体材料分配到容器中的填充操作站；(b)装饰操作；和(c)加盖操作。术语“容器处理操作”不包括将容器装载到载具上和/或从载具卸载的操作。当术语“容器处理操作”被认为是在装载容器的载具上执行时，应当理解，可以视情况对容器和/或其内容物执行操作。
如本文所用，术语“顾客”是指经销商，或诸如商店的零售商，或连锁店。
如本文所用，术语“定制产品”是指具有由顾客或消费者选择的特性和/或特征的制品，然后(之后)这些制品被生产为具有顾客或消费者选择的特性和/或特征。定制产品可与大规模生产的产品(定义见下文)相区分。所述特性或特征可包括但不限于：产品的尺寸或数量(但至少一个其他特性或特征应与尺寸或数量组合，以便有资格作为定制产品并且可与制造商区通常的批量生产(例如，体积或数量)所提供的产品相区分；产品的版本(例如，“高强度”、“用于干性发质”、“用于油性发质”等)；SKU数量；产品上的装饰、标签或图像，容器或包装；要放在产品、容器或包装上的名称，该凌晨可以是产品和/或用户的名称(例如，“爸爸的洗衣店”，从常用名字列表中选择的人名，等等)；产品的颜色；并且对于流体产品，前述适用的任何者，以及配方、香味、容器类型、容器形状、容器的颜色、容器上的装饰，以及闭合件和/或分配器类型。还可以向顾客或消费者提供使产品不具有某些特性或特征的选择(例如，没有香味、没有漂白剂等)。可以从制造商提供的预定义(有限)数量的选项(即，从选择列表)中选择所述特性和/或特征。另选地，可以向顾客或消费者提供从基本上无限数量的可能选项中选择特性和/或特征的能力(以创建下文所定义的个性化产品)。术语“定制产品”包括非个性化产品和个性化产品两类。在一些情况下，当提及“定制产品”时，可能期望排除前述特性或特征中的一个或多个。
如本文所用，术语“装饰”是指通过材料沉积施加的视觉、触觉或嗅觉效果，所述材料沉积直接施加或转移到制品上或通过改变制品的性质来施加，或这几种方法的组合。直接施加到制品上的材料沉积的示例包括但不限于将标签施加到制品上(贴标签)，和/或在制品的至少一部分或制品的一个部件上印刷和/或喷涂。在不将材料转移到制品表面的情况下改变制品的性质的示例是通过激光将图像施加在制品的表面上。如本文所用，术语“装饰”是指应用装饰的行为。
如在本文中关于流体产品所用，术语“不同的成品”包括但不限于：在容器体积、容器形状、容器尺寸、所含材料体积或质量、所含成分、所含流体产品组合物、容器或闭合件外观、闭合件类型、容器组合物、闭合件组合物或其他成品属性上不同。容器(和闭合件)的“外观”是指其颜色，以及其上的任何装饰，包括其上的任何标签或标签内容。本文关于组装产品使用的术语“不同的成品”包括但不限于：外观不同；某个特征(例如，个性化)的存在或不存在，或某个部件的存在或不存在(例如，产品是否具有可选部件)；组成产品的部件不同(例如，一种产品可具有部件A、B和C，另一种产品可具有部件A、B和C'；或A、B和D)；或者，其他成品属性不同。当成品被描述为在前述性质中的一个或多个上彼此不同时，其是指包括那些不是微小差别的差别，所述微小差别起因于制造容限内的变化。
如本文所用，术语“不同的流体产品”意指在至少一种性质上不同，诸如：状态(例如，液体、固体或非顶空气体)，流体产品中物质的一种或多种状态的不同量，成分上的不同，流体产品中的一种或多种成分的不同量，可观察的性质(由观察者感知或测量，诸如颜色、气味、粘度)，任何固体颗粒的粒度，以及其他性质。当流体产品被描述为在前述性质中的一个或多个上彼此不同时，其是指包括那些不是微小差别的差别，所述微小差别起因于制造容限内的变化。关于两种不同流体产品之间基于它们各自成分的差异，意味着两种流体产品中的一种包含另一种流体产品中不存在的成分。关于两种不同流体产品中至少一种相同成分的不同量，意味着这两种不同的流体产品各自含有至少一种相同成分，其具有按重量计最小或更大差异，如通过以下方法中的一种或两种测定的。两种方法都依赖于了解每种不同配方中所述相同成分的比例，其作为与相应成品相关联的每种流体产品的相应容器所包含的总量流体产品的总流体产品重量的重量百分比。方法1确定，如果两种流体产品中相同成分的重量百分比的比率大于或等于约1.1(并且因此，大于或等于约1.25)，如通过将这两种流体产品中重量百分比较大者除以这两种流体产品中重量百分比较小者所确定的，则这两种流体产品是不同的。方法2适用于当每种流体材料中存在的相同成分的重量百分比最小等于或大于2％(以重量百分比表示)并且这两种流体产品种相同成分的重量百分比的差异约等于或大于2％，或最高达且包括99％的任何整数％值的情况，如通过将这两种流体产品中重量百分比较大者减去这两种流体产品中重量百分比较小者所确定的。不同的流体产品是指成品内包含的流体产品的重量之和的全部，其中流体产品可以包含在一个或多个含有流体产品的腔室内。非顶空气体是指加压气体，其示例包括：推进剂气体，诸如用于气溶胶产品的推进剂气体，和用于密封腔室以向容器提供结构支撑或形状限定的加压气体。
如本文中参考载具上的制品(诸如容器或装载容器的载具)所用，术语“设置在…上”或“设置在其上”是指以下情况中的任一种：由其保持、附连到，或换句话讲以可拆卸的方式联接。当制品(诸如容器)被描述为设置在载具上时，制品可以相对于载具处于任何合适的取向，包括但不限于：在载具的顶部，在载具下方，与载具的一个或多个侧面相邻，或(如果载具上设置有多于一个的制品)这些方式的任何组合。
关于站而言，术语“快速循环”是指检查站，诸如称重站、扫描器(例如，用于扫描条形码、QR码、RFID码等)、视觉系统、金属探测器和其他类型的站，在此类站执行的任务相对于至少一些其他单元操作站在最短的时间内执行。例如，在快速循环站中的一些的情况下，当载具移动经过该站而不在该站停止时，可以在该站处执行任务。
如本文所用，术语“成品”是指以其最终形式或状态交付给顾客或消费者的产品。在需要组装的产品(组装产品)的情况下，此类产品将完全组装并在其上具有任何期望的装饰。此类完成组装的产品可以包括任何初级包装，其中产品通常在零售环境中被放置在顾客的商店货架上。在流体产品的情况下，此类产品将成为如下定义的流体成品。
如本文所用，术语“流体成品”包括容器、其中的流体材料(或内容物)、容器上的任何装饰物和容器上的闭合件。流体成品可以部分或全部可流动或为流体。
如本文所用，术语“流体产品”(或“流体材料”)是指以下中的任何者：液体产品、凝胶、混悬液、可流体的糊剂、可倾倒的固体产品(包括但不限于颗粒状材料、粉末、小珠和小豆)，和/或气态产品(包括但不限于气溶胶中使用的那些)。
如本文所用，“进给队列”是指载具在那里等待单元操作站准备好接收载具的区域。进给队列可以用可在该区域中排队的载具数量来表示。不同的单元操作站可以具有相同或不同的进给队列长度。因此，一些单元操作站的队列长度可以比其他单元操作站的队列长度更短或更长。进给队列可以(如果使用载具数量)在从0(如果没有载具能够在给定载具前等待)到多达数百辆载具的范围内。在一些情况下，队列长度可以在约2至10个载具之间。
如本文所用，术语“检查”可以包括以下中的任一项：扫描；称重；检测制品(可以是产品的部件；或者，在流体产品的情况下，制品可以是容器)的存在或取向；检测缺陷或故障，检测设备和/或载具的磨损；或者，其他类型的检查。可以由称重站、扫描器(例如，用于扫描条形码、QR码、RFID码等)、视觉系统、金属探测器和其他类型的站或装置来执行检查。
如本文中用于描述生产系统和方法的术语“混合”是指在一时间段期间(例如，同时)在同一系统中发生的生产。术语“混合”生产包括在一时间段期间使用同一系统生产不同的成品或者其任何部件或部分。例如，混合生产可以包括在同一系统中生产产品A和产品B，其包括不同的成品。产品在生产期间的任何给定时间可处于相同的完成阶段，或处于不同的完成阶段。在任何给定时间，该系统可以采用任何顺序来生产产品A和产品B，并采用任何顺序来产生此类产品的输出(例如，ABA；ABBA；等)。混合生产不限于生产两种不同的成品。混合生产可以从两种不同的产品制造任何合适数量的不同产品(例如，产品A、B、C、D等)，直到任何顺序的几乎无限数量的不同产品(例如，产品A、B和C；或产品A、B和G)。如果经过个性化，此类不同的可能产品可以多达10,000个，或多达1000万个，或更多。因此，术语“混合”生产不包括：(1)在不同的生产/制造线上(在相同或不同的制造场地)生产不同的成品；或(2)在一条生产线上制造一种产品(产品A)，并改变该生产线使其停止生产产品A，转为生产产品B(顺序转换)。不包括“混合”生产的此类顺序转换是这样的转换：它的发生频率不会高于每隔几(例如3)分钟。
如本公开通篇所用，术语“接合到”包括：其中通过将元件直接附连到另一个元件而将该元件直接固定到另一个元件的构型；其中通过将元件附连到中间构件上继而将其附连到另一个元件上而将元件间接固定到另一个元件上的构型；以及其中一个元件与另一个元件成一整体，即一个元件为另一个元件的基本部分的构型。
如本文所用，术语“批量生产”、“批量生产的”等是指自动或半自动化方法，其中在给定的一天生产至少数百个(并且在一些情况下为数千个)相同产品。如“批量生产”和“批量生产的”的定义中所使用的，“相同产品”是指在所有材料方面(尺寸、形状、装饰等)都相同的产品版本的多个副本，制造公差、序列化代码或到期日期的任何变化除外。批量生产的产品具有由产品的制造商或生产商选择的特性，而不是由该特定产品的顾客或消费者选择的特征。通常，批量生产的产品是在顾客或消费者选择或下订单之前生产的。
如本文所用，术语“非个性化定制产品”是指非个性化产品(如下定义)的定制产品。因此，非个性化定制产品是其中可以从制造商提供的预定义(有限)数量的选项(即，从选择列表)中选择特性和/或特征的产品。
如本文中关于在单元操作站发生的活动所用，术语“操作”包括转换和检查。
如本文所用，术语“包装”是指至少部分地设置在消费产品上或周围的结构或材料。在流体产品的情况下，“初级包装”是指消费产品与其直接接触的容器，包括其闭合件、泵、顶盖或其他周边物品。例如，在组装产品的情况下，“初级包装”是指与消费产品直接接触的盒子、泡罩包装或其他包装，其中通常提供产品以将产品在零售环境中放置在顾客的商店货架上。“次级包装”是指任何与初级包装相关联的附加材料，例如至少部分地围绕、包含或接触初级包装的诸如盒子或聚合套管的容器。
如本文所用，术语“个性化产品”是指被独特地定制并具有由顾客或消费者从基本上无线数量的可能选项中选择的特性和/或特征的制品，然后(之后)这些制品被生产为具有顾客或消费者选择的特性和/或特征。因此，个性化产品通常是在由顾客或消费者选择之后制造的(或部分地制造，然后完成)。个性化产品的特性和/或特征的一些示例包括但不限于：对于液体产品，添加到产品中的添加剂，其中顾客或消费者能够定义添加剂的重量百分比，其为从0％(例如，没有染料)到小于100％的任何百分比，具有几乎无限数量的小数位(但通常最多约3个小数位)；产品的颜色或其一部分，其选自全色域的任何组合；产品的香味，通过混合各种期望量和组合的香味来选择；添加由顾客或消费者提供的装饰(例如顾客或消费者提供的图片，其与消费者的墙纸相匹配等)；以及，将顾客或消费者的文字(例如，姓名或其他期望的用语)添加到制品、容器、包装或标签。可以采用任何合适的形式提供顾客或消费者的图片，包括但不限于数字形式。在一些情况下，当提及“定制化产品”时，可能期望排除前述特性或特征中的一个或多个。
如本文所用，术语“多个”是指多于一个。
如本文所用，短语“制备用于分配的产品”是指将一种或多种产品放入组和/或容器(例如，次级包装和/或装运容器)中以便运送到顾客、消费者或仓库。
如本文所用，术语“产品”是指在各种行业中销售或提供给消费者或顾客的任何类型的产品。术语“产品”包括组装产品和流体产品。以下产品可采取本文所述或本领域已知的任何产品形式。
消费产品的非限制性示例包括：婴儿护理产品(例如皂、洗发剂和洗剂)；用于进行人类或动物毛发清洁、处理、美化和/或修饰的美容护理产品(例如，洗发剂、护发素、染发膏、染发剂、毛发修复产品、生发产品、除毛产品、脱毛产品等)；用于进行人类或动物皮肤清洁、处理、美化和/或修饰的美容护理产品(例如，香皂、沐浴露、身体磨砂膏、洁面乳、化妆水、防晒剂、防晒乳、润唇膏、化妆品、皮肤调理剂、冷霜、润肤露、止汗剂、香体剂等)；用于进行人类或动物指甲清洁、处理、美化和/或修饰的美容护理产品(例如，指甲油、洗甲水等)；用于进行胡须清洁、处理、美化和/或修饰的美容产品(例如，剃刮产品、剃前产品、剃后产品等)；用于进行人类或动物口腔清洁、处理、美化和/或修饰的保健产品(例如，牙膏、漱口水、口气清新产品、抗牙斑产品、牙齿美白产品等)；用于治疗人类和/或动物病症的保健产品(例如，药品、药物、制药、维生素、保健品、营养补充物(补充钙、纤维等)、止咳药品、感冒药、喉糖、呼吸道和/或过敏病症治疗物、止痛剂、安眠剂、肠胃治疗产品(用于胃灼热、胃部不适、腹泻、肠道易激综合症等)、纯净水、净化水等)；用于喂养和/或照顾动物的宠物护理产品(例如宠物食品、宠物维生素、宠物药品、物咀嚼物、宠物零食等)；用于进行织物、衣服和/或衣物清洁、调理、清新和/或处理的织物护理产品(例如，衣物洗涤剂、织物调理剂、织物染料、织物漂白剂等)；家用、商用和/或工业用餐具护理产品(例如，用于进行手洗和/或机洗的洗碗皂和漂洗助剂)；家用、商用和/或工业用清洁和/或除臭产品(例如，软表面清洁剂、硬质表面清洁剂、玻璃清洁剂、瓷砖清洁剂、地毯清洁剂、木板清洁剂、多表面清洁剂、表面消毒剂、厨房清洁剂、浴室清洁剂(例如，水槽、厕所、浴缸和/或花洒清洁剂)、器具清洁产品、器具处理产品、汽车清洁产品、汽车除臭剂、空气净化剂、空气芳香剂、空气消毒剂等)等。如果需要，这些产品中的某些，包括但不限于织物护理产品、餐具护理产品和个人护理产品，可以包括用于任何合适目的的任何合适材料的小珠。
产品的其他示例包括那些旨在用于家庭、商业和/或工业、建筑和/或地面、施工和/或维护中的其他领域的产品，包括以下产品中的任何者：用于建立、维护、修改、处理和/或改善草坪、花园和/或地面的产品(例如草种、蔬菜种子、植物种子、鸟食，其他种类的种子、植物养分、肥料、土壤养分和/或土壤条件(例如氮、磷酸盐、钾碱、石灰等)、土壤消毒剂、化学除草剂、防杂草剂、农药、驱害虫剂、杀虫剂、防昆虫剂等)；用于景观美化的产品(例如表层土、盆栽土、一般用途土、覆盖物、木屑、树皮块、沙子、所有类型的天然石材和/或岩石(例如装饰石材、小卵石、碎石等)，基于石材和岩石的人造成分(例如摊铺机基材等))；用于在烤架、火坑、壁炉等中生火和/或加油的产品(例如点火原木、点火金块、木炭、打火机液体、火柴等)；照明产品(例如灯泡和灯管或各种类型，包括：所有尺寸、形状和用途的白炽灯、紧凑型荧光灯、荧光灯、卤素灯、发光二极管)；用于施工、维护、改造和/或装饰的化学产品(例如混凝土、水泥、砂浆、混合着色剂、混凝土改性剂/密封剂、混凝土保护剂、薄泥浆、柏油路密封剂、裂缝填料/修补产品、填泥料、接缝化合物、底漆、油漆、染色剂、面漆、密封剂、填缝剂、粘合剂、环氧树脂、下水道清洁/清淤产品、化粪处理产品等)；化学产品(例如稀释剂、溶剂和脱模剂/移除剂，包括醇类、溶剂油、松节油、亚麻籽油等)；水处理产品(例如水软化产品，诸如盐、抑菌剂、杀真菌剂等)；所有种类的紧固件(如螺钉、螺栓、螺母、垫圈、钉子、钉书钉、大头钉、吊架、别针、销子、铆钉、夹具、环等，用于与木材、金属、塑料、混凝土等一起使用/在其中使用/在其上使用)；等等。
产品的其他示例包括旨在用于食品和饮料行业中的那些，包括以下产品中的任一种：食品诸如基本成分(例如谷物诸如水稻、小麦、玉米、菜豆、和由这些中的任一种制成的衍生物成分、以及坚果、种子和豆类等)、烹调成分(例如糖、调料诸如盐和胡椒粉、烹调油、醋、番茄酱、天然和人造甜味剂、调味剂、佐料等)、烘焙成分(例如发酵粉、淀粉、起酥油、糖浆、食用色素、馅料、明胶、巧克力碎片和其他种类的碎片、糖霜、撒剂、浇头等)、乳制品(例如奶油、酸奶、酸奶油、乳清、酪蛋白等)、涂抹酱(例如果酱、果冻等)、调味酱(例如烤肉酱、沙拉酱、番茄酱等)、调味品(例如调味番茄酱、芥末、风味佐料、蛋黄酱等)、加工食品(面条和意面、干麦片、谷类混合物、预制混合物、零食、以及小吃和各种小吃混合物、椒盐卷饼、咸饼干、曲奇、糖果、各种巧克力、棉花糖、布丁等)；饮料诸如水、牛奶、果汁、风味和/或碳酸饮料(例如苏打水)、运动饮料、咖啡、茶、烈酒、酒精饮料(例如啤酒、葡萄酒等)等；以及用于制成或混合到饮料中的成分(例如咖啡豆、研磨咖啡、可可、茶叶、脱水饮料、用于制备饮料的粉末、天然和人造甜味剂、调味剂等)。另外，方便食物、水果、蔬菜、汤、肉、意大利面食、微波和/或冷冻食品以及农产品、蛋、牛奶等新鲜食品。
产品的其他示例包括旨在用于医药工业、药品、医疗装置和医疗领域的那些产品，包括用于接收、容纳、储存和/或分配本领域已知的任何形式的以下产品中的任一种：人类和/或动物的体液(例如羊水、房水、玻璃体液、胆汁、血液、血浆、血清、母乳、脑脊液、耳垢(耳屎)、乳糜、铃声、内淋巴(和外淋巴)、射精、流涕、胃酸、胃液、淋巴液、粘液(包括鼻引流和痰)、心包液、腹膜液、胸膜液、脓、发炎性分泌物、唾液、皮脂(皮肤油)、精液、唾液、滑液、眼泪、汗液、阴道分泌物、呕吐物、尿液等)；用于人类或动物静脉治疗的液体(例如体积膨胀剂(如晶体和胶体)、血液制品(包括血液代用品)、缓冲溶液、液态药物(可包括药物)、肠外营养制剂(例如，用于静脉营养，其中此类制剂可包括盐、葡萄糖、氨基酸、脂质、补充剂、营养素和/或维生素))；用于采用任何合适的给药方法(例如口服(固体、液体或丸剂形式)、局部、鼻内、通过吸入或直肠)给药至人体或动物体的其他药用流体(例如药物、药剂、营养素、营养品、药品等)。
产品的其他示例包括旨在用于使用内燃机的任何和所有行业(诸如交通运输行业、电力设备行业、发电行业等)的那些产品，其中包括交通工具和/或用于交通工具的部件或产品诸如汽车、卡车、汽车、船、航空器等，用于接收、容纳、储存和/或分配本领域已知的任何形式的以下流体产品中的任一种的容器：发动机机油、发动机油添加剂、燃油添加剂、制动液、变速箱油、发动机冷却液、动力转向液、雨刮液，用于车辆护理的产品(例如，用于车身、轮胎、车轮、窗、装饰，室内装饰等)，以及被构造成清洁、渗透、脱脂、润滑，和/或保护发动机、电源设备、和/或运输车辆的任一种和所有类型的一个或多个部件。
本文所述的产品还可以是非流体产品(或组装产品)，包括但不限于以下种类中的任一种：婴儿护理产品，包括一次性可穿着吸收制品、尿布、训练裤、婴幼儿护理湿巾等；美容护理产品，包括用于将组合物施用到人类或动物的毛发、皮肤和/或指甲等上面的施用装置等；家居护理产品，包括用于各种清洁应用的擦拭物和洗涤器等；家庭护理产品，包括干湿卫生纸、面巾纸、一次性纸巾、一次性毛巾、擦拭物等；女性护理产品，包括月经垫、失禁衬垫、阴唇间衬垫、卫生护垫、阴道栓剂、卫生巾、卫生棉条、卫生棉条施用装置、擦拭物等；卫生保健产品，包括口腔护理产品，诸如口腔清洁设备、牙线、牙线洁齿装置、牙刷等；宠物护理产品，包括美容辅助用品、宠物训练辅助用品、宠物装置、宠物玩具等；便携式电源产品，包括电化学电池、电池、电池电流中断器、电池测试仪、电池充电器、电池充电监控设备、电池充电/放电速率控制设备、“智能”电池电子设备、手电筒等；小家电产品，包括脱毛器具(包括男女电动剃须刀、充电和/或清洁装置、电动毛发修剪器、电动胡须修剪器、电动脱毛器装置、清洁液盒、剃须水盒、剃须刀片和组合刀块)；口腔护理器具(包括例如带蓄电池或电池的电动牙刷、替换刷头、齿间清洁器、刮舌器、充电站、电动口腔冲洗器和喷射器上的冲洗器夹)；小型家用电器(包括例如咖啡机、水壶、手动共混机、手动搅拌器、食品加工机、蒸汽锅、榨汁机、柑橘压榨机、吐司机、咖啡磨豆机或绞肉机、真空泵、熨斗、熨斗蒸汽压力站，以及其通常非电气的附件、毛发护理器具(包括例如电动吹风机、整发器、卷发器、直发器、无绳气体加热式造型器/及其铁器和气筒，以及空气过滤器附件)；个人诊断设备(包括例如血压监视器、耳温计，其滤镜)；时钟装置和手表装置(包括例如闹钟、与无线电组合的旅行闹钟、挂钟、手表和袖珍计算器)等。
在一些情况下，术语“产品”可以进一步被指定为排除上面列出的任何一种或多种产品或产品类别。
如本文所用，术语“可推进的”是指能够以任何方式推进。载具可以是可推进的，例如通过重力(诸如在向下的坡度上)，或通过推进力，该推进力可以是机械的、电的(例如，电动马达)、磁的或其他形式的推进。
如本文所用，术语“路线”是指用于运输制品的载具访问的单元操作站以及将在此类单元操作站处完成以便创建成品的操作的有序列表。
如本文所用，术语“半自主”是指具有自动操作和手动操作的方法。例如，生产系统可以是自动化的，除了材料的进给(例如，空容器)和/或从生产线上移除成品以进行包装，其中这一项或两项可以手动完成。
如本文所用，术语“同时”不仅指在(确切)同一时间开始的事物，而且指可能不在确切的同一时间开始和/或结束但是在同一时间范围期间发生的事物。可以指定以下中的一项或多项在本文描述的系统和方法中同时发生：载具的引导；将不同的载具递送到单元操作站；在相同或不同的单元操作站执行操作；创建多个(相同或不同的)成品的过程(或过程中的任何步骤)；并且，在流体产品的情况下，将流体组合物放入相同类型的容器或不同类型的容器中。
如本文所用，术语“产品流”是指一个接一个地生产的许多产品。
如本文所用，术语“系统”是指(单个)网络，可以在该网络内使用共有控制系统将一个或多个运输制品的载具引导到一个或多个单元操作。相反，在同一建筑物或设施中或在不同建筑物或设施中的单独未连接的处理线将不被视为包括系统。因此，在同一建筑物中的两个未连接的灌装线被操作以用不同的流体填充容器将不被认为包括系统。
如本文所用，术语“无轨的”是指工作空间的至少一部分，其与载具的现场固定路径无关。因此，无轨系统不含对载具进行导向的物理结构，诸如轨道。
如本文所用，术语“转换”包括对制品的物理、化学和生物学改变。转换的示例包括但不限于：组装产品的部件(将至少两个部件接合在一起)、装载、分配、填充、混合、加盖、密封、装饰、贴标签、清空、卸载、加热、冷却、巴氏灭菌、发酵、灭菌、包裹、旋转或翻转、印刷、切割、分离、暂停以允许机械沉降或机械分离或化学反应，或蚀刻。术语“转换”不包括对制品的检查。
如本文中用来修饰术语“路线”的术语“独特”是指单元操作站或在单元操作站完成的操作的数量、类型或顺序不同于另一个运输制品的载具的这些数量、类型或顺序。术语“独特”不要求单元操作站或在单元操作站完成的操作的数量、类型或顺序不同于所有运输制品的载具的这些数量、类型或顺序。
如本文所用，术语“单元操作站”是指制品经历操作的位置，该操作可以是转换或检查。上文定义的转换的类型可以各自在单独的单元操作站执行；或者，一种或多种转换和/或检查可以被描述为在单个单元操作站执行的一项操作。在后者的用于流体产品的一个非限制性示例中，开盖、填充和加盖的转换可以在单个填充/加盖单元操作站处进行。
如本文所用，术语“工作空间”是指这样的区域，单元操作站定位在该区域中并且载具可在该区域中引导。
除非另外指明，组合物的所有百分比和比率均按总组合物的重量计进行计算。
本发明公开了使用独立导向的载具同时生产产品的系统和方法。
该系统和方法可用于生产任何合适类型的产品。此类产品可以包括流体产品、组装产品或它们的任何期望组合。用于生产流体产品和组装产品的系统和方法的几个非限制性示例在下文提供。
该系统和方法包括工作空间、多个载具和多个单元操作站。该系统不需要在轨道上运输载具(并且因此为“无轨的”)。整个工作空间可以为无轨的。然而，整个工作空间不必都是无轨的。期望工作空间的至少一部分为无轨的，载具中的至少一些可在该至少一部分内独立地引导。载具中的至少一些可通过工作空间的无轨部分独立地引导到至少一个单元操作站。在一些情况下，载具中的至少一些可沿着工作空间内的预定义路径引导是可能的。在任何情况下，载具中的一个或多个(或全部)可能够沿着工作空间内的至少部分地被确定为“飞行中”(或在载具从第一个点行进到第二个点期间)的路径引导。载具(或载具中的至少一些)可由控制系统和/或制导系统控制，该控制系统和/或制导系统为载具中的一些或全部提供在通常水平(X-Y)的平面(诸如沿着通常为平面的工作空间表面)上的基本上完全的移动自由度。载具(或载具中的至少一些)也可提供有在垂直方向(或Z方向)上的移动自由度，就此而言，工作空间包括非平面部分诸如隆起部、斜坡、升降机等以支撑该载具。
图1示出了使用独立导向的载具生产产品的系统10的一个非限制性实施方案。图1示出，系统10包括布置在工作空间12中的多个单元操作站诸如14、16、18和20。该系统也包括可在工作空间12内推进的多个载具24。工作空间12可定位在表面上，诸如建筑物的地板或其他结构或设施上。因此，单元操作站和独立导向的载具不必与常规制造线相关联，也不必使用将载具发送到单元操作站的轨道。
单元操作站可以具有任何合适的类型(如下文进一步描述)，并且以任何合适的方式布置在工作空间中。在图1中，单元操作站14、16、18和20被布置为平行的行和列(当从上方俯瞰时)。图1中的单元操作站的布置方式也可描述为可能类似于城市街道布局的网格。该系统可由具有X轴和Y轴的笛卡尔坐标系限定，并且X-Y平面对应于载具24在其上四处移动的表面(诸如地板)。该列在X方向上间隔开，而行在Y方向上间隔开。尽管图1示出了其中同一类型的单元操作站(具有同一编号诸如14)各自位于单列中的实施方案，但不同类型的单元操作站可以任何合适的方式布置，其中任何类型的单元操作站可定位在任何列和行中。
如图1中所示，载具24可遵循单元操作站之间的任何合适的路径。每个载具通过该系统所采取的路径通常可以字母P命名。当存在多个载具时，第一载具所采取的路径可命名为第一路径P1；第二载具所采取的路径可命名为第二路径P2；等等。每个载具通过该系统所采取的路径可以具有任何合适的构型。这些路径不限于仅在X方向或Y方向上的直线移动。路径P的合适构型可包括该坐标系中任何方向上的直线部分、曲线部分、以及它们的任何合适的组合。载具的路径可以为开放的(使得载具从点“A”行进到不同的点“B”)或闭合的(例如，环形的、跑道构造等)。载具中的一些可采取与其他载具相同的路径。如图1中所示，至少一些载具可采取与其他载具不同的路径。载具中的一些可采取与其他载具所采取的路径相交的路径。在任何给定时间，可存在采取不同的路径通过该系统的载具。
图2示出了具有单元操作站14、16、18和20的另选的布置方式的系统。在图2所示的实施方案中，相同类型的单元操作站安排在一起。可将任何合适数量的单元操作站(2个、3个、4个或更多个)安排在一起，使得与不同类型的单元操作站相比，它们更靠近彼此。这对于多种情形可能是有利的。例如，将站安排在一起使得原材料供应可集中到共有单元操作站可能是有用的。此外，将需要特殊空气处理或需要分离(诸如酶)的站安排在一起可能是有用的。
图3示出了一个示例，其中单元操作站14、16、18和20可设置在位于垂直方向或Z方向上的不同平面内。因此，至少一个单元操作站可设置在另一单元操作站上方或下方。例如，一个(或多个)单元操作站可放在地板上或支架上。在一些实施方案中，另一个上部单元操作站可从上方悬挂，诸如从设施的天花板或者从支持或不支持设施的屋顶的桁架悬挂。在其他情况下，如图3中所示，该设施可具有不同的水平，使得存在多个地板76、76A和76B，并且上部单元操作站可放在该地板上或放在位于该设施的上部水平的支架上。上部单元操作站可定位在下方单元操作站的正上方。然而，上部单元操作站不必位于下方单元操作站的正上方。在一些实施方案中，单元操作站可仅部分地垂直对准。在其他实施方案中，单元操作站的布置方式可使得它们在它们的不同水平上具有完全不同的X-Y位置。图4示出了系统的一部分，该部分具有不同水平和用来在不同水平之间运输制品的升降机85。
这些图中示出的系统是可组织单元操作站的各种方式的非限制性示意性示例。单元操作站的类型及其布置方式可使得该系统能够用作制造工厂的一部分或作为完整的制造工厂。该系统能够将载具24从任何单元操作站引导到任何其他单元操作站。在一些实施方案中，可自动引导载具24中的一些或全部，使得载具中的至少一些(生产同一类型的产品)依次遵循单元操作站之间的同一路径或相似路径。在其他实施方案中，诸如当需要长生产周期时，用于生产一种或多种类型的产品的路径可以为平行的，使得它们类似于多车道高速公路。两者均示于图1中。
载具24(或载具中的至少一些)可被独立地导向并独立地推进。载具24可以为自动导向的载具(“AGV”)。载具(或载具中的至少一些)将具有车载控制器。载具24(或载具中的至少一些)可提供有位置检测器，使得载具不会彼此相撞。
通过载具24上的个体推进机构将该载具在系统中的不同位置之间(诸如在单元操作站之间)推进。载具可以为能够运输物体的任何合适类型的载具。合适类型的载具包括但不限于有轮子的载具；无人机(诸如具有用于在空间中飞行(包括同时作出高度变化)的推进器并且具有用于保持物体的保持器的那些)；和其他类型的载具。该系统可包括任何此类类型的载具中的一个或多个。在一些实施方案中，用于该系统中的载具可以全部为同一类型的载具。在其他情况下，可在给定时间使用不同类型的载具的任何合适组合。
载具24的一个实施方案示于图5中。图5中示出的载具24包括主体26和接合到该主体的多个轮子30。主体26可以为具有平台28的任何合适结构，当运送制品诸如容器38时，该制品可直接或间接放在该平台上。平台28可定位在载具24的主体26的顶部表面上。平台28可具有任何合适的构型。该系统内的不同载具24可具有任何合适的不同尺寸和类型的平台以及任何不同尺寸、数量和类型的轮子。
载具24(或至少一些载具)可具有平台28，该平台的尺寸和构型被设定成承载个体制品诸如单个容器(例如，瓶子)。其他载具24可具有平台28，该平台的尺寸和构型被设定成承载更大的物品诸如部分或完全空瓶的盒子或箱子，诸如用于填充箱子的；或者物品诸如原材料或工具。因此，该系统比轨道系统更为灵活，因为轨道系统可受限于可安装在轨道上和/或由轨道支持的载荷载具的尺寸和/或重量。
载具24可包括任何合适数量的轮子30。例如，在一些情况下，载具24可具有两个轮子和脚轮以确保简单移动和转动。在其他情况下，载具24可具有四个轮子30，这些轮子以允许该载具转向的方式被构造和/或接合到载具24。在一些情况下，轮子的布置方式和类型可允许载具在不同方向上移动。例如，全向轮具有环绕它们的垂直于转向方向的轮周的小圆盘。全向轮可仅在一个方向上抓地，而在其他方向上自由滑动。在图5中示出的实施方案中，载具24具有四个接合到该载具的全向轮30(第四个轮子由于载具的主体26的角度而被隐藏)。全向轮30被布置成使得存在两对共轴的轮子。不同的成对轮子的轴在该载具的中心区域中成直角交叉。该全向轮布置方式允许载具24在任何方向上行进，并且向载具24提供零转弯半径。
推进机构可定位在载具24的主体26内、或定位在载具的主体外部、或部分地定位在载具的主体内、以及部分地定位在载具的主体外部。当推进机构可定位在载具24的主体26内时，该推进机构可定位在载具的主体26的顶部表面下。载具24可以是可推进的，例如通过重力(诸如在向下的坡度上)，或通过推进力，该推进力可以是机械的、电的(例如，电动马达)、磁的或其他形式的推进。电动马达可由电池或电容器供电。载具24可任选地具有位于其上的监控器，该监控器监控电池或电容器上剩余的电荷。如果需要，当剩余电荷处于低水平时，控制系统可指引载具24行驶到再充电站。使用磁力进行推进的一些非限制性示例包括使载具移动短距离，诸如用于对接目的；或者为线性同步马达系统的形式，该系统具有定位在无轨表面下方的磁力线圈，在该无轨表面的顶部上的载具24为可推进的，该磁力线圈与定位在载具24上或中的磁铁组合作用。
载具24可全部为可独立地围绕工作空间12移动，但不必全部载具24均可独立地围绕工作空间移动。例如，当多个载具24沿着同一路径行进时，可能期望将载具连接在一起以形成一列载具，如图6E中所示。当生产类似产品诸如用于大规模生产时，这可能是期望的。可将任何合适数量的载具，诸如两个、三个、四个等，最多100个或更多个载具连接在一起。可通过允许小车移动以在侧向上枢转的联接器连接载具24。在此类情况下，存在多种用于推进该列中载具的选项。将通常对领头的载具通电，但其他载具无需通电。任何其他载具可通电或可不通电。例如，被牵引载具中的一个或多个可不通电。当不通电时，被牵引载具可与领头的载具具有同一类型，但不激活它们的马达。在其他情况下，被牵引载具可以为不具有马达和/或控件的简化载具。以此方式连接载具可降低载具交通管理的复杂性。
载具24可提供有各种任选特征。例如，由于载具24具有自带电源，因此它们也可提供有可移动有效载荷平台28，该平台可上升和下降。可移动有效载荷平台28可由向推进系统供电的同一自带电源供电，或由不同的自带电源供电。可移动有效载荷平台28可用来将载具24上的制品带至期望的高度，如果必要，在一个或多个单元操作站使用。
载具24的位置可通过任何合适的载具位置定位系统确定。各种不同类型的载具位置定位系统可单独使用或以任何合适的组合使用。
一种类型的载具位置定位系统为室内定位系统(IPS)。室内定位系统能够使用无线电波(例如，蓝牙
另一种类型的载具位置定位系统为摄像机系统。摄像机系统可使用一个或多个头顶摄像机和/或位于其他位置的摄像机，该摄像机能够识别载具上的至少一个特征。在一些情况下，摄像机可以具有足够的数量并且在多个位置，使得它们覆盖整个工作空间。摄像机可以为高分辨率摄像机。摄像机可任选地为彩色摄像机(相对于仅能够捕捉黑白图像的那些)。摄像机可包括处理器或与处理器通信，该处理器能够识别工作空间中的长期固定物体或“背景区域”。此类背景区域可包括地板、建筑支持物、单元操作站和其他固定物体。可手动地将背景区域输入到摄像机的处理器；或者，摄像机的处理器可学习背景区域(诸如通过识别在一时间段内从未被载具占据的区域)。如果工作空间中存在盲点，则它们可被构造为载具24不被允许行进的区。摄像机的处理器可在地图上增添每个载具的位置和取向的数据以及载具不被允许行进的区的数据。可以为每个载具分配该载具在其中自由行进的空间或区域。可能期望控制使用摄像机载具位置定位系统的设施中的照明，使得环境光不干扰摄像机检测载具上的特征的能力。在一些情况下，可能期望具有单色照明，并且期望摄像机具有窄带通滤波器以减少环境光的影响。
由摄像机检测的载具24上的特征可包括以下中的一项或多项：信标；2D代码；LED显示器；定时频闪灯序列和/或持续时间；或运动跟踪红外反射标记。另选地，摄像机可定位在载具24中的每一个上，并且该系统定位在其中的设施可提供有标记或灯形式的静态信标。
载具24也可提供有防碰撞系统。防碰撞系统确保载具24不碰撞物体、其他载具或人；或者，如果它们确实接触到载具，则它们移动得足够慢，使得它们不造成损害。防碰撞可通过共享位置感知而实现。如上所述，位置定位系统可建立每个载具的位置。指引载具移动的控制系统可提供有全部其他载具或其他物体或人的位置，以及任选地关于全部其他载具的预期未来位置的附加信息。鉴于此类信息，指引载具移动的控制系统可限制载具的移动，从而不会使该载具碰到另一载具、物体或人。该设施也可提供有“无运动区”，使得载具24不能进入该设施中的人类工作地点。例如，该系统可包括分割为多个区的工作空间12，并且当人类进入一个区时该区可被禁用，使得被禁用区中的全部载具停止。这可由人类携带或佩戴的装置触发。此类可具有工具展位应答器性质的装置可与控制系统通信，以自动造成围绕该人类的待禁用的区。在其他实施方案中，可使用3D视觉系统来识别人类或并非载具的其他物体，并且该视觉系统可与载具通信以避开此类人或物体。
工作空间12可分为多个区。区控制器可与载具位置定位系统合用以控制不同区中的载具。区控制器可包括任何合适类型的控制器，包括但不限于：PC处理器、PLC处理器、FPGA处理器和摄像机处理器(在基于摄像机的载具位置定位系统情况下)。
区控制器可维持它们相应区的地图，该地图示出了物体和载具所定位的位置。区控制器可接收来自载具的大致(即，通常)方向请求。区控制器可将位置传送给载具。如果使用其中载具位置由固定摄像机确定的系统，则载具需要被区控制器告知其当前位置。这可能每秒钟发生超过十次。区控制器可将空间所有权分配给不同的载具24并且将运动命令传送给载具24。
当分配空间时，载具24可被允许沿着从给定位置到终点的线路行进，并且具有与该线路的特定容许偏差。区控制器可确保载具不被分配到与外来物体相距一定距离内的空间。区控制器也可确保载具不被分配到它们将会与其他载具(其足迹是已知的，诸如基于阅读它们的2D代码)相撞处的空间。载具24可以如它们的比例-积分-微分控制器(PID)设定所允许那样快地行进，并且使得载具将以最小的超量在期望的终点处停止。在载具24达到终点之前可被分配到新的空间，使得载具24的运动可继续。如上文所讨论，“精密”运动控制可在定位在单元操作站处的对接站处使用。
在载具24到达它们的目的地之前，它们可行进通过几个区。区控制器可协调切换至其他区控制器和从其他区控制器切换。这可包括分配沿着区之间的边界的空间。
该系统可提供有各种任选特征。例如，在一些实施方案中，区控制器可以使具有低电池电量的载具24优先行进。
在使用该系统和方法生产流体产品的实施方案中，可将容器38提供在载具24上。载具24可在该系统内被引导，以促进用流体材料填充容器38和/或对容器和/或其内容物执行其他操作。容器38可限定用于接收和分配流体材料的至少一个开口40。当据说称容器具有开口40时，还包括具有多个开口的实施方案(诸如具有分开的闭合件或单个闭合件的多隔室容器、压片排气口和分配器容器等)。单个载具或不同载具上可以存在多个容器。
当系统20中存在多于一个容器时，容器24可以全部都是相同类型或几何形状(即，容器具有相同的尺寸、形状、外观并具有相同的体积)，或者容器中的任一个可以在尺寸、形状、外观或体积中的一个或多个方面彼此不同。当提及容器的“形状”时，应当理解，它是指容器的外部形状。当提及容器的“体积”时，应当理解，它是容器的内部体积。多个容器可以被识别为第一、第二、第三等容器。在任何给定时间，在该系统中，两个以上的容器可以不同和/或保持与其他容器不同的流体材料。在一些实施方案中，可存在3、4、5、6、7、8、9、10或更多种不同类型的容器，或者不同类型的容器的组(其可在容器类型和/或在其中容纳的流体材料方面彼此不同)，它们在任何给定时间设置在该系统中。(在下面描述的组装产品的情况下，这同样适用于不同类型的制品。)
闭合件42可以接合到容器以闭合开口40，直到期望从该容器分配产品(即，闭合件“选择性地密封”开口)。闭合件包括但不限于：顶盖，诸如弹扣盖、螺纹盖、包括多个零件如铰链和顶部或过渡喷口的盖、回流盖、胶合盖(诸如在具有喷口的一些衣物洗涤剂容器上使用的那些)，提供计量功能的盖如口腔冲洗盖，泵或触发器，以及气溶胶喷嘴。闭合件具有形状、尺寸和外观。与容器类似，闭合件可以全部为相同类型，或者任何闭合件可以在类型、形状、尺寸或外观中的一个或多个方面与其他闭合件不同。多个闭合件可以被识别为第一、第二、第三等闭合件。
如上文所讨论，不同载具24的尺寸和/或类型可以相同或不同。载具24还可包括用于保持制品(诸如容器38)的保持器32。如图6B、图6C和图7中所示，保持器32可以具有任何合适的类型或构型。保持器可以包括任何合适尺寸和构型的机械保持器。在其他实施方案中，如下文参考图5所述，载具24可包括通过真空操作的唯一保持器。在任何给定时间，该系统中的不同载具24可以具有尺寸和/或类型相同或不同的保持器。
在一个实施方案中，如图5所示，容器38可以由真空保持器经由载具24的平台28上的真空口44能够可释放地固定到载具24。在此类实施方案中，当容器38放置在载具24的平台28上时，可以通过在主口46上抽真空而在真空口44上抽真空。当容器38设置在真空口44上方并且在主口46上抽真空时，真空可以将容器38固定到载具24。主口46可包括阀，诸如施克拉德(Schrader)阀，其选择性地将主口46与真空口44流体地隔离，使得在容器38上抽真空时该阀防止真空释放，直到阀随后被致动。
在一些实施方案中，载具24的主体26的顶部表面可由弹性体或促进容器38和平台28之间的有效密封的其他类似材料形成。包括真空保持器的此类载具在提交于2017年9月8日的美国专利申请序列号15/698,686和15/698,693中有所描述。
应当理解，虽然载具24的平台28在附图中被示出为面向上，但载具的该部分(包括用于容器的保持表面)不必总是向上取向。保持表面不必位于主体的顶部表面上，并且保持表面可以在任何合适的方向上取向，包括在本文所述的方法的任何合适阶段向下(顶部朝下)或向侧面。(当然，其中具有流体材料并且其开口未密封的容器通常不会以顶部朝下的状态被运送，但是空容器或闭合容器，或容器的闭合件可以顶部朝下或向侧面的状态被运送。)
在一些实施方案中，具有真空保持器的载具24还可以包括测量真空强度(例如以psig或kPa的压力单位)的量规或传感器，以确保真空具有足够的强度来固定容器。可以将目标值置于真空强度上，使得超出那些目标值的读数可以用于表示容器38没有充分固定到载具24。真空保持器还可以包括在该量规或传感器之间的通信装置，其与系统通信，使得任何未充分固定到其载具的容器可以被远程地识别并且被引导到检查站和/或拒绝站，或被引导到真空站，在这里可以再次施加真空。
容器可以是各种构型中的任一种，并且可以在各种行业中使用以保持各种产品。例如，如本文所述的容器的任何实施方案可以在消费产品行业和工业产品行业中使用，其中所述容器包含流体产品。容器可以在一次或多次填充操作中填充，以在部分或完全预期填充之后包含成品的一部分或多种成分或所有成分。
容器可以由各种合适材料中的任一种形成，诸如聚合物组合物。可以将聚合物组合物形成(例如，模塑成各种制品，诸如容器，形成接合在一起形成容器的一片或多片薄膜，或以其他方式形成)到容器中。
在一些情况下(诸如形成瓶子)，组合物可以挤出吹模或注塑。通常，高密度聚乙烯(HDPE)是挤出吹模的，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是注入拉伸吹模的。完全组装的容器可以包括一个或多个元件，包括但不限于容器、闭合件、喷嘴、回流特征部和/或柄部。
由用以形成柔性容器的一片或多片膜形成的容器的示例以及制造该容器的方法在以下美国专利公布和申请中有所描述：US 2013/0292353；US 2013/0292415；US 2014/0033654；US 2015/0122840；US 2015/0125099；US 2015/0121810；US 2016/0325518；US2017/0001782；以及美国专利申请序列号15/466,901(宝洁公司(Procter&Gamble)柔性充气容器专利公布)。
载具24可被构造成适应某些类型的制品(诸如载具)。这样，可提供不同的载具类型，以允许同时引导不同类型的制品。载具24也不限于运送上述的制品。在一些情况下，载具24可用于其他目的，其可包括但不限于：将原材料递送到单元操作站；以及将诸如转换工具之类的工具递送到该系统周围的各个位置。原材料的示例包括但不限于：货盘或槽(诸如液体成分的槽，其可使用重有效载荷载具，分别如图6B和图6C所示)、满盖料斗(加盖)和柔性袋(如图6D中示出的通过打开机构打开的)形式的原材料。用来承载工具的载具的示例为使用载具来承载工具，该工具在更换标签之前从装饰单元操作站移除一卷标签。
再次参见图1，载具24将制品运至单元操作站，在该单元操作站处，可对该制品执行操作。该操作可以并且通常将相对于其他制品按顺序(或另选地，以非顺序方式)执行，该顺序不同于常规制造方法中的典型顺序，在该常规制造方法中，对一连串制品执行一系列分步操作。因此，系统10可以与典型的运送机系统相区分，在该运送机系统中，正在制造的制品沿着单个运送机行进并且制造步骤从运送机的上游端到下游端连续地执行。
这些单元操作站可以是上述“单元操作站”定义(以及其中包括的“转换”和“检查”的定义)中描述的任何类型的单元操作站。可以存在任何合适数量的单元操作站。一般来讲，将存在两个或更多个单元操作站(例如，2、3、4、5个，多达100个或更多)。单元操作站可以为任何合适的布置方式
单元操作站可以包括但不限于：将制品装载到载具上；从载具卸载制品或产品；填充(诸如用一种或多种流体产品填充容器)；加盖；开盖；检查；装饰；混合；组装(诸如组装制品的部件)；形成容器的全部或一部分(例如，从膜形成柔性容器)；将容器的部件组合在一起；和/或容器闭合件的部件；维护(即，对载具或系统的其他部件执行维护)；紧缩包装；称重；和真空施加或排放。如果需要，可以在单个单元操作站(例如，填充和加盖)组合任何两个或更多个单元操作的功能。单元操作站可以任选地还包括一个或多个附加机构(包括但不限于传感器)，其执行对于实施期望过程适合或必需的一个或多个附加操作。另外，在一些情况下，可能期望排除一种或多种前述类型的单元操作和/或机构。可以通过任何合适类型的机构自动实施给定单元操作站处的操作。另选地，可以手动实施给定单元操作站处的任何操作。这些单元操作站中的任一个可以被描述为所执行的特定操作之前的单元操作站(例如，装载单元操作站)。
如上所述，可以存在用于抽真空的真空施加站(或简称“真空站”)，以将制品保持在真空保持器(诸如，真空保持器载具)上。如有必要，还可以存在用于抽额外真空的真空再充站，以考虑随着时间的推移真空保持的任何降低。另外，可以存在用于释放真空的真空排放站，其将制品保持在载具上，使得可以从载具中移除制品。此类真空排放站可以是单独的站，或者其可以是另一个站(包括但不限于真空站)的一部分。
图1示出了单元操作站的布置方式的一个非限制性实施方案。在图1所示的实施方案的一个变型中，单元操作站可包括多个(容器)装载站14、多个组合的填充/加盖站16、多个装饰站18或多个卸载站20(例如，统称为“单元操作站”)。在该实施方案中，单元操作站14、16、18、20中的每一个定位在如上所述的行和列中。载具24可以选择性地在单元操作站之间引导，以有利于在多个容器38内将流体材料装瓶(并且在其他实施方案中，引导到不同类型的单元操作站，以便进行对组装产品的组装件的制造)。
当载具24是空的(即，没有容器38)时，载具24可以首先引导到装载站14中的一个，在那里空容器38被装载到载具24上。载具24随后可将空容器38运输到一个或多个填充站，在该填充站处，流体材料的一个或多个部分被加入该容器中。载具24随后可将容器38运输到加盖站。另选地，载具24可以将空容器38引导到填充/加盖站16中的一个，在那里该容器用流体材料填充并且用闭合件40中的一个来密封。然后，载具24可以将容器38引导到装饰站18中的一个或多个以对其施加装饰，并且然后可以将容器38引导到卸载站20中的一个，在那里可以将填充的容器38从载具24移除以便装入包装中。
应当理解，该系统中可存在比图1所示明显更多的载具24。也可以存在比单元操作站14、16、18、20明显更多的载具24。载具24中的每一个可能够独立地引导，以有利于将容器38中的至少一些同时递送到单元操作站14、16、18、20中的不同站。多个载具24可在限定的接近跑道上排队，同时等待递送到期望的单元操作站14、16、18、20。行进中的载具将移动到进给队列中最后一个载具后面的位置。该系统可任选地向一个或多个载具24提供较高优先级别载具“切入”到进给队列线路中的能力。然而，该任选的特征可能需要单元操作站之间具有额外间距。
该系统10可允许比常规运送机系统或轨道系统更有效的生产产品。如下面将进一步详述的，控制系统62可以协调载具24中的每一个的引导，以及单元操作站14、16、18、20中的每一个的操作来有效且高效地履行成品订单。因此，控制系统与载具24和单元操作站14、16、18、20通信。这些部件的操作的协调可以包括例如载具识别、载具调度、载具速度(可以以任何合适的方式改变，包括使载具加速、减速和停止)、载具方向(包括改变到不同路径的方向，以及反转方向)、碰撞避免、路线选择、停机报告等。
现在将更全面地描述若干非限制性类型的单元操作站的示例。
容器装载站(或简称“装载站”)14可以被构造成有利于将空容器(例如38)和/或其闭合件42装载到定位在容器装载站14的载具24上。应当理解，容器装载站14可以包括有利于将容器和/或闭合件42装载到载具上的各种自动和/或手动布置方式中的任一种。装载可以手动静态地完成，诸如通过带有可选门的重力进料槽或利用机械运动装置。合适的机械运动装置包括但不限于：可独立致动的自动臂、气动臂、机器人、加料叶轮和其他机械移动元件。在一个实施方案中，容器装载站14可以各自包括机器人臂(未示出)，该机器人臂从储存区域取回容器38和/或闭合件并将容器38和/或闭合件放置在载具24上。为了有利于抓住容器38和/或闭合件，每个机器人臂可以具有机器人下颌骨、抽吸端，或能够抓住容器38和/或闭合件的各种合适的附加或另选布置方式中的任一种。一旦容器38和/或闭合件在载具24上就位，如果使用图5所示的真空保持器载具，则可以在主口46中手动或自动插入真空管线(未示出)以在真空口44上抽真空，从而临时将容器38和/或闭合件固定到载具24。然后可以从主口46移除真空管线，从而允许相关的阀(未示出)关闭以保持容器38和/或闭合件上的真空。真空站诸如如上所述的真空站也可以远离装载和/或卸载站，以便在其他时间再充真空。
填充单元操作站用于将流体材料分配到容器中的至少一些中。填充单元操作站不需要将容器填充到任何特定液位(例如“满”液位)。填充单元操作站可以将任何合适的流体材料分配到容器中。在一些情况下，填充单元操作站可以将包含最终产品的所有成分的组合物分配到容器中。另选地，填充单元操作站可以将基础组合物分配到容器中，并且可以将容器发送到一个或多个其他填充单元操作站以向其中添加其他成分(或预混添加物形式的几种其他成分)以便形成成品。在其他情况下，可以在填充单元操作站处首先将单独的成分和/或预混添加物添加到容器中，然后可以在其他填充单元操作站处随后添加其余的成分或基础组合物。因此，一些填充单元操作站可以仅分配成品组合物的一些部分。此类部分包括但不限于：水、有机硅(诸如用作调理剂等)、染料、香料、香料微胶囊、酶、风味料、漂白剂、消泡剂、表面活性剂、结构剂、稳定剂(诸如溶剂)、抗微生物剂、美学增强剂(诸如遮光剂)、云母等。如果单独添加这些成分，则可以将它们以任何合适的顺序加入，并且可以将它们在任何合适的单元操作站混合在一起。
此外，尽管一些填充单元操作站可以仅被构造成分配一种类型的流体材料，但是填充单元操作站不限于只分配一种类型的流体材料(例如，一种颜色的染料等)。在一些情况下，一个或多个填充单元操作站可以被构造成分配不同的成分(诸如通过不同的流体材料供应和喷嘴)。例如，同一个填充单元操作站可以分配绿色成品组合物、蓝色成品组合物和红色成品组合物；或者，它可以分配绿色染料、蓝色染料和红色染料。在此类情况下，至少两种不同类型的容器(例如，第一、第二、第三等容器)可以从同一个流体材料分配单元操作站或从同一类型的流体材料分配单元操作站接收其成品组合物的一种或多种(或全部)成分。
因此，填充单元操作站可以包括用于将流体材料分配到容器中的多个可独立控制的喷嘴。此类可独立控制的喷嘴可采取多种不同的形式。在一些情况下，可以使用单个喷嘴来分配多于一种不同的流体材料。在其他情况下，填充单元操作站可以包括一排喷嘴，其包括多个喷嘴，每个喷嘴可以被构造成分配相同或不同的流体材料。在其他情况下，一个或多个喷嘴可以向上和向下移动以适应不同高度的容器。
混合单元操作站可以包括任何合适类型的混合装置。合适类型的混合装置包括但不限于：具有静态几何形状的混合器(诸如静态混合器)、孔口混合器、孔板混合器、在管道中进行湍流或层流混合、在管道中进行注射/喷射混合、液体哨子空化、动态混合器(诸如磨机/搅拌器)、瓶内混合装置和喷嘴内混合装置以及其他原位混合装置。
合适类型的原位混合方法描述于PCT专利申请序列号CN2017/087537(P&G CaseAA 1227)中。该专利申请描述了用于通过采用以斜升部分和/或斜降部分为特征的动态流动分布来原位混合两种或更多种不同液体组合物的方法。在该原位液体混合方法中，即直接在容器(例如，瓶子、小袋等)内混合两种或更多种液体原料，该容器被指定在该产品的运输和商业化期间或者甚至在该产品销售之后的使用期间用于容纳成品液体消费品。该混合方法采用动态填充分布来填充容器，这有助于减少由高速填充引起的容器内的飞溅、回弹和相关的负面影响(诸如曝气)，并且/或者改善混合的彻底性并确保如此形成的成品液体消费品具有令人满意的均匀性和稳定性。更重要的是，在飞溅和回弹得以控制的情况下，可以将填充速度提高得更高，从而显著减少填充时间并改善系统生产量。在一个方面，用液体组合物填充容器的方法包括以下步骤：(A)提供具有开口的容器，其中容器的总体积在约100ml至约10L的范围内；(B)提供第一液体进料组合物和与第一液体进料组合物不同的第二液体进料组合物；(C)用第一液体进料组合物将容器部分地填充至容器总体积的约0.01％至约50％；并且(D)随后，用第二液体进料组合物填充容器的剩余体积或其一部分，而通过一个或多个液体喷嘴将第二液体进料组合物通过顶部开口填充到容器中，同时所述一个或多个液体喷嘴被布置成产生以动态流动分布为特征的一个或多个液体流动，该动态流动分布包括在步骤(D)开始时增加流速和/或在步骤(D)结束时减小流速，结合步骤(D)中间的峰值流速。
用于在容器中原位混合两种或更多种不同液体组合物的其他合适类型的方法描述于PCT专利申请序列号CN2017/087538(P&G Case AA 1228)中。该专利申请描述了一种采用一个或多个液体流入物的方法，所述液体流入物从容器的纵向轴线偏移1-50°。在该原位液体混合方法中，直接在容器(例如，瓶子、小袋等)内混合两种或更多种液体原料，该容器被指定在该产品的运输和商业化期间或者甚至在该产品销售之后的使用期间用于容纳成品液体消费品。该方法采用一个或多个液体流入物来填充容器，所述液体流入物不与容器的纵向轴线对齐，但是从所述纵向轴线偏移足够大的偏移角度(α)，例如约1°至约50°。此类偏移或成角度的液体流入物用于增加可用动能对混合结果的影响，并且继而改善如此形成的成品液体消费产品的均匀性和稳定性。在一个方面，这种用液体组合物填充容器的方法包括以下步骤：提供具有开口的容器，该开口具有质心、支撑平面和纵向轴线，该纵向轴线延伸穿过开口的质心并垂直于所述支撑平面，而容器的总容积在10ml至10L的范围内；(B)提供第一液体进料组合物和与第一液体进料组合物不同的第二液体进料组合物；(C)用第一液体进料组合物将容器部分地填充至所述容器总体积的约0.01％至约50％；并且(D)随后，用第二液体进料组合物填充容器的剩余体积或其一部分，而在步骤(D)期间，通过定位在开口正上方或插入开口中的一个或多个液体喷嘴将第二液体进料组合物通过开口填充到容器中，并且同时所述一个或多个液体喷嘴被布置成产生一个或多个液体流入物，所述液体流入物从容器的纵向轴线移偏移约1°至约50°范围内的偏移角度(α)。
另选地，代替提供单独的混合单元操作站(或除了混合单元操作站之外)，该系统或其部件可提供有对于混合或搅拌被运输的制品有所贡献的特征或修饰。这与当组装敏感性部件诸如电子部件时通常期望的相反。然而，当制造流体产品时可能引起极大的兴趣。可提供此类搅拌的非限制性数量的特征或修饰是可能的。例如，在某些情况下，载具24可具有接合到该载具以保持并搅拌被运输的制品(诸如容器中的流体产品)的搅拌机构。该搅拌机构可以具有被构造成摇动制品、反转制品和/或转动制品的类型。在其他情况下，搅拌机构可提供在载具24的轮子30上，诸如向载具提供一个或多个偏心轮。在其他情况下，该特征或修饰可提供在载具行经的表面上。换句话说，工作空间12的表面的至少一部分的形状可提供搅拌。例如，如图1中所示，工作空间12的地板的一部分58可做成显著凹凸不平或颠簸，使得被运输的制品被搅拌。另选地或此外，如图1中所示，工作空间12的地板的一部分60可以为碗状的，以将载具24的有效载荷倾斜，以便提供期望的搅拌。在其他情况下，随着载具24从一个点行经到另一个点，该载具的移动可提供搅拌。例如，如图1中所示，在碗状的部分60中，载具24可在沿着其路径的至少一部分的圆形(或一些其他图形)中旋转或移动，以搅拌有效载荷。在其他情况下，随着载具24沿着其路径移动，该载具可迅速地左右移动，以便提供对有效载荷的期望的搅拌。
组合的填充/加盖站16可以被构造成将流体材料分配到容器38中，并且一旦填充好流体材料就将闭合件施加到容器38。组合的填充/加盖站16的一个示例在图7中示出，并且被示为包括填充部分92和加盖部分94。填充部分92可包括填充臂96，其可在回缩位置(图7)和伸长位置(未示出)之间垂直地移动。加盖部分94可以包括加盖臂98，其可在回缩位置(未示出)和加盖位置(图7的右侧)之间垂直地移动。要开始填充容器38，载具24可以被引导到填充部分92，使空容器38位于填充臂96下方。图7示出了与填充/加盖站的填充部分92和加盖部分94两者相关联的一对机械臂形式的精调机构80。这些精调机构80能够将载具24带至精确位置，该精确位置需要相对于单元操作站(诸如在喷嘴下方)，以便单元操作站对载具24上的制品执行预期的单元操作。然后填充臂96可以从回缩位置移动到伸长位置并且与容器38的开口40接合。然后，填充臂96可以将流体材料分配到容器38中。一旦分配好流体材料，填充臂96就可以停止分配流体并且可以移回到回缩位置。然后可以将载具24引导到加盖部分94，使闭合件42定位在加盖臂98下方。然后，加盖臂98可以延伸到闭合件42，抓住闭合件42，然后返回到回缩位置。然后，载具24可以将容器38的开口40移动到盖帽臂98下方。加盖臂98可以移动到加盖位置并且可以将闭合件42拧到或以其他方式附接到容器38。闭合件42可以由消费者移除或打开以获得内容物。
在一些实施方案中，闭合件42可以在容器38上运输。在此类实施方案中，当载具24到达填充/加盖站16时，载具24可首先被引导到加盖部分94。加盖臂98可以从容器38移除闭合件42，并且可以在保持闭合件42的同时移动到回缩位置。然后，载具24可以被引导到填充部分92，以利用流体填充容器38。一旦容器被填充，载具24就可以返回加盖站94，在那里加盖臂98将闭合件42固定到容器38。在其他实施方案中，闭合件42可以在与容器38相同的载具上但不在容器上(例如，在同一载具上但与容器相邻)被运输到填充/加盖站16。在其他实施方案中，闭合件42可以在与运输容器38的载具不同的载具(例如，单独的载具)上被运输到填充/加盖站16。当闭合件42在载具24上运输时，如果需要，可以通过真空(或以某种其他合适的方式)将该闭合件保持并发送到成品单元操作站中的任一个。例如，可能期望将闭合件42发送到装饰站以装饰该闭合件。在其他实施方案中，闭合件42可以不与空容器38一起运输，而是可以在其到达加盖部分94时(即，在容器38填充有流体材料之后)被提供给容器38。应当理解，填充/加盖站16可以包括有利于对容器进行填充和加盖的各种附加或另选的自动和/或手动布置方式中的任一种。
装饰站18可以被构造成有利于标记、印刷、喷涂(即喷绘)或以其他方式装饰容器38(并且任选地也对其闭合件进行这些操作)。在一个实施方案中，装饰站18中的至少一个可包括打印机(未示出)，其打印用于施加到容器38的标签。在此类实施方案中，该打印机可以将标签打印在背衬基板上的贴纸上。卷绕组件(未示出)可以接收贴纸和背衬基板。当承载容器38的载具24通过卷绕组件时，容器38经过卷绕组件的移动可有利于将贴纸施加到容器38上。
在其他实施方案中，打印机可以将油墨打印到转印部件上，并且可以将粘合剂施加到油墨上以形成复合结构。然后可以将油墨和粘合剂复合结构从转印部件转印到制品(诸如产品或其部分，或者容器)上以形成标签或装饰(不使用单独的贴纸)。转印部件可以是柔性的，并且可以包括能够在各种凹凸表面特征上与制品贴合的柔性片材料。在一些情况下，粘合剂可以与油墨分离并处于油墨与制品之间。在其他情况下，粘合剂可以与油墨成一整体。另外，可以用剥离涂层处理转印部件，该剥离涂层可以处于转印部件与油墨和粘合剂复合物之间。合适的转印过程描述于以下属于Procter&Gamble公司的专利申请中：US2017/0182756 Al；US 2017/0182704 Al；US 2017/0182513 Al；US 2017/0182705 Al；和US2017/0183124 Al。
在其他实施方案中，打印机可以将油墨打印到套管或包裹物(诸如，包围容器或制品周边的收缩套管)上。然后可以使套管至少部分地与容器或制品贴合，诸如通过加热收缩套管。
此类布置方式可以有利于“按需”装饰，由此可以为由载具24承载的不同类型的制品和/或容器38(以及/或者所述容器中的流体)打印不同的装饰(诸如标签)。这些标签可以包括各种类型的装饰和产品信息，诸如，例如，字符、图形、商标、成分、SKU(库存单位)信息，或者当制品(例如容器38)被呈现以供销售时的其他视觉元素。如果需要，可定制制品(例如容器38)，甚至可以根据和/或响应于零售商或个人消费者的订单来对其进行个性化。
卸载站20可以被构造成有利于从载具24移除制品(诸如填充的容器38)。在一个实施方案中，卸载站20中的每一个可以包括机器人臂(未示出)，该机器人臂从每个载具24取回制品(例如容器38)以装入包装中(例如，商店陈列或货运容器)。为了有利于抓住制品(诸如填充的容器38)，机器人臂可以具有机器人下颌骨、抽吸端，或能够抓住容器38的各种合适的附加或另选布置方式中的任一种。在某些情况下，载具24的至少一部分或部件可以与制品/容器同时卸载。例如，载具可以包括用于将制品/容器固定到载具24的弹力盘，该弹力盘是可移除和可更换的。
一旦从载具24移除制品(例如容器38)，载具24就可以被引导回装载站14以接收另一个制品(诸如空容器38)来进行填充(或制品的部件来制成组装产品)。应当理解，卸载站20可以包括有利于将容器成品卸载到包装中的各种附加或另选的自动和/或手动布置方式中的任一种。
在一些实施方案中，成品(例如填充的容器38)可以被放置到被设计成呈现成品以便在商家处出售的包装中。在此类包装中，成品(例如填充的流体产品)可以单独出售或与一起形成商品的一个或多个其他产品一起包装。成品可以作为具有或不具有次级包装的初级包装出售。成品可被构造成当搁置或直立在商店货架上、在营销展示中呈现、悬挂在展示吊架上、或装载到展示架或售货机中时被展示用于出售。当成品包括容纳流体产品的容器38时，它们可以被构造成具有允许流体产品按预期以这些方式中的任一种，或以本领域已知的任意其他方式成功展示的结构。在一些实施方案中，卸载站20可以有利于在同一包装内包装(“捆扎”)不同类型的产品，而不需要像常规操作中经常需要的那样手动处理制品。
该系统可包括任何合适数量和/或类型的检查站。例如，该系统可包括第一扫描器和第二扫描器，该第一扫描器和第二扫描器各自被构造成扫描经过的制品(例如容器38)。扫描器可以位于该系统中的任何合适位置。例如，第一扫描器可位于装载站16中的一个与填充/加盖站16之间，并且可以扫描每个经过的载具24以确定容器38是否存在。第二扫描器可位于装饰站18和卸载站20之间，并且可以扫描每个经过的载具24以确定设置在其上的制品(例如容器38)是否准备好由卸载站20进行包装。
如果制品(例如容器38)没有准备好由卸载站中的一个进行包装(例如由于内容物和/或容器的缺陷)，则该制品可以在其目的地的卸载站被卸载。在其他情况下，其上具有制品的载具可以被发送到另选的卸载站。在目的地或另选卸载站，可以进行以下一个或多个动作：可以修复制品(诸如容器和/或其内容物)的缺陷；可以清空并回收容器；并且/或者可以丢弃制品(例如容器和/或其内容物)。从卸载站卸载制品，载具准备好进行新的路线分配。
第一扫描器和第二扫描器可以为用于从载具24和/或制品(例如容器38)获得信息的各种扫描器中的任一种，诸如例如红外扫描器。第一扫描器和第二扫描器还可以被构造成有利于从容器38读取各种数据，诸如例如QR码、UPC条形码或RFID标签。
应当理解，系统10可有利于同时将不同类型的流体材料分配到各种类型的不同容器中。(当然，分配到不同容器中的开始时间和结束时间可以但不必完全一致。分配到不同容器中可能只会在时间上至少部分地重叠。)如果系统10用于制造除流体产品之外的产品，则系统10可用于同时制造与批量生产的产品混合的定制产品。与流体产品类似，生产和/或组装此类产品的开始和结束时间可以但不必完全一致。开始和结束时间可以仅在时间上至少部分重叠。
另外，在流体产品的情况下，一个或多个容器可能没有填充用于制造成品的流体材料。例如，可以使用一个或多个容器来接收在填充单元操作站处从一个或多个喷嘴清洁或冲洗的流体材料，之后该流体材料可以被丢弃或回收。
如下面将更加详述的，控制系统62(图9)可以选择为每个载具24提供的特定制品类型(例如容器类型和流体材料)来履行特定的生产计划，并且每个载具24可以独立地且同时沿着独特的路线在单元操作站(诸如14、16、18、20)中被引导以有利于制造特定产品(例如装载和填充容器38)。例如，控制系统62可以至少部分地基于载具类型(即，载具24被构造成适应的一个或多个容器的类型)、为其他载具24选择的独特路线、和/或卸载站20用于包装所需的成品类型来选择用于每个载具24的独特路线。应当理解，系统10可以有利于比传统布置方式更有效且高效地用不同类型的流体填充不同类型的容器。例如，传统布置方式诸如线性运送机或旋转填充线通常仅允许一次用一种类型的流体填充一种类型的容器。因此，每个容器和制造的流体通常需要单独的系统，这可能是昂贵且耗时的。此外，将这些系统转换成使用不同的容器和/或流体也可能是昂贵且耗时的。因此，系统10可以是允许以比这些传统布置方式更便宜且耗时更少的方式制造不同类型的填充容器的解决方案。
应当理解，在不同的单元操作站发生的操作可能花费相同的时间量，但常常不会这样。这些时间段可以被称为第一持续时间、第二持续时间、第三持续时间等。第一、第二、第三等持续时间可以是相同的，或者其中一个可以大于其他持续时间。例如，一些单元操作站执行与其他单元操作站相比相对较快的操作；一些单元操作站可能相对较慢；并且，一些单元操作站可以执行一些相对较快的操作和一些较慢的操作(例如，可以分配一种成分并且还可以分配包含完整组合物的较大量的填充站)。因此，尽管图1示出了相等数量的填充/加盖单元操作站和装饰站，但这不是必需的。因此，系统可以例如具有比较慢单元操作站更少的相对较快单元操作站。
还应当理解，创建不同类型的成品从头到尾所花费的时间(吞吐时间)对于不同类型的成品可以是相同的或不同的。对于相同类型的成品，制造成品所花费的时间也可以相同或不同。创建成品所花费的时间可以从在空载具到达装载站时发生的起点开始测量，并且当在卸载站卸载成品时的目的点终止。
图14至图15示出了用于生产组装产品的系统和方法的一个非限制性示例。图14示出了一种用于制造组装产品的系统，该系统包括将在其上组装产品1400的保持器1410，被设置通过该系统的被构造成组装部件A、B和C以产生成品的多个单元操作站1484、1486和1488，以及可推进通过该系统的多个载具24。每个保持器1410设置在载具24中的一个上，并且每个载具24可独立地引导通过该系统以将保持器1410递送到执行组装操作的至少一个单元操作站。用于组装的部件(例如A、B和C)可以通过如图14所示的外部供应系统供应到单元操作站1484、1486和1488，或者由多个载具24中的一个递送。成品在图15中示出。应该理解，尽管图14中示出了系统的极大简化版本，但是用于生产组装产品的系统和方法可以利用本说明书中包含的此类系统的任何构型和特征。
本文描述的系统和方法的许多另选实施方案和特征是可能的。
单元操作站可以定位在同一连续开放空间中，或者如图1中的单元操作站16中的一个的情况所示，它们可以被壁75分开，以便定位在单独的房间中，这些房间仅通过开口或路径P的通道部分连接。该通道可以大到足以允许载具和容器/制品通过。通道可以是打开的，或者可以包括大门或门。当载具没有通过通道时，通道可以完全关闭。可以在不同的条件下保持不同的房间。例如，可以将添加包含光敏成分的组合物保留用于暗房或者将温度/湿度敏感成分保留用于温度受控的房间和/或湿度受控的房间。同样，可以将添加可能构成人类安全风险的组合物(诸如酸、碱、酶等)保留用于具有额外控制(诸如个人防护措施)的房间。
在形成柔性容器(诸如，Procter&Gamble公司的柔性充气容器专利公开中所述的容器)的情况下，可以将部分成形的容器以各个容器坯料的形式提供给本文所述的系统。可以在具有适当保持器的载具24上运送各个容器坯料。然后可以将容器坯料运送到一个或多个站，以用于执行以下操作中的一个或多个：打开容器坯料(例如，如图6D中所示)；装饰容器坯料；用流体产品填充容器坯料的产品体积；填充之后封闭产品体积；对结构支撑体积进行充气；并且密封充气后的结构支撑体积。
质量保证(QA)站可以是评估给定制品/包装的状态的站，以确保各种规格(与产品/包装/流体材料的功效相关)在某些目标或限制内。这类质量保证站可以包括非侵入性成像方法，用于检查包装质量(例如：瓶子上没有划痕或液体滴落)，或者检查流体材料的质量(包装中的均匀性或者包装中的填充水平或重量)，等等。质量保证站还可以涉及侵入性测试—直接对容器内的流体产品进行取样，也就是说，例如用于微生物测试或均匀性测试。质量保证站还可以用于过程测量和控制。例如，当将几个部分分别添加到瓶子中时，可以在成分添加之间对瓶子进行称重，以验证添加并且可能对未来瓶子的添加体系进行必要的调整。
用于称重制品的站(即，检重秤)可以使载具停止并且对制品进行称重，然而，当承载制品的载具24处于运动中时，更期望对制品进行称重，以便增加系统的吞吐量。检重秤可包括任何合适类型的称重单元。称重单元包括但不限于应变计和电磁力恢复(EMFR)称重单元。在一个示例中，称重单元是EMFR称重单元。EMFR称重单元能够处理大的静载(如果必要)而不会损失准确度，并且其响应时间快。合适的EMFR称重单元可从美国佐治亚州罗斯威尔市的Wipotec公司获得。
如果需要，检重秤可以在其上没有载具的情况下定期(例如，每5分钟)对自身进行称皮重。也就是说，可以定期重建“静载”重量。这有利于补偿由于例如磨损、“静载”的部分上的污染物、污染物去除或可能改变“静载”设备的表观重量的其他因素引起的“静载”重量的变化。如果“静载”皮重结果与先前结果显著不同，则警报可以警告操作员并且控制系统可以防止进一步称重，直到采取行动。
在一些情况下，存在多个载具24并且每个载具具有皮重。如果载具24的皮重非常相似，则该方法可以包括从称重单元上的读数中减去固定的皮重(其近似于所有载具的皮重)。在其他情况下，该方法还可以包括：为每个载具分配识别标识；并且称重步骤还包括识别哪个载具正在承载被称重的物体(诸如通过使用控制器)并从称重单元上的读数中减去所识别的载具的皮重。在后一种情况下，可能期望偶尔、定期或连续地将空载具发送给检重秤以检查载具的皮重，从而确保载具的皮重不会因磨损、溢出或其他事件而发生改变。而且，每种类型的载具可具有最小和最大可接受皮重。如果载具的空重量测量值在该范围之外，则载具可以被引导到除检重秤上之外的指定位置(诸如维护站)，在那里可以警告操作员。这对于防止在载具出现问题时阻碍使用检重秤是有用的。
控制器还可以定期将“校准载具”(或“校准车”)发送到检重秤，以便验证称重单元的精度。该特定运送系统还提供了允许定期或者如果需要连续检查载具识别(载具ID)和分配的皮重的能力。
载具24可由任何合适的控制系统控制。载具24可以各种不同的控制水平控制。以下控制水平可能部分存在、全部存在或无一存在：载具的中央控制；载具的单独控制；载具的区控制；和这些不同控制水平的任何合适组合。对于生产区域的一部分，区控制器可向每个载具24分配二维空间。在载具24开始沿着它们的路径行进之前，不需要具有它们的完整路线规划。该控制系统可向载具提供宏观路线规划，例如，确定从点A到点B的通常路线。该控制系统也可提供较低水平的路线规划。此类较低水平的规划或微观规划可用来将载具在其他载具前面移动，将载具相对于单元操作站定位在适当位置(诸如在填充器下方)等。
现在参见图9，控制系统62可以包括载具位置控制器104、产品调度控制器106和系统控制器108，它们彼此通信地联接并且可以协作以有利于生产成品。载具位置控制器104可以包括定位模块110和防撞模块112。定位模块110可促进将载具24沿着其路径P定位在目的地位置处。载具24中的每一个可以具有与其相关联的唯一标识符(唯一性仅需要相对于该系统中的其他载具)，并且载具定位模块110可以利用该唯一标识符来识别载具。如下文将进一步详述的，载具位置控制器104可以从系统控制器108接收载具24的期望位置坐标。载具位置控制器104可以基于每个载具24的位置坐标造成载具24沿着其路径P移动。
现在参见如上所述由系统控制器108提供给载具位置控制器104的坐标，所提供的坐标包括载具24的预定义中心线应该指向的指定位置。在一些情况下，当需要将载具24移动到单元操作站以便在单元操作站处进行操作时，系统控制器108可以将此类坐标提供给载具位置控制器104。此类操作可能需要将载具24的一部分或者载具24所承载的容器或其他有效载荷的一部分与被设计成在单元操作站执行操作的设备有关地在特定位置对准。用于操作的这种定位的示例包括但不限于：将瓶子或其他容器的口部的中心点定位在填充喷嘴下方；将载具24的带盖特征定位在加盖装置下方；或者将容器上盖子的期望位置的中心点定位在加盖装置下方。在这些操作中，系统控制器108必须向载具位置控制器104提供一组坐标，如上所述，该组坐标对应于预定义载具24中心线必须处于的位置，以便实现期望的对准。此类对准有时会实现但通常不能实现将预定义载具24中心线定位在与将执行操作的设备直接相关的位置。通常，此类对准涉及将预定义载具24中心线定位在不同位置，以实现将载具或其有效载荷的另一特征与将执行转换的设备对准，从而通常将预定义载具24中心线定位在从将执行转换的设备的位置偏移的位置。上述偏移与要对准的载具24上的特征的位置差异和预定义载具24中心线的位置相关。应当理解，即使当将同一特定特征(例如，载具24所承载的容器的口部)与将执行转换的同一特定设备(例如，加注喷嘴)对准时，上述偏移也可以根据载具24的特征、载具24所承载的有效载荷的特征、载具24所承载的有效载荷在同一载具24上的定位或其组合而变化。
为了缓解上述偏移的变化问题，系统控制器108可被配置为存储配置参数。这些配置参数中的一些可包括与每个单元操作站相关的单个参数，其中所述单个参数指定当载具24将被引导到单元操作站以便进行操作时载具24的哪个子特征的选择应与单元操作站对准。例如，特定单元操作站的特定参数可指定当载具24被引导到单元操作站以便进行操作时容器的填充口的中心对准。此外，可存在附加配置参数。此类附加配置参数可包括关于载具24类型的子特征与预定义的载具24中心线之间关系的信息，或关于容器或其他材料的子部件与相同部件的预定义中心线之间关系的信息。容器的子部件与相同部件的预定义中心线之间的关系的示例包括但不限于，容器相对于容器中心线的填充口位置，或者容器相对于容器中心线的期望盖位置。载具24类型的子特征与预定义的载具24中心线之间关系的示例包括但不限于，容器中心线相对于预定义载具24中心线的预期位置，或带帽特征相对于预定义的载具24中心线的预期位置。此类附加配置参数可在系统控制器108中配置，或可在产品调度控制器106中配置，或可在其他地方配置。在附加配置参数在产品调度控制器106中配置的情况下，可将与相关附加配置参数有关的信息通过从产品调度控制器106传送到系统控制器108的每条路线传送到系统控制器108。因此，执行计算的系统控制器108可缓解上述偏移的变化问题，其中计算将移位应用于单元操作站的位置，其中该移位基于选择载具24或其有效载荷的期望子特征的配置参数，以与位于所述单元操作站处的设备对准，并且其中所得到的移位单元操作站位置用于生成坐标以提供给载具位置控制器104，从而使载具24移动到载具24或其有效载荷的期望子特征与位于单元操作站处的设备对准的位置。此类计算出的单元操作站位置坐标的移位是有利的，以便避免需要为每个单元操作站存储一组坐标用于载具24的类型及其各种可能的有效载荷的每种可能组合。以这种方式，必须在系统控制器108中配置的单元操作站位置坐标的量被最小化，正如在引入新类型的载具24或由载具24承载的新的可能有效载荷时需要付出的努力也是如此。应当理解，还可以基于附加信息计算单元操作站中计算的移位。例如，附加信息可包括被测量的信息。作为具体示例，附加信息可包括载具24上的容器相对于相同载具24的预定义载具24中心线的测量位置。
控制系统62可以是基于软件的控制系统或基于计算机的(或基于计算设备的)控制系统。可使用任何合适的计算装置或计算装置的组合(未示出)，如本领域中将理解的，包括但不限于定制芯片、嵌入式处理装置、平板计算装置、个人数据助理(PDA)、台式电脑、笔记本电脑、微型计算机、小型计算机、服务器、大型机或任何其他合适的可编程装置。当然，应当理解软件将在此类装置上运行。在本文所公开的各种实施方案中，单个部件可以由多个部件替换，并且多个部件可以由单个部件替换以执行给定的一个或多个功能。除非此类替代不起作用，否则此类替代在实施方案的预期范围内。
计算装置可以包括处理器，该处理器可以是任何合适类型的处理单元，例如通用中央处理单元(CPU)；精简指令集计算机(RISC)；具有流水线或多处理能力的处理器，包括具有多核；复指令集计算机(CISC)；数字信号处理器(DSP)；专用集成电路(ASIC)；可编程逻辑器件(PLD)和现场可编程门阵列(FPGA)等。计算资源还可以包括分布式计算装置、云计算资源和虚拟计算资源。
计算装置还可以包括一个或多个存储器，例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、与处理器相关联的高速缓存存储器，或其他存储器，诸如动态RAM(DRAM)、静态RAM(SRAM)、可编程ROM(PROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、闪存存储器、可移动存储卡或磁盘、固态驱动器等。计算装置还可以包括存储介质，诸如可被配置为具有多个模块的存储装置，诸如磁盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器和介质、磁光驱动器和介质、紧凑磁盘驱动器、光盘只读存储器(CD-ROM)、可记录光盘(CD-R)、可重写光盘(CD-RW)，合适类型的数字通用光盘(DVD)或蓝光光盘等。诸如闪存驱动器、固态硬盘驱动器、独立磁盘冗余阵列(RAID)、虚拟驱动器、网络驱动器和包括处理器上的存储介质的其他存储器装置或存储器的存储介质也被设想为存储装置。可以理解，此类存储器可以相对于所公开实施方案的操作在内部或在外部。应当理解，可以使用存储在一个或多个计算机可读介质上的指示计算机系统执行工艺步骤的指令来执行本文描述的方法的某些部分。如本文所用，非暂态计算机可读介质包括除暂态传播信号之外的所有计算机可读介质。
网络接口和通信接口可被配置为通过网络发送数据到其他计算装置或从其他计算装置接收数据。网络接口和通信接口可以是以太网接口、无线电接口、通用串行总线(USB)接口或任何其他合适的通信接口，并且可以包括接收器、发射器和收发器。为清楚起见，当指收发器的仅输入或仅输出功能时，收发器可被称为接收器或发射器。示例性通信接口可包括有线数据传输链路，诸如以太网和TCP/IP。通信接口可以包括用于与私有网络或公共网络连接的无线协议。例如，网络接口和通信接口和协议可以包括用于与诸如WiFi网络之类的私有无线网络、IEEE 802.11x网络系列之一或其他合适的无线网络进行通信的接口。网络接口和通信接口可以包括用于使用例如由蜂窝网络提供商使用的无线协议来与公共无线网络通信的接口和协议，包括码分多址(CDMA)和全球移动通信系统(GSM)。计算装置可以使用网络接口和通信接口来与诸如数据库或数据存储之类的硬件模块或一个或多个服务器或其他联网计算资源进行通信。可以对数据进行加密或保护以防止未经授权的访问。
在各种构型中，计算装置可以包括用于互连计算装置的各种部件的系统总线，或者计算装置可以集成到一个或多个芯片诸如可编程逻辑器件或专用集成电路(ASIC)中。系统总线可以包括用于支持输入和输出装置以及通信接口的存储器控制器、本地总线或外围总线。示例性输入和输出装置包括键盘、小键盘、手势或图形输入装置、运动输入装置、触摸屏界面、一个或多个显示器、音频单元、语音识别单元、振动装置、计算机鼠标和任何其他合适的用户接口。
处理器和存储器可以包括用于存储计算机可读指令、数据、数据结构、程序模块、代码、微代码和其他软件组件的非易失性存储器，用于将计算机可读指令结合其他硬件组件一起存储在非暂态计算机可读介质中以执行本文所述的方法。软件组件可以包括源代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码、加密代码，或使用任何适当的高级、低级、面向对象、可视、编译或解释的编程语言实现的任何其他合适类型的代码或计算机指令。
再次参见图9，载具位置控制器104可控制载具24的操作以促进沿着其路径P引导载具24。载具位置控制器104也可防止该系统中载具24之间的碰撞。例如，载具位置控制器104可跟踪载具24的位置和/或速度。如果载具24以可能引起碰撞的方式开始接近另一载具24，则载具位置控制器104可以调节接近载具24和/或被接近载具24的速度(增大或减小速度)以防止碰撞。应当理解，载具位置控制器104可以是定位在载具24上的自带控制器。
控制系统62可被配置为以下列方式中的一种或多种接收订单：通过邮局邮件，通过电子邮件，通过网站，通过智能电话上的应用程序，通过手动输入，以及通过生产需求软件(诸如，SAP SE提供的SAP软件)。
产品调度控制器106可以被配置成为每个空载具24分配容器类型和流体材料类型(例如，成品)。产品调度控制器106还可以被配置为分配实现所分配的成品的期望路线。系统控制器108可以被配置为将载具24引导通过系统22，并且基于分配给载具24的成品和路线来操作单元操作站14、16、18、20。
控制系统62可以被配置为基于需求数据为载具预先分配独立路线的中心分配机构。控制系统62：接收对要使用该系统制造的成品的需求；确定载具的路线，其中所述路线是基于一个或多个单元操作站的状态确定的；并且使载具被推进以沿着所确定的路线前进，从而产生一个或多个需要的成品，并将成品递送到卸载站。应当理解，这些步骤可以采取上述顺序或以任何顺序进行，只要首先接收对要制造的成品的至少一些需求。通常，当有多个载具被引导时，控制系统可以为不同的载具执行此类步骤。这些载具可以在任何给定时间处于经历这些步骤的不同阶段(并且控制系统可以在任何给定时间对各种载具执行这些步骤中的任何步骤)。
单元操作站的状态可以包括：(a)单元操作站的准备状态(单元操作站是否发生故障)；(b)单元操作站的一个或多个功能(即单元操作的描述)；(c)有关预计或计划未来将在一个或多个单元操作站完成的操作的信息(包括沿着其路线的其他载具的前进)；(d)有关单元操作站的容量利用率的信息(即，相对于其全部容量使用了多少容量，或者相反，相对于其全部容量，它的闲置频率是多少)；(e)有关其他单位操作站的容量利用率的信息(其他单位操作站的利用率(相似或不相似))；(f)有关向单元操作站提供的原材料的可用性的信息(例如流体材料、标签等)；和(g)有关涉及单元操作站的预期维护活动的信息。
在一些情况下，所确定的路线可以对在一个或多个其他载具之前或在一个或多个其他载具之后到达一个或多个单元操作站设有一个或多个约束。在其他情况下，所确定的路线可以对在一个或多个其他载具之前或在一个或多个其他载具之后到达一个或多个单元操作站不设任何约束。所确定的路线基于载具的状态信息来确定。此类状态信息可以包括：载具的容器保持接口类型、载具的最大速度、载具的最大加速度、载具可保持的最大容器重量、最大容器尺寸，以及关于载具的任何其他相关信息。可以从所有可能路线的子集中选择所确定的路线，并且更具体地，从将导致创建所需成品的所有可能路线的集合中选择所确定的路线。通过比较可能的路线来选择所确定的路线，此类比较考虑了一个或多个单元操作站的利用率或容量，并且所选择的路线可以被选择来最好地利用一个或多个单元操作站的容量。
所确定的路线可以考虑分配给其他载具24的路线，包括其他载具沿着其计划路线实际前进的程度，以避免因过多载具在相似时间到达相似位置而造成的拥堵，以及确保载具在适当的时候以期望的顺序到达。
可以使用算法(如下所述)来确定所确定的路线，其中算法可以包括递归方法，以便适用于宽范围的系统构型和单元操作站构型，而不需要修改算法的递归方法。该算法可以实现一种系统，其中单元操作站需要来自其他单元操作站的部分或完全成品，以便使单元操作站能够有助于创建在接收对要制造的成品的需求的步骤中指定的成品。单元操作站的需求可以描述所需的产品和可能需要这些产品的时间。(然而，装载单元操作站通常会接收对载具而不是部分或完全成品的需求。)来自单元操作站的需求使得路径确定算法可以只考虑连接具有适当需求的单元操作站的路线，与评估每种可能的将载具引导通过该系统的方法的优点的算法相比，这种算法明显减少了确定路线所需的时间和处理能力。此类算法可以解决在短时间段(例如，少于一秒)或非常短的时间段(在一些实施方案中，为100毫秒、50毫秒、5毫秒或更短)内从很多可能的将载具引导通过该系统的方法(在一些实施方案中，1000亿、1万亿或更多种方法是可能的)中确定最佳路线的问题。此类算法可以采取若干实施方案的形式，其中一些还可以为单元操作站处所需产品分配数量或优先级，并且其中一些可以基于订单的属性来计算此类优先级。订单的此类属性可包括选定的运送方法或请求的交付时间。
现在将描述协同产生成品的载具位置控制器104、产品调度控制器106和系统控制器108的一个示例。首先，当载具24为空时(由于系统启动或在卸载站处被清空)，系统控制器108可以从产品调度控制器106请求将下一个成品分配给载具24。产品调度控制器106可以将成品分配给载具24并且可以为载具24提供期望的路线以完成成品。然后，系统控制器108可以向载具位置控制器104提供坐标，该坐标将载具24引导到容器装载站14中的一个。然后，载具位置控制器104将载具24引导到容器装载站14(经由指定的坐标)，并通知系统控制器108载具24何时到达其目的地。系统控制器108然后可以促进容器装载站14的操作。在将容器38装载到载具24上之后，系统控制器108可以向载具位置控制器104提供坐标，该坐标将把载具24引导到填充/加盖站16中的一个。然后，载具位置控制器104将载具24引导到填充/加盖站16(经由指定的坐标)，并通知系统控制器108载具24何时到达其目的地。系统控制器108然后可以促进填充/加盖站16的操作。在容器38被填充和加盖之后，系统控制器108可以向载具位置控制器104提供坐标，该坐标将把载具24引导到装饰站18中的一个。然后，载具位置控制器104将载具24引导到装饰站18(经由指定的坐标)，并通知系统控制器108载具24何时到达其目的地。系统控制器108然后可以促进装饰站18的操作。在容器38被装饰之后，系统控制器108可以向载具位置控制器104提供坐标，该坐标将把载具24引导到卸载站20中的一个。然后，载具位置控制器104将载具24引导到卸载站20(经由指定的坐标)，并通知系统控制器108载具24何时到达其目的地。系统控制器108然后可以促进卸载站20的操作。在将容器38从载具24移除之后，系统控制器108可以从产品调度控制器106请求下一个要被分配给载具24的成品。
在一些实施方案中，系统控制器108可以使载具24偏离期望的路径(由产品调度控制器106分配)以克服某些问题，诸如交通堵塞、排序违规(排序在下面描述)，和/或缺陷或拒绝条件(例如，瓶子丢失、顶盖丢失、顶盖未对准等)。偏离路径可由产品调度控制器106和/或系统控制器108确定。
应当理解，载具位置控制器104、产品调度控制器106和系统控制器108可以促进同时将载具24引导通过系统10，使得容器38处在生产的各阶段。为了促进载具24的有效且高效的同时引导，载具位置控制器104、产品调度控制器106和系统控制器108可以共享关于载具24和/或容器38的信息。例如，系统控制器108可以与产品调度控制器106共享载具24的位置、每个容器38的生产状态、和/或任何路线偏离。产品调度控制器106可以与系统控制器108共享用于载具24的成品和路线分配。
如上文所述，产品调度控制器106可以为由系统控制器108识别的每个空载具24分配容器类型、闭合件类型、流体材料类型、装饰类型和路线。应当理解，虽然该实施方案描述了容器类型、闭合件类型、流体材料类型和装饰类型的分配，但其他实施方案可以指定其他成品属性。其他成品属性可以包括：与容器的尺寸或其任何一个或多个部分相关的值；与在完成的一个或多个阶段的产品(包括成品)的一个或多个部分的质量相关的值；填充量或液位；或类似于先前或随后描述的那些的额外属性，诸如正面标签类型和背面标签类型。更多其他成品属性可以包括前述成品属性或其他成品属性中的任何一个或多个的目标或可接受的值范围。此外，其他成品属性可以包括与要在指定的成品上操作期间使用的单元操作站的设置有关的参数(例如，瓶高将决定加注喷嘴将被调节到什么样的高度)。
由产品调度控制器106在为每个空载具24分配容器类型、闭合件类型、流体材料类型、装饰类型和路线时实现的控制例程的一个实施方案总体上在图10、图11、图12、图13A和图13B中示出，现在将讨论这些图。产品调度过程可以分为四个阶段：排序阶段(图10)、需求传播阶段(图11)、有效路线识别阶段(图12)和路线排名阶段(图13A和图13B)。一般来讲，在排序阶段期间，可将生产计划分配给每个卸载站20。在需求传播阶段期间，识别具有或将具有需求的单元操作站，以便有助于由每个卸载站20的生产计划指定的成品中的一个或多个。在有效路线识别阶段期间，基于单元操作站的需求信息来识别用于当前载具24的多条有效路线。在路线排名阶段期间，可以从在有效路线识别阶段期间生成的多条有效路线中选择最佳路线和相关成品。
现在参见图10，现在将更详细地讨论排序阶段。首先，可向产品调度控制器106提供生产订单(步骤200)。生产订单可以包括期望的包装的数量和要在每个包装中提供的成品的类型。此外，生产订单可以比单个包装更大的单位制作，例如以箱子或托盘为单位。应当理解，箱子或托盘可包含相同或不同的包装。排序阶段可对特定包装的生产进行排序和优先级考虑，以支持整个生产订单。优先级可以考虑组装箱子或托盘所需的包装顺序。此外，优先级可以考虑较大订单的每个单元的紧迫性。每个包装可以包括不同类型和/或数量的成品。在描述要在包装内提供的成品的类型时，生产订单可以另外指定排序信息。该排序信息可以指定产品的明确到达顺序，或者指定不重要的包装的产品的到达顺序，或指定这两者的组合，其中例如一个或多个第一产品必须在一个或多个第二产品之前但是相对于一个或多个第三产品以任何顺序到达。在一个实施方案中，生产订单可以从在上游计算机系统(例如，从采购软件程序)接收的客户订单生成。上游计算机系统可将生产订单运送到产品调度控制器106，该产品调度控制器随后可将包装分配给卸载站20以进行履行(205)。将包装按特定顺序分配给卸载站20，从而为每个卸载站20建立生产计划。该顺序指定了每个卸载站20处的包装的生产订单，但没有指定整个系统10的包装的生产订单。
为了使用特定示例进一步解释，如果生产订单描述了包装1、2、3、4、5和6，则可以将包装按照2、1、5的顺序分配给第一卸载站20，并且将包装按照3、6、4的顺序分配给第二卸载站20，但是系统10可以按照顺序2、1、3、5、6、4或顺序2、3、1、6、5、4或顺序3、6、4、2、1、5或任何其他不违反特定卸载站20的包装排序的顺序生产包装。应当注意，在先前描述的具体示例中，即使包装生产被描述为顺序过程，也可以同时生产进给成品的多个包装，使得在过程中同时生产多于一个包装，因此所描述的顺序是指完成包装的生产的过程，并且可能在几乎完全相同的时刻完成多于一个包装。
一旦已经为卸载站20中的至少一个分配了包装，则系统控制器108可以选择用于向其分配路线和相关联的成品的载具24(当前载具)。载具24可以选自系统10中的多个载具24(例如，当系统10第一次初始化/启动时)或者当载具24已经完成先前分配的成品时(例如，在离开卸载站20之后)。最典型的是，所选载具是空的。然而，在一些情况下，载具24可以在路线执行期间中止先前路线(例如，因为单元操作站发生故障)，使得载具24可被选择用于分配新路线，即使它不是空的。一旦选择了载具24，系统控制器108就可以从产品调度控制器106请求将被分配给该载具24的路线和相关联的成品。每个路线请求描述了载具的类型以及在先前路线上已经在该载具上完成的任何操作，包括装载容器但不包括卸载容器。
现在将结合图10和其他附图更详细地论述需求传播阶段(215)。在一个实施方案中，以下称为分配时计算需求实施方案，在从系统控制器108接收到路线请求时进入需求传播阶段(215)。在另一个实施方案中，以下称为预先计算的需求实施方案，可以在不等待来自系统控制器108的路线请求的情况下进入需求传播阶段(215)，使得可以在更短的时间内响应于来自系统控制器108的路线请求而分配路线，因为需求传播阶段(215)已经完成。这是可能的，因为需求传播阶段(215)不依赖于先前已选择用于路线分配的载具24。预先计算的需求实施方案的缺点在于它可能总体需要更多的计算，因为需求传播阶段(215)可以比所需要的执行更多次。尽管触发分配时间计算需求实施方案和预先计算的需求实施方案的事件不同，但是需求计算过程是相同的，并且接下来将更详细地描述该过程。
首先，产品调度控制器106可以识别在可用(例如，未停机的)卸载站20中的每一个处接下来需要的所有成品，以按卸载站20的生产订单指定的顺序履行卸载站20的生产计划，并建立与这些产品对应的需求项目(300)。这些需求项目可以被理解为描述了当前分配给每个卸载站20的成品，并且接下来可以将其装载到包装中而不会干扰生产计划所定义的整个包装的顺序，并且其中没有载具24被分配有路线和相关联的成品来由此履行。需求项目也可以是已经完成了创建成品的过程中的一个或多个但不是全部步骤的部分成品，或空载具(在装载单元操作站的情况下)。因此，可以理解，需求项目300包括可以是成品或部分成品的产品的描述。
此外，每个需求项目还描述了时间跨度。由每个需求项目描述的时间跨度指定了此类产品应在哪个时间范围到达单元操作站，在这种情况下，单元操作站是卸载站20。此时间范围确保需求项目不描述对将比先期必备条件产品更早到达，也不描述对将晚于后期必备产品到达的产品的需求。通过下面将描述的额外处理，该时间范围可以更一般地被描述为表示所描述的产品的到达时间不会违反任何系统约束的时间范围。
此外，每个需求项目与特定的单元操作站相关联，使得可以认为该单元操作站具有一个或多个需求项目，或者该单元操作站没有需求项目。此外，每个需求项目与将在相关联的单元操作站处执行的特定类型的操作相关联。一旦产品调度控制器106已经完成为每个卸载站20建立所有适当的需求项目，则选择最远的下游单元操作站组用于需求传播，以下称为单元操作站组投影需求。与单元操作站投影需求相关联的需求项目现在经历细化(310)，以便不包括先前调度的载具24预期导致单元操作站投影需求的进给队列满负荷期间的任何时间，其中该细化(310)可以导致以下中的任一项：不需要修改需求项目；将需求项目分成两个或更多个附加需求项目，其中附加需求项目除了时间跨度外与其原始需求项目相同；通过调整开始或结束时间中的一个或两个来缩短相关的时间跨度；或完全消除需求项目。接下来，评估与单元操作站组投影需求中的每个单元操作站相关联的每个需求项目。产品调度控制器106然后可以识别位于单元操作站组投影需求上游的最远下游单元操作站组(即，在前进到单元操作站组投影需求中的单元操作站之前载具24可能马上遇到的单元操作站)，以下称为单元操作站组传播需求。
每个单元操作站组还可以使其与不存在的单元操作站(虚拟单元操作站)的表示相关联。由于并非每个容器都需要在每个单元操作站组接收处理，因此虚拟单元操作站仅仅是计算机程序中的一种机制，其允许容器绕过一个或多个单元操作站组，或者不具有由此类单元操作站执行的处理。例如，如果提供给系统的容器包括预先加标签的瓶子，则不需要在装饰站为该容器加标签。
在图1的示例中，具有需求项目的卸载站20上游的最下游单元操作站组可以是装饰站18。然后，产品调度控制器106可以从单元操作站组传播需求中选择一个单元操作站，以下称为单元操作站传播需求。然后，产品调度控制器106可以确定单元操作站传播需求当前是否可用(315)，或者它是否支持将建立由当前正在评估的需求项目描述的产品的一个或多个属性的一个或多个操作(320)。如果单位操作站传播需求当前不可用或者如果它不支持将建立由当前正在评估的需求项目描述的产品的一个或多个属性的一个或多个操作，则由单位操作站传播需求处理的该需求项目的评估已完成。如果单元操作传播需求当前可用并且支持将会建立由需求项目描述的产品的一个或多个属性的一个或多个操作，则产品调度控制器106可以计算时间延迟(330)，该时间延迟可以是除了从单元操作站传播需求到与需求项目相关联的单元操作站的行进时间之外，单元操作站传播需求完成其对容器的操作所花的时间(例如，操作时间)。因此，已经偏移上述时间延迟(330)的由被评估的需求项目指定的时间跨度可以被认为是指操作可以在单元操作站开始的时间范围。
然后可创建新的需求项目(340)，其中新的需求项目与单元操作站传播需求相关联，其时间跨度被指定为被评估的需求项目的时间跨度减去时间延迟(330)。新需求项目描述的产品是由被评估的需求项目描述的产品减去由在单元操作站传播需求处完成的操作建立的一个或多个属性。然后，新需求项目的时间跨度将经历第一细化(345)，以便不包括先前调度的载具24预期导致单元操作站传播需求的进给队列满负荷期间的任何时间，其中该第一细化(345)可以导致以下中的任一项：不需要修改新需求项目；将新需求项目分成两个或更多个附加需求项目，其中附加需求项目除了时间跨度外与新需求项目相同；通过调整开始或结束时间中的一个或两个来缩短时间跨度；或完全消除新的需求项目。
该第一细化(345)和细化(310)是有用的，因为它们实现了避免在分配载具24来满足需求将导致超过单元操作站传播需求的进给队列容量期间提出该需求。此外，该第一细化可以类似地细化新需求项目的时间跨度，以避免在分配载具24来满足需求将导致该载具24引起单元操作站传播需求的进给队列超过其容量期间提出该需求，其中此类容量违规将直接由该载具24的到达引起，或者间接地由先前调度但随后到达的其他载具24的级联影响引起，并且其中该容量由与该单元操作站传播需求相关联的配置参数表示。
在完成第一细化(345)后，新需求项目或附加需求项目的任何剩余者的集合(以下统称为剩余需求项目集合)可以被理解为表示当开始对所描述的产品进行操作不会违反任何系统约束时的时间跨度。剩余需求项目集合再次被时移，这次根据先前调度的载具24进行调整，使得所得到的时间跨度表示当所描述的产品到达单元操作站传播需求的进给队列不会违反任何系统约束时的时间跨度，因此考虑载具24将在开始操作之前在单元操作站传播需求的进给队列中等待的时间，这可以基于先前分配给其他载具24的路线以及从系统控制器108与产品调度控制器106共享的载具24位置信息相结合来获知。应用于剩余需求项目集合的时间偏移标志着单元操作站传播需求正在处理的该需求项目的评估完成。
当单元操作站传播需求处理的该需求项目的评估完成时(例如，已发现单元操作站传播需求不适合该需求项目或者新的需求项目被创建并细化)，产品调度控制器106然后可以通过与用于评估由单元操作站传播需求处理的该需求项目相同的过程来评估由单元操作站组传播需求中的每个其他单元操作站处理的该需求项目。
当单元操作站组传播需求中的每个单元操作站正在处理的该需求项目的评估完成时，产品调度控制器106继续评估与单位操作站组传播需求中的每个单元操作站正在处理的单元操作站投影需求相关联的每个需求项目。
当对与单元操作站组传播需求中的每个单元操作站的单元操作站投影需求相关联的每个需求项目的评估完成时，产品调度控制器106评估与由单元操作站组传播需求中的每个单元操作站处理的单元操作站组投影需求中的每个其他单元操作站相关联的每个需求项目。此操作完成后，与单元操作站组投影需求中的单元操作站相关联的需求项目的需求传播完成，并且可能已创建与单元操作站组传播中的单元操作站相关联的新需求项目。接下来，需求传播阶段继续，产品调度控制器106选择单元操作站组传播需求作为单元操作站组投影需求，并选择单元操作站组传播需求上游的最远下游单元操作站组作为单位操作站组传播需求，并且相似地完成与新的单元操作站组投影需求相关联的任何需求项目的需求传播。重复该过程，直到最远的上游单元操作站组被选为单元操作站组投影需求，此时需求传播阶段完成。
在需求传播阶段的另一个实施方案中，可以在每个单元操作站组处理需求之间执行附加的需求聚合步骤(例如，每次选择不同的单元操作站组作为单元操作站组投影需求)。需求聚合步骤将检查与新选择的单元操作站组投影需求中的每个单元操作站相关联的需求项目，并且在考虑到从上游接口点起的行进时间差异之后，基于这组现有需求项目创建一组新的需求项目，其中这组新需求项目描述了到达接口点的产品不会违反任何系统约束的时间段。在建立这组新的需求项目时，可以消除相似产品的重复时间跨度，并且可以合并相邻的需求项目，从而减少要处理的需求项目的数量。这有利于减少完成需求传播阶段所需的处理时间。当使用此类附加需求聚合步骤时，这组新的需求项目被投影到单元操作站组传播需求而不是与单元操作站组投影需求相关联的需求项目，并且计算的时间延迟330不是从接口点到单元操作站投影需求的行进时间中的因素，因为已经考虑了该行进时间。
在需求传播阶段的又一个实施方案中，需求项目还可以指定所描述产品的数量。当这些数量与其相关联的需求项目一起传播时，产品调度过程的后续阶段可以获得额外的需求信息，这有助于更好地优化生产效率，并且可以用于分配多条路径而无需执行通常需要在路线分配之间进行的需求传播阶段。这可以是有利的，以便减少产品调度控制器106必须执行的计算量。
现在将参考图12更详细地论述有效路线识别阶段。在从系统控制器108接收到路线请求400时，路线请求400包括对载具类型和组装状态的描述，产品调度控制器106可以进入有效路线识别阶段。首先，如果在预先计算的需求实施方案的情况下还没有完成需求传播阶段，则现在完成需求传播阶段。将投影路线时间确定为产品调度控制器106接收到路线请求400的时间。建立当前产品类型作为由路线请求描述的载具和组装状态。对于最远上游单元操作站组中的每个单元操作站，完成迭代路线识别过程405。
迭代路线识别过程405开始于产品调度控制器106建立可能路线缓冲区，并且如果存在先前的可能路线缓冲区410，则将其内容复制到其中。迭代路线识别405过程继续，产品调度控制器106通过将从上游接口点行进到当前单元操作站所花费的时间相加来修改投影路线时间。该迭代路线识别过程继续，产品调度控制器106确定当前单元操作站是否具有描述当前产品类型的需求项目，其中相关联的时间跨度包括投影路线时间415，其中此类需求项目在下文中被称为相关需求项目。如果不存在相关需求项目，则删除可能路线缓冲区420，并且迭代路线识别过程405的该实例不再采取进一步动作。如果确实存在相关需求项目，则迭代路线识别过程405通过将描述当前单元操作站的信息和由相关需求项目指定的操作添加到可能路线缓冲区425来继续。
如果当前单元操作站不是最远下游单元操作站组430的一部分，则为紧接在当前单元操作站所属的单元操作站组下游的单元操作站组中的每个单元操作站开始迭代路线识别过程405的新实例，其中迭代路线识别过程405的新实例具有投影路线时间，该投影路线时间已被修改以加上载具在执行该路线期间在当前单元操作站的进给队列处等待的时间，其中该时间基于先前调度的载具24和从系统控制器108共享的信息，载具将花费经历由在当前单元操作站处的相关需求项目指定的操作的时间，以及从当前单元操作站到下游接口点的行进时间。同样，迭代路线识别过程的新实例具有该实例的可能路线缓冲区，以复制到其新的可能路线缓冲区中。同样，迭代路线识别过程的新实例所考虑的产品类型被认为是该迭代路线识别过程实例所考虑的产品类型，其被修改为包括由相关需求项目指定的操作建立的一个或多个属性。如果当前单元操作站属于最远的下游单元操作站组，则将可能路线缓冲区添加到有效路线列表435，这完成迭代路线识别过程405的该实例。
一旦迭代路线识别过程405的每个实例均已完成，则有效路线列表包括路线请求400中指定的载具24可以分配的所有可能路线的列表，也就是说将产品递送到生产订单指定的包装中而不违反任何系统约束的所有可能路线的列表。一旦迭代路线识别过程405的每个实例都已完成440，则有效路线识别阶段完成并且路线排名阶段开始445。在一个实施方案中，只要有效路线列表中的路线数量小于指定数量，有效路线识别阶段将继续。这将产生识别不超过指定数量的路线的效果，这可以有利于减少有效路线识别阶段的最坏情况处理时间，尽管该实施方案确实存在不将最佳路线识别为有效途径的风险。指定数量的路线可以是固定数量，或者是基于与产品调度控制器106的处理器利用率相关的参数计算的数量。
现在将参考图13A和图13B更详细地论述路线排名阶段。路线排名阶段包括首先进行路线度量生成子阶段，然后是路线分类子阶段。
现在将更详细地论述路线度量生成子阶段。首先，产品调度控制器106可以基于单元操作站组内的每个单元操作站的利用率来计算每个单元操作站组的权重因子(510)，其中具有较少未使用容量的单元操作站组将产生较大的权重因子值。该权重因子实现了更好的生产优化，因为它允许随后描述的计算优先考虑优化最繁忙的单元操作站的容量利用率。
对于有效路线列表中的每个路线，产品调度控制器106将执行以下计算来识别队列长度(QL)度量、未使用单元计数(UC)度量、近乎饥饿单元计数(NSC)度量、载具已调度计数(VASC)度量和非生产时间(NPT)度量。QL度量与沿着当前有效路线的每个单元操作站处在选择该路线的情况下在该载具24到达时的进给队列长度的总和相关。UC度量与沿着当前有效路线的在选择该路线的情况下在该载具24到达之前的指定时间段内空闲和饥饿的单元操作站的数量相关。NSC度量与沿着当前有效路线的在该载具24不选择和执行该路线的情况下将变为空闲的单元操作站的数量相关。VASC度量与计划在未来沿着当前有效路线到达单元操作站的先前调度的载具24的数量有关。NPT度量与该载具24行进所花时间或沿着当前有效路线在单位操作站进给队列处等待的时间有关。产品调度控制器106最初可以将QL度量、UC度量、NSC度量、VASC度量和NPT度量中的每一个设置为零。
对于沿着当前有效路线的每个单元操作站，执行以下计算来更新路线的QL度量、UC度量、NSC度量、VASC度量和NPT度量。产品调度控制器106可以通过将权重因子与预期载具24到达单元操作站时的进给队列长度相乘来计算QL值(515)。可以将QL值添加到QL度量中(520)。然后，产品调度控制器106可以计算UC值(525)。如果该单元操作站在紧接此载具24在预期到达该单元操作站之前的指定时间段内没有计划用于操作的其他载具24，则UC值为权重因子。否则，UC值为零。可以将UC值添加到UC度量中(530)。然后，产品调度控制器106可以计算NSC值(535)。如果该单元操作站将变得空闲(如果不是因为该载具的到达及其随后的关联操作)，则NSC值为权重因子。否则，NSC值为零。可以将NSC值添加到NSC度量中(540)。然后，产品调度控制器106可以通过将权重因子与计划在将来到达该单元操作站的先前调度载具24的数量相乘来计算VASC值(545)。可以将VASC值添加到VASC度量中(550)。然后，产品调度控制器106可以通过将权重因子乘以下述各项之和来计算NPT值(555)：1)从上游单元操作站到该单元操作站的行进时间，和2)预期当前载具在该单元操作站的进给队列中等待的时间。可以将NPT值添加到NPT度量中(560)。当针对有效路线列表中的所有路线计算了QL度量、UC度量、NSC度量、VASC度量和NPT度量时，路线度量生成子阶段完成，并且产品调度控制器106开始路线分类子阶段。
参见图13B，现在将更详细地描述路线分类子阶段。路线分类子阶段将比较在路线度量生成子阶段期间生成的度量，以从在有效路线识别阶段识别的有效路线列表中识别当前载具24的最佳路线。基于在路线度量生成子阶段期间生成的度量，将有效路线列表中的每条路线与有效路线列表中的其他路线进行比较。具有较小QL度量的路线是更好的路线585。如果QL度量相同，那么具有较高UC度量的路线是更好的路线595。如果QL度量和UC度量相同，那么具有较高NSC度量的路线是更好的路线600。如果QL度量、UC度量和NSC度量相同，那么具有较高VASC度量的路线是更好的路线605。如果QL度量、UC度量、NSC度量和VASC度量相同，那么具有较低NPT度量的路线是更好的路线610。如果QL度量、UC度量、NSC度量、VASC和NPT度量相同，那么任何一条路线都不会比其他路线更好615，因此将任意选择一条路线。
一旦产品调度控制器106已从有效路线列表中识别出最佳路线，则该路线的细节被传送到系统控制器108，以便使系统控制器108能够使载具24如该路线所指定的那样移动并如该路线所指定的那样操作单元操作站。
应当理解，在一些情况下，在有效路线识别阶段完成时，有效路线435的列表可以是空的。这可能由于多种原因发生，包括但不限于：没有未完成的生产订单；不能提供或不存在对给定的产品提供帮助所需的一个或多个单元操作站；进给队列计划在一个或多个单元操作站为满，此时建议的路线将有一辆选定的载具24到达；否则，没有产生自与最远的上游单元操作站组的单元操作站相关联的需求传播阶段的需求项目；或者选定的载具24与最远的上游单元操作站组的单元操作站相关联的任何需求项目不兼容。在此类情况下，目前没有可分配给选定的载具24的有效路线。产品调度控制器106和系统控制器108可被配置为在各种实施方案中处理有效路线的缺少，现在将更详细地讨论其中的一些，并且在下文中将其称为无路线可用实施方案。
在第一无路线可用实施方案中，产品调度控制器106可被配置为不向选定的载具24分配路线。在该第一无路线可用实施方案中，没有与选定的载具24相关联的路线的系统控制器108将造成载具24无限期地保持静止。在该第一无路线可用实施方案中，产品调度控制器可以基于时间的方式或基于从系统控制器108接收重复的路线请求，定期重新执行路线分配阶段中的一个或多个。在一个或多个路线分配阶段的此类重新执行期间，由于各种原因(包括但不限于：向产品调度控制器106提供新的生产订单，先前不可用的单元操作站变得可用，或者其他载具24沿着其先前分配的路线的进度或进度不足改变了对一个或多个单元操作站的进给队列满的预期)，可识别在路线分配的一个或多个阶段的先前执行期间未识别的一个或多个有效路线。
在第二无路线可用实施方案中，产品调度控制器106可被配置为在访问每个单元操作站组的虚拟单元操作站时创建仅包括不执行任何操作的路线。此类路线将被传送到系统控制器108并且将导致系统控制器108在载具24可再次有资格被选择用于路线分配之前将载具引导到每个虚拟单元操作站。在该实施方案的一个共同示例中，选定的载具24将以连续移动的方式沿着路径引导。以这种方式，与第一无路线可用实施方案不同，选定的载具24将不会连续阻碍其他载具24的移动，因此当在特定的时间没有可用于特定载具24的有效路线时，不会连续地阻止系统生产产品。在第二无路由可用实施方案的一个变型中，产品调度控制器106可被配置为创建涉及访问虚拟单元操作站的仅一个或子集的路线。在该变型中，所述一个或多个虚拟单元操作站可以仅在没有有效路线可用的情况下存在以支持此类路线分配，使得所述一个或多个虚拟单元操作站不属于单元操作站组并不能被选择作为有效路线的一部分。当选择所有载具24用于路线分配时为所有载具定义特定路线将是有利的，但是不存在兼容的有效路线时，这种变型是有用的。在第二无路线可用实施方案的任一变型中，由产品调度控制器106生成的路线在下文中称为绕道路线。
第三无路线可用实施方案涉及产品调度控制器106完全按照第二无路线可用实施方案中所述的配置。在该第三无路线可用实施方案中，调度控制器106识别由产品调度控制器106分配的路线是有效路线还是绕道路线。如果所分配的路线是绕道路线，则系统控制器108将确定是否如特定绕道路线所描述的那样引导载具24，或者是否将载具24引导到等候区。该确定可以各种方式进行，包括但不限于：先前已经立即分配了指定数量的均为绕道路线的连续路线，已经向先前分配到类似于选定载具24的其他载具24立即分配了指定数量的均为绕道路线的连续路线、等候区的可用性，或指示选定载具24或如选定载具24的载具被引导到等候区的资格的配置参数。如果系统控制器108已确定选定的载具24应被引导到等候区，则系统控制器108接下来将选择等候区。以这种方式，如果相关联的配置参数被设置为0，则单元操作站可被配置为不具有充当等候区的资格，即使在单元操作站不可用时也是如此。当系统控制器108将载具24引导到等候区时，系统控制器108将引导载具24在指定量的时间之后离开等候区，使得它可再次有资格选择被分配路线。此类指定量的时间可以是固定时间、取决于载具24的固定时间或者与特定载具24类似的载具的配置、与选定的等候区相关的固定时间、基于多少先前立即分配的路线为绕道路线计算的时间、基于多少先前立即分配到类似于特定载具24的载具的路线为绕道路线计算的时间，通过其他方式确定，或其组合。在第三无路线可用实施方案的一个特别有利的应用中，计算指定时间以便随着分配到与选定的载具24类似的载具的每个连续绕道路线而增加。例如，分配了绕道路线的第一载具24可被引导至等候区30秒，类似于分配了绕道路线的第一载具24的第二载具24可被引导至等候区60秒，类似于分配了绕道路线的第一载具24的第三载具24可被引导至等候区90秒，等等，直到最多300秒。这种特别有利的应用允许该系统在其使用载具时进行自优化，特别是当在该系统中有不同类型的载具24时。例如，如果特定类型的载具不能用于生产当前完成的生产订单所描述的产品，则那些载具将被自动引导至等候区，而无需操作员干预。这有利于显著降低当前未参与生产产品的载具24阻碍参与生产产品的载具的程度。此外，在同一示例中，如果新的生产订单将使用先前的非生产性载具，则载具将在几分钟内自动变得有资格进行路线分配，同样无需操作员干预。
路线排序子阶段的许多另选的实施方案是可能的。路线排序子阶段的一个另选实施方案可将每条路线的总路线得分计算为QL度量、UC度量、NSC度量、VASC度量和NPT度量中的一些或全部与每个度量的权重因子的乘积之和。该实施方案将通过修改与每个度量相关联的权重因子来将每个度量考虑到可改变的程度。
为了确定每个载具的最佳路线，路线确定可以考虑行进到期望的目的地所需的预期时间或完成操作所需的预期时间的配置。当系统控制器观察到载具的移动完成时，它可以自动地使得用于行进到期望的目的地所需的预期时间的配置更新，或者与所述时间的可变性程度相关联的配置更新，例如过去观察到的一组所述时间的标准偏差。同样，当系统控制器观察到操作的完成时，它可以自动地使得该单元操作站的该操作所需的预期时间的配置更新，或者与所述时间的可变性程度相关联的配置更新，例如过去观察到的一组所述时间的标准偏差。这样，路线的确定可以是自优化的，使得路线确定步骤在每次使用时变得更有效而无需手动操作，并且无需手动操作就能适应系统性能或单元操作站性能的变化。
在一些实施方案中，本文描述的本发明的持续应用可能需要对载具24或位于其上或以其他方式与其联接的部件执行定期维护任务。此类维护任务可包括但不限于，检查部件是否损坏、验证所有所需部件是否存在、清洁部件、测试密封件是否泄漏等。为减轻每个载具到期时手动跟踪不同类型的维护任务的负担，系统控制器108可用描述维护任务的参数配置。参数可包括任务的描述，任务将被执行的位置，以及必须在每个载具上执行任务的频率。频率可被描述为时间、载具的行进距离、由载具产生的产品数量，或其他度量或计算，或其组合。参数还可指定任务适用于哪种类型的载具24。使用此类参数，在系统控制器108选择要被分配路线的载具之后，系统控制器108可被配置为在从产品调度控制器106请求路线之前确定选定的载具24的一个或多个维护任务是否到期。如果系统控制器108因此被配置并且确定选定的载具24当前应进行一个或多个维护任务，则调度控制器可将载具24引导到适当的位置以便执行维护，而不是从产品调度控制器请求载具的路线分配。在载具24到达指定用于维护的位置时，系统控制器108可向操作员或自动化设备指示要对该载具执行的一个或多个维护任务的性质。以这种方式，可简单地实现用于在载具上调度时间、距离或基于状况的维护的自动化系统。
在其他实施方案中，可能期望具有基于将成品交付给客户或消费者的期望日期的生产优先级。
本文所述的系统和方法可提供很多优点。然而应当理解，除非具体地并入所附权利要求书中，否则权利要求书中的系统和方法不必提供这些优点中的任一个。
该系统可提供近乎无限的通量。因此，可添加额外的单元操作站和载具以使该系统生长至近乎无限的尺寸。由于该系统固有地允许比包括一条轨道的系统更多的平行载具行进，载具阻碍其他载具的风险得以降低，因此能够以一种无需考虑全部其他载具动作的方式进行规划，使得规划算法得以更有效地拓展。它采取大量的更多载具和单元操作站以造成规划算法产生瓶颈(近乎无穷多个)。该系统可使得更好地利用建筑内的空间成为可能。例如，单元操作站可以为垂直堆叠的。载具可在斜坡上驱动或使用升降机以在不同水平之间行进，以抵达此类单元操作站。因为该系统中的载具沿着地板移动而非在承担载荷能力较差的轨道上移动，因此载具也可承载显著高于轨道系统的有效载荷。
该系统和方法可提供对单元操作站的更好利用。例如，该系统和方法可以能够适应更多的单元操作站，使得生产可能更紧密地匹配产品订单和规模。此外，不同于在一个制造工厂中具有几条常规制造线，这一更灵活的系统可服务于完整的制造工厂。该系统和方法可以能够由比在轨道系统上制造各种产品更简单的控制算法控制。这是因为载具可更加自主地控制，并且可能不需要那么精心地设计编排。由于在生产中发生将会阻碍制品中的一个或多个生产的情况下，载具可以更容易地重新引导，因此该系统也可经历更少的单点故障。
载具可提供有自带的控制器。此外，由于载具是通电的，它们的电源可能不仅用来推进载具，而且可用来驱动载具上的执行机构。
相对于轨道系统，该无轨系统也可提供与载具控制系统有关的大量优点。在无轨系统中，由于不需要轨道，因此空间成本比基于轨道的系统小。由于空间较为便宜，因此载具出于排队等候共享资源变为可用或等候载具承载相关产品抵达(以便将拟放置在同一容器、箱子、货盘等中的产品安排在一起)的目的而占据空间的成本降低。此外，载具可彼此绕过，与很多基于轨道的系统的单行道约束不同。因此，载具在执行其路线时的相互作用变得不那么显著，所以在单个综合规划中小心地设计编排全部载具变得不那么重要。这允许实施不太集中规划的控制系统，由单个中央控制器进行的处理更少，并且由分布式区控制器和/或载具控制器进行的处理更多。通过将处理分配给其数量与系统尺寸成正比的控制器，具有大量处理需求的大系统也将包括适应所述处理需求所需的大量处理器。此外，整个系统的最大尺寸受到单个中央控制器处理能力的制约更小。与轨道系统相比，无轨系统也可减少载具停放空间的成本，因为载具可简单地停在工作空间的区域中，并且不必购买轨道段来提供用于停放载具的空间。
测试方法
通过原位混合方法或其他混合方法实现的混合程度可通过数字图像处理方法和装置来确定，该方法和装置用于整体评估非均匀混合液体产品的数字图像中的细微不规则性，如PCT专利申请序列号CN2017/087539(P&G Case AA 1232F)中所述。该方法包括以下步骤：
1.通过排除背景区域从要分析的数字图像中提取感兴趣的区域。具体地，当数字图像是由液体混合物部分填充的透明或半透明瓶子的图像时，应仅提取含有液体混合物的部分，同时提取瓶子外部的背景区域以及瓶子的需要排除的不含液体混合物的部分。
2.对提取的感兴趣区域进行尺度空间分析，以检测感兴趣的点，即每个点代表一个局部最大值或最小值的极值，并为每个感兴趣的点提供至少一个强度值和尺寸或尺度。在液体混合物的情况下，具有足够高强度和/或足够大尺寸的此类感兴趣点中的任一个指示显著的局部不规则性，即混合不良的证据。因此，通过选择具有高于最小阈值的强度和/或尺度的极值，可以容易且有效地检测指示混合不良的显著局部不规则性的区域。
3.通过总计如此检测到的所有局部不规则性的贡献来计算总不规则性分数。在液体混合物的情况下，无论液体混合物中的颜色和光度变化如何，此类总不规则性分数用作混合有多好的单一定量测度。这种单一定量测度允许在非常不同的光度条件下对不同颜色的液体混合物进行客观比较。
出于说明和描述的目的，进行了本公开的实施方案和示例的前述描述。并不旨在详尽无遗地描述本公开或将本公开限制于所描述的形式。按照上文的教授而作的许多修改均是可能的。已经论述了这些修改中的一些，并且本领域的技术人员将了解其他修改。选择并描述了实施方案以便最佳地说明本公开的原理，并且选择并描述了适用于所设想到的特定用途的各种实施方案。当然，本公开的范围不限于本文所述的示例或实施方案，而是可由本领域的普通技术人员用于任何数目的应用和等同装置。相反，据此旨在通过本文所附的权利要求限定本发明的范围。另外，对于受权利要求书保护的和/或所描述的任何方法，无关于所述方法是否是结合流程图描述的，均应当理解，除非另外指明或由上下文所要求，对在方法的实施形式中所执行的步骤的任何明确的或隐含的排序均不暗示那些步骤必须按所示的顺序来执行，并且可按不同的顺序来执行或并行地执行。
本文所公开的量纲和/或值不旨在被理解为严格地限于所述的精确的数值量纲和/或值。相反，除非另外指明，每个此类量纲和/或值旨在表示所引用的量纲和/或值以及围绕该量纲和/或值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
应当理解，贯穿本说明书给出的每一最大数值限度包括每一较低数值限度，如同此类较低数值限度在本文中明确写出。贯穿本说明书给出的每一最小数值限度将包括每一较高数值限度，如同此类较高数值限度在本文中明确写出。贯穿本说明书给出的每一数值范围将包括落在此类较宽数值范围内的每一较窄数值范围，如同此类较窄的数值范围全部在本文中明确写出。
除非明确排除或换句话讲有所限制，否则将本文引用的每篇文献，包括任何交叉引用或相关专利或申请，全文均以引用方式并入本文。对任何文献的引用不是对其作为与本发明的任何所公开或本文受权利要求书保护的现有技术的认可，或不是对其自身或与任何一个或多个参考文献的组合提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外，当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。
虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出多个其它变化和修改。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有此类变化和修改。
