摘要：由于金屬容器包裝具有阻隔性能和綜合防護性能優(yōu)越、機械性能和可加工性能良好，且耐壓強度高、表面裝飾性好、衛(wèi)生方便等優(yōu)點，所以近年來在食品包裝、日用品包裝、醫(yī)藥品包裝、儀器儀表包裝等領域得到廣泛的應用。文章針對人工智能技術在金屬容器包裝中的應用與創(chuàng)新問題展開了研究，為現代金屬容器包裝企業(yè)提供參考。

關鍵詞：人工智能技術；金屬容器包裝；阻隔性能；機械性能；食品包裝；日用品包裝 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP18 文章編號：1009-2374（2017）02-0035-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.016

金屬容器包裝即由金屬薄板制造而成的容器薄壁包裝，隨著其應用范圍的不斷擴大和研究的不斷深入，現階段應用的金屬容器包裝在材料、樣式等方面均實現了多樣化發(fā)展，例如馬口鐵罐可生產出三片錫焊罐、二片沖拔罐等；鋁罐可生產成三片粘接罐、二片沖拔罐等類型。各種類型的金屬容器包裝在生產的過程中，通常都要經過空罐、裝罐、排氣、封罐、殺菌冷卻、貼標裝箱等工藝，而且各工藝的要求非常規(guī)范，為保證金屬容器包裝的生產效率和質量，人們嘗試將人工智能技術應用于金屬容器包裝中。

1 人工智能技術在金屬容器包裝中的應用現狀

人工智能技術即在了解智能實質的基礎上，生產新的、能以人類智能相似方式對客觀環(huán)境做出反應的智能機器的相關技術，例如智能機器人、模式識別與智能系統(tǒng)、虛擬現實技術、系統(tǒng)仿真技術等。此技術在金屬容器包裝中的應用主要體現在以下方面：

1.1 智能機器人在金屬容器包裝中的應用

近年來智能機器人在金屬容器包裝中應用的比例不斷擴大，已經從2010年的11.3%提升到2016年的21.2%，在金屬容器包裝的過程中，要準確地對零散的物品進行分類并安全地放置在金屬容器包裝中，這對操作機器人的靈活性、準確性、視覺能力和計算能力等方面均具有較高的要求?，F階段在金屬容器包裝中應用的智能機器人主要包括以下三種：

首先，裝袋機器人，其以固定回轉基座和360度旋轉機身以及機械手為主要構成，圖1為常見機械手圖片。在運行的過程中，需要機械手自行完成金屬容器的輸送、開啟、計量、填充、封閉和堆碼等操作，可見此類機器人在進行金屬容器包裝的過程中，要按照設定的程序，靈活地應對金屬容器包裝過程中可能存在的各類情況，智能化水平要求非常高。

其次，裝箱機器人，在金屬容器包裝過程中，應用的通常為剛性包裝箱機器人，通過吸附或直接抓取已經包裝好的金屬容器，將其移動到指定的包裝箱中，可見此類機器人要具有位置調節(jié)和方向辨識等人工智能。

最后，灌裝機器人，在金屬容器包裝中填充完物品后，需要利用此類機器人進行計量、輸蓋和壓蓋、識別，要保證金屬容器包裝的質量，此類機器人不僅要具有自動識別容器內是否具有滿足設定品質要求的物品，而且要判斷容器是否產生破損等問題，所以對其模式識別與智能系統(tǒng)設計、計算機感知技術應用等方面具有較高的要求。

雖然現階段在塑料容器包裝等方面嘗試應用了包裝輸送機器人，使容器在受力后按照設定的拋物線移動，但在金屬容器包裝方面，考慮到金屬容器可能會因受力破損或變形，所以現階段并未得到廣泛的應用。

1.2 專家系統(tǒng)在金屬容器包裝中的應用

我國2015年金屬容器包裝制造出口交貨值由825359千元提升到4037698千元，可見金屬容器包裝生產的效率得到了大幅提升，這與我國在金屬容器包裝設計到生產的過程中，應用智能專家系統(tǒng)具有密切的關系。金屬容器包裝進行前，可以利用專家系統(tǒng)中的智能包裝設計模塊根據存儲于產品數據管理系統(tǒng)中的金屬容器包裝數據要求，確定具體的包裝形式，如防護包裝、單元包裝數量、外包裝、包裝標志、包裝件實驗檢驗等。在以上智能設計完成后，可以通過專家系統(tǒng)的人機接口，對設計的方案進行評價調度，并針對系統(tǒng)提供的多個相似的包裝設計方案進行優(yōu)選和排序，確定最優(yōu)的金屬容器包裝方案。然后按照專家系統(tǒng)對金屬容器包裝各環(huán)節(jié)的數據設置，實現金屬容器包裝從設計到生產全過程的自動化、規(guī)范化，例如金屬容器在流通階段的緩沖包裝可以用專家系統(tǒng)中以知識庫為基礎的緩沖包裝CAD控制和實現。但需要注意的是，由于不同金屬容器包裝階段，對專家系統(tǒng)內具體數據信息的設置要求存在差異，所以在此技術應用的過程中，對各環(huán)節(jié)信息的把握能力要求非常高，例如知識的獲取、表達、集成、協(xié)調管理、沖突決策等各方面。

1.3 智能識別滲漏技術在金屬容器包裝中的應用

我國包裝聯(lián)合會統(tǒng)計數據顯示，金屬容器包裝行業(yè)的產值幾乎達到我國包裝產業(yè)總產值的10%，其產值中33%左右來源于飲料罐、12%來源于食品罐、11%來源于化工罐，而飲料罐、食品罐和化工罐內的產品特質決定，此類金屬容器包裝在應用的過程中，不能發(fā)生滲漏等問題，否則可能會直接影響包裝內物質的品質，甚至造成更加嚴重的后果。在過去較長一段時間內，在檢測金屬容器包裝是否發(fā)生滲漏的過程中，采用壓力衰減法，即先向檢測的金屬容器包裝中灌入達到設定值的空氣，然后對容器內空氣的壓力進行檢測，將檢測的結果與預定值進行對比，進而判斷金屬容器包裝是否產生滲漏，此種方式雖然可以達到檢測滲漏的效果，但導致檢測任務加重，特別是在金屬容器包裝市場需求量快速提升的情況下，缺陷逐漸顯現。人們嘗試將自動識別技術應用于金屬容器包裝滲漏的檢測中，即先將被測試的金屬容器放置在下層傳感器上，由上層傳感器對此被測金屬容器包裝的受測區(qū)域進行力的施加，通過讀取位于下層傳送器循環(huán)入口和出口的重力天平，在被測金屬容器施加力前后的數值變化，判斷金屬容器包裝是否產生滲漏的技術。如果檢測中自動識別系統(tǒng)發(fā)現施力后重力天平讀取的數據等于或小于施力前的數據則判定其為合格的金屬容器包裝，否則會由下層傳感器直接將其輸送至不合格產品區(qū)?？梢娬麄€識別過程快捷、可操作，數據讀取、力的施加、不合格產品運輸等環(huán)節(jié)均可以通過自動識別系統(tǒng)完成，不僅有效地防止金屬容器包裝滲漏問題發(fā)生，而且滿足我國對金屬容器包裝效率的要求。

2 人工智能技術在金屬容器包裝中的應用創(chuàng)新

現階段我國在金屬容器包裝領域已經嘗試應用人工智能技術，而且已經取得了一定的成效，對提升金屬容器包裝的質量、效率等方面均具有積極的作用。但隨著人工智能技術的發(fā)展和金屬容器包裝市場需求的快速增加，金屬容器包裝領域應用的人工智能技術也需要不斷的創(chuàng)新，筆者認為可以從以下方面進行：

2.1 金屬制罐行業(yè)創(chuàng)新應用人工智能技術

在現階段人們嘗試應用卷封過程自動化，可操作性強且安全系數較高的全自動封罐機進行金屬容器包裝的加工，但此技術在應用的過程中，并不能精準地控制壓封過程中金屬容器包裝的受力，會在一定程度上增加金屬容器包裝的不合格率，所以筆者認為在金屬制罐行業(yè)封罐操作的過程中可以將專家系統(tǒng)技術創(chuàng)新性地應用，結合專家系統(tǒng)內存儲的已有數據和數據變化等，有效地優(yōu)化對金屬容器包裝施加的密封受力，可以提升金屬制罐的合格率。

2.2 電氣自動化方面創(chuàng)新應用人工智能技術

現階段人們已經將人工智能技術應用在直流傳動和交流傳動控制的過程中，例如模糊邏輯控制技術、人工神經網絡控制技術等，對降低企業(yè)生產成本、增加生產效率等方面具有積極的作用，但隨著近年來數字控制理念的不斷發(fā)展和健全，在現有人工智能技術的基礎上，開發(fā)更加具有針對性的人工智能軟件對提升金屬容器包裝的生產控制效果意義更加突出，所以這也是金屬容器包裝創(chuàng)新的重要方面。

2.3 機器人技術研發(fā)設計過程中創(chuàng)新應用人工智能技術

現階段雖然在金屬容器包裝過程中使用了多種智能機器人，但現階段在金屬容器包裝運輸方面可應用的智能機器人仍較少，我國應創(chuàng)新設計具有裝配演示系統(tǒng)和視覺系統(tǒng)的機器人，提升金屬容器包裝的效率、穩(wěn)定性及合格率，并降低針對性的管理和人工成本。

3 結語

通過上述分析可以發(fā)現，現階段人們已經認識到將人工智能技術應用于金屬容器包裝中的可行性和必要性，并有意識地結合人工智能技術的發(fā)展趨勢和成果不斷對金屬容器包裝中應用的人工智能技術進行創(chuàng)新和發(fā)展，這是現代金屬容器包裝制造水平提升的具體體現，應在不斷優(yōu)化的基礎上積極推廣，以此使金屬容器包裝滿足市場發(fā)展的實際需要。

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作者簡介：陳偉亮（1983-），男，廣東汕頭人，供職于汕頭市澄海區(qū)正益設備有限公司，研究方向：機器人、自動化技術。

（責任編輯：黃銀芳）