CN108781531B - 用于将组件分配给装配线路的方法和设备 - Google Patents
用于将组件分配给装配线路的方法和设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108781531B CN108781531B CN201680083350.6A CN201680083350A CN108781531B CN 108781531 B CN108781531 B CN 108781531B CN 201680083350 A CN201680083350 A CN 201680083350A CN 108781531 B CN108781531 B CN 108781531B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- assembly line
- components
- expected
- assembly
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 90
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 44
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 12
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000022852 Letis Species 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000009420 retrofitting Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
- H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
- H05K13/085—Production planning, e.g. of allocation of products to machines, of mounting sequences at machine or facility level
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
- G05B19/41865—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by job scheduling, process planning, material flow
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
- G05B2219/40111—For assembly
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
- G05B2219/50148—Workpiece, setup of component, workpiece
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
- General Factory Administration (AREA)
Abstract
本发明要求保护一种用于将组件（LP1‑LP6）分配给装配线路（BL1‑BL2）以便用零部件（B1‑B6）来装配组件（LP1‑LP6）的方法，用于在每条装配线路（BL1‑BL2）的预先给定的最大时间负荷的情况下实现最小的零部件方差，其中将零部件方差确定为在装配线路（BL1‑BL2）上所需的零部件类型的数量的总和，其中对于待装配组件（LP1‑LP6）的每种组件类型和每条装配线路（BL1‑BL2）在考虑到装配线路（BL1‑BL2）上的组件类型的相应的周期时间、相应的改装时间、相应的线路利用率和针对每种组件类型预期的要生产的件数的情况下确定预期的生产时间，其中实际的要生产的件数根据事先能确定的概率分布发生，其中对于分配给其中一条线路（BL1‑BL2）的组件（LP1‑LP6）的集合，预期的总生产时间的总和不允许超过相应装配线路（BL1‑BL2）的最大时间负荷，其中通过现有的基础结构或者通过用户定义的预先规定来限制组件（LP1‑LP6）到装配线路（BL1‑BL2）的可能分配，其中分配如此进行，使得对于从针对件数的所述概率分布中得出的、用于每条装配线路的预期生产时间的总和的概率分布，与得出的概率分布的相应预期值的偏差受到能预先给定的最大阈值的限制，其中借助整数线性编程在给定的预先规定的情况下计算组件（LP1‑LP6）到装配线路（BL1‑BL2）的分配。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于将组件分配给装配线路以便用零部件装配组件的方法。另外，本发明涉及一种用于用零部件装配组件的制造或组装线路的设备。此外，本发明涉及一种计算机程序产品和一种计算机可读介质。
背景技术
特别是在电子生产领域中，通过表面安装（surface mounted technology（表面安装技术），SMT）在SMT装配线路上制造要制造的印刷电路板或组件。例如，具有产品名称SIPLACE的SMT装配自动机和系统的制造商是ASM公司（http://www.siplace.com/en/Home）。
然而，由于技术限制，并非每个组件都能在每条装配线路上制造。组件在这些装配线路上大多也具有不同的生产时间。而且，不能超过装配线路的最大生产时间容量。
组件到装配系统的装配线路的分配通常基于经验值或试探法（Heuritik）手动或半自动地进行。
由于制造中的计划范围大多是中期的，因此在不同组件类型的未来件数方面存在不确定性。这可能导致装配线路的负荷/生产时间的不期望地大的波动。因此，在实践中希望避免组件-线路分配，在组件-线路分配的情况下对于各条线路可能出现特别高的生产时间波动。这可能导致相应的线路常常过载或者欠载。
在可能使用数学优化方法的情况下，线性优化方法是可能的。线性优化涉及在受到线性方程和不等式限制的集合上的线性目标函数的优化。所述线性优化是（混合）整数线性优化的求解方法的基础。所谓的Solver（求解器）是特定数学计算机程序的总称，所述特定数学计算机程序可以用数字方式求解数学问题。关于MIP（mixed integer linearprogramming（混合整数线性编程）），可以针对小型IP程序（整数优化模型）使用诸如CPLEX、Gurobi的标准求解器。作为小型IP程序例如可设想具有2条线路、181个组件和839个零部件类型的实例（Instanz）。在更大的实例的情况下，利用诸如CPLEX的标准求解器可能会遇到求解该更复杂的问题设定（Problemstellung）的问题。
US 6,829,514 B2提出在电子组件的制造中使用混合整数线性编程来优化各条生产线路。
DE 198 34 620 A1涉及一种用于确定装配线路中不同组件类型的混合的扩充的方法。
从DE 10 2011 076 565 B4、WO 2014/005741A1、WO 2014/005743A1和WO 2014/005744 A1中已知了如下方法，所述方法是借助MIP以用于将组件分配给装配线路的优化方法的示例。
尤其是从DE 10 2011 076 565 B4中已知了一种用于将印刷电路板分配给装配线路以便用零部件装配印刷电路板的方法，利用该方法在预先给定的边界条件下实现尽可能最低的零部件方差和尽可能最佳的制造时间。在此，零部件方差被确定为装配线路上所需的零部件类型的数量的总和。
装备族（Rüstfamilie）被确定为组件的集合，所述组件可以在装配线路上被装配，而不改变在装配线路上为装配准备好的零部件类型的集合。在装配线路上准备好的零部件类型的集合也称为装备。通常，为一条装配线路分配比装备族可以包括的更多的组件，因为在装配线路上不能准备好任意多的零部件类型。因此，装配线路偶尔经历装备更换，其中第一装备族的装备相对于第二装备族的装备被更换。装备更换越少，运行装配系统的时间就可以越少。在装配系统中总共使用的装备族的数量可以是比例如装配线路的零部件方差更实际的质量指标。装配线路的零部件方差在此由不同零部件类型的数量给出，这些零部件类型的零部件要装配到被分配给装配线路的组件之一上。因此，从DE 10 2011 076 565 B4中已知的方法可以确定组件到装配线路的分配，所述分配允许整个装配系统的改进的负荷。
为了限制各条线路的最大生产时间波动或尽可能地最小化所述最大生产时间波动，需要IP模型中的进一步改进。
为了能够完全实现或者甚至优化地实现对于更大的实例或更复杂的问题设定的求解，利用要应用的约束或用户定义的预先规定来对IP模型或IP程序中的参数进行良好或精确的选择是重要的。
发明内容
本发明的任务是提供一种相对于所述的现有技术改进了的用于将组件分配给装配线路的优化方法或技术。
该任务通过独立权利要求来解决。有利的扩展方案是从属权利要求的主题。
本发明要求保护一种用于将组件（LP1-LP6）分配给装配线路（BL1-BL2）以便用零部件（B1-B6）来装配组件（LP1-LP6）的方法，用于在每条装配线路（BL1-BL2）的预先给定的最大时间负荷的情况下实现最小的零部件方差，其中将零部件方差确定为在装配线路（BL1-BL2）上所需的零部件类型的数量的总和，其中对于待装配组件（ LP1-LP6）的每种组件类型和每条装配线路（BL1-BL2）在考虑到装配线路（BL1-BL2）上的组件类型的相应的周期时间、相应的改装时间、相应的线路利用率和针对每种组件类型预期的要生产的件数的情况下确定预期的生产时间，
其中实际的要生产的件数根据事先能确定的概率分布发生，其中对于分配给其中一条线路（BL1-BL2）的组件（LP1-LP6）的集合，预期的（总）生产时间的总和不允许超过相应装配线路（BL1-BL2）的最大时间负荷，其中通过现有的基础结构或者通过用户定义的预先规定来限制组件（LP1-LP6）到装配线路（BL1-BL2）的可能分配，
其中分配如此进行，使得对于从针对件数的所述概率分布中得出的、用于每条装配线路的预期生产时间的总和的概率分布，与得出的概率分布的相应预期值的偏差受到能预先给定的最大阈值的限制，
其中借助整数线性编程在给定的预先规定的情况下计算组件（LP1-LP6）到装配线路（BL1-BL2）的分配。
本发明的一个实施例是最小化与相应预期值的偏差的总和。
根据本发明的做法的优点在于，现在还可以计算密集程度低于利用试探方式地解决具有更大实例的问题设定。
作为优化方法可以应用所谓的整数线性编程。由此可以使用商业标准求解器。
与得出的概率分布的预期值的所述偏差可以采用相似或相同的值。在这种情况下，“相似”可以意味着，允许向上或向下的最大偏差。在这种情况下，“相同”可以意味着一致。然而，在（几乎）相同的值的情况下，向上或向下的微小偏差形式的轻微不准确性也是可能的，其中与“相似”相比，这种微小偏差几乎不可规划并且因此几乎不能预先确定。
可以有意义的是，将用户预先给定的组件的集合分配给同一装配线路。
与装配线路的预期生产时间的总和的偏差可以表示为其方差。
每条装配线路的方差可以由在一时间段内与一组件类型的预期件数的平方偏差和得出的概率分布的相关值的乘积并且乘以平方周期时间、通过在分配给装配线路的所有组件类型上求和来确定。
本发明的改进方案规定：将由零部件方差和由与预期生产时间的总和的最大偏差构成的加权总和最小化。
作为整数线性编程的输入数据可以使用以下描述基础结构的数据：
- 装配线路的数量，
- 组件的数量，
- 组件类型的数量，
- 零部件类型的数量，
- 针对每个组件类型要装配的零部件类型的集合，
- 每条相应的装配线路的生产时限，
- 针对组件类型的预期件数的概率分布。
在相应装配线路上的相应组件类型的总生产时间可以从以下来计算：
- 预期的件数，
- 预期工作的数量，
- 批量，
- 改装时间，
- 每个组件和装配线路的单件生产时间，
- 装配线路的最小周期时间，
- 装配线路的利用率。
线性编程可以借助整数线性程序来调整，所述整数线性程序通过以下步骤来解决：
a）确定第一当前解决方案，其表示组件到生产线路的分配，
b）基于当前解决方案，将组件的选定集合分配到装配线路，
c）借助于优化程序或基于整数线性编程的标准求解器计算新的分配。
可以迭代地执行上述步骤，并且如果达到事先规定的时间限制或解决方案质量，则发生程序中断。
虽然所要求保护的方法定义了优化方法的第一目标函数，但是所要求保护的方法可以附加地利用第二目标函数来补充，该第二目标函数应该朝向与相应期望值的偏差有关的尽可能最佳的结果收敛。该第一目标函数是零部件方差。
用户可以手动地预先给定：在具有两个目标函数的整体优化的情况下是否应该将更多权重放到第一目标函数上还是将更多权重放到第二目标函数上。
本发明的另一方面提供了一种用于将组件分配给装配线路以便用零部件来装配组件的设备，具有：
- 用于对于待装配组件的每种组件类型和对于每条装配线路在考虑到装配线路上的组件类型的相应的周期时间和针对每种组件类型预期的要生产的件数的情况下确定预期的生产时间的单元，其中实际的要生产的件数能够根据事先能确定的概率分布发生，其中对于分配给其中一条线路的组件的集合，预期的（总）生产时间的总和不允许超过相应装配线路的最大时间负荷，其中能够通过现有的基础结构和/或通过用户定义的预先规定来限制组件到装配线路的可能分配，并且其中零部件方差能确定为在装配线路上所需的零部件类型的数量的总和，以便在每条装配线路的预先给定的最大时间负荷的情况下能够实现最小的零部件方差，和
- 用于借助整数线性编程在给定的预先规定的情况下计算组件到装配线路的分配的单元，其中分配的计算如此进行，使得对于从针对件数的所述概率分布中得出的、用于每条装配线路的预期生产时间的总和的概率分布，与得出的概率分布的相应预期值的偏差受到能预先给定的最大阈值的限制。
该设备可以提供用于执行上述方法的装置和/或单元或装置和/或模块，它们可以分别以硬件形式和/或以固件形式和/或以软件形式或作为计算机程序或计算机程序产品来构造。
该设备可以如上述方法那样被相应地构造或扩展。
本发明的另一方面提供了一种用于用零部件装配组件的制造或组装线路装置，其中根据前述方法能确定组件到制造或组装线路的分配。
该制造或组装线路装置可以是设施的一部分。
该设施尤其是可以通过以下设施类型之一来表征。对此的示例是：
- 自动化设施，
- 制造或生产设施，
- 清洁设施，
- 水处理设施，
- 仪器或机器，
- 涡轮机，
- 发电设施，
- 电网，
- 通讯网络，
- 医疗技术装置或仪器，
- 医院信息系统。
本发明的另一方面是一种计算机程序产品或计算机程序，其具有用于在上述设备或设备的装置中实施计算机程序（产品）时用于执行上述方法的装置。所述计算机程序或计算机程序产品可以存储在计算机可读介质上。计算机程序或计算机程序产品可以用通用编程语言（例如C ++，Java）创建。处理装置可以包括具有相应的输入、输出和存储装置的商用计算机或服务器。该处理装置可以集成在设备中或其装置中。
附图说明
本发明的其他优点、细节和扩展方案从以下结合附图对实施例的描述中得出。
图1示出了具有用于组件制造的装配线路的第一示例性组装工厂，
图2示出了针对组件-线路分配在线路1和2的件数/生产时间方面的概率分布的图标，以及
图3示出了针对组件-线路分配根据本发明的优化方案的所述概率分布的图表。
具体实施方式
图1示出了具有用于组件制造的装配线路BL1-BL2的第一示例性组装工厂或组装设施。装配线路BL1-BL2通常由装配自动机BA1-BA6组成，所述装配自动机BA1-BA6分别通过传送系统FB1-FB2（例如传送带）彼此连接，所述传送系统FB1-FB2用于传送要装配的组件或印刷电路板LP1-LP6。要装配到组件LP1-LP6上的零部件或构件B1-B6通常通过传送器F1-F11被提供给装配自动机BA1-BA6。在此，可以给一条装配线路BL1、BL2分配组件类型集合R中的一个特定组件类型r的多个组件LP1-LP6（r∈R）。
在例如用于用零部件B1-B6装配衬底的装配自动机BA1-BA6中，在用于衬底的传送段的侧面布置用于零部件B1-B6的供给装置F1-F11。装配自动机BA1-BA6的可通过定位系统移动的装配头从供给装置F1-F11取走零部件B1-B6，将这些零部件移动到装配自动机的装配区域，在所述装配区域中提供了要装配的衬底，并且将零部件B1-B6放在衬底上。为了提供零部件B1-B6，例如使用所谓的带式送料器（Gurt-Feeder），其适用于传送和供应放置在带中的构件。这些带式送料器将存放在口袋状凹陷中的构件传送到取料位置，在该取料位置，构件被装配头从带口袋（Gurttasche）中取走。空带在合适的位置离开供应设备F1-F11。
在电子生产领域的许多工厂中，将要制造的印刷电路板或组件中期地分派给相应工厂的SMT装配线路（Surface Mounting Technology（表面安装技术））。由于技术限制，并非在每条线路上都可以制造每个印刷电路板。印刷电路板在线路上大多也具有不同的生产时间。此外，不允许超过线路的最大生产时间容量。
在分配时，遵循以下目标：
- 线路上的装备族的数量应尽可能小，以减少时间上的改装成本；
- 希望需要尽可能少的装备设备（例如传送器）；
- 总生产时间应尽可能最小。
通常通过如下方式来尝试达到这些目标：力求线路的印刷电路板的尽可能高的零部件覆盖率，或使线路的零部件方差的总和最小化。利用线路的零部件方差表示线路上所使用的零部件类型的数量。
在下文中，描述了针对该问题设定的IP模型（IP代表整数编程或整数程序或整数优化模型）。作为数学优化方法可以使用针对该问题设定的IP模型（IP代表整数编程或整数程序或整数优化模型）。这样的IP解决方案具有以下优点：
•全局优化方案
•可易于扩展
•非常好的商业标准求解器（例如Cplex，Gurobi），它们在实践中被广泛传播和证明
•标准求解器不断得到改进，从而可以预期的是实例在未来还可以更快地求解。
此外，提出了一种基于IP的方法，利用该方法允许为此在相对更短的时间内以非常好的结果质量找到解决方案。
在下面所描绘的IP模型仅应当被视为一种可能的示例性的表达，而不是对所述方法的限制。
设L是所有（装配）线路的集合，并且R是所有组件类型的集合，并且R l 是在线路l上可装配的组件类型的集合。此外，C是零部件类型c的集合，并且Rc表示零部件类型为c的组件类型的集合。
使用以下参数：
TimeLimit l 装配线路l上的生产时限
wS 用于最小化零部件方差的加权因子
wV 用于最小化最大生产时间方差的加权因子。
二元变量是：
Assign r,l 组件类型r到装配线路l的分配
Setup c,l 在线路l上使用零部件c（在使用的情况下，其取值1，否则取值0）。
在规划期间，应该在多条SMT线路上装配如下组件集合，这些组件具有不同零部件类型的零部件。针对每个组件类型r，估计将有多少工作。组件类型的实际要生产的件数根据概率分布来发生，该概率分布例如可以从历史数据或者预测来确定。利用不同（装配）线路上的周期时间、所估计的改装时间和线路利用率，可以确定每个组件类型和线路的总生产时间的概率分布，所述概率分布可以用作输入。对于每条线路，在规划期间还规定了最长生产时间。每个组件类型的预期生产时间可以利用未在图中示出的单元来确定。这种单元可以集成到装配自动机中，例如装配线路BL1的BA1中。未示出的用于计算组件到装配线路的分配的单元也可以集成到这种装配自动机中。
这些单元也可以实现或集成到与装配自动机分开的计算机中，所述计算机控制装配自动机。
此外目的是，限制单个线路的生产时间波动或尽可能使所述生产时间波动最小化。
在实施例中，在IP模型中使用以下参数：
n r 用于在特定时间段内组件类型r的要生产的件数n的独立随机变量
c r 在生产任意件数的组件类型r时的固定生产时间
t r,l 在线路l处生产组件类型r的组件的周期时间
VarMax l 装配线路l上的最大生产时间方差
p 线路上生产时间差异的最大允许差异的百分比值。
连续的辅助变量：
VMax 所有线路上的最大生产时间方差
VMin 所有线路上的最小生产时间方差。
假设组件在线路上的生产时间为t r,l n r + c r 。在此，c r 是常数分量，其中例如包含改装时间。组件在线路上的生产时间也是独立的随机变量。
对于分派给线路l的组件类型r的集合
，生产时间因此也是随机变量，对于其方差有下式成立：
在IP模型中，通常使用约束。IP模型的以下约束限制了线路上的预期生产时间并确保了求解的允许性：
约束
保证了组件只能分派给如下的装配线路，在这些装配线路上所述组件也可以装配。
通过约束
将每个组件类型恰好分配给一条装配线路。
在IP模型中，装配线路的生产时间方差还可以如下表达：
用于限制线路上的最大生产时间方差的以下变型是可能的：
（1）通过固定地预先给定的参数
使所有线路l的生产时间方差受到如下附加约束的限制
（2）可以利用辅助变量
和如下附加约束
通过最小化
来实现尽可能最小化线路的最大生产时间方差。在此，
可以包括在IP模型的目标函数中，具有权重因子wv。
（3）另一种可能性是，针对预先给定的百分比值p，限制线路的最大和最小方差的偏差。
为此，设
为另一辅助变量。附加的约束是
和
利用以上对变型（1）和（3）描述的约束还可以分别扩展来自DE 10 2011 076 565B4、WO2014 / 005741A1、WO2014 / 005743A1、WO2014 / 005744A1的IP模型。从所述文献中已知的方法是借助于MIP用于将组件分配给装配线路的优化方法的示例。
因此，在这些IP模型中也可以限制生产时间波动。利用变型（2）同样可以扩展这些IP模型，所通过的方式是除了新的约束之外，还将具有所选权重的Vmax一并包括到目标函数中。
整数线性编程可以通过以下步骤解决：
a）确定起始解决方案或第一当前解决方案，
b）基于当前解决方案，将组件LP1-L6的选定集合分配到装配线路BL1-BL2，
c）借助于优化程序或基于整数线性编程的标准求解器计算新的分配。
可以迭代地执行这些步骤，并且如果达到事先规定的时间限制或结果质量，则发生程序中断。
扩展的IP方程的以下变型是可能的：
用于变型（1）的IP方程：
在以下条件下：
用于变型（2）和（3）的IP方程：
在以下条件下：
在下文中阐述一个简化的示例，该示例旨在以简化的方式阐述上面复杂地表示的关于在限制生产时间波动的情况下最小化零部件方差的优化过程，以便于理解，而不限于该简化的示例。如果将下面描述的具有少量实例的简单示例转移到更大的实例或更复杂的问题设定，则利用要应用的约束或用户定义的预先规定来对IP模型中的参数进行良好或精确的选择是重要的，以便能够完全或优化地实现用所提到的标准求解器解决复杂的问题设定。
在下面的示例中假设，对于在预测的件数为n情况下的组件类型，实际要制造或要装配的件数根据以下概率分布而波动：
•以0.8的概率假设预测值n
•以分别0.1的概率假设值n向上或向下的10%的偏差。
应有六种不同的组件类型被分配给两条线路BL1和BL2。预测的件数n为：
组件类型应当根据下表利用零部件类型c1-c9来装配：
分配应该如此进行，使得两条线路受到相同的负荷，即具有相同的预期生产时间。对于所有组件类型，周期时间为1分钟，因此例如在件数为1000时生产时间为1000分钟。
如果目标标准是零部件方差的最小化，则将r1和r2分配给线路BL1，并且将组件r3至r6分配给线路BL2，因为由此在线路BL1上需要零部件类型c1-c3，并且在线路BL2上需要零部件类型c4-c9，并且总体上得出最小零部件方差为9。由此得出两条线路BL1和BL2上的件数/生产时间的以下概率分布W1和W2，如在下表中或在图2中所示。
| BL1的概率分布 | BL2的概率分布 | |
| 3600 | 0.01 | 0.0001 |
| 3700 | 0.0032 | |
| 3800 | 0.16 | 0.0388 |
| 3900 | 0.2144 | |
| 4000 | 0.64 | 0.487 |
| 4100 | 0.2144 | |
| 4200 | 0.16 | 0.0388 |
| 4300 | 0.0032 | |
| 4400 | 0.01 | 0.0001 |
在线路BL1上，通过具有大件数的两种组件类型得出件数/生产时间的大的波动范围。
关于线路BL1上的生产时间的方差是最大的，并且为：
如果附加地通过（1）中列出的所有线路上的约束将关于生产时间的方差限制到12000，则组件类型r1、r3和r4被分配给线路BL1并且组件类型r2、r5和r6被分配给线路BL2。
因此，得出两条线路BL1和BL2上的件数/生产时间的以下概率分布W1和W2，如在下表中和在图3中所示。
| BL1的概率分布 | BL2的概率分布 | |
| 3600 | 0.001 | 0.001 |
| 3700 | 0.016 | 0.016 |
| 3800 | 0.074 | 0.074 |
| 3900 | 0.144 | 0.144 |
| 4000 | 0.53 | 0.53 |
| 4100 | 0.144 | 0.144 |
| 4200 | 0.074 | 0.074 |
| 4300 | 0.016 | 0.016 |
| 4400 | 0.001 | 0.001 |
关于生产时间的最大方差在第二次分配时减少了25％到
在中间和在边缘处，在第二种组件线路分配情况下，针对线路BL1和线路BL2的分布的值远低于在第一次组件线路分配情况下的针对线路BL1的分布的值。在边缘处，概率甚至只有十分之一。
在第二次分配的情况下，在线路BL1上需要零部件类型c1-c2和c4-c6，并且在线路BL2上需要零部件类型c2- c3和c7-c9。总体上因此得出零部件方差为10。
与第一次分配相比，线路上所需的零部件类型的总和仅从9提高到10，而关于线路上的生产时间的最大方差从16000显著减少到12000。
在适当的参数选择的情况下，可以有针对性地确定上面阐述的第二种组件线路分配。可以迭代地执行优化的步骤，并且如果达到事先规定的时间限制或可预给定的结果质量，则可以发生程序中断。
尽管已经详细地通过优选的实施例进一步说明和描述了本发明，但是本发明不限于所公开的示例，并且本领域技术人员可以在不脱离本发明的保护范围的情况下从中导出其他变型。
Claims (15)
1.用于将组件（LP1-LP6）分配给装配线路（BL1-BL2）以便用零部件（B1-B6）来装配组件（LP1-LP6）的方法，用于在每条装配线路（BL1-BL2）的预先给定的最大时间负荷的情况下实现最小的零部件方差，其中将所述零部件方差确定为在所述装配线路（BL1-BL2）上所需的零部件类型的数量的总和，其中对于待装配组件（ LP1-LP6）的每种组件类型和每条装配线路（BL1-BL2）在考虑到装配线路（BL1-BL2）上的组件类型的相应的周期时间、相应的改装时间、相应的线路利用率和针对每种组件类型预期的要生产的件数的情况下确定预期的生产时间，
其中实际的要生产的件数根据事先能确定的概率分布发生，其中对于分配给其中一条线路（BL1-BL2）的组件（LP1-LP6）的集合，预期的总生产时间的总和不允许超过相应装配线路（BL1-BL2）的最大时间负荷，其中通过现有的基础结构或者通过用户定义的预先规定来限制组件（LP1-LP6）到所述装配线路（BL1-BL2）的可能分配，
其特征在于，所述分配如此进行，使得对于从针对件数的所述概率分布中得出的、用于每条装配线路的预期生产时间的总和的概率分布，与得出的概率分布的相应预期值的偏差受到能预先给定的最大阈值的限制，其中与装配线路的预期生产时间的总和的偏差表示为其方差，以及
借助整数线性编程在给定的预先规定的情况下计算所述组件（LP1-LP6）到所述装配线路（BL1-BL2）的分配。
2.根据前一权利要求所述的方法，其中借助整数线性编程使装配线路（BL1-BL2）的预期生产时间的总和最小化。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述与得出的概率分布的相应预期值的偏差采用相似或相同的值。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，对由零部件方差和由与预期生产时间的总和的最大偏差构成的加权总和最小化。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，将由用户预先给定的组件（LP1-LP6）的集合分配给同一装配线路（BL1-BL2）。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中作为整数线性编程的输入数据使用以下描述基础结构的数据：
- 所述装配线路（BL1-BL2）的数量，
- 所述组件（LP1-LP6）的数量，
- 所述组件类型的数量，
- 所述零部件类型的数量，
- 针对每个组件类型要装配的零部件类型的集合，
- 每条相应的装配线路（BL1-BL2）的生产时限，
- 针对所述组件类型的预期件数的概率分布。
7.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中在相应装配线路（BL1-BL2）上的相应组件类型的总生产时间从以下来计算：
- 预期工作的数量，
- 批量，
- 改装时间，
- 每个组件（LP1-LP6）和装配线路（BL1-BL2）的单件生产时间，
- 所述装配线路（BL1-BL2）的最小周期时间，
- 所述装配线路（BL1-BL2）的利用率。
8.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述线性编程借助整数线性程序来调整，所述整数线性程序通过以下步骤来解决：
a）确定第一当前解决方案，其表示组件到生产线路的分配，
b）基于当前解决方案，将组件（LP1-LP6）的选定集合分配到所述装配线路（BL1-BL2），
c）借助于优化程序或基于整数线性编程的标准求解器计算新的分配。
9.根据权利要求8所述的方法，其中迭代地执行所述步骤，并且如果达到事先规定的时间限制或解决方案质量，则发生程序中断。
10.用于将组件（LP1-LP6）分配给装配线路（BL1-BL2）以便用零部件（B1-B6）来装配所述组件（LP1-LP6）的设备，具有：
- 用于对于待装配组件（ LP1-LP6）的每种组件类型和对于每条装配线路（BL1-BL2）在考虑到所述装配线路（BL1-BL2）上的组件类型的相应的周期时间和针对每种组件类型预期的要生产的件数的情况下确定预期的生产时间的单元，其中实际的要生产的件数能够根据事先能确定的概率分布发生，其中对于分配给其中一条线路（BL1-BL2）的组件（LP1-LP6）的集合，预期的总生产时间的总和不允许超过相应装配线路（BL1-BL2）的最大时间负荷，其中能够通过现有的基础结构和/或通过用户定义的预先规定来限制所述组件（LP1-LP6）到所述装配线路（BL1-BL2）的可能分配，并且其中零部件方差能确定为在所述装配线路（BL1-BL2）上所需的零部件类型的数量的总和，以便在每条装配线路（BL1-BL2）的预先给定的最大时间负荷的情况下实现最小的零部件方差，和
- 用于借助整数线性编程在给定的预先规定的情况下计算组件（LP1-LP6）到装配线路（BL1-BL2）的分配的单元，其中分配的计算如此进行，使得对于从针对件数的所述概率分布中得出的、用于每条装配线路的预期生产时间的总和的概率分布，与得出的概率分布的相应预期值的偏差能受到能预先给定的最大阈值的限制，其中与装配线路的预期生产时间的总和的偏差表示为其方差。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述与得出的概率分布的预期值的偏差采用相似或相同的值。
12.根据权利要求10至11中任一项所述的设备，其特征在于，由零部件方差和由与预期生产时间的总和的最大偏差构成的加权总和能最小化。
13.根据权利要求10至11中任一项所述的设备，其特征在于，能够将由用户预先给定的组件（LP1-LP6）的集合分配给同一装配线路（BL1-BL2）。
14.用于用零部件（B1-B6）装配组件（LP1- LP6）的制造或组装线路装置（BL1-BL2），其中根据权利要求1至9中任一项所述的方法能确定所述组件（LP1- LP6）到制造或组装线路的分配。
15.计算机可读介质，包括指令，当所述指令在合适的处理装置或设备上或在根据权利要求10至14中任一项所述的设备的一个或多个装置中实施时，所述指令使得计算机或设备或装置执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2016/055138 WO2017152979A1 (de) | 2016-03-10 | 2016-03-10 | Verfahren und vorrichtung zur zuordnung von baugruppen auf bestückungslinien |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108781531A CN108781531A (zh) | 2018-11-09 |
| CN108781531B true CN108781531B (zh) | 2020-07-10 |
Family
ID=55524332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201680083350.6A Active CN108781531B (zh) | 2016-03-10 | 2016-03-10 | 用于将组件分配给装配线路的方法和设备 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10750650B2 (zh) |
| EP (1) | EP3375270B1 (zh) |
| JP (1) | JP6851390B2 (zh) |
| CN (1) | CN108781531B (zh) |
| WO (1) | WO2017152979A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102019100636A1 (de) * | 2019-01-11 | 2020-07-16 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Verfahren zur kapazitätsgrenzenermittlung, vorrichtung zur datenverarbeitung und computerprogramm |
| DE112020007169T5 (de) * | 2020-05-11 | 2023-03-16 | Fuji Corporation | Optimierungsvorrichtung für Montageprogramm für die Montage einer Komponente an einer Schaltplatine |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008020167A1 (de) * | 2008-04-22 | 2009-07-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Bestimmung einer Zuordnung von einem zu fertigenden Produkt zu einer Produktionslinie |
| DE102011076565A1 (de) * | 2011-05-26 | 2012-11-29 | Siemens Ag | Zuordnung von Leiterplatten auf Bestücklinien |
| CN104412733A (zh) * | 2012-07-06 | 2015-03-11 | 西门子公司 | 将电路板分配到装配线上 |
| WO2015121927A1 (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-20 | 富士機械製造株式会社 | 回路基板の修正作業を支援する装置 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6210219A (ja) * | 1985-07-09 | 1987-01-19 | Kawasaki Steel Corp | 耐リジング性に優れるアズロ−ルドフエライト系ステンレス鋼板の製造方法 |
| DE3633478A1 (de) * | 1986-09-29 | 1988-03-31 | Siemens Ag | Bestueckungsautomat mit wechsel-bauteile-magazin |
| US5258915A (en) * | 1990-09-28 | 1993-11-02 | Hewlett-Packard Company | System and method for optimum operation assignments in printed circuit board manufacturing |
| DE19834620C2 (de) | 1997-08-01 | 2001-05-31 | Boehnlein Claus Burkard | Verfahren zum Aufrüstung der Bestückungsautomaten einer Bestückungslinie für ein Mix unterschiedlicher Leiterplattentypen |
| US6829514B2 (en) | 2003-01-17 | 2004-12-07 | Motorola, Inc. | Balancing workloads in an electronics assembly factory |
| CH704690A1 (de) * | 2011-03-24 | 2012-09-28 | Ferag Ag | Steuervorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Druckproduktverarbeitungsanlage. |
| US8900008B2 (en) * | 2012-05-25 | 2014-12-02 | International Business Machines Corporation | Universal press-fit connection for printed circuit boards |
| US9134724B2 (en) * | 2012-06-12 | 2015-09-15 | Apple Inc. | Method and apparatus for component assembly using continuous selection |
| JP5959738B2 (ja) | 2012-07-06 | 2016-08-02 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 複数のプリント基板を各実装ラインへと割り当てるための方法 |
| DE102012211810A1 (de) * | 2012-07-06 | 2014-02-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Bildung von Rüstfamilien auf Bestückungslinien |
| WO2014005741A1 (de) | 2012-07-06 | 2014-01-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Zuordnung von leiterplatten auf bestückungslinien |
| US10489732B2 (en) * | 2012-09-03 | 2019-11-26 | Fuji Corporation | Production line management method and production line management system |
| JP6031995B2 (ja) * | 2012-12-21 | 2016-11-24 | 富士通株式会社 | シミュレーション方法、プログラム、及び情報処理システム |
| US9199715B2 (en) * | 2013-10-10 | 2015-12-01 | The Boeing Company | Self-aligning fitting assemblies and systems and methods including the same |
| DE102015203680A1 (de) * | 2015-03-02 | 2016-09-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Schaltung, Baugruppe mit einer elektronischen Schaltung sowie Fertigungsanlage zur Herstellung einer elektronischen Schaltung |
-
2016
- 2016-03-10 EP EP16709408.5A patent/EP3375270B1/de active Active
- 2016-03-10 WO PCT/EP2016/055138 patent/WO2017152979A1/de unknown
- 2016-03-10 JP JP2018548006A patent/JP6851390B2/ja active Active
- 2016-03-10 CN CN201680083350.6A patent/CN108781531B/zh active Active
- 2016-03-10 US US16/078,190 patent/US10750650B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008020167A1 (de) * | 2008-04-22 | 2009-07-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Bestimmung einer Zuordnung von einem zu fertigenden Produkt zu einer Produktionslinie |
| DE102011076565A1 (de) * | 2011-05-26 | 2012-11-29 | Siemens Ag | Zuordnung von Leiterplatten auf Bestücklinien |
| CN104412733A (zh) * | 2012-07-06 | 2015-03-11 | 西门子公司 | 将电路板分配到装配线上 |
| WO2015121927A1 (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-20 | 富士機械製造株式会社 | 回路基板の修正作業を支援する装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 表面安装技术(SMT)在实验室中的应用;张宏伟等;《南阳师范学院学报》;20030326(第03期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3375270B1 (de) | 2022-01-05 |
| US20190069455A1 (en) | 2019-02-28 |
| JP6851390B2 (ja) | 2021-03-31 |
| JP2019516155A (ja) | 2019-06-13 |
| EP3375270A1 (de) | 2018-09-19 |
| WO2017152979A1 (de) | 2017-09-14 |
| US10750650B2 (en) | 2020-08-18 |
| CN108781531A (zh) | 2018-11-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8793008B2 (en) | Method for determining fittings for constant tables of automatic placement machines | |
| CN104396362B (zh) | 将电路板分配到装配线上 | |
| JP6448786B2 (ja) | プリント基板に実装を行うための方法、プリント基板に実装を行うためのシステム、および、コンピュータプログラム | |
| CN104583886B (zh) | 生产线的管理方法及管理系统 | |
| EP3451811B1 (en) | Production plan generation device, production plan generation method, and production plan generation program | |
| JP6120959B2 (ja) | 複数のプリント基板を各実装ラインへと割り当てるための方法 | |
| JP6407316B2 (ja) | 複数のプリント基板を各実装ラインへと割り当てるための方法 | |
| JP6141426B2 (ja) | 実装ラインに対して機械設備ファミリを形成するための方法 | |
| CN108781530B (zh) | 用于将组件分配给装配线路的方法和设备 | |
| US20150296671A1 (en) | Formation of Fixed Equipment Setup Families for Populating Circuit Boards | |
| JP6461340B2 (ja) | プリント基板への実装を行うための方法およびシステムならびにコンピュータプログラム | |
| CN108781531B (zh) | 用于将组件分配给装配线路的方法和设备 | |
| CN107114016B (zh) | 用于装配印制电路板的方法和系统 | |
| CN110494812B (zh) | 生产计划生成装置、生产计划生成程序及生产计划生成方法 | |
| CN111489050A (zh) | 一种维修任务分配方法、系统、装置及存储介质 | |
| JP2018500761A (ja) | プリント基板に実装を行うための方法及びシステム、並びに本方法を実施するためのコンピュータプログラム製品 | |
| JP2015146118A (ja) | 製造計画作成装置及び製造計画作成方法 | |
| CN114612049A (zh) | 路径生成方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
| US10750651B2 (en) | Method of preparing a setup kit for a placement machine | |
| JP2001230598A (ja) | 部品振り分け制御装置、部品振り分け方法、部品実装設備および部品振り分けシステム。 | |
| CN104166317A (zh) | 一种光罩自动派工控制方法及控制系统 | |
| CN109792862B (zh) | 用于确定不变台的最大数量的方法和装置 | |
| JP2006268567A (ja) | 生産管理方法及び工業製品の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |