一种基于无菌状态判定与工艺联锁的高标无菌餐盒制造方法与流程

本发明涉及食品包装及洁净制造，特别涉及一种基于无菌状态判定与工艺联锁的高标无菌餐盒制造方法。

背景技术：

1、随着食品安全要求的不断提高，餐盒作为食品接触包装容器，被广泛应用于外卖配送、预制菜包装、航空配餐、铁路配餐、医疗膳食以及应急救灾供餐等领域。现有餐盒通常采用聚丙烯（pp）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）、聚乳酸（pla）等食品级材料，通过注塑成型、吸塑成型或热成型等工艺制造，并配合密封包装实现食品储存和运输。

2、为提高产品卫生安全水平，部分企业已采用洁净车间、自动化生产设备、在线检测设备以及自动包装设备对生产过程进行管理，以减少产品在制造过程中的污染风险。同时，mes系统、自动输送系统及仓储物流系统也逐步应用于食品包装容器生产领域，以提高生产效率和产品一致性。

3、现有技术虽然能够对原料处理、产品成型、检测包装等生产环节进行自动化控制，但大多数生产系统仍以单工序控制为主，各工序之间缺乏基于原料状态参数、设备状态参数、产品状态参数及包装状态参数等无菌评价参数的统一无菌状态评价机制。在生产过程中，设备运行状态、模具状态、产品质量状态以及包装状态通常相互独立管理，无法准确反映产品在整个制造过程中的无菌保持情况。

4、此外，现有技术中的检测结果大多仅作为质量判定依据使用，难以与后续包装、物流转运及仓储管理形成联动控制。当某一工序出现异常时，后续工序仍可能继续运行，从而导致污染风险扩散或异常产品进入后续流程，不利于高标准无菌产品的质量保障。

5、因此，现有技术尚未解决如何采集原料状态参数、设备状态参数、模具状态参数、产品状态参数、包装状态参数及物流状态参数等无菌评价参数，并基于所述无菌评价参数建立覆盖原料供给、模具切换、产品成型、在线检测、包装转运及仓储入库全过程的无菌状态评价机制，根据评价结果对各工序进行联锁控制的问题。同时，现有技术也未能实现无菌状态信息与产品批次信息、质量检测信息及物流流转信息之间的全过程关联管理，难以形成覆盖产品全生命周期的追溯链路。

6、因此，亟需提供一种基于无菌状态判定与工艺联锁的高标无菌餐盒制造方法，通过对生产过程中的关键状态进行实时监测、联锁放行及全过程追溯管理，实现高标无菌餐盒的稳定制造和质量可控。

技术实现思路

1、本发明所要解决的问题是提供一种基于无菌状态判定与工艺联锁的高标无菌餐盒制造方法，以解决现有餐盒生产过程中各工序之间无统一无菌状态判定机制、生产过程缺少联锁控制、异常状态难以及时阻断以及全过程追溯不完整的问题，从而实现高标无菌餐盒在制造、检测、包装及入库全过程中的连续化控制、状态可判定和过程可追溯。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

3、一种基于无菌状态判定与工艺联锁的高标无菌餐盒制造方法，其特征在于包括如下步骤：

4、（1）系统配置：配置高标无菌餐盒自动化生产线，包括中央供料系统、mes系统、原料仓储系统、多个注塑机、自动换模控制系统、在线视觉检测系统、自动包装机、自动换箱机构、agv调度系统、自动码垛系统和自动仓储系统；

5、（2）建立无菌状态评价机制：无菌状态评价机制由mes系统对各关键工序的无菌状态评价参数进行实时采集，并依据预设无菌状态评价规则生成对应的无菌状态评价结果；当各无菌状态评价结果均满足对应工序的预设放行条件时，mes系统生成无菌状态评价通过信号，并下发工艺放行指令，进入下一工序；当任一无菌状态评价结果不满足对应预设放行条件时，mes系统生成无菌状态评价未通过信号，并执行工艺联锁控制，禁止进入下一工序并发出异常报警；无菌状态评价规则按工序分别设定为原料无菌状态评价规则、模具无菌状态评价规则、产品无菌状态评价规则、包装无菌状态评价规则；

6、（3）原料批次管控与供料联锁控制：原料仓储系统完成原料批次信息采集并录入mes系统，建立原料无菌状态评价参数；根据预设原料无菌状态评价规则，对各原料无菌状态评价参数进行综合评价，仅当原料无菌状态评价参数均满足预设的原料无菌状态评价规则时，才向中央供料系统下发供料放行指令，使该批次原料进入注塑机料斗；

7、（4）模具状态确认与成型联锁控制：mes系统接收生产订单后匹配对应生产模具，自动换模控制系统完成模具安装就位后生成模具无菌状态评价参数；根据预设模具无菌状态评价规则，对各模具无菌状态评价参数进行综合评价，仅当模具无菌状态评价参数均满足预设的模具无菌状态评价规则时，mes系统才联锁启动注塑机进行成型工序；

8、（5）餐盒成型检测与联锁控制：完成餐盒注塑成型后输送至视觉检测工位，通过在线视觉检测系统检测后生成产品无菌状态评价参数；根据预设产品无菌状态评价规则，对各产品无菌状态评价参数进行综合评价，仅当产品无菌状态评价参数均满足预设的产品无菌状态评价规则时，判定为合格，将合格产品流转至包装工序；

9、（6）成品的包装、换箱及转运：自动包装机对合格产品进行自动包装与实时计数，达到预设装箱数量时生成包装无菌状态评价参数；根据预设包装无菌状态评价规则，对各包装无菌状态评价参数进行综合评价，仅当包装无菌状态评价参数均满足预设的包装无菌状态评价规则时，判定为满箱状态时，联锁触发自动换箱机构发送换箱动作及agv调度系统发送转运动作，将满箱流转至封箱工序；

10、（7）封箱、信息赋码、自动码垛及成品入库：满箱完成封箱后生成封箱状态评价参数，mes系统预设封箱状态评价规则，对各封箱状态评价参数进行综合评价，仅当封箱状态评价参数均满足预设的封箱状态评价规则时，使封箱合格的包装箱进入信息赋码工位，为包装箱赋予识别标识；赋码完成后经自动码垛系统码垛生成满托状态判定结果，联锁触发托盘转运至自动仓储系统入库并更新库存状态，形成全流程自动化生产与追溯闭环。

11、上述步骤（1）中的mes系统，即生产执行系统（manufacturing executionsystem），是连接企业计划层（如erp）与车间控制层的关键软件系统。它通过实时采集生产数据、管理生产订单、调度资源、控制质量与追溯产品，实现对制造过程的精细化管控。mes系统能有效提升生产效率、保障产品质量、实现全流程追溯，并支持柔性制造，是制造业数字化转型的核心环节，广泛应用于汽车、电子、半导体、医药、食品饮料等离散与流程制造行业。

12、上述步骤（2）中，mes系统通过工业以太网分别连接设置于各工序的传感器、rfid读码器、扫码枪及plc控制器，并基于opc ua通信协议实时读取各设备的无菌状态评价参数；所述无菌状态评价参数按预设周期（如每500ms）采样一次，并存储于mes系统的实时数据库中。

13、上述步骤（4）经视觉检测合格的产品进入机边输送线后，由机边输送线输送至堆叠工位；堆叠工位根据预设数量完成自动堆叠，当达到设定堆叠数量后，自动输送至后续封箱包装工序。

14、本发明采用工艺联锁放行机制，将各工序的状态判定结果作为下一工序启动的前提条件，仅当上一工序满足预设放行要求时，后续工序方可继续执行，从而实现污染风险的前置拦截和异常状态的快速隔离，降低异常产品流入后续工序的风险。

15、优选方案中，所述步骤（2）中，所述工艺联锁控制包括分级联锁、三向隔离和闭环验证；

16、分级联锁为：mes系统根据各无菌状态评价参数的实际检测值与预设放行条件的偏离程度，将无菌状态评价结果划分为四个等级，第一等级为放行，第二等级为放行并标记，第三等级为暂停复检，第四等级为锁定设备并报警；当同一工序的多个评价参数同时触发不同等级的联锁动作时，按最高等级执行，第一等级＜第二等级＜第三等级＜第四等级，并按“报警优先于锁定、锁定优先于暂停”的优先级顺序依次执行，确保异常状态先被通知、再被执行物理锁定；当上游工序联锁锁定后，下游工序的联锁请求自动挂起，待上游解锁后方可恢复；

17、三向隔离为：当执行分级联锁的第四等级时，mes系统在锁定当前设备的同时，向上游追溯同批次原料及前序工序状态，向下游禁止后续工序继续接收产品，以及横向检查同一机台同一模具已产出的相邻批次产品；

18、闭环验证为：各工序联锁动作执行完成后，mes系统对该联锁动作的执行效果进行独立验证，确认放行或锁定的决定是否正确执行，验证结果反馈至mes系统用于修正后续的无菌状态评价规则；

19、所述原料无菌状态评价规则包括菌落总数≤10cfu/g、含水率≤0.1%、批次一致；

20、所述模具无菌状态评价规则包括料筒温度200℃-230℃、模具温度40℃-60℃、锁模力≥5000kn、型腔表面无残留水分及模具编号一致；

21、所述产品无菌状态评价规则包括飞边高度≤0.1mm、填充率≥99%、平面度≤0.2mm、黑点直径≤0.3mm、膜片偏移量≤±0.5mm、膜片无褶皱无气泡；

22、所述包装无菌状态评价规则包括封口热合强度≥15n/15mm、包装完整无破损、装箱数量达到预设值。

23、进一步优选方案中，所述步骤（1）中的mes系统包含原料管理单元、模具切换单元、自动成型单元、视觉检测单元、包装计数单元、换箱联动单元、封箱赋码单元和追溯管理单元；

24、原料管理单元用于对食品接触级原料进行预处理及批次管理；

25、模具切换单元用于完成目标模具的识别、搬运、安装及状态确认；

26、自动成型单元用于完成餐盒本体的注塑成型；

27、视觉检测单元用于对成品外观及标识状态进行检测，并生成产品状态评价参数；

28、包装计数单元用于对进入包装箱的产品组进行数量统计并形成满箱信号；

29、换箱联动单元用于在满箱状态下完成空满箱切换及agv转运；

30、封箱赋码单元用于完成包装箱封闭及信息赋码；

31、追溯管理单元为mes系统内置的软件功能模块，运行于mes系统的应用服务器上，包括数据采集接口、评价规则引擎和追溯数据库三个子模块；数据采集接口通过opc ua协议从各工序设备plc读取无菌状态评价参数并写入实时数据库；评价规则引擎将采集到的无菌状态评价参数与预设的无菌状态评价规则进行比对，生成无菌状态评价结果；追溯数据库将无菌状态评价结果与原料批次、模具编号、生产机台、包装箱编号、托盘编号进行关联存储，形成可查询的追溯数据链；

32、原料管理单元与模具切换单元、自动成型单元依次衔接，模具切换单元在完成模具安装及状态确认后，自动成型单元方可启动；自动成型单元输出的产品经视觉检测单元判定后，合格产品进入包装计数单元；包装计数单元在达到预设装箱数量时生成满箱信号，并联动换箱联动单元执行空满箱切换；空满箱切换完成后，封箱赋码单元对包装箱进行封闭和赋码处理；追溯管理单元，对原料管理单元、模具切换单元、自动成型单元、视觉检测单元、包装计数单元、换箱联动单元、封箱赋码单元的运行数据进行统一采集；各单元依据对应的评价结果执行对应的联锁动作或放行动作，形成从原料进入到成品入库的闭环受控制造流程；

33、所述工艺联锁控制由mes系统内部的联锁管理模块统一执行，具体包括：

34、联锁规则配置：mes系统针对每个工序、每个评价等级预先配置对应的联锁动作；

35、联锁触发机制：当mes系统的评价规则引擎输出评价结果时，联锁管理模块按该工序对应的联锁规则配置，生成对应的联锁指令序列；联锁指令按“报警优先于锁定、锁定优先于暂停”的优先级顺序依次执行，确保异常状态先被通知、再被执行物理锁定；

36、联锁执行记录：联锁管理模块将每次联锁触发的评价结果、联锁指令、执行时间、执行结果写入追溯数据库，与对应产品批次关联；

37、联锁冲突处理：当同一工序的多个评价参数同时触发不同等级的联锁动作时，联锁管理模块按最高等级执行；当上游工序联锁锁定后，下游工序的联锁请求自动挂起，待上游解锁后方可恢复。

38、上述联锁动作包括但不限于：触发声光报警、向plc下发锁定/解锁指令、更新hmi界面状态、生成异常记录。

39、上述异常信息包括原料批次、模具编号、生产参数、检测结果、包装记录及物流信息。

40、上述追溯管理单元贯穿各生产环节，对各单元运行数据进行统一采集和绑定，从而形成从原料进入到成品入库的无菌状态判定与工艺联锁闭环流程。上述mes系统对原料状态、模具状态、成型状态、包装状态及物流状态进行统一判定，并以各状态是否满足预设放行条件作为下一工序是否执行的联锁依据；同时，将各工序的状态结果、设备编号、批次编码及物流信息进行关联记录，形成从原料到入库的全流程追溯闭环。

41、进一步优选方案中，所述步骤（3）中，mes系统在接收到生产订单后，根据产品型号及配方信息自动匹配目标原料批次及目标注塑机台编号，并生成对应的原料供料任务单；mes系统向原料仓储系统下发原料出库指令，原料仓储系统将食品接触级原料从指定仓位出库并送入原料管理单元，先对原料进行干燥、除尘和杂质筛除处理，由入库工位的扫描终端读取原料批次编码；随后，将原料名称、供应商信息、入库时间、检验结果、干燥参数、使用配方及目标注塑机台编号录入mes系统，形成原料批次档案；

42、mes系统以菌落总数、含水率、批次一致性作为原料无菌状态评价参数，并按照预设的原料无菌状态评价规则进行综合评价：

43、当含水率实测值＜0.05%且菌落总数≤10cfu/g时，判定为第一等级，mes系统根据原料供料任务单自动生成供料放行指令，并通过opc ua协议下发至中央供料系统的plc控制器，plc控制器接收到放行指令后解锁对应仓位供料阀门的气路或电路，使该仓位原料进入供料管路；

44、当含水率实测值在0.05%至0.1%之间且菌落总数≤10cfu/g时，判定为第二等级，正常供料并标记该批次状态为“临界”；

45、当含水率实测值在0.1%至0.15%之间或菌落总数在8-10cfu/g之间时，判定为第三等级，暂停该批次供料并触发复检程序；

46、当含水率实测值≥0.15%或菌落总数≥10cfu/g或批次不一致时，判定为第四等级，执行以下联锁动作：

47、mes系统向中央供料系统下发锁定指令，中央供料系统关闭对应仓位供料阀门并保持锁死状态，在锁定当前供料通道的同时，mes系统向上游追溯同批次原料已供料的全部机台，检查该批次原料在其他机台的使用状态；向下游禁止该批次已供料但尚未成型的原料进入注塑工序；横向检查该批次原料对应的全部库存仓位，确认同批次原料未误发放至其他生产线；同时触发声光报警，直至人工确认异常排除且操作人员在mes系统中执行复位操作后，对应仓位供料阀门方可重新解锁；

48、在所述原料供料联锁动作执行完成后，mes系统启动闭环验证程序：按照预设抽样比例对该批次已放行供料进行抽样复核，复核方式为在线水分仪复测含水率及人工目检原料外观；当复测值与初次检测值的偏差≤5%时，验证通过，使该批次原料进入下一工序；当复测值与初次检测值的偏差＞5%时，验证不通过，mes系统将该批次原料标记为“待确认”，触发人工复核。

49、更进一步优选方案中，所述步骤（3）中，在中央供料系统在供料过程中，由仓位对应的扫码器、读码器或rfid识别模块再次读取原料批次编码，并与mes中的原料供料任务单进行比对：若原料批次一致，则使该批次原料进入注塑机料斗；若原料批次不一致，则由控制系统锁定供料通道并发出报警。

50、通过上述步骤（3）中的方式，实现原料入库扫描建档、mes生成批次任务、中央供料接收供料指令、供料端批次识别、系统自动比对与异常拦截的闭环控制，使原料在进入中央供料、输送至注塑机料斗以及后续成型过程中，均可保持批次信息连续传递，从而形成原料到成品的全过程追溯基础，并保证满足预设无菌状态评价要求的原料方可进入后续生产工序。

51、更进一步优选方案中，所述步骤（3）中，所述原料供料任务单至少包括原料批次号、目标注塑机台编号、目标模具编号及目标产品型号；所述原料批次编码为条码、二维码或rfid电子标签，所述批次编码设置在原料包装袋、料桶或原料周转容器上。

52、更进一步优选方案中，所述步骤（3）中，预处理包括对原料依次进行干燥、除尘和杂质筛除处理。

53、进一步优选方案中，所述步骤（4）中，mes系统向自动换模控制系统下发换模指令，由自动换模控制系统完成模具转运与安装，过程中核对模具身份并与目标模具编号比对；模具安装完成后启动自动排水程序，排空模具冷却水路与模腔内部残留水分；mes系统以料筒温度、模具温度、锁模力、型腔表面状态及模具编号核对一致作为模具无菌状态评价参数，并按照预设的模具无菌状态评价规则进行综合评价：

54、当料筒温度实测值在215℃-230℃区间、模具温度实测值在50℃-60℃区间、锁模力实测值≥6000kn、且型腔表面无残留水分及可见异物时，判定为第一等级，正常启动；

55、当料筒温度实测值在200℃-215℃区间、模具温度实测值在40℃-50℃区间、锁模力实测值在5000kn-6000kn之间、且型腔表面无残留水分及可见异物时，判定为第二等级，正常启动并标记该模具状态为“临界”；

56、当料筒温度实测值在190℃-200℃或230℃-240℃之间、模具温度实测值在35℃-40℃或60℃-65℃之间、或锁模力实测值在4500kn-5000kn之间时，判定为第三等级，暂停该模具的换模确认并触发复检程序；

57、当料筒温度<190℃或>240℃、模具温度<35℃或>65℃、锁模力<4500kn、型腔表面存在残留水分或可见异物、或目标模具编号不一致时，判定为第四等级，执行以下联锁动作：

58、mes系统通过opc ua协议向对应注塑机的plc控制器下发禁止启动指令；注塑机plc接收到禁止启动指令后，锁合模机构的启动回路，禁止合模动作执行，同时锁注射单元的启动回路，禁止注射动作执行；锁模力和注射压力均保持在零位，确保设备无法启动。

59、当模具换模联锁动作执行完成后，mes系统启动闭环验证程序：对模具安装后的前三模成型产品进行水痕与气纹专项检测，检测结果为无水痕、无气纹时验证通过，使该模具进入正常生产状态；检测出任意水痕或气纹时验证不通过，mes系统触发再次排水程序，排水清污完成后重新验证。

60、更进一步优选方案中，所述步骤（4），plc将锁定状态反馈至mes系统并在hmi界面显示报警信息；当异常排除且操作人员在mes系统中执行复位确认后，mes系统下发解除锁定指令至注塑机plc，plc恢复合模和注射启动回路，方可进入正常生产状态。

61、进一步优选方案中，所述步骤（4）在模具安装完成后，模具内设置的自动排水系统同步启动，对模具冷却水路中的残留水分和杂质进行清除处理；自动排水系统包括连接至模具冷却水路的进水阀门、回水阀门、排污阀门和进气阀门；正常冷却状态下，进水阀门和回水阀门开启，冷却水在模具水路中循环流动；排水清污状态下，系统通过plc控制器关闭进水阀门和回水阀门，打开进气阀门和排污阀门，压缩空气经进气口进入模具水路，将水路中残留的冷却水及杂质从排污口吹出排空。通过这种设置，能够避免残余水分受热蒸发导致制品表面水痕或气纹缺陷，同时防止杂质沉积导致水道堵塞影响冷却效率。吹扫完成后，系统关闭进气阀门和排污阀门，重新开启进水阀门和回水阀门，恢复冷却水循环。排水清污完成后，系统可通过液位检测、压力反馈或排水通道状态信号确认模具内部已完成排空。

62、进一步优选方案中，所述步骤（4）中，mes系统根据产品型号、餐盒规格及对应工艺参数自动匹配目标模具编号，并向自动换模控制系统下发换模指令；所述换模指令至少包括目标模具编号、目标注塑机编号、换模顺序及换模完成后的状态确认要求。

63、进一步优选方案中，所述步骤（4）的模具转运通过agv车搭载换模车实现，换模车设置有升降机构与重型辊筒；当自动换模控制系统接收到换模指令后，控制agv车搭载换模车运行至对应的模具仓库位，并在指定仓位处停止等待人工取模；换模车到位后可通过升降机构调整至与模具仓位相匹配的高度，以便人工借助吊装设备将目标模具吊放至换模车的重型辊筒上；模具吊装完成后，通过模具上的编号标识、条码、二维码或电子标签对模具身份进行核对，并将核对结果与mes系统下发的目标模具编号进行比对，只有模具身份与目标模具编号一致时，才使模具进入下一步转运流程。在模具转运阶段，agv车再次载着换模车移动至对应注塑机旁，并根据注塑机的安装高度将换模车调节至适配位置，使模具能够在较小的人力推送阻力下经由重型辊筒平稳推送至注塑机换模位；当模具到达注塑机的安装位置后，由人工完成模具的定位、推入和锁紧操作，注塑机的锁模机构对模具进行夹紧固定。

64、上述agv车即agv智能搬运机器人（automated guided vehicle），是一种基于自动导航技术的智能物流设备，通过磁条、激光、rfid及slam等技术实现自主移动，主要应用于制造业、特种行业、餐饮服务及食品医药等领域。

65、进一步优选方案中，所述步骤（5）中，在线视觉检测系统以产品外观质量、膜片贴附状态、膜片位置状态、标识完整性及产品表面洁净状态作为产品无菌状态评价参数，并按照预设的产品无菌状态评价规则进行综合评价，mes系统根据各产品无菌状态评价参数的实际检测值与预设放行条件的偏离程度，将评价结果划分为四个等级：

66、当飞边高度≤0.05mm、填充率≥99.5%、平面度≤0.1mm、黑点直径≤0.15mm、膜片偏移量≤±0.2mm且膜片无褶皱无气泡时，判定为第一等级，产品正常放行；

67、当飞边高度在0.05mm-0.1mm之间、填充率在99%-99.5%之间、平面度在0.1mm-0.2mm之间、黑点直径在0.15mm-0.3mm之间、膜片偏移量在±0.2mm-±0.5mm之间且膜片无褶皱无气泡时，判定为第二等级，产品正常放行并标记该产品状态为“临界-需关注”；

68、当飞边高度在0.1mm-0.15mm之间、填充率在98%-99%之间、平面度在0.2mm-0.3mm之间、黑点直径在0.3mm-0.4mm之间、膜片偏移量在±0.5mm-±0.7mm之间或膜片出现轻微褶皱但未破损时，判定为第三等级，产品转入暂存区并触发复检程序；

69、当飞边高度≥0.15mm、填充率≤98%、平面度≥0.3mm、黑点直径≥0.4mm、膜片偏移量≥±0.7mm或膜片破损/有气泡时，判定为第四等级，执行以下联锁动作：

70、对于评价结果异常的产品，mes系统向机边输送线的plc下发停止放行指令，plc控制输送线末端的分流机构切换至不良品通道，同时控制拦截挡板升起，使异常产品被导入不良品收集通道；机械手从不良品收集通道抓取异常产品放入不良品收集箱；mes系统同时向后续自动包装机的plc下发禁止接收信号，自动包装机在接收到该信号期间暂停对来自该机边输送线的产品进行包装，在锁定当前不良品的同时，mes系统向上游追溯该产品的原料批次、模具编号、注塑机台编号，确认异常来源；向下游禁止该产品所在批次的全部已放行产品进入下一工序，直至完成全批次复查；横向检查同一机台同一模具在该不良品前后各n件产品的质量状态;

71、成型产品联锁动作执行完成后，mes系统启动闭环验证程序：按照预设抽样比例对已放行产品进行抽样复核，复核方式为视觉检测系统独立复检；复检结果与初检一致时验证通过，使成型产品进入下一工序；复检结果与初检不一致时验证不通过，标记该批次为“待确认”并触发人工复核。

72、进一步优选方案中，所述步骤（5）中，注塑机上设置有三轴机械手和模内贴标机构，三轴机械手的末端治具设有产品吸附组件和膜片吸附组件；模内贴标机构包括标识膜存放架和静电吸附定位装置；当注塑机完成当前注塑周期并开模后，模具内为上一注塑周期已完成模内贴标的餐盒产品；三轴机械手进入模具区域，通过产品吸附组件将模具内成品取出，同时通过膜片吸附组件将提前吸附好的标识膜放置至模具型腔指定位置；标识膜放置完成后，静电吸附定位装置对标识膜施加静电吸附力，使标识膜稳定吸附于模具表面预设区域；随后，三轴机械手退出模具区域，注塑机执行合模动作，开始下一轮注塑成型，注塑材料在填充模腔过程中与已定位的标识膜结合，使标识信息固定于餐盒表面形成一体化结构；同时，三轴机械手将取出的餐盒产品移动至视觉检测工位进行在线检测。静电吸附定位装置对标识膜施加静电吸附力，能够防止后续合模和注塑过程中发生偏移或翘起。

73、更进一步优选方案中，所述步骤（5）中，将不合格产品和合格产品分别放置完成后，三轴机械手移动至标识膜存放架吸取下一张待贴附的标识膜，并等待下一次开模动作；经产品无菌状态评价满足预设条件的产品进入机边输送线，由导向机构调整产品姿态，并输送至堆叠工位；堆叠工位根据预设数量完成自动堆叠，当达到设定堆叠数量后，自动输送至后续包装工序。

74、更进一步优选方案中，所述步骤（5）中，标识膜可根据生产需求预先印制医疗标识、应急救灾标识、灭菌状态标识、产品追溯码或其他功能信息。

75、更进一步优选方案中，所述步骤（5）中，不合格产品的生产信息包括模具编号、注塑机台编号、原料批次信息及缺陷类型。

76、进一步优选方案，所述步骤（6）中，自动换箱机构包括与自动包装机出料口对应设置的第一工位、用于暂存满箱的第二工位以及用于推动包装箱切换位置的推箱气缸；在装箱过程中，自动包装机对进入包装箱内的产品组数量进行实时计数；当计数值达到预设装箱数量时，控制系统生成包装状态判定结果，判定当前包装箱处于满箱状态，并向自动换箱机构及agv调度系统发送联锁指令；接收到满箱联锁指令后，推箱气缸启动，将位于第一工位的满包装箱推送至第二工位，使第一工位重新处于空闲状态并等待新的空包装箱补充；当满包装箱进入第二工位后，控制系统向agv调度系统发送取箱请求；agv车接收到任务后，载着空包装箱运行至自动换箱机构，在第一工位放置新的空包装箱，同时将第二工位上的满包装箱装载至agv车上；完成空箱补充和满箱取走后，agv车按照预设路线将满包装箱输送至封箱输送线工位进行后续封箱作业。上述第一工位用于放置当前装箱使用的空包装箱，上述第二工位用于放置已达到装箱数量要求的满包装箱。mes系统在该过程中记录包装无菌状态评价结果、产品批次、包装时间、包装箱编号及运输信息，并建立包装箱与产品批次之间的关联关系，实现包装无菌状态评价、工艺联锁放行及产品生产、包装、物流转运全过程的信息追溯。

77、再更进一步优选方案中，所述步骤（6）中，在装箱过程中，mes系统以封口热合强度、包装完整无破损、装箱数量作为包装无菌状态评价参数，并按照预设的包装无菌状态评价规则进行综合评价，mes系统根据各包装无菌状态评价参数的实际检测值与预设放行条件的偏离程度，将评价结果划分为四个等级：

78、当封口热合强度实测值≥20n/15mm且外观检测全部合格、装箱数量达标时，判定为第一等级，包装箱正常放行；

79、当封口热合强度实测值在15n/15mm至20n/15mm之间且外观检测全部合格、装箱数量达标时，判定为第二等级，包装箱正常放行并标记“临界”；

80、当封口热合强度实测值在12n/15mm至15n/15mm之间或外观检测出现轻微缺陷时，判定为第三等级，该包装箱暂停流转并触发复检；

81、当封口热合强度实测值低于12n/15mm或外观检测出现严重缺陷时，判定为第四等级，锁定设备并报警，对应执行以下联锁动作：

82、mes系统通过opc ua协议向自动换箱机构的plc控制器下发禁止换箱指令，plc锁定换箱机构推箱气缸的气路电磁阀，使推箱气缸保持原位不动作；同时向agv调度系统下发禁止取箱指令，agv调度系统将该工位从取箱任务队列中移除，agv不前往该工位执行取箱操作；在锁定当前换箱工位的同时，mes系统向上游追溯该批次产品的包装记录，确认同批次已放行产品的包装状态；向下游禁止该包装箱所属批次的全部已转运产品进入封箱工序；横向检查同一换箱机构同一时段内的其他包装箱状态；

83、包装换箱联锁动作执行完成后，mes系统启动闭环验证程序：每班次随机抽取已放行的包装箱，检测封口密封性；检测通过时验证通过，使包装箱进入封箱工序；检测不通过时验证不通过，标记该时段内全部已放行产品为“待确认”并触发人工复核。

84、上述装箱数量未达标时，直接判定为不合格，不参与上述偏离程度分级。

85、再更进一步优选方案中，所述步骤（6）中，换箱机构plc和agv调度系统分别将锁定状态反馈至mes系统，mes系统在hmi界面显示报警信息，并记录异常工位号、异常时间及对应包装箱编号；当异常排除且操作人员在mes系统中执行复位确认后，mes系统下发解除锁定指令至换箱机构plc和agv调度系统，换箱机构plc解锁气路电磁阀，agv调度系统将该工位重新加入取箱任务队列，方可继续执行换箱及转运；当满包装箱进入第二工位后，控制系统向agv调度系统发送取箱请求；agv接收到任务后，载着空包装箱运行至换箱机构，在第一工位放置新的空包装箱，同时将第二工位上的满包装箱装载至agv车；完成空箱补充和满箱取走后，agv按照预设路线将满包装箱输送至封箱输送线工位进行后续封箱作业。mes系统在该过程中记录包装无菌状态评价结果、产品批次、包装时间、包装箱编号及运输信息，并建立包装箱与产品批次之间的关联关系，实现包装无菌状态评价、工艺联锁放行及产品生产、包装、物流转运全过程的信息追溯。

86、进一步优选方案中，所述步骤（7）中，mes系统以折盖到位、封箱平整无翘起、箱体无破损作为封箱状态评价参数，并将折盖到位、封箱平整无翘起、箱体无破损作为封箱状态评价规则进行综合评价，mes系统根据各封箱状态评价参数的实际检测值与预设放行条件的偏离程度，将评价结果划分为四个等级：

87、当折盖完全到位、封箱平整无翘起、箱体无破损时，判定为第一等级，包装箱正常放行进入赋码工序；

88、当折盖基本到位但存在轻微错位、封箱平整度一般、箱体无破损时，判定为第二等级，包装箱正常放行并标记该包装箱状态为“临界”；

89、当折盖不到位、封箱存在明显翘起或胶带偏移、或箱体出现轻微压痕但未破损时，判定为第三等级，该包装箱暂停流转并触发复检程序；

90、当折盖严重不到位、封箱完全未封闭或箱体破损时，判定为第四等级，执行以下联锁动作：

91、mes系统通过opc ua协议向封箱输送线的plc控制器下发禁止放行指令，plc控制封箱输送线末端的拦截机构动作，将该包装箱导入待检通道；同时mes系统向赋码工位的赋码机plc下发禁止赋码指令，赋码机在接收到该指令期间暂停对该包装箱的赋码操作；plc将拦截状态和禁止赋码状态分别反馈至mes系统，mes系统在hmi界面显示报警信息，并记录异常包装箱编号、异常时间及封箱状态；当异常排除且操作人员在mes系统中执行复位确认后，mes系统下发解除锁定指令至封箱输送线plc和赋码机plc，封箱输送线释放该包装箱至正常通道，赋码机恢复赋码待机状态。

92、上述步骤（7）中，mes系统根据该包装箱对应的生产记录自动生成箱体识别信息，并通过喷码机、贴标机或其他赋码装置将识别信息设置于包装箱表面。所述识别信息至少包括包装箱编号、产品型号、生产批次、生产时间、生产机台编号及追溯编码中的一种或多种。

93、mes系统将原料批次信息、模具编号信息、成型及视觉检测信息以及包装信息进行关联绑定，并建立包装箱编号与产品批次之间的映射关系，从而形成完整的产品追溯数据链。

94、进一步优选方案中，所述步骤（7）中，完成赋码后的包装箱沿输送线进入自动码垛工位；自动码垛工位设置码垛机械手，码垛机械手根据mes系统下发的码垛规则抓取包装箱，并按照预设层型、堆垛数量及摆放方向将包装箱逐层堆放于托盘上；在码垛过程中，mes系统以码垛层数、托盘四角偏差、堆垛稳定无倾斜作为物流状态确认参数，并将码垛层数≤8层、托盘四角偏差≤±20mm、堆垛稳定无倾斜作为物流状态确认规则进行综合评价，mes系统根据各物流状态确认参数的实际检测值与预设放行条件的偏离程度，将评价结果划分为四个等级：

95、当码垛层数≤8层、托盘四角偏差≤10mm、且堆垛稳定无倾斜时，判定为第一等级，该托盘正常放行入库；

96、当码垛层数≤8层、托盘四角偏差在10mm至20mm之间、且堆垛稳定无倾斜时，判定为第二等级，该托盘正常放行并标记该托盘状态为“临界”；

97、当码垛层数未达到预设值、托盘四角偏差在20mm至30mm之间或堆垛出现轻微倾斜但未倾倒时，判定为第三等级，该托盘暂停流转并触发复检程序；

98、当码垛层数严重不足、托盘四角偏差≥30mm、堆垛倾斜严重或出现产品跌落时，判定为第四等级，执行以下联锁动作：

99、mes系统通过opc ua协议向托盘转运机器人调度系统下发禁止转运指令，调度系统将该托盘id从转运任务队列中移除，并将该托盘标记为待人工处置状态；同时向自动仓储系统的仓库控制系统下发禁止入库指令，仓库控制系统将该托盘的入库请求挂起，不分配入库库位；在锁定当前托盘的同时，mes系统向上游追溯该托盘内全部包装箱对应的生产批次；向下游禁止该托盘的全部产品进入仓库存储；横向检查同一码垛工位已产出的相邻托盘状态；agv调度系统和仓库控制系统分别将锁定状态反馈至mes系统，mes系统在hmi界面显示报警信息，并记录异常托盘编号、异常时间及对应库位信息；人工完成异常排查并在mes系统中确认处理后，mes系统重新生成转运放行指令，调度系统将该托盘重新纳入转运任务队列，仓库控制系统恢复对该托盘的入库请求分配；当生成满托信号后，mes系统向agv调度系统发送转运任务；托盘转运机器人根据调度指令运行至码垛工位，将满托盘整体取走并运输至指定仓库存储区域，并将托盘编号、运输时间、目的库位及设备编号反馈至mes系统，与对应产品批次信息进行关联记录；当托盘到达指定库位后，mes系统对托盘运输状态、入库状态及库位信息进行确认；当确认结果满足预设条件时，完成自动入库确认并更新库存状态；

100、封箱入库联锁动作执行完成后，mes系统启动闭环验证程序：对已码垛完成的满托进行托盘稳定性抽检，检测托盘四角偏差及堆垛倾斜度；当偏差≤±20mm且无倾斜时验证通过，完成入库确认；当偏差超标或存在倾斜时验证不通过，mes系统触发拆垛重新码垛指令，重新码垛后再次验证；当同一码垛工位出现连续三次验证不通过时，mes系统判定码垛机械手或码垛规则存在系统性偏差，暂停该码垛工位运行，等待人工排查。

101、上述步骤（7）中，码垛规则可根据包装箱尺寸、产品规格及运输要求进行设置，以保证托盘堆垛后的稳定性和空间利用率。

102、上述封箱状态评价参数和物流状态确认参数均不参与无菌状态评价，其判定结果作为追溯闭环的状态确认信息独立记录，不触发无菌联锁。

103、上述步骤（7）中，mes系统同步记录封箱状态评价结果、物流状态确认结果及入库信息，并与步骤（1）至步骤（6）形成的追溯数据进行关联，形成覆盖原料处理、模具切换、注塑成型、膜内贴标、视觉检测、自动包装、自动换箱、封箱赋码、自动码垛及仓储入库全过程的无菌状态评价、工艺联锁及追溯闭环。

104、本发明与现有技术相比，具有如下优点：

105、（1）本发明围绕餐盒制造过程中的关键工序建立无菌状态评价机制，并将该评价结果作为后续工序是否继续执行的放行条件，通过无菌状态判定与工艺联锁控制相结合，使原料供给、模具切换、成型、检测、包装、换箱及入库等环节形成连续闭环的受控制造流程，使得生产过程中的关键工艺节点均处于可监测、可验证和可追踪状态，避免传统生产模式中仅依赖局部消毒措施而导致的无菌状态断点问题。

106、（2）本发明采用工艺联锁放行机制，各工序的无菌状态评价结果作为下一工序启动的前提条件，仅当上一工序无菌状态评价通过时，后续工序方可继续执行，从而实现污染风险的前置拦截和异常状态的快速隔离，降低异常产品流入后续工序的风险。本发明通过将评价结果划分为若干等级，不同等级对应不同强度的联锁动作，在保证质量的前提下最大限度维持生产连续性，避免了现有技术中简单二元联锁导致的频繁停机问题；并通过联锁动作后的独立抽样复核，形成“评价—执行—验证—修正”的闭环控制，提高了联锁控制的可靠性和自适应性。

107、（3）本发明并非单纯依靠某一单独的消毒步骤实现无菌，而是将原料状态、模具状态、产品状态、包装状态作为无菌状态评价参数纳入统一的无菌状态评价体系，并依据预设评价规则生成评价结果，并根据评价结果对各工序进行联锁放行或异常拦截，从而实现高标无菌餐盒制造过程中的状态受控、过程受控和结果可追溯，满足应急救灾、医疗配餐及航空配餐等高卫生等级场景的使用要求。本发明能够满足高洁净、高追溯、高自动化生产需求，具有较好的产业化推广前景。