專利名稱：適于上游插入例外郵件的郵遞員投遞順序系統(tǒng)和程序的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及郵遞員順序分揀，更具體地涉及適合具有例外特征郵件的郵遞員順序分揀。
背景技術：
美國郵政局(USPS)正在尋求開發(fā)一種更有效的合并系統(tǒng)，其響應于顧客的需要和對各個投遞點以一束混合信件和扁平郵件為終結。該系統(tǒng)應通過在最終分揀過程中合并所有郵件流的元件(信件、扁平郵件、期刊、明信片等)，在郵遞員順序分揀步驟中完成該種合并。
目前，某些郵件流到達郵政支局時是預分揀過的，而有些郵件流則不是。一般來說，即使郵件到達郵政支局時已經(jīng)根據(jù)投遞順序分揀，郵政郵遞員也需從不同的郵寄盤中合并多個(通常多達10個)郵件流-為此郵遞員通常使用手工分揀過程。當郵件不是預分揀后到達支局時，郵遞員花費甚至更多時間-若干個小時-來手工地將郵件分揀到郵遞員投遞順序中。通常，在機械化流水線上郵遞員將完成郵件的合并座在各個郵政信箱處，當場合并來自多個郵件盤的郵件后放置到郵箱中去。這種要郵遞員花費相當大量的時間合并和分揀郵件，他們才能開始投遞，或者他們必須在投遞郵件的同時完成這種合并的需求，使得郵件的投遞過程(最后里程)相當?shù)托А１景l(fā)明以自動化的方式糾正該種低效能，該自動化方式不僅適于正常類型的郵件，還適于具有例外物理特征的郵件。
在1990年，USPS發(fā)布對郵遞員順序條形碼分揀器類型B的征求意見，是一種單道分揀器，以郵遞員投遞順序排列郵件。迄今為止，在14年之后，還沒有制造和提供出產品來滿足該種需要。
USPS有時在中央分揀設施中實施投遞順序分揀。分揀之所以在那里實施是因為將該過程自動化所需的設備簡直太大了而無法配裝在支局內。在每個支局內安裝此類設備所需成本令USPS望而生畏。而且，在中央設施中分揀也更為有效，因為如今唯一可用的分揀器是多道分揀器(multiple pass sorter)，其可包括一百多個料倉并需要兩個或多個分揀順序來使郵件進入投遞順序次序。然而，當郵遞員投遞順序分揀在中央設施中實施然后送到支局時，郵遞員通?；ㄙM其工作日的前兩個小時重新分揀郵件來糾正錯誤。對于郵政網(wǎng)絡的許多地方(尤其是在美國之外)，郵遞員依然使用舊的(Ben Franklin)文件架來將郵件手工分揀為投遞順序。
現(xiàn)今可用的分揀器具有很大局限性它們或者具有非常大數(shù)量料倉并需要很大空間進行操作的龐大而昂貴的設備；或者就是具有較少數(shù)量的料倉但需要多道進行操作。多道操作是勞動強度非常高的過程。于是，例如，一具有16個料倉的分揀器，分揀具有2000個郵件的任務，將需要三道。這意味著操作者必須裝載郵件，操作分揀器，然后，從各個料倉卸載郵件并重新將其裝載到饋送器內，如此過程達三次！盡管與手工分揀相比，這樣是可以節(jié)省一些時間，但勞動量高，價值主張受到限制。例如，參見2001年4月2日提交的美國專利申請No.20020139726，其題為“單饋送的單道混合郵件順序器(Single FeedOne Pass Mixed Mail Sequencer)”。
正因為高速、多道分揀設備仍需要高的勞動量，所以USPS才征求對單道系統(tǒng)的提案。不幸的是，即使這種自動系統(tǒng)單道系統(tǒng)在處理具有例外物理特征(例如例外體積或重量)時也往往出現(xiàn)故障。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是提供一種用于郵件等，包括具有物理特征的例外郵件的單道投遞順序分揀系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個目的是提供對企業(yè)外來郵件的分揀。手工方法仍然是企業(yè)用來分揀其外來郵件的最普遍的方法。這種方法也是勞動強度非常大，但可用的郵件分揀設備需要的資金和規(guī)模常令人生畏。
另一目的是提供一種制造容易且相當經(jīng)濟并且運行壽命長的單道投遞順序分揀系統(tǒng)。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，上述和相關的目的可在本發(fā)明中獲得，其對郵政郵遞員的最后里程效率作出顯著的改進并消除了企業(yè)對外來郵件進行分揀所需的大量勞力。本發(fā)明可經(jīng)一道(in one pass)即將每一個郵遞員路線的全天郵件從隨機順序分揀為投遞順序。本發(fā)明具有要求非常少的勞力即可接受當天待投遞的次序全亂的整疊郵件并自動地對其處理并以正確的投遞順序將其堆疊到郵件盤之中的能力。本發(fā)明的特征是一用于最佳紙張搬運的非常短、直的紙張路徑(約4英尺長)。本發(fā)明可處理的郵件類型眾多并將扁平郵件、信件、期刊經(jīng)一道而合并。此外，還包括一手工插入特征來并入和合并不能自動饋送但可自動地分揀、卸載和堆疊到郵件盤內的郵件(諸如報紙或特種尺寸的郵件)。因為該系統(tǒng)以單道完成全部工作，所以，因不再需清掃(卸載)分揀器料倉和多次重新加載饋送器，可大大地減少完成分揀的勞動量。郵遞員不再需要在各個投遞點處合并三個或多個郵件流，這又額外得提高了投遞效率。如果與競爭的(多道)分揀器(即使競爭的分揀器運行的速度快得多)相比，尤其是與手工分揀相比時，完成分揀的時間大大地減少了。因此，郵遞員更多地把時間花費在投遞郵件上而不是分揀郵件。
此外，本發(fā)明提供一種單道郵遞員順序分揀系統(tǒng)，其具有比競爭的分揀器系統(tǒng)小得多的占地。這增加企業(yè)(以及郵局)考慮使用該產品的可能性，因為他們可能不必為了安裝它而破土拆墻。
本發(fā)明還包括一視頻編碼工位，以使操作者可手工地輸入非機讀地址。與其它分揀器系統(tǒng)不同，單個操作者即可與自動饋送/讀取操作并行完成手工地址輸入，而不需貼標簽或印刷工位。
本發(fā)明是一種投遞順序分揀器，其將多個郵件流(扁平郵件、信件、期刊)合并為一個郵件流，并將它們經(jīng)單道即分揀成投遞順序。所有類型郵件同時加載(隨機次序)、單列開、并運送一個非常短距離通過一地址讀取器，以便裝入編號的料倉或保持工位內，每一個工位一個郵件。各一個郵件從饋送器到保持工位運送相同的短距離。設置足夠多的保持工位來儲存分揀任務中所有的郵件。保持工位連接在一起并以首位相連的環(huán)路緩慢地移動，象跑道狀的分揀路徑。系統(tǒng)控制器將從各郵件讀取的地址信息與各郵件的保持工位的編號相關聯(lián)。控制器建立用于以投遞順序將一個個的郵件從保持工位卸載到多個中間卸載工位內的算法。控制器暫時地將若干個中間卸載工位中的每一個與郵遞員路線上的多個地址之一相關聯(lián)。(中間卸載工位的數(shù)量可以大大的少于待分揀地址的總數(shù)。)諸保持工位的循環(huán)環(huán)路移動通過中間卸載工位，使選中的郵件從保持工位彈出進入中間卸載工位內。所有去往一個共同地址的郵件在跑道分揀裝置轉動一圈的過程中卸載到與該地址相關聯(lián)的指定中間卸載工位內。在跑道分揀裝置轉動第一圈之后，中間卸載工位隨后移動到最后捆綁/包扎工位并以正確次序卸載郵件一直接地進入一個郵件盤內。然后，中間卸載工位返回到其原來位置，一新的地址與工位中的每一個相關聯(lián)。在跑道分揀裝置轉動第二圈的過程中，該批地址的郵件從跑道分揀裝置中彈出進入中間卸載工位內，它們又移動到最后的捆綁/包扎工位。繼續(xù)該順序直到所有郵件卸載到郵件盤內。
本發(fā)明包括將一批隨機次序的郵件經(jīng)單道分揀為投遞順序的方法，該方法包括以下步驟饋送、讀取和儲存所有郵件，使每一個郵件儲存在一個編號的保持工位內；以單個一循環(huán)環(huán)路移動諸保持工位；以正確順序將郵件從保持工位彈出進入一定數(shù)量的間卸載工位，中間卸載工位的數(shù)量可以大大少于郵件上總地址的數(shù)量；然后，將分揀好的郵件從中間卸載工位卸載到郵件盤內。
本發(fā)明包括排序算法，算法將處于其原始隨機次序的郵件加載到編號的保持工位內，將掃描的每一郵件的地址信息與容納該郵件的編號的保持工位相關聯(lián)，然后，向多個中間卸載工位中的每一個分配一臨時郵遞員路線地址識別符，并將郵件從保持工位以與分配給各個中間卸載工位的臨時地址相關聯(lián)的順序彈出進入中間卸載工位。這種循環(huán)重復多次，每次循環(huán)時都向每個中間卸載工位分配新的臨時地址信息。
在本發(fā)明中，對于經(jīng)單道自動處理郵路上的所有郵件的系統(tǒng)，中間卸載工位數(shù)量大大少于郵遞員郵路上的地址數(shù)量。
本發(fā)明的主要特征在于其包括一種減少總的工作時間的方法，做法是手工饋送不能自動饋送的例外郵件，和/或手工輸入不能由自動地址讀取器成功地讀取的地址，在這些手工步驟之后提供與可機器讀取或可機器饋送的郵件一樣的自動處理。處理這些類型的例外郵件所需要的手工干預可與初始的饋送循環(huán)并行(即，同時)進行一這樣，完成這些手工任務不需增加時間。
在其它郵件饋送進入系統(tǒng)的環(huán)路上游載上例外郵件。例外郵件在上游饋送后，該郵件與其它郵件同樣地處理。由于保持工位(在本申請中有時稱作“保持器”)向下游移動，其它非例外郵件將加載到?jīng)]有被例外郵件占據(jù)的保持器內。
如果結合附圖參照以下詳細描述，則可完整地理解本發(fā)明。


諸附圖示出了本發(fā)明目前優(yōu)選的實施例，這些附圖連同以上給出的一般描述和下面給出的詳細描述一起用來解釋本發(fā)明的原理。如在所有附圖中所示，相同的標號表示相同的或對應的零件。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的單道郵遞員投遞順序分揀器的立體圖；圖2是圖1的單道郵遞員投遞順序分揀器的立體圖，示出了加載、饋送、讀取和插入郵件的步驟；圖3是圖1的單道郵遞員投遞順序分揀器的立體圖，示出了計算卸載順序的步驟；圖4是圖1的單道郵遞員投遞順序分揀器的立體圖，示出了對郵遞員路線的前四十個地址卸載郵件的步驟；圖5是圖1的單道郵遞員投遞順序分揀器的立體圖，示出了由圖1的單道郵遞員投遞順序分揀器對郵遞員路線的前四十個地址捆綁和堆疊郵件的步驟；圖6A是圖1的單道郵遞員投遞順序分揀器的料倉分隔器內的彈出機構的示意側視圖，實線示出其未致動的位置，虛線示出其致動的位置；圖6B是圖1的單道郵遞員投遞順序分揀器的料倉分隔器內的彈出機構的示意俯視圖；圖7是用于圖1的單道郵遞員投遞順序分揀器的料倉分隔器內的驅動和聯(lián)接的示意側視圖，彈出器臂處于其用點劃線示出的未致動位置，用虛線示出的其致動位置；圖8是圖1的單道郵遞員投遞順序分揀器的郵件加載插入?yún)^(qū)域的示意俯視圖，為說明起見某些料倉分隔器已移去；圖9是與圖1的單道郵遞員投遞順序分揀器的料倉分隔器相連的偏轉門和彈出臂的示意側視圖，彈出器臂處于其用點劃線示出的未致動位置，用虛線示出的其致動位置；
圖10是用于圖1的單道郵遞員投遞順序分揀器驅動的定時帶的示意俯視圖；圖11是圖1的單道郵遞員投遞順序分揀器的中間的卸載工位的示意側視圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的三行單道郵遞員投遞順序分揀器的立體圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明一實施例方法的簡化流程圖；圖14A至14C是示出根據(jù)本發(fā)明的用于分揀標準級郵件的第一實施例的邏輯流程圖；以及圖15A至15C是示出根據(jù)本發(fā)明的用于分揀標準級郵件的第二實施例的邏輯流程圖。
具體實施例方式
首先轉向附圖中的圖1，圖中示出根據(jù)本發(fā)明制造的并由標號10表示的單道郵遞員投遞順序分揀器。單道郵遞員投遞順序分揀器10具有底部12，該底部12帶有從底部延伸出的四個腿14(圖1中僅示出三個)。自動饋送工位16沿底部12縱向地延伸，其在一端處具有饋送器18和地址讀取器20，在另一端處具有帶有第二地址讀取器24的手工饋送工位22。饋送器18和地址讀取器20對跑道分揀裝置26建立饋送、讀取和插入路徑，該裝置26具有一系列料倉分隔器28，相鄰的分配器為插入在其間的一個個郵件形成保持器。視頻編碼器/數(shù)字控制器30-可以是一臺微處理器或諸如此類的裝置一定位在饋送器18附近并且可操作地連接于單道郵遞員投遞順序分揀器10的各種部件上，以在下文中將進一步解釋的方式協(xié)調它們的操作。
在跑道分揀裝置26的兩側上，是由標號32表示的兩個中間卸載工位單元，它們各具有20個中間卸載工位36。在中間卸載工位單元32的端部處，捆綁/包扎工位38安裝在底部12上。
現(xiàn)參照圖6A、6B和7至10，圖中示出跑道分揀裝置26的細節(jié)。在圖8中，從饋送器18進來的郵件沿著郵件插入路徑40移動到料倉分隔器28陣列內，使一個郵件在料倉分隔器28圍繞跑道分揀裝置26端部處的半圓形區(qū)域通過時隨著料倉分隔器28的分而時插入相鄰料倉分隔器28之間。跑道分揀裝置26內的料倉分隔器28沿著順時針方向以5英寸/秒的速度被總的由標號42表示的料倉帶驅動系統(tǒng)驅動。料倉帶驅動系統(tǒng)42連接到料倉分隔器28的內邊緣以沿著要求的順時針方向移動它們。為了幫助驅動料倉分隔器28的上邊緣，繞圈帶驅動器44具有雙側定時帶46，在定時帶的一側上每三個齒中移去兩個齒以在外側上形成12毫米的間距。繞圈帶驅動器44可操作地連接到總的由標號48表示的兩個料倉頂部帶驅動器。如圖8和10清楚地所示，兩個料倉頂部帶驅動器48彼此平行地延伸，各包括雙側的4毫米間距的定時帶50，在料倉分隔器被定時帶46移入位置之后，定時帶50接合料倉分隔器28的上延伸部。料倉頂部帶驅動器48的該種結構使料倉分隔器28在被繞圈帶的驅動器44以約15英寸/秒的速度移動之后，約以5英寸/秒的速度移動。
為了從跑道分揀裝置26移出郵件到中間卸載工位36，各料倉分隔器28具有如圖6A所示的彈出器臂52。彈出器臂52可樞轉地安裝，其尺寸確定為具有比較平坦的清掃件以接合郵件(規(guī)格從3″×5″至12″×15″)，并從相鄰料倉分隔器28之間中推出郵件。彈出器臂52可以是塑料模制的或是線材折制設計。各個彈出器臂52具有凸輪隨動件54，其通常在與料倉分隔器28循環(huán)陣列的整個路徑相關聯(lián)的固定軌58的槽56內運動。彈出器臂52依托在固定軌58的槽56內以將彈出器臂52保持在一未致動的位置。為了在料倉分隔器28到達中間卸載區(qū)域(在該處要求將郵件從料倉分隔器28移動到中間卸載工位36之一中)時操作彈出器臂52從圖6A、7和9中實線所示位置到其虛線所示位置，一偏轉門和螺線管致動機構60可將彈出器臂52的凸輪隨動件54偏轉到如圖6B所示的彈出器凸輪路徑62內，使彈出器行程為1.9″，彈出器返程約為2″。因凸輪隨動件54在彈出器凸輪路徑62內，致使彈出器臂52轉動并接合郵件而將其從相鄰料倉分隔器28之間推出，且進入到要求的中間卸載工位36內。在彈出器凸輪路徑62端部處，凸輪隨動件54返回到槽56，其繼續(xù)將彈出器臂52保持在未致動的位置內。偏轉門和螺線管致動機構60可將任何數(shù)量的凸輪隨動件54從槽56偏轉到彈出器凸輪路徑62，于是，如果位于若干個相鄰料倉分隔器內的郵件都標地址以相同地址，則偏轉門和螺線管致動機構60僅需保持接合并將多個料倉分隔器28上的凸輪隨動件54從槽56偏轉到彈出器凸輪路徑62。
如圖11清楚地所示，中間卸載工位單元32具有多個對應于中間卸載工位36的卸載盤組件64。各個卸載盤組件64包括一樞轉臂66以便支撐彈出的郵件68抵靠固定壁70，以及一固定位置的電動機和凸輪致動器系統(tǒng)72，以便將凸輪71移動到位置71a，由此將樞轉臂66移動到一位置66a，該位置遠離彈出的郵件68以便接受新的郵件。各個卸載盤組件64上的樞轉臂66與料倉分隔器28上的彈出器臂52的致動同步地致動，于是，樞轉臂66打開而接受從料倉分隔器28彈出的郵件。
現(xiàn)將詳細地解釋本發(fā)明的操作。如圖2所示，操作員最初將多達2000件郵件加載到自動饋送工位16內并啟動饋送循環(huán)。郵件被饋送器18單列開，移動通過地址讀取器20并插入到由相鄰料倉分隔器28沿郵件插入路徑40形成的保持器之間(圖8)。該操作以每小時8000次饋送/插入速率進行。在饋送循環(huán)過程中，測量各郵件的厚度并連同該郵件的倉儲位置一起被控制器30記憶。在每一郵件插入在料倉分隔器28之間之后，跑道分揀裝置26為待插入的下一郵件指出下一個空的空間。
對于不能被地址讀取器20讀取和翻譯的任何地址，控制器30記錄該郵件的料倉位置，并儲存其地址圖像以便由操作員在控制器30處進行翻譯。操作員在控制器30上仔細查看未能讀出的地址并輸入正確的地址翻譯?？刂破?0將該信息與郵件的料倉位置相關關聯(lián)。
在圖2中的手工饋送工位22處，操作者手工地插入不能自動饋送的郵件68A。掃描它們以識別地址并將其插入到由相鄰料倉分隔器28形成的空的保持器內。
在所有郵件以圖3所示的它們的原始順序地被饋送、讀取和插入在料倉分隔器28之間，且操作者輸入那些機器不能讀取的郵件的正確地址之后，控制器30計算正確的順序，以便以正確的投遞次序卸載郵件。控制器30分配40個中間卸載工位36的每個以便接受所有的前40個特定地址的郵件。然而，控制器30計算郵件的總數(shù)并對各個地址所有這些郵件的累加厚度。如果加的厚度超過一卸載盤組件64的能力，則分配兩個或多個卸載盤組件64來保持該地址的全部郵件。
當控制器30已經(jīng)確定了正確的卸載次序時，跑道分揀裝置26開始轉動以5英寸/秒的速度通過中間卸載工位單元32。當跑道分揀裝置26轉動通過中間卸載工位單元32時，每當郵件通過帶有該郵件指定地址的中間卸載工位36，郵件就彈出進入中間卸載工位36的卸載盤組件64內。參見圖4、6A、6B、7和9。當郵件通過中間卸載工位單元32時，應該指出的是，郵件被夾在料倉分隔器28之間，以使它們以垂直的面對面的關系對齊，不是如許多現(xiàn)有技術的郵政系統(tǒng)中所見的端部對端部的關系，由此，分揀以相當迅速的方式而不必高速轉動跑道分揀裝置26就可實現(xiàn)。當郵件從跑道分揀裝置26中彈出時，指定的卸載盤組件64的致動器系統(tǒng)72(圖11)循環(huán)而將樞轉臂66向右移動到位置66a。當郵件在卸載盤組件64內時，致動器系統(tǒng)72返回到原來位置，而樞轉臂66推壓卸載盤組件64內的任何郵件以將它們保持在固定壁70上的直立位置內。
在跑道分揀裝置26的轉動一周結束時，前40個地址的所有郵件已從跑道分揀裝置26中卸載到中間卸載工位36。其余(400-40＝360)地址的郵件保持在跑道分揀裝置26內。于是，各個中間卸載工位36現(xiàn)包含有一批用于一指定地址的郵件(除非出于上述原因對該地址指定了一個以上的卸載盤組件64)。
如圖5和11所示，在去往前40個地址的所有郵件從跑道分揀裝置26中彈出到中間卸載工位36的卸載盤組件64內之后，在卸載盤組件64下的帶74將卸載盤組件64推進到帶74端部處的捆綁/包扎工位38。在那里，具有共同地址的各批郵件從其卸載盤組件64卸載到捆綁/包扎工位38以便在郵件盤76內進行包扎和堆疊。樞轉臂66的凸輪隨動件部分可以該中間卸載順序在凸輪下方平移。
捆綁/包扎工位38設計成以每捆3秒的速度完成包扎操作。當所有卸載盤組件64卸空時，帶74反轉并驅動卸載盤組件64回到其原來位置，準備下一批40個地址卸載到它們之中。
一旦第一組的40個地址已經(jīng)包扎和堆疊，且卸載盤組件64已經(jīng)返回到其原來位置，控制器30臨時地將下40個地址分配到中間卸載工位36。跑道分揀裝置26轉動另外一圈(以5英寸/秒速度)，如圖4所示，下一批的下40個地址的郵件被彈出到中間卸載工位36內。然后，這些批的郵件如圖5和11所示地前進到捆綁/包扎工位38。重復該順序直到跑道分揀裝置26卸空所有的郵件而完成分揀任務為止。
通常，對于2000個郵件，平均每個地址進入5個郵件，每一郵路400個地址，每次作業(yè)跑道分揀裝置26需要轉動總共10次，每次作業(yè)包扎/堆疊順序也重復10次。
在圖12中，圖中示出了本發(fā)明的一改型的形式，其提供三層單道郵遞員投遞順序分揀器110，該分揀器110具有單個自動饋送工位116和鄰近于三層跑道的分揀裝置126的三個中間卸載工位單元132。在三個中間卸載工位單元132的端部處有三層捆綁/包扎工位138。
應當注意，本發(fā)明還可構造成三層單道郵遞員投遞順序分揀器，該分揀器具有三個自動饋送工位和圍繞三層跑道的分揀裝置的四個中間卸載工位單元。在每對中間卸載工位單元的端部處有兩層捆綁/包扎工位。
正如本技術領域內的技術人員所認識的，本發(fā)明可編程而根據(jù)如下所述的法則以各種順序進行操作I.郵遞員投遞順序分揀器-根據(jù)地址捆綁本發(fā)明從所有郵件流中合并和收集所有郵件進入到單一的部位內-先前稱之為“中間卸載工位”，然后，將該中間卸載工位移動到最后堆疊的子系統(tǒng)，替代性實施例包括另一子系統(tǒng)，在將郵件堆疊到郵件盤內之前用單一封裝物包扎、捆扎或其它方式封裝去往各個地址的所有郵件。這樣，不管投遞路線是機械化的還是步行的，郵遞員僅需要拾取盤中的下一包裹并將其堆放到路線上的下一郵箱內。
其它的特征可添加到該捆綁/包扎子系統(tǒng)以進一步提高郵件投遞過程的效率。例如，噴墨打印機可在各個包扎的包裹上打印唯一的條形碼-而系統(tǒng)軟件將該碼聯(lián)系于所有條形碼、行星碼、POSTNET條形碼以及任何在該郵件表面上的其它被掃描和儲存的信息。當郵遞員投遞全部的包裹時，他/她僅在各地址處掃描外部條形碼-而軟件系統(tǒng)將系統(tǒng)存儲器中的該碼聯(lián)系于包裹中的所有郵件。于是，不管捆綁在包裹內編碼的郵件數(shù)量是多少，每個郵遞點只需掃描一次。如果在包裹內有任何郵件需要簽字，則打印機為郵遞員在包裹物上打印一警示?；蛘撸捎貌煌伾珜嵤┌b。
在一替代性的實施例中，RFID標簽附連到包裹材料上，既可替代打印子系統(tǒng)也可額外添加到打印子系統(tǒng)上。于是，在包裝過程中，RFID標簽可對每個包裹設置有唯一的標識物，其可以與先前在每個或封閉的郵件上掃描過的所有信息(編碼等)相關聯(lián)和聯(lián)系起來。該種技術將使各投遞點處的郵遞員效率更高。代替掃描包裹物上條形碼的單獨動作，當捆扎物被投遞時，郵遞員攜帶RFID問訊器單元來讀取各個RFID標簽上的信息，并對中心數(shù)據(jù)庫提供在指定時間投遞捆扎物的所有內容的反饋信息。此外，RFID問訊器單元可適于具有音頻功能，這樣，當RFID問訊器從包裹物中提取信息時，如果包裹中的一個或多個郵件需要郵遞員采取行動(例如，取得收件人的簽字)，則郵遞員可被RFID單元給予音頻提示或提醒以便采取所需要的行動。
單道郵遞員順序分揀系統(tǒng)將多個郵件流合并到單個郵件流中，以投遞順序分揀，并將一個地址的所有郵件收集成一個包裹，將分揀后的郵件直接卸載進入郵件盤。這里所揭示的本發(fā)明包括對郵遞員郵路上去往各個地址的每一包裹郵件增加包裹或封裝功能。此外，可增加打印功能以打印條形碼信息和提醒信息，并可在封裝物或包裹物外面提供地址信息。打印在包裹物上的條形碼聯(lián)系于先前在包裹內的所有郵件上掃描和保持的信息-條形碼、行星碼和任何其它智能的郵寄特征。當郵遞員將包裹投遞給每個地址時，通過掃描包裹外面上單一條形碼，在包裹內的所有郵件上可同時捕捉到投遞信息。
本發(fā)明的一個好處在于，較之于不具有將共同地址的郵件捆綁到單一封裝物中的分揀系統(tǒng)來說，諸如USPS的郵政局可減小其每年的運行費用。也許更加重要的是，盡管郵遞員如今不掃描各個投遞郵件，但它們可能在不久的將來需要這樣做以便能提供與智能郵件相關聯(lián)的增值服務。在每個投遞點掃描多個郵件的需要將使郵遞員的效率越發(fā)地低。通過聯(lián)系每個包裹內容上的信息與印刷在每個包裹外面上的單一條形碼，郵遞員僅掃描包裹面的動作將重建其效率，外加可便于增加增值服務而無需增加郵局勞動力。通過將掃描的信息與包裹物/封裝物上的RFID標簽相聯(lián)系，郵遞員的效率越發(fā)地提高，同時向系統(tǒng)、郵政局和顧客提供更多與投遞時間有關的信息。
如果上述封裝步驟包括在諸如多層包裹的封裝物中密封郵件，則可產生額外的好處。收到包含其每天的所有郵件的密封包裹的顧客會在兩個方面安心。
首先，如果包裹仍然是密封的，他們將要知道在包裹由郵遞員投遞之后，他們的郵件未被擅自動過，例如，社會保險支票沒有被偷竊等。其次，如果USPS繼續(xù)投資探測設備來確保帶有生物有害材料或其它有害物質的郵件不能通過郵政分揀設施，則將每個人的郵件包扎成密封的封裝物將提高收件人一方的安全感。
II.郵遞員投遞順序分揀器-算法以上已經(jīng)描述了一種單道分揀系統(tǒng)，其將多個郵件流合并到單一作業(yè)中，以投遞順序進行分揀，并將分揀好的郵件自動地直接卸載到郵件盤中-將郵件包扎并打印在投遞過程中對郵遞員有用的信息。這兩個概念實現(xiàn)了總統(tǒng)委員會2003年的建議每個地址的郵件“一個個別包裹的郵件捆”。
本發(fā)明的以下實施例包括一系列12個特殊操作算法，可用于前述單道投遞順序分揀器-每一算法增強固有的自動化功能并克服固有的局限性，實現(xiàn)更有效的作業(yè)時間和操作順序。這些特殊算法中的每一個的結果或者是減少勞動量、每次作業(yè)的范圍更寬、作業(yè)時間更短-或者簡而言之，作業(yè)成本更低。
存在著形成每個地址一個個別包裹的郵件捆這一目的多種替代方案-盡管各有不良和低效的特征。例如，對于占地面積相對較小的系統(tǒng)可選用多道分揀來將郵件分揀為投遞順序。對于具有匹配地址數(shù)的多個料倉的非常大型的分揀器，是可以用單道投遞順序的分揀的一但只有用非常昂貴和非常大的機器才行。大多數(shù)這種系統(tǒng)不處理全部范圍的待投遞的郵件-于是，結果是，多個郵件流按投遞順序排序，但這些多個郵件流必須合并到單一順序中-而且該步驟通常需要用手工進行操作。
目前按投遞順序進行分揀的方法存在著其它的問題。不可避免的是，某些郵件不能自動地進行饋送和處理，因為它們太厚、太大、太滑、太薄、易損等。如果操作者企圖將它們饋送到系統(tǒng)內，則這些郵件比正常郵件更容易堵塞系統(tǒng)。這導致用大量的停機時間來清除堵塞事故。有經(jīng)驗的操作者懂得哪些類型的郵件如果引入到自動化的處理設備中會更可能造成麻煩，他們將精選出“非可機械化處理的”郵件。然后，它們將用手工進行處理-這使郵件處理時間長效率低。
類似地，存在著不能被自動化地址讀取系統(tǒng)讀取和翻譯的某些類型的地址。這些地址的圖像往往被捕捉并送到遠程位置，那里，操作者在視頻屏幕上與這樣的圖像互動以讀取出地址并鍵入編碼以識別出所要的投遞點。某些現(xiàn)有的分揀系統(tǒng)包括一種將特殊編碼印刷在信封背面上的裝置，替代原先印刷在信封上的地址信息。當遠程操作者鍵入正確地址時，該信息在其后所有的郵件分揀操作中與印刷在該信封上的編碼相關聯(lián)。在初始(非成功地)掃描郵件之后和遠程視頻操作者鍵入正確地址信息之間的時間間隔中，一郵件上發(fā)生兩件事情中的一件?；蛘呤青]件被送入一個環(huán)路中，將郵件保持在分揀系統(tǒng)的運送過程中移動直到正確的信息被鍵入為止，或者是郵件暫時被投入一堆疊中。在第一種選擇中，郵件處理系統(tǒng)的成本必須包括將郵件保持在系統(tǒng)中的環(huán)路的成本。再者，由于在等待遠程鍵入正確的信息時繼續(xù)四處移動郵件，所以增加了塞住郵件的風險。在第二種選擇中，分揀器操作者需要額外的步驟來重新加載和重新饋送原來不能讀取的郵件。這要求額外的勞力，這使得處理作業(yè)效率低下。再者，對于這兩種系統(tǒng)，由于分揀器操作是勞動密集的工作-全時間的工作，遠程的視頻編碼需要額外操作員-在計算完成分揀工作的成本時，他的勞動必須加到分揀器操作員勞動的成本中去。
準備批量郵寄的某些郵件不能通過大多數(shù)已知的自動化設備成功地進行處理。例如，USPS接納異形(諸如香蕉形、心形、復活節(jié)兔子形等)郵件-但條件是好郵寄者分揀好并直接運輸這些郵件到郵政網(wǎng)絡的最終郵政支局。但郵遞員仍必須用手工將這些異形郵件與其余日常郵件合并。這花費時間且使得郵遞員效率低下。
有時，郵件量大大多于正常時的量?？偟娜蝿者h大于平常-在此情形中，分揀設備不能以平常的方式處理總的作業(yè)-這常常導致增加大量手工勞力?；蛘咴谄渌那樾沃?，個別地址收到比平時多得多的郵件量。通常，目前的分揀系統(tǒng)處理該種情況是將超過單個料倉的量的郵件轉到一個溢流料倉一然后用手工合并來完成分揀任務，或者通過需要額外操作員勞力的額外分揀來完成。
對于完成郵遞員投遞順序分揀任務來說，所有這些情況需要勞力并增加成本和總的工作時間。
以下的法則改進了單道分揀系統(tǒng)的上述揭示的實施例，該系統(tǒng)將多個郵件流合并到單一郵件流中，以投遞順序進行分揀，并將一個地址的所有郵件收集到一個包裹內，將所有去往一個地址的郵件包扎到一捆內，并將捆綁/包扎/分揀好的郵件直接卸載到郵件盤內。這些算法是一系列12個可用于郵件分揀器的特殊操作算法-每個算法增加固有的自動功能、克服固有的局限性，以實現(xiàn)更有效的工作時間和操作順序。這些特殊算法的每一個的結果或者是減少勞動量、在每次作業(yè)中有更寬的范圍、作業(yè)時間更短-或者簡而言之，是更低的作業(yè)成本。
這些算法中有一些可通用于眾多分揀器類型，而有一些對于以上揭示的單道投遞順序分揀器是獨特的。這12個算法是1.自動加載循環(huán)與單一操作員視頻編碼循環(huán)時間共享。
2.在饋送循環(huán)過程中測量各郵件的厚度，并根據(jù)要堆疊在其中的所有郵件的復合厚度分配中間卸載工位的數(shù)量。
3.在讀取地址之后，將過厚的郵件轉到手工料倉，然后，在包扎階段提示操作員手工地將郵件添加到指定地址的捆束中。
4.當加載過厚的郵件時，為確保良好的卸載特性，將相鄰分隔器留空以使料倉分隔器彎向相鄰空間。
5.手工地插入不能自動地單列開的郵件，此后，以與自動饋送郵件相同的方式對手工饋送郵件自動地完成所有處理步驟。這是本發(fā)明的主要特征之一，并將在本申請的下文中進一步詳細解釋。
6.當偶爾任務規(guī)模超過分揀器的能力時，以自動地將任務分為兩批地址的算法進行操作。
7.當偶爾任務規(guī)模僅超過分揀器的能力少量的郵件量時，包扎步驟過程中的手工操作可使操作員手工地加入超出的郵件。
8.在智能郵件操作中，當任何一個郵件需要“定時投遞”，而郵件太早到達了該最終分揀操作時，可將其挑選出來并放在一邊，直到正確的投遞時間到來。
9.關于投遞路線上各郵箱形狀和大小的局限性的知識可添加到分揀信息數(shù)據(jù)庫中。在中間卸載步驟，可使待包扎的捆束的大小(厚度、尺寸等)適于確保該捆束能裝入郵箱。尺寸過大的郵件可從捆束中排除出來并單獨處理。
10.當?shù)饺魏蔚刂返泥]件包括需要收信人簽字的郵件時，從捆束中排除該郵件，可將其附連在外面。
11.向營銷郵寄者提供服務-支付額外的費用，郵局將確保你的郵件位于捆束的前面或后面-于是，即使在他們打開包裹之前收信人也可看得見。
12.在包括用來在包裹外面打印信息的打印機的系統(tǒng)中，提供一種服務以在包裹表面上打印廣告信息-包括多種信息-目標針對個別的收信人。(包裹變成信息品。)為了更有效的作業(yè)時間和操作順序，12個特殊操作算法各自增加郵件分揀器的固有的自動化能力并克服固有的局限性。這些特殊算法中的每一個產生的結果或者是減少勞動量、在每次作業(yè)中有更寬的范圍、作業(yè)時間更短-或者簡而言之，是更低的作業(yè)成本。一個個地看，或整體來看，這些算法使單道投遞順序分揀郵件并捆扎成各個地址的包裹的基本概念與其它替代方案相比，更有吸引力和競爭力。某些算法引入了其它系統(tǒng)所不可能有的新的特征和能力。而其它算法引入了可應用于所有分揀器系統(tǒng)的新的能力。各個算法獨特的優(yōu)點將在下面結合各個算法的說明一起進行描述。
下面是對各個算法是什么、它如何工作以及為什么它是對于其它方案的一種改進的簡要描述。
1.自動加載循環(huán)與視頻編碼循環(huán)時間共享在傳統(tǒng)的分揀器中，(甚至在潛在的“單道”分揀系統(tǒng)中)在郵件送入并讀取了其地址后，必須以某種方式對其作用。一般來說，當?shù)刂房勺x時，郵件直接投遞到正確的分揀器料倉內。當郵件不可讀時，圖像必須送到視頻編碼工位中以便進行翻譯，郵件必定有所延遲，因為不知道哪一個是投遞它的正確料倉。于是，郵件首先通過打印條形碼(通常在郵件的背面上)的打印工位，然后送入一個保持郵件移動直到進行視頻編碼為止的環(huán)路，或者，郵件送入臨時料倉中。在該第二種情形中，不能讀取的郵件必須重新加載、重新饋送，而在視頻編碼進行之后重新讀取新打印的條形碼。鍵入的地址與打印在郵件上的條形碼相關聯(lián)。這些額外的步驟延長工作時間，增加工作內容，對不能由自動地址讀取器讀取的郵件需要進行特殊的處理，對于系統(tǒng)而言因紙路徑的額外環(huán)路、為分揀不可讀郵件的額外偏轉器和專用料倉、用來施加條形碼的額外打印工位、以及可能的為在郵件的第二次通過過程中讀取所施加的條形碼的額外讀取器而增加了成本。
在本發(fā)明中，對于不能讀取的郵件不需要特殊的處理，且一般來說，對于不能讀取的地址，不需要額外時間或人員來完成視頻編碼。系統(tǒng)對不能讀取的郵件做與對于可讀取郵件完全相同的事情-例如，饋送、運輸、捕捉圖像，以及將郵件插入到保持工位的循環(huán)的環(huán)路上的下一個可用的保持工位中。不管圖像是否初始可讀取的，相同的(非常短的)紙路徑應用到所有郵件。當圖像可讀取時，控制器記憶郵件上的地址和它被堆積的保持工位的編號。當?shù)刂凡豢勺x取時，控制器記憶郵件的位置并將地址圖像送到視頻編碼工位以便由操作員進行翻譯。操作員通常在饋送器繼續(xù)在自動饋送、讀取和將加載的其余郵件插入到饋送器帶上進行操作時翻譯不可讀取的地址。一旦操作員鍵入地址的正確翻譯，該信息與郵件的已知部位(保持工位)相關聯(lián)。視頻編碼時間與用于饋送/讀取/插入循環(huán)的自動處理時間共享。
該編碼算法的好處是顯著的。是因為分揀發(fā)生在卸載循環(huán)過程中，所有郵件才可由紙?zhí)幚頇C構完全同樣地進行處理。不需特殊的環(huán)路，于是，可節(jié)約這些機構的成本。不需打印的能力，不需額外的讀取器，不需額外的偏轉門或特殊的儲存位置-于是，對于本發(fā)明來說，不需要與傳統(tǒng)分揀器中的那些功能相關聯(lián)的所有花費和空間。這樣，根據(jù)本發(fā)明的單道郵遞員投遞分揀器可以更便宜、更小。再者，由于在正常操作中，不需額外時間和額外操作員來完成視頻編碼，所以，工作時間和勞力花費將少于速度和能力相當?shù)膫鹘y(tǒng)分揀系統(tǒng)所需要的。
2.在饋送循環(huán)過程中測量各郵件的厚度，并根據(jù)堆疊在其中的所有郵件的復合厚度分配中間卸載工位的數(shù)量傳統(tǒng)分揀器通常不包括將郵件綁扎成待投遞到郵遞員路線上各地址的包裹的能力。這是根據(jù)本發(fā)明的分揀器的一種新的能力。然而，它也是USPS近年來向四家公司支付5至6百萬美元進行開發(fā)以在2008年前在全部的郵政系統(tǒng)中使用的一種能力。于是，這四個公司定將開發(fā)一系列方法來完成捆扎和包裹每一地址的日常郵件。
平均來說，每個地址每天約有5個郵件投遞，郵件堆疊的平均厚度約為10至15mm。事實上，人體工程學指出，如果不是過分重的話，那么普通人可舒服地抓住和操作約2.5″厚度的物體而不感到不適。于是，在大多數(shù)情形中，每個地址的郵件捆將落入在投遞過程中操作時人感到舒適的范圍內。然而，有時，在投遞路線上的一個地址會收到異常數(shù)量的郵件-它可能超過2.5″的堆疊厚度-因此，郵遞員操作起來會感到不舒服。在郵件繁重的日子(諸如圣誕節(jié))里，這會經(jīng)常發(fā)生，如果郵遞員必須處理包裝和捆綁好的包裹而不是個別的郵件的話，則其對郵遞員可導致反復的壓力損傷。采用目前的方法，郵件不包扎成單一的捆束，于是，對于每個地址郵遞員可通過將郵件以多個分散的量(它們各個都適于操作)卸載到郵箱內來應付比正常郵件堆厚的捆束。正是將郵件捆綁成單一包裹的這種新的能力才具有形成新問題的可能。
根據(jù)該算法，當饋送和單列開各個郵件時，需測量郵件的厚度。該信息連同排列的保持工位中的郵件地址和位置信息一起被控制器記憶。當所有郵件被饋送并在保持工位中儲存時，控制器然后確定郵件將如何卸載到中間卸載工位中。通常，對單一地址的所有郵件將卸載到相同的中間卸載工位。然而，在啟動卸載順序之前，控制器進行額外的計算，將待投遞到每個中間卸載工位的所有郵件的厚度加起來。如果厚度之和超過預定厚度(諸如2.5″)，則控制器指定一個或多個相鄰中間卸載工位來接受該地址的郵件。在最后包扎和堆疊步驟過程中，某些地址將具有兩個或多個包裹一在人體工程學上每個包裹在投遞過程中對于郵遞員將是舒適的。再者，由于包扎工位可具有用來在包裹物外面打印條形碼、地址、提示等的打印機，所以，該打印機可為郵遞員打印一信息今天投遞到該地址有兩個包扎的捆束。
3.在讀取地址之后，將過厚的郵件轉到手工料倉，然后，在包扎階段提示操作者手工地將郵件添加到指定地址的捆束中4.當加載過厚的郵件時，為確保良好的卸載特性，將相鄰分隔器留空以使料倉分隔器彎向相鄰空間。
以下是對算法3和4的說明。在郵遞員投遞順序分揀器和上述的包裹包扎系統(tǒng)中，保持工位的循環(huán)環(huán)路是分揀器設計的重要元素。設計該系統(tǒng)必須記住有兩個關鍵的規(guī)格每一分揀任務的郵件總數(shù)，以及系統(tǒng)在自動化操作中成功地處理的郵件的最大厚度。與可用的替代方案相比，系統(tǒng)具有相當小的占地面積也是重要的。應該指出的是，占地面積受上述兩個關鍵規(guī)格影響每一任務的郵件數(shù)量確定了所需保持工位的數(shù)量，以及有待被保持工位容納的郵件厚度確定了兩個保持工位之間間隔的間距。由于保持工位是以循環(huán)環(huán)路排列的，所以，具有較大數(shù)量保持工位的陣列或具有較厚的保持工位的陣列(或兩者兼而有之)將需要較大的占地面積。于是，為了盡可能保持較小的占地面積，將要求保持工位之間的間距盡可能小而實用。于是，例如，郵件平均厚度約為2mm。如果分揀器的總的任務要求是每個路線處理高達2000個郵件，則保持工位的循環(huán)環(huán)路的總長將達4米，再加上保持工位的厚度。該系統(tǒng)產生相當小的占地面積。然而，如果郵件的平均厚度是2mm，則這樣的系統(tǒng)將不能容納厚度大于2mm的那一半郵件-這些郵件將需要作例外處理。另一方面，如果系統(tǒng)設計成容納所預期的最厚郵件-使得沒有郵件需要例外處理，那么，系統(tǒng)的占地面積將相當?shù)卮蟆Ｓ谑?，例如，如果預期的最厚郵件是25mm，那么，用于2000個郵件的保持工位的循環(huán)環(huán)路會是50米長-需要前一實例占地面積12.5倍大的占地面積。所以，系統(tǒng)必須設計成容納最大數(shù)量的郵件，因厚度大于系統(tǒng)所能容納的厚度的例外最少，且占地面積最小。不在這時嘗試選擇設計參數(shù)，則足以說，設計上可能的折衷將導致在自動化處理過程中需要例外地處理厚度大于系統(tǒng)能夠容納的郵件。算法3和4解決這些需要。
為了說明這些算法，讓我們利用如何設計典型系統(tǒng)的實例。假定保持工位之間的間距設計成8mm厚。而保持工位設計成有柔性壁，于是它們可變形而容納厚達12mm的郵件。另外還假定約有半個百分點的郵件超過12mm的厚度。這意味著在2000個郵件的典型任務中，總共有10個郵件將超過自動化處理的厚度極限，并將需要使用算法來調節(jié)。
如以上算法2中所揭示的，就在饋送之后即刻測量每個郵件的厚度。在插入到下一可用保持工位的路徑上還讀取地址。算法3使用這兩個信息來以簡化總體工作的方式方便過厚郵件的處理。該算法可描述如下過厚郵件被偏轉到并非保持工位循環(huán)環(huán)路的一部分的特殊保持料倉內。其余的工作以正常方式進行處理。每個被偏轉的過大郵件的地址是已知的。在最終捆綁/包扎/卸載操作過程中，當系統(tǒng)進入需投遞過厚郵件的地址時，系統(tǒng)就暫停并對操作員提供提示，從保持料倉中手工地移出該郵件并將其放置在將在包扎工位中包扎的堆疊上。完成該提示的手工步驟之后，操作員按壓復原按鈕，系統(tǒng)繼續(xù)包扎全部的捆束-包括自動處理的郵件以及手工地添加到捆束中的郵件。然后，系統(tǒng)以卸載捆束并以正常方式包扎它們的正常循環(huán)繼續(xù)，直到具有過大尺寸郵件的下一地址的包裹到達包扎工位為止-此時，操作員被提示手工地添加該下一過厚的郵件。該種提示可以是音頻信號或視頻信號。但一般來說，該算法提供了有效的方法來以通過減少總的工作時間來優(yōu)化效率的方式將少數(shù)的幾個手工操作與郵件自動處理合并進行。
算法4以不同方式解決了該相同問題。如果我們假定保持工位上8mm間距的同樣設計參數(shù)來容納12mm厚的郵件，則每次任務的10個例外郵件(厚度大于12mm)可以不同方式進行處理。先前曾假定過保持工位的壁是柔性的，并可容易地彎曲而接納厚度大于保持工位之間間距的郵件。于是，為了說明起見，讓我們忽略保持工位的壁厚。并假定三個相鄰郵件分別具有2mm、18mm和2mm的厚度。各自8mm的三個保持工位的間距之和為24mm，而待加載到這三個保持工位內的郵件厚度僅為22mm。于是，只要中間保持工位的壁可彎曲到第一和第三工位的(不需要的)空間內，則所有三個郵件可自動地被接納。然而，如果三個郵件每個都測得20mm厚，則系統(tǒng)將這三個郵件加載到相鄰的保持工位內，三個郵件可能卡在保持工位內-而且系統(tǒng)不能將這些郵件卸載到中間卸載工位內，因為郵件和保持工位壁之間存在高的曳拉力。這將導致系統(tǒng)發(fā)生故障。
算法4還是使用有關各郵件厚度的信息解決該種可能性。該算法創(chuàng)建了根據(jù)先前所加載郵件的測量厚度來插入保持工位內的規(guī)則。這種規(guī)則的實例可以是只要先前三個郵件的總的連續(xù)厚度超過三個保持工位的間距，則就讓下一保持工位留空并將下一郵件(不管多厚)加載到越過留空工位的那個保持工位內?？偟膩碚f，算法4可概括如下使用測兩厚度信息，遵循規(guī)定的一組規(guī)則，將選定的保持工位留空以確保過厚郵件在卸載操作過程中可方便地滑出保持工位。算法4的好處在于，可自動地處理多個較厚的郵件，需要手工處理的較少，保持工位之間的間距可設計成較小以使總的系統(tǒng)保持小的占地面積。
5.手工地插入不能自動地單列開的郵件，此后，對于自動饋送郵件和手工饋送郵件以相同的方式自動地完成所有處理步驟該算法是本發(fā)明的主要特征。它解決與上述如何處理太厚郵件的問題相類似的問題。盡管為本發(fā)明分揀器構思的單列器具有世界基準的范圍(即，它可處理任何已知技術類型的最寬范圍的郵件)，但總有例外存在-饋送器不能自動地處理的郵件。例如，異形(諸如心形、香蕉形、復活節(jié)兔子形等)郵件現(xiàn)可以以額外郵資郵寄。饋送器可能不能成功地單列這些郵件。可能存在有諸如報紙以及可能多層包扎的期刊那樣的其它例外，饋送器不能自動地單列它們。
如上所述，對這些郵件提供手工饋送的能力。一旦郵件手工地加載到保持工位(并通過地址讀取器)，通?？勺詣拥貓?zhí)行所有其后的處理過程(卸載到中間卸載工位、捆綁/包扎和堆疊到郵件盤內)。在傳統(tǒng)的分揀器中，這些不能自動饋送的郵件在分揀器的任何其它子系統(tǒng)中也不能被自動地處理。在本文所述的系統(tǒng)中，只有第一步驟(單列)必須手工完成。所有其它步驟可自動地完成。
算法5提出了一個完成該手工步驟而不增加總的工作時間的方法。該操作順序如下操作員在饋送器帶上加載所有可機械化處理的郵件并啟動自動的饋送順序。將操作員識別為不能自動饋送的郵件放置到一邊以便手工地插入。一旦自動饋送器進行操作，操作員拿例外的郵件到手工加載工位并開始一個接一個地將它們插入到系統(tǒng)內。每個郵件通過地址讀取工位并加載到保持工位內。假定手工插入工位沿保持工位的循環(huán)環(huán)路路徑定位在遠離與自動饋送器相關的裝載工位相當距離處。這樣，鄰近手工插入工位的保持工位將被留空，直到工作的很晚時候為止-在手工加載操作完成之后很久。
然而，由于手工加載工位就位于自動加載工位的上游，所以，在手工工位處加載的某些保持工位將在此后不久通過自動加載工位。由于控制器已知每個保持工位的位置，以及哪個已經(jīng)加載有一郵件，所以，當填充的工位到達自動加載工位下游時，控制器就將循環(huán)的環(huán)路推進到下一留空的保持工位以用于下一由自動饋送器饋送的郵件。
算法5的好處在于，手工地加載不可饋送郵件的時間與到自動饋送循環(huán)的時間共享。不需額外的時間和額外的操作員-在大多數(shù)情形下都如此。當然，總會有例外。例如，如果不能被自動地饋送的郵件數(shù)量變成占郵件總數(shù)很大百分比，則手工地加載這些例外郵件的時間可超過自動地加載那些可自動饋送的郵件的時間。在此情形中，某些時間將在手工和自動饋送操作之間共享，而某些手工饋送時間將遞增并添加到總的工作時間內。
如上所述，算法5和執(zhí)行該算法的系統(tǒng)是本發(fā)明的核心。本發(fā)明的分揀系統(tǒng)是用于將一組郵件和至少一個例外郵件分揀成所要求的順序。本系統(tǒng)包括多個保持器，保持器的尺寸可接受并在每個保持器內保持一個郵件。這些保持器由圖1所示的相鄰料倉分隔器28形成。這些保持器在分揀系統(tǒng)中向下游移動。
首先在第一加載工位接受該組郵件進入分揀系統(tǒng)，其中單列器18將該組郵件單列開來。第二加載工位22位于第一加載工位的上游，在那里接受(例如手工地)例外郵件進入分揀系統(tǒng)。
第一讀取器20收集關于該組中每個郵件的數(shù)據(jù)，第一加載裝置將該組中的每個郵件加載到在圖8所示的郵件插入路徑40上的未被占據(jù)的保持器之一內。圖8所示的第一加載裝置是用于打開保持器以便接受郵件的裝置，隨后隨著保持器沿著它們的路徑移動保持器關閉。
同時，在上游在第二加載工位22處，第二讀取器24收集關于例外郵件的數(shù)據(jù)。第二加載裝置在第二加載工位處將第二加載工位中的例外郵件加載到其中一個保持器內。同樣，像第一加載裝置那樣，本發(fā)明該實施例中的第二加載裝置是用于打開保持器以便接受郵件的裝置。只有在第二加載工位沒有被占據(jù)的保持器可用于在下游在第一加載工位處加載。
本發(fā)明還包括用于將關于例外郵件的數(shù)據(jù)與保持該郵件的保持器相關聯(lián)的裝置。如圖1所示，這通過可操作地連接到讀取器24的控制器30來實現(xiàn)。同樣，關于郵件組中每個郵件的數(shù)據(jù)與相應的保持器相關聯(lián)(即，與當其到達第一加載工位時未被占據(jù)的保持器相關聯(lián))，同樣，這通過與讀取器20可操作地連接的控制器40來實現(xiàn)。本發(fā)明的分揀器根據(jù)與每個保持器相關聯(lián)的數(shù)據(jù)，將每個保持器卸載到卸載工位36，以根據(jù)所要求的順序分揀所有的郵件(包括該組郵件和一個或多個例外郵件在內)。
圖13示出了算法5的一實施例如何運行的簡單程序200。205設置保持器以向下游移動。210在第一加載工位開始一組郵件的單列處理。同時，215在第一加載工位上游的第二加載工位處接受例外郵件。220收集關于例外郵件的數(shù)據(jù)，且225將該郵件加載到保持器內。同樣，230收集關于該組郵件中每個郵件的數(shù)據(jù)。235然后將該組郵件中的每個郵件在第一(下游)加載工位加載到相應的保持器中。最后，240根據(jù)所收集的關于每個郵件的數(shù)據(jù)和關于其保持器的數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)卸載郵件。
6.當偶爾任務規(guī)模超過分揀器的能力時，以自動地將任務分為兩批地址的算法進行操作。
系統(tǒng)設計參數(shù)之一將是選擇循環(huán)環(huán)路上的保持工位的數(shù)量超過每一任務中待分揀郵件的數(shù)量。就算法3和4而言，系統(tǒng)中設計的保持工位數(shù)量影響到系統(tǒng)占地面積和成本。于是，理想的是設計具有足夠保持工位系統(tǒng)來容納某些非常高的任務百分比(例如，98％)，然后，當任務中的郵件數(shù)量超過可用的保持工位的數(shù)量時，開發(fā)各種算法來幫助減少處理時間。預計這是周期性的或是季節(jié)性的現(xiàn)象。例如，圣誕節(jié)前，每個月的某些時間郵件量暴增。
當任務中的郵件數(shù)量顯著地超過保持工位數(shù)量時，可采用算法6和7。于是，假定郵遞員知道分揀器系統(tǒng)是設計為用于待投遞到400個地址的最大為2000個郵件的任務，但在某一天，2500個郵件到達以待分揀和捆綁。在此情形中，可按如下地使用算法6首先，對不能在首道時進行分揀的地址數(shù)量進行估計。合適的誤差裕度應包括在該估計內。于是，我們知道有25％的郵件超過系統(tǒng)所能處理的能力-于是，加上某些誤差裕度，系統(tǒng)或操作者應假定約35％郵件將在第二道時處理。這真正地意味著后35％的投遞地址將需要第二道處理。
給定這樣的確定，并給定郵件在分揀操作開始之前完全是處于隨機狀態(tài)，操作員進行工作，將盡可能多的適合系統(tǒng)的郵件加載到自動饋送器內，并開始自動饋送順序。然后操作員可手工地根據(jù)算法5加載非機械化處理的郵件。在此情形中，一旦自動饋送器已經(jīng)饋送一些郵件，由此，在饋送器加載帶上留出空間，其余的郵件可在饋送器繼續(xù)饋送時進行加載。
饋送每個郵件(自動地或手工地)，讀取地址，并加載到保持工位內。當控制器識別出郵件上的地址屬于郵遞員路線上的后35％的地址時，保持工位的循環(huán)環(huán)路的那部分一達到具有用于堆疊附加郵件空間的中間卸載工位，郵件就卸載到其中一個中間卸載工位中。于是，在首道饋送中，饋送、讀取所有的郵件并加載到保持工位。那些帶有在前65％的郵遞員路線中地址的郵件保持在保持工位內。那些帶有在后35％的郵遞員路線中地址的郵件盡可能快地被彈出到中間卸載工位內-但同時饋送循環(huán)仍在繼續(xù)。于是，某些保持工位將被加載并迅速地出空。它們將第二次循環(huán)通過饋送器以重新加載新郵件。如果新郵件處于前65％的地址中，則它仍保持在保持工位內直到過程中的下一步驟為止。如果新郵件處于后35％的地址中，則它也被彈出到中間卸載工位內，由此，如果需要的話，為第三郵件形成一空槽。
然后所有彈出到中間卸載工位內的郵件前進到最終堆疊工位-而且，不做包扎，堆疊到郵件盤內以便在第二道中進行處理。所有，現(xiàn)在保持在保持工位內的郵件是待投遞到前65％地址的所有郵件。分揀器系統(tǒng)以正常順序在該郵件上進行操作-而且，結果是完全按地址進行分揀、合并、包扎，并堆疊到前65％地址的郵件盤內。此時，分揀器留空。然后，后35％地址的郵件加載到饋送器內并以相同方式處理-產生后35％地址郵件的分揀、合并、包扎、及堆疊。
簡而言之，算法6能在例外的基礎上以兩道通過分揀大于預期任務的工作?？梢灶A料大部分任務將不需該算法，并將以單道通過進行處理。
7.當偶爾任務規(guī)模僅超過分揀器的能力少量的郵件量時，包扎步驟過程中的手工操作可使操作員手工地加入超出的郵件。
算法7解決了與算法6相同的情況，但當郵件數(shù)量超過保持工位數(shù)量為少量時將可使用該算法。假定操作員在郵件加載在饋送器帶上時估計郵件接近于但小于分揀器的(保持工位的數(shù)量)設計能力的數(shù)量-且該估計是錯誤的。在此情形中，錯誤估計將在保持工位的循環(huán)環(huán)路完全填滿時才可知悉，有一定量的郵件保留在饋送帶上-其得不到處理。此時，操作員有一種選擇。通過查看保持待饋送的郵件數(shù)量，如果數(shù)量較大，此時操作者可選擇使用上述的算法6。系統(tǒng)將彈出后百分之幾地址的郵件為其余待饋送的郵件打開空間-而且系統(tǒng)將如上述算法6進行。但是，如果僅有例如10個額外郵件保持在饋送帶上，則操作員可選擇算法7進行。
在此情形中，饋送器饋送后10個郵件，讀取地址并將它們偏轉到與用于算法3中所述過厚郵件相同的料倉中。所以，控制器知悉每一個超量郵件(厚度、位置、地址)。工作正常進展到包扎步驟。當用于指定地址的郵件包括先前已偏轉到手工料倉內的郵件時，系統(tǒng)停止并向操作員發(fā)出音頻或視頻提示，以在該地址的郵件被包扎和堆疊之前手工地將郵件添加到堆疊中。該算法相當類似于算法3中用于過厚郵件所采用的算法。事實上，沒有理由為何算法3和算法7兩者不能同時采用。好處在于，能繼續(xù)自動地和高速地進行大量的處理工作。對于例外郵件而言，由系統(tǒng)提示的操作員動作可用來完成工作，僅增加稍許的時間。這些算法使得操作員和系統(tǒng)有效提高，同時能對更多類型的郵件來完成更大范圍的工作。
8.在智能郵件操作中，當任何一個郵件需要“定時投遞”，郵件太早到達該最終分揀操作時，可將其挑選出來放在一邊，直到正確的投遞時間到達若干個概念可確保郵件在正確預期的日子到達所去往的目的地-保證。這對于市場營銷具有價值，其中，郵件到達日期要求與報紙或電視廣告相一致，或者某些其它日期確定的事件。
如果郵件在投遞之前太晚到達該最后分揀工位，則在這時已無法彌補時間損失。但是，更為可能的是，有些郵件會太早到達。在此情形中，在“智能郵件”上各種標記中所包含的定期信息可由分揀器上的讀取器讀取，并將讀取信息與目前的日期比較。如果郵件已在此時過早到達，則它可在進入保持工位之前偏轉出郵件流。系統(tǒng)可向操作員提供提示來保持該郵件，直到合適的日子到來為止，并將其與當天的郵件合并以便處理和投遞。
9.關于投遞路線上各郵箱形狀和大小的局限性的知識可添加到分揀信息數(shù)據(jù)庫中。在中間卸載步驟中，可使待包扎的捆束的大小(厚度、尺寸等)適于確保該捆束能裝入郵箱。過大尺寸的郵件可從捆束中排除出來并單獨處理。
這里所要解決的由郵政局所開發(fā)的DPP過程(投遞點包裹)的局限性之一在于，包扎和捆綁的郵件不能適合投遞路線上的所有的郵箱。例如，某些郵件從門上相當狹窄的縫中推進去，某些郵件裝入附連在房門旁邊小郵箱內，而某些郵件投入到馬路上相當大的郵箱內。如果包扎的郵件包裹太厚而不適于通過門，或包含的郵件太大不適于進入門上的狹縫或門旁邊的小郵箱內，包裹的投遞將不如如今郵件個別地予以處理那樣有效。
算法9將有關投遞路線上的郵箱類型和大小的額外信息添加到數(shù)據(jù)庫信息內。于是，如果已知沿郵遞員路線的地址號163門上的小狹縫僅可處理小于25mm厚的捆束，長度和寬度的尺寸小于X或Y，該信息可用來引導分揀系統(tǒng)形成將適合該類型郵箱的個別捆束。于是，例如，如果今天沿路線投向地址號163的郵件具有超過25mm厚度的捆束，則該系統(tǒng)將對該地址自動地分派兩個中間卸載工位，這樣，形成兩個包扎好的包裹-各小于25mm厚。
在饋送/讀取/插入循環(huán)過程中可在每個郵件上測量長度和寬度信息。如果路線上的地址163處的郵箱僅可處理200mm寬的郵件，而該地址的郵件測量為250mm，則該郵件可偏轉到手工料倉(在算法3中描述)。當該地址的郵件到達包扎工位時，系統(tǒng)提示操作者在剩余郵件已經(jīng)捆綁和包扎之后將郵件添加到郵件堆疊中。換句話說，過大郵件從捆束中排除。這樣，郵遞員可能只要彎曲一下郵件(而不必試圖動用全部的包裹)就可通過狹縫插入過大的郵件。算法9與算法3和7區(qū)別之處在于，在此情形中，郵件從包裹中排除但按序堆疊著-而在算法3和7中，郵件添加到包裹中并與送往該地址的其它郵件包扎在一起。
由于包扎工位可具有用于在包裹物外面打印條形碼、地址、警示等的打印機，該打印機可為郵遞員打印信息，今天有多個包扎的捆束將投遞到該地址，或X數(shù)量的零散郵件也必須在今天投遞到該地址。
10.當任何地址的郵件包括需要收信人簽字的郵件時，從捆束中排除該郵件并可能將其附連到外面。
本算法除了適用于需要郵遞員采取諸如在投遞過程中獲取簽字之類的某些特殊行動的郵件之外，與算法9類似。與算法9一樣，在分揀操作過程中郵件可偏轉到手工料倉中，然后當系統(tǒng)提示時手工地添加到最后堆疊中-送往該地址的郵件包的外面。通過將需要簽字的郵件定位在包裹外面，郵遞員將不需打開包裹來找回需要簽字的郵件。用粘結劑將郵件附連到包裹的方法也可以是算法10的一部分。
11.向營銷郵寄者提供服務-支付額外的費用，郵局將確保你的郵件位于捆束的前面或后面-于是，即使在收信人打開包裹之前他們也可看得見。
由于投遞到各地址郵件中的相當部分是“營銷郵件”，這是郵政業(yè)可提供的一種可能的新業(yè)務，以確保某一郵件出現(xiàn)在堆疊的頂上或底部-該郵件上的訊息首先能被收信人看到。對此項服務可有額外的收費。于是，算法11描述了一種在單道分揀系統(tǒng)上完成該服務的方法。假定某郵件準備放置在堆疊的頂上的信息編碼在郵件面上或背面上的某一處，在該郵件插入到保持工位內之前，該信息將被地址讀取器或其它讀取器讀取。在普通的操作中，在彈出到中間卸載盤操作過程期間，郵件進入中間加載盤內的次序不是重要的。重要的只是，對于該地址的所有郵件應在保持工位循環(huán)環(huán)路的一圈轉動過程中彈出到中間加載工位內。然而，如果有一個郵件需要位于堆疊頂上或底部上，則循環(huán)環(huán)路將需要額外轉一圈。這將增加分揀工作時間，這意味著USPS將對此服務收取足夠的額外費用來補償增加的工作分揀時間。算法11的好處在于，郵件定位在捆束頂上或底部上都是自動實現(xiàn)的-不需手工勞動。
12.在包括用來在包裹外面打印信息的打印機的系統(tǒng)中，提供一種服務以在包裹表面上打印廣告信息-包括多種信息-目標針對個別的收信人。(包裹變成信息品。)算法12簡單明了。USPS目前在其卡車兩側上和其它地方出售廣告空間來提高收入。如上所述，由于郵遞員投遞順序分揀器的包扎工位還包括打印工位來打印條形碼、地址、對郵遞員的警示等，該打印機可將廣告信息打印在包裹物上。而信息可按地址定做。該項服務就像送出一種不必支付形成廣告品材料的廣告。
III.郵遞員投遞順序分揀器-平行處理的結構至此，已經(jīng)描述了一種單道郵遞員投遞順序分揀系統(tǒng)，其將多個郵件流合并到單一任務中，根據(jù)投遞順序分揀，并自動地將分揀好的郵件直接卸載到郵件盤內-并包扎郵件和在投遞過程中印刷對郵遞員有用的信息。
還存在著實現(xiàn)投遞順序分揀的替代方案。通常，(只有)信件的分揀速度可高達40,000/小時。它們是多道分揀系統(tǒng)，每次任務需要手工清掃和重新加載饋送器至少一遍。但因為操作速度非常高，所以總的工作時間可以相當短。通常，如果分揀器具有大約100個料倉，20或30個郵路可在兩道通過操作中分揀到投遞順序中。一個郵路的總工作時間可低至10或15分鐘。
該系統(tǒng)的局限性包括設備非常大的占地面積(和成本)。但更重要的是，非常高的操作速度正是該自動郵件處理設備為何具有非常有限范圍且不適于將所有郵件流集成到單道設備中的根本原因。
在USPS，對許多類型郵件的分揀還不能完全自動化。這包括未包扎的期刊(諸如電視預告和Time雜志)，具有松角(例如，中心處有標簽)的廣告郵件等，它們在自動化處理設備中可卡住和夾住。大多數(shù)高速分揀器運行速度高達200英寸/秒。在這樣的速度時，郵件上的空氣動力學效應變得非常重要。在非常低速度時可成功進行處理的郵件在高速時變得容易夾住，因為在傳輸過程中伯努利力作用在松角上并造成它們障礙。
因為這些局限性，不到一半的郵件能夠在現(xiàn)有的非常高速的自動化設備上處理并分揀到最后投遞順序。事實上，典型的一天中，42％的郵件是“可機器處理的”。郵件在上述非常高速度下處理。但其它的58％郵件或者是無法機器處理的，或者僅部分地由機器分揀且必須在投遞早晨由郵遞員仔細檢查(手工分揀)。該過程需郵遞員工作日中的大約兩個半到三小時-不花費在投遞郵件的時間。
人們希望的系統(tǒng)是其不但具有非常大范圍來處理所有待投遞的郵件而且速度非常高-(具有非常低的停機率)。目前的分揀設備具有非常高的速度但范圍非常低。并且它需要相當?shù)氖止诹τ糜谇鍜吡蟼}和對第二道通過進行重新加載。單道分揀器系統(tǒng)具有非常高的范圍，但卻以相當?shù)偷乃俣冗M行操作以便適應全范圍的郵件。真正需要的并不是較高的運行速度，而是對于分揀同樣量郵件的較短的工作時間。
1991年授權的題為“用于組織投遞次序中的單道隨機路線中編組郵件的分揀系統(tǒng)(Sorting system For Organizing In One Pass Randomly Order RouteGrouped Mail In Delivery Order)”的美國專利5,042,667描述了一種單道郵件分揀系統(tǒng)。具體來說，Keough的專利描述了一種方法饋送郵件通過一讀取器并將其一次一件地插入到臨時儲存?zhèn)}循環(huán)環(huán)路中，然后，以正確的順序將其從這些儲存?zhèn)}卸載。Keough方法的局限性在于，臨時儲存?zhèn)}的循環(huán)環(huán)路中只有一個單一加載點和一個單一卸載點，需要多道通過循環(huán)環(huán)路來完成順序的分揀。因此，為了減少工作時間，該系統(tǒng)必須以非常高的速度進行操作。因此該系統(tǒng)處理寬范圍的郵件類型的能力充其量也是靠不住的。
本發(fā)明減少了單道投遞順序分揀器系統(tǒng)上分揀工作總的工作時間，提供了在系統(tǒng)上進行同時操作完成多個操作的能力。參照圖8，實例包括提供多個饋送器來單列開、讀取和將郵件加載到料倉隔離物(臨時儲存?zhèn)})陣列中。第二實例用來提供多個卸載工位，可同時從圍繞臨時儲存?zhèn)}的連續(xù)環(huán)路的多個位置提取郵件。第三實例用來提供多個工位，在這些工位中郵件可卸載、包扎和堆疊在郵件盤內。因為所有這些操作由同時運行的多個系統(tǒng)執(zhí)行，所以，郵件處理速度可以保持相當慢，但總的分揀工作時間卻可以相當快地完成。這將使系統(tǒng)能處理寬范圍的郵件而不會因非常高速處理的空氣動力學效應造成夾住或其它停機的危險。
在能夠合并多個郵件流、根據(jù)投遞順序分揀、將各個地址的郵件收集到一個包扎的包裹內的單道分揀系統(tǒng)中，通過提供多個子系統(tǒng)來同時執(zhí)行類似的功能，由此實現(xiàn)短的總工作時間?？偟墓ぷ鲿r間由三個步驟組成第一，將郵件饋送/讀取/和插入到臨時儲存分隔器的循環(huán)環(huán)路(每個分隔器一個)內；第二，以投遞順序將郵件從儲存分隔器中卸載到中間加載工位內；第三，從中間加載工位中卸載郵件，對每一地址將郵件捆綁和包扎在一個或多個包裹中，以及將包裹堆疊到郵件盤內。本發(fā)明對這些步驟中的每一個提供多個(類似的)子系統(tǒng)，以便減少完成分揀工作的時間。具體來說，提供多個饋送工位、多個中間卸載工位以及多個包扎和堆疊工位。通過對每一步驟使用多個工位，系統(tǒng)的郵件運輸速度可保持相當?shù)?，因此，可被處理的郵件類型的范圍將遠比以高得多的速度運行的系統(tǒng)寬。
該種改進的優(yōu)點可通過實例最好地予以說明。將2000個郵件分揀到400個地址的分揀工作估計需耗時大約37分鐘。該估計是假定系統(tǒng)包括一個用于Mixed Mail Manager(M3)Sorter的混合郵件饋送器，所述Mixed Mail Manager(M3)Sorter由康涅狄格州Stamford市的Pitney Bowes Inc.制造，其在范圍和可靠性上是世界基準。還假定該饋送器可在8000/時的速度下運行。對此(郵件合并)應用，需要保持自動化饋送混雜郵件(扁平郵件、信件、明信片、期刊-所有都是隨機地混雜)要求的特征。但是，為了使USPS實際上可以接受，可要求本發(fā)明在10至15分鐘內完成全部的分揀工作。這是一個問題，因為2000個郵件的任務饋送/讀取/插入功能就花15分鐘(相當每小時8000次饋送)。需要把這個時間減少到約5分鐘，才能實現(xiàn)總的工作時間為10至15分鐘。不是將饋送器的速度加速到失去理想寬范圍的程度，而是最好增加饋送器的數(shù)量。于是，例如，如果分揀器設計成有三個饋送器(加上一個如上所述的手工插入工位)，且各個饋送器加載有667郵件，則總的饋送/讀取/加載時間可減小到5分鐘而不增加郵件的速度。
對于將郵件移動到中間加載工位陣列中去的卸載時分揀特征，包括的工位越多(即，在中間儲存?zhèn)}的環(huán)路的單一轉動中待卸載的地址越多)，則總的工作時間越短。再者，在對每個地址包扎和堆疊郵件的最后步驟中，如果同時地使用這些系統(tǒng)中的多個，則可縮短總的工作時間。
該結構的另一好處在于，地址讀取系統(tǒng)的成本隨著郵件速度增加而急劇增加。通過將速度保持在相對低的速度(約30英寸/秒)通過讀取工位，可配置較低成本的讀取系統(tǒng)。在低速下，四個此類系統(tǒng)的成本可能遠低于以高得多的速度運行的兩個系統(tǒng)的成本。
另一好處在于，任何一個饋送器、卸載工位或包扎/堆疊工位內的故障都不會導致系統(tǒng)的停機。在一個子系統(tǒng)中進行糾正故障的同時，其它的子系統(tǒng)可繼續(xù)執(zhí)行同樣的功能來處理任務。再者，對其中一個子系統(tǒng)的維修不會使整個系統(tǒng)癱瘓。
如上所述，可配置多個M3饋送器來減少饋送時間。還可配置一系列彼此不同的饋送器，而且各個饋送器設計成很好地完成指定功能。于是，例如，可使用市場上銷售的高速信件專用饋送器來以相當高速度(比如每小時20,000封信)饋送信件。第二較慢饋送器可專用于饋送扁平的郵件。第三饋送器可以是M3饋送器，其能饋送扁平郵件或信件，或混合郵件。第四饋送器可以是手工饋送工位。在此系統(tǒng)中，操作員可將郵件加載到最適于饋送該類型郵件的系統(tǒng)。
以上充分地描述了多個中間卸載工位及包扎和堆疊工位并在圖8中示出。所有其它分揀器以嚴格的串聯(lián)方式運行。一次饋送一個郵件。郵件排隊通過讀取工位，然后偏轉到通向分揀倉的一個或多個路徑。因為路線順序分揀器的操作分為三個相繼的功能(饋送/讀取/加載之后以正確順序卸載，然后是包扎和堆疊操作)，所有這些功能可通過增加平行工位的數(shù)量以便以較低的速度在一較短時間內實現(xiàn)同時地完成各個功能。
IV.郵遞員投遞順序分揀器-更多算法郵遞員必須在每天的分揀和投遞郵件的方式中適應兩種低效率合并投遞有三天窗口期的預分揀標準級郵件，以及將包裹投遞與郵件投遞整合。
在目的地投遞單元(DDU)中，(DDU＝在投遞郵件之前郵遞員分揀和“仔細檢查(case)”其郵件的本地“所屬基地”郵政設施)，只有42％的郵件流到達時已經(jīng)按投遞順序分揀。另一批的郵件(44％)由郵遞員手工地仔細檢查(按投遞順序分揀)，包括扁平郵件、期刊和非DPS(目的地點分揀)信件。最后14％的郵件是直運郵件。直運的標準級郵件通常到達DDU時按郵遞員順序分揀過但是單獨捆扎。該類型郵件的實例包括周報、廣告小冊子等。平均來說，各郵遞員每天投遞這種類型的郵件413件。某些郵遞員“仔細檢查”該郵件-意味著他們與“扁平”郵件一起進行手工分揀。其它郵遞員將成捆的直運郵件加載到其卡車上并在停車在各個郵箱之前的同時將其與信件和扁平郵件合并。
直運郵件通常是標準級，其必須在到達DDU的三天窗口期內投遞掉。DDU的主管通常決定在三天中的哪一天投遞該類型的郵件，以使每天由每個郵遞員投遞的總郵件量比較平均。于是，在少郵件的日子，更多投遞直運郵件，而在多郵的日子，則投遞得少。
有時，該類型的郵件打算投遞到路線上的每個地址。地址上寫的是“居民”但地址標簽上也會包括具體門牌號碼。在DDU主管決定投遞某些直運郵件的日子里，各個郵遞員設計出如何在他/她的郵路上投遞這整批的直運郵件。有時，對于路線上多個地址而言，直運郵件是那天唯一要投遞的郵件。于是，郵遞員必須在每個地址處停頓-如果只為投遞直運郵件而沒有其它東西。由于存在有允許投遞該類型郵件的三天窗口期，所以，這肯定不是方法中最有效的。也不是郵遞員時間的最佳利用。
第二的多少有點相關的問題是郵遞員的包裹投遞。在普通的日子里，路線上有500個地址的郵遞員大概可能只具有10至20個包裹要投遞到這500個地址中。這使得郵遞員平均每停25至50站作一個包裹投遞。如今，郵遞員通常處理該種情況時按路線順序將包裹排列在卡車內，這樣，下一個待投遞的包裹最靠近駕駛員并且易于看見。當郵遞員到達下一個有包裹需投遞的地址時，他/她必須記住把要投遞到該地址的包裹與信件和扁平郵件放在一起。但是，有時候郵遞員會忘記。而當發(fā)現(xiàn)該疏忽時，郵遞員必須返回到正確地址，在比他/她將其它郵件投遞到該地址晚的時候投遞該包裹。這使得包裹連同郵件的投遞相當?shù)托?，取決于郵遞員記憶力好壞或郵遞員多久記起核查留在卡車上包裹上的下一個地址。
通過改進上文已述的兩個特征，即，單道分揀系統(tǒng)，本發(fā)明的實施方式減少郵遞員投遞郵件花費的總時間，其中的單道分揀系統(tǒng)將多個郵件流合并到單一任務中，根據(jù)投遞順序分揀，以及自動地直接將分揀好的郵件卸載到郵件盤-以及包扎郵件和在包裹物上打印對于郵遞員在投遞過程中有用的信息。
第一項改進在處理具有三天投遞窗口期的標準級郵件時提高郵遞員效率。在當天所有其它郵件饋送到分揀器并儲存在緩沖區(qū)之后，系統(tǒng)控制器注意到今天路線上哪個地址沒有郵件需投遞。然后，操作者注意到分揀器內料倉分隔器的連續(xù)環(huán)路上還留下多少空的空間。如果留下足夠空間，則操作員將另外的直運郵件加載到分揀器內，并鍵入材料必須投遞的日期，這可以是從當天日期算起的三天或兩天-或如果前兩天是多郵件日子且未包括任何標準級直運郵件，則操作員可鍵入命令這一批必須在今天投遞。當該材料被饋送到分揀器內且地址讀取器正在讀取地址時，分揀器控制器對如何處理每件標準級郵件作出一系列決定。如果一個標準級郵件的目的地址已經(jīng)有其它已經(jīng)插入到分揀器緩沖系統(tǒng)內的郵件，則分揀器推進該新郵件到緩沖區(qū)以便以正常方式分揀到該地址。如果一個標準級郵件的目的地址當天沒有其它待投遞的郵件，則控制器察看由操作員先前鍵入的“待投遞”信息。如果這是投遞該郵件的最后一天，則分揀器推進該郵件到緩沖區(qū)以便稍后以正常方式分揀該地址。如果在該標準級郵件必須投遞前尚有三天或兩天(因此，這是當天待投遞到該地址的唯一郵件)，則分揀器將該郵件偏轉到偏轉倉內以便明天重新引導到分揀器內。這樣通過消除在郵路上當天只收到標準級郵件的那些地址處停車的需要，而提高了郵遞員的效率(時間仍在三天投遞窗口期)。這使郵遞員更快地完成當天投遞。
第二個改進使用本發(fā)明系統(tǒng)在投遞包裹的包裹物的外表面上進行印刷的能力。有這樣一個假定，隨著郵局改進包裹的追蹤和追溯能力，它將每天創(chuàng)建當天待投遞的包裹的數(shù)據(jù)庫。如果該數(shù)據(jù)可用，則它可以與有關每一地址的其它郵件的數(shù)據(jù)庫合并，后者是在郵件饋送到分揀器內之時由分揀器控制器產生的。當包裹要投遞到具有其它郵件投遞的地址時，在該其它郵件的包裹物的外表面上印刷要投遞該包裹的提醒。如果有多個包裹需投遞到某一地址，則在郵間包的包裹物上印刷包裹數(shù)量。這將提示郵遞員在每個投遞地址處放上該投遞的包裹。該特征將大大地減少郵遞員因為他/她在郵路上的郵箱處初次停頓時忘記放上包裹而必須返回的時間。
參照圖14A至14C和15A至15C，對分揀器提供兩個算法來幫助消除郵遞員在每天投遞過程中不必要的停頓，并減少郵遞員必須返回投遞包裹的次數(shù)。當有更多天數(shù)可供投遞、且在該日某一地址僅這一個郵件時，如圖14A至14C所示的算法400可將標準級郵件置于一旁。這對于郵遞員可消除不必要的停頓并使投遞更加有效。在圖15A至15C中，如果還有包裹必須在那天投遞到該地址，則算法500在對該特定地址的郵件包裹物上印刷一提醒?，F(xiàn)讓我們更詳細地考慮這兩個算法。
根據(jù)圖14A，402將除標準級郵件(有三天投遞窗口期)之外的所有郵件加載、饋送和讀取到分揀器。然后，404控制器將數(shù)據(jù)下載到當天投遞的包裹上。406必須確定是否有空間提供給額外的郵件。如果是的話，408則鍵入“……前投遞”的日期，且加載、饋送和讀取標準級郵件；410還將所有郵件加載到分揀器緩沖區(qū)內，并且控制器按投遞點次序對各個郵件計算卸載順序。然而，406如果沒有用于額外郵件的可供空間，則過程跳過步驟408和410直接進到下一步驟412，在步驟412，控制器考慮投遞中的第一或下一地址。其后，414確定今天是否有任何郵件待投遞到該地址。
如果是的話，則圖14B示出一系列確定步驟416、418和420，其中，416確定是否有一個以上郵件要投遞到該地址，418確定該郵件是否是標準級，以及420確定今天是否有投遞到該地址的包裹。最后，430如果使用最后可供的地址空間，432則以正確次序將郵件卸載到分配的地址空間，如圖14C所示該過程前進。434具有共同地址的第一或下一批郵件前進到包扎子系統(tǒng)，436如果在步驟有去往該地址的包裹，438則在郵件包裹的包裹物上打印提醒。重復這些步驟434-438直到步驟440在該批中不再有地址了。甚至重復這些步驟更多的步驟直到步驟442在該路線上不再留有要處理的地址，444此時在投遞出該郵件。
現(xiàn)轉向圖15A至15C的過程500，502將除標準級郵件(有三天的投遞窗口期)之外的所有郵件加載、饋送和讀取到分揀器內。然后，504控制器將數(shù)據(jù)下載到當天投遞的包裹上。506必須確定是否有空間提供給額外的郵件。如果是的話，508則鍵入“……前投遞”的日期，且加載、饋送和讀取標準級郵件(如果否的話，則過程向前跳到圖15B的左手側處的圓圈)。在鍵入步驟508之后，510第一或下一標準級郵件饋送到分揀器內并讀取其地址。其后，可以是幾個確定步驟512、514和516，以便512確定是否有當天要投遞到該地址的其它郵件，514確定是否有投遞到該地址的包裹，516和/或確定是否今天是投遞這種包裹的最后一天。518除非偏轉郵件以在以后進行處理，520否則將插入到緩沖區(qū)內。522如果不再有郵件讀取和饋送，524則控制器繼續(xù)來考慮第一或下一地址。526如果有該地址的郵件(或至少一個包裹)，528則給該地址分配卸載順序，532如果它是最后的可用地址空間，則郵件以正確次序卸載到分配的地址空間內。
534具有共同地址的第一或下一批郵件前進到包扎子系統(tǒng)，536如果有去往該地址的包裹，538則在郵件包裹的包裹物上印刷提醒。重復這些步驟534-538直到步驟540在該批中不再有地址。甚至重復這些步驟更多的步驟直到步驟542在該路線上不再有留下處理的地址，544此時投遞出該郵件。
圖14和15中所描述的創(chuàng)新有助于更有效地利用郵遞員在投遞郵件過程中的時間。盡管效率很小-可能僅節(jié)省2％的郵遞員時間，但當與本文中所述的其它效率組合時，USPS可減小最后里程投遞的總成本。因此，例如，這2％的效率提升，對于現(xiàn)在雇傭的307,000個郵遞員來說，每一年可節(jié)省兩億七千六百萬美元。
V.郵遞員投遞順序分揀器-郵件彈出進入中間堆疊器內以上描述揭示了本發(fā)明單道郵遞員投遞順序分揀器的各個方面。下面是對本發(fā)明另一實施例的描述。該實施例揭示了一種實現(xiàn)從緩沖區(qū)盤中彈出郵件并將它們堆疊在中間卸載盤內的功能的方法。該實施例合并所有的郵件流并根據(jù)投遞順序分揀，自動地卸載分揀器，然后捆綁待投遞到各地址的郵件并包扎它們在包裹物內，然后，將這些包扎的捆束堆疊到郵件盤內。
因為本產品是用來自動地處理寬范圍的郵件類型，所以，它依賴于在大部分分揀路徑上郵件的運送。郵件或者手工地或者自動地饋送通過地址讀取器，加載到緩沖區(qū)盤(也稱之為“料倉分隔器”)的循環(huán)環(huán)路內，每一分隔器內加載一個郵件?？刂破髦贫ǔ稣_的次序來從該陣列的料倉分隔器中卸載郵件，然后，啟動下載順序。為了使該概念完成其所有功能，最重要處理步驟之一是從緩沖盤或料倉分隔器陣列中彈出郵件并進入中間卸載盤內(也稱之為“卸載工位”)。如前文所述，臨時向每個中間卸載盤分配一個地址，且所有分配到指定地址的郵件在緩沖盤的循環(huán)環(huán)路轉動一圈的過程中卸載到中間卸載盤內。
因此，從以上的說明書和附圖中可以看到，本發(fā)明提供了一種有效和方便的手段來分揀郵件。盡管以上描述針對USPS進行描述，但該描述同樣適用于任何的郵政局。
可以相信本發(fā)明的許多優(yōu)點現(xiàn)在將為本技術領域內的技術人員所明白。還將可以明白，可以作出許多變化和修改而不會脫離本發(fā)明精神和范圍。因此，以上的描述應看作為只是說明而已，而不是限制。本發(fā)明僅由所附權利要求書的范圍予以限定。
權利要求
1.一種用于分揀一組郵件和至少一個例外郵件成所要求的順序的分揀系統(tǒng)，其包括多個保持器，每個保持器的尺寸適于接收和保持所述郵件組和所述例外郵件中的一個郵件，所述保持器在所述分揀系統(tǒng)中向下游移動；第一加載工位，在該處接受所述郵件組進入所述分揀系統(tǒng)；用于在所述第一加載工位單列所述郵件組的單列器；第二加載工位，在該處接受所述例外郵件進入所述分揀系統(tǒng)；第二讀取器裝置，用于收集關于所述例外郵件的數(shù)據(jù)；在所述第二加載工位的第二加載裝置，用于將來自所述第二加載工位的所述例外郵件加載到所述保持器的第一個中以占據(jù)所述保持器的第一個；第一讀取裝置，用于收集關于所述郵件組中每個郵件的數(shù)據(jù)；在所述第一加載工位的第一加載裝置，用于將來自所述第一加載工位的所述郵件組中的每個郵件加載到所述保持器中未被占據(jù)的一個中；用于將關于所述例外郵件的數(shù)據(jù)與所述保持器中第一個相關聯(lián)的裝置，該裝置還用于將關于所述郵件組中每個郵件的數(shù)據(jù)與所述每個郵件裝載于其中的所述保持器中未被占據(jù)的一個相關聯(lián)；以及分揀器，用于根據(jù)與所述保持器中的每一個相關聯(lián)的數(shù)據(jù)卸載每個保持器，使得所述郵件和所述例外郵件根據(jù)所述要求的順序分揀。
2.如權利要求1所述的分揀系統(tǒng)，其特征在于，所述例外郵件的形狀不適于自動化單列處理。
3.如權利要求2所述的分揀系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于將所述例外郵件從所述分揀的郵件或所述郵件組中分離出來的裝置，所述用于分離的裝置不同于所述單列器。
4.如權利要求1所述的分揀系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包括關于每個所述郵件目的地址的信息。
5.如權利要求1所述的分揀系統(tǒng)，其特征在于，所要求的順序是郵遞員路線順序。
6.如權利要求3所述的分揀系統(tǒng)，其特征在于，所述用于分離的裝置構造成根據(jù)確定所述郵件的至少一個物理特征來分離所述例外郵件。
7.如權利要求1所述的分揀系統(tǒng)，其特征在于，所述用于相關聯(lián)的裝置是具有數(shù)據(jù)庫能力的計算機設備。
8.如權利要求1所述的分揀系統(tǒng)，其特征在于，所述第二加載工位位于所述第一加載工位的上游。
9.一種用于分揀一組郵件和至少一個例外郵件成所要求的順序的方法，其包括設置多個保持器，每一個的尺寸適于接收和保持所述郵件組和所述例外郵件中的一個郵件，所述保持器向下游移動；在第一加載工位處對所述組的郵件進行單列處理；在第二加載工位處接受所述例外郵件；收集關于所述例外郵件的數(shù)據(jù)；將來自所述第二加載工位的所述例外郵件加載到所述保持器的第一個中以占據(jù)所述保持器的所述第一個；將關于所述例外郵件的數(shù)據(jù)與所述保持器中所述第一個相關聯(lián)；將來自所述第一加載工位的所述郵件組中的每個郵件加載到所述保持器中未被占據(jù)的一個中；收集關于所述郵件組中每個郵件的數(shù)據(jù)；以及將關于所述郵件組中每個郵件的數(shù)據(jù)與所述每個郵件裝載于其中的所述保持器中未被占據(jù)的一個相關聯(lián)；以及根據(jù)與每個所述保持器相關聯(lián)的數(shù)據(jù)卸載每個保持器，使得所述郵件和所述例外郵件根據(jù)所述要求的順序分揀。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述例外郵件的形狀不適于自動化單列處理。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟在所述單列步驟之前，將所述例外郵件從所述分揀的郵件或所述郵件組中分離出來的裝置，以旁路通過執(zhí)行所述單列步驟的單列器。
12.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包括關于每個所述郵件目的地址的信息。
13.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所要求的順序是郵遞員路線順序。
14.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述分離是根據(jù)確定所述郵件的至少一個物理特征進行的。
15.如權利要求9所述的方法，其特征在于，第二加載工位位于所述第一加載工位的上游。
16.一種用于分揀多個例外郵件成所要求的順序的分揀系統(tǒng)，其包括多個保持器，每個保持器的尺寸適于接收和保持所述多個例外郵件中的每一個，所述保持器在所述分揀系統(tǒng)中向下游移動；加載工位，在該處接受所述多個例外郵件進入所述分揀系統(tǒng)；讀取裝置，用于收集關于所述多個例外郵件中的每一個的數(shù)據(jù)；在所述加載工位的加載裝置，用于將來自所述第二加載工位的所述多個例外郵件的每一個加載到所述保持器中的一個以占據(jù)所述保持器中的所述一個；用于將關于所述多個例外郵件中的每一個的數(shù)據(jù)與所述保持器中的所述一個相關聯(lián)的裝置；以及分揀器，用于根據(jù)與每個所述保持器相關聯(lián)的數(shù)據(jù)卸載每個保持器，使得所述多個例外郵件中的每一個根據(jù)所述要求的順序分揀，其中，所述例外郵件的物理特征使得所述例外郵件不適于自動化單列處理，且其中所述讀取裝置和所述加載裝置是自動的。
17.如權利要求16所述的分揀系統(tǒng)，其特征在于，所述例外郵件中至少一個的所述物理特征是使得所述例外郵件不適于自動化單列處理的形狀。
18.如權利要求16所述的分揀系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包括關于每一個所述郵件目的地址的信息。
19.如權利要求16所述的分揀系統(tǒng)，其特征在于，所要求的順序是郵件郵遞員路線順序。
20.一種用于分揀多個例外郵件成所要求的順序的方法，其包括設置多個保持器，每一個的尺寸適于接收和保持所述多個例外郵件中的一個，所述保持器向下游移動；在加載工位接受所述多個例外郵件中的每一個；收集關于所述多個例外郵件中的每一個的數(shù)據(jù)；將來自所述加載工位的所述多個例外郵件的每一個加載到所述保持器中的一個；將關于所述多個例外郵件中的每一個的數(shù)據(jù)與所述保持器中的所述一個相關聯(lián)；以及根據(jù)與每一個所述保持器相關聯(lián)的數(shù)據(jù)卸載每個保持器，使得所述多個例外郵件中的每一個根據(jù)所述要求的順序分揀，其中，所述例外郵件的物理特征使得所述例外郵件不適于自動化單列處理，且其中所述收集和所述加載步驟是自動的。
21.如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述例外郵件中的至少一個的所述物理特征是使得所述例外郵件不適于自動化單列處理的形狀。
22.如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包括關于每一個所述郵件目的地址的信息。
23.如權利要求20所述的方法，其特征在于，所要求的順序是郵遞員路線順序。
全文摘要
用于分揀一組郵件和至少一個例外郵件到所要求的順序的分揀系統(tǒng)和方法。多個保持器保持每個郵件，且該保持器在系統(tǒng)中向下游移動。關于每個郵件的數(shù)據(jù)與其相應的保持器相關聯(lián)。例外郵件加載進入保持器上游，郵件組在那里進行單列和加載，使得該組郵件僅加載進入加載例外郵件后保持空缺的保持器中。隨后，根據(jù)與每個保持器關聯(lián)的數(shù)據(jù)卸載每個保持器。
文檔編號B07C3/00GK101022896SQ200580031411
公開日2007年8月22日 申請日期2005年7月21日 優(yōu)先權日2004年7月21日
發(fā)明者D·J·斯泰穆勒 申請人:皮特尼鮑斯股份有限公司