CN109076725A - 制造计划生成装置、制造计划生成方法以及制造计划生成程序 - Google Patents

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Abstract

为了减轻生成表面安装线的制造计划时的处理负荷，第一部件分配决定部(36)以多个变体对每一个图号的部件分配进行优化，分组部(38)对每个部件分配执行对不更换设置于多个贴片机的台车就能够制造的多个图号进行分组的处理。另外，制造顺序决定部(42)对每个部件分配执行对分组后的图号组的制造顺序进行优化，以使全部的产品的制造时间最短的处理。而且，制造计划决定部(44)将制造顺序的优化结果中制造时间最短的制造计划决定为表面安装线的制造计划。

Description

制造计划生成装置、制造计划生成方法以及制造计划生成 程序
技术领域
本发明涉及制造计划生成装置、制造计划生成方法以及制造计划生成程序。
背景技术
在包含表面安装线的生产线上，制造预定的所有的产品(图号)的制造完成的时刻越早，从成本、交货方面考虑越好。在制定制造计划时，需要基于制造预定的产品的信息、生产线的信息等，来制定适当的计划。
以往，关于基板生产，已知有用于实现生产效率的提高、作业时间的缩短化、设置作业负荷的减少的技术(例如，参照专利文献1～4等)。
专利文献1:日本特开2006－253184号公报
专利文献2:日本特开平9－260893号公报
专利文献3:日本特开2009－10244号公报
专利文献4:日本特开2013－191677号公报
在拟定生产线中的制造计划的情况下，需要优化部件分配、图号组、图号组的制造顺序，并使制造时间最小化，且需要解决与制造预定的图号、生产线相关的变量的组合优化问题。此外，所谓的“部件分配”是规定从表面安装线所具有的多个贴片机(Mounter)中的哪个贴片机对印刷电路基板安装几个哪个部件的信息。另外，所谓的“图号组”意味着能够不变更设置于表面安装线的各贴片机的部件而连续地制造的图号的组。
然而，由于在组合优化问题中处理的变量有多个，所以存在在制定最佳的制造计划时需要长时间、或者产生组合爆发，而无法制定制造计划的可能。
发明内容
在一个侧面，本发明的目的在于提供一种能够减轻生成生产线的制造计划时的处理负荷的制造计划生成装置、制造计划生成方法以及制造计划生成程序。
在一个方式中，制造计划生成装置是生成表面安装线的制造计划的制造计划生成装置，其中，上述表面安装线具有多个将表面安装部件安装于印刷电路基板来制造产品的贴片机，具备：第一优化部，按照上述产品的每个种类，将部件分配按照使优化指标以及限制不同的多个变体的每一个，规定为整数计划问题，并使用整数计划问题求解器进行优化，其中，上述部件分配表示从哪个贴片机将哪个表面安装部件向印刷电路基板搭载几个；分组部，使用上述第一优化部的处理结果对每一个上述变体执行对不更换设置于上述多个贴片机的表面安装部件供给用台车就能够制造的多种产品进行分组的处理；第二优化部，对每一个上述变体执行将分组后的上述产品的组的制造顺序规定为整数计划问题，并使用整数计划问题求解器求解，而优化为全部的产品的制造时间最短的处理；以及决定部，将通过上述第二优化部获得的制造顺序的优化结果中制造时间最短的制造计划决定为上述表面安装线的制造计划。
能够减轻生成生产线的制造计划时的处理负荷。
附图说明
图1是示意性地表示一个实施方式的生产系统的结构的图。
图2是表示表面安装线的图。
图3是用于对外部设置等待时间进行说明的图。
图4是表示服务器的硬件结构的图。
图5是服务器的功能框图。
图6是表示图号数量信息DB的数据结构的一个例子的图。
图7(a)、图7(b)是表示生产信息DB的数据结构的一个例子的图(其1)。
图8是表示生产信息DB的数据结构的一个例子的图(其2)。
图9是示意性地表示一个实施方式中的服务器的处理的图。
图10是表示由服务器进行的制造计划决定处理的流程图。
图11是表示制造计划信息的图。
图12是用于对一个实施方式的效果进行说明的图。
图13是表示变形例的图。
具体实施方式
以下，基于图1～图12对生产系统的一个实施方式进行详细说明。
在图1中，示意性地示出一个实施方式的生产系统100的结构。如图1所示，本实施方式的生产系统100具备生产线70、作为制造计划生成装置的服务器10、以及作业者用终端60。生产线70、服务器10以及作业者用终端60与网络80连接。
作为一个例子，生产线70具有如图2所示的表面安装线20。表面安装线20是用于在印刷电路基板(以下，仅称为“基板”)上安装部件的生产线，具备基板装载机、锡膏印刷机、印刷检查机、贴片机线、安装检查机、回流炉、外观检查机、卸载机等，各装置间通过输送带(Conveyor)连接。贴片机线具有向基板安装部件的多个贴片机(SMT：Surface MountingTechnology)。
基板装载机将基板装载到输送带上。锡膏印刷机向基板上的规定的位置印刷锡膏。印刷检查机进行基板上的锡膏的检查。印刷检查机的检查合格的基板被输送到贴片机线，在贴片机线上，在各贴片机中将电子部件等表面安装部件(以下，仅称为“部件”)表面安装到基板上的印刷的锡膏上。安装检查机检查基板上的部件的安装是否有缺陷。回流炉对检查合格的基板进行回流焊，从而将部件固定在基板上。外观检查机检查基板的外观是否有缺陷。卸载机将检查合格的基板从输送带上取出。
此外，在各表面安装线20(贴片机线)上，按照在制造计划中预先决定的顺序对图号进行处理。在这里，所谓的“图号”意味着1张以上的相同的基板，并且是在相同的表面安装线上连续制造的基板的组(批量)。
在这里，贴片机线具有以下的设备限制。
(1)搭载于基板的部件种类使用部件供给装置(给料器)准备到贴片机用台车(表面安装部件供给用台车)，并将贴片机用台车设置于贴片机从而进行对基板的部件安装。此外，将为贴片机用台车准备部件的作业称为“外部设置”。
(2)在贴片机中更换搭载于基板的部件种类时，为以台车为单位的更换。此外，也有如图2的左数第二个贴片机那样，在一个贴片机中设置有多个台车的情况。
(3)需要搭载于相同的图号的所有部件种类配置于贴片机线内的任意一个台车。即，在进行相同的图号的制造期间在任何贴片机中都不能更换台车。另外，若在开始某个图号的制造之前外部设置未结束则无法开始该图号的制造。以下，将等待图号的制造开始直到这样的外部设置结束为止的时间称为“外部设置等待时间”。例如，如图3所示，由于在图号a、b、c用的外部设置结束之前的期间，无法进行对图号a、b、c的部件搭载，所以产生外部设置等待时间。另外，在进行对图号a、b、c的部件搭载期间，能够并行地进行以下的图号d、e用的外部设置。然而，由于在对图号a、b、c的部件搭载结束之后，图号d、e用的外部设置结束之前，会产生外部设置等待时间，所以无法进行对图号d、e的部件搭载。
(4)在能够为一台台车准备的部件种类(给料器)有限制。此外，给料器是将部件供给给贴片机的装置，利用一个给料器供给1种部件。利用卷轴(reel)进行向给料器的部件的供给。在给料器的部件用尽的情况下为给料器设置新的卷轴。
(5)在每一种部件中外部设置时间不同。
最近，在生产线中，进行多品种少量生产的情况较多。在贴片机线上，不能将制造制造计划所包含的所有图号时所使用的全部的部件种类一次设置于贴片机线，而需要进行台车的更换。在该情况下，根据搭载于图号的部件的分配(从哪个贴片机的哪个台车位置对基板将哪个部件搭载几个)，在贴片机线中的对图号的部件搭载时间(制造时间)不同。
此外，在开始某一图号的制造之前，需要成为在贴片机线上能够进行对图号的部件的搭载的状态。但是，在贴片机线上准备有制造多个图号所需要的部件的全部的情况下，无需进行台车的更换。在该情况下，能够减少外部设置的作业。将这样的无需台车的更换的图号的组称为“图号组”。
另外，也有部分贴片机的台车固定，从生产的开始到结束无法变更台车的结构。因此，能够从该贴片机搭载的部件限于在生产的开始时刻搭载于台车的部件种类。将这样的贴片机、台车称为“固定贴片机”、“固定台车”，将不是固定贴片机的贴片机称为“设置贴片机”、将不是固定台车的台车称为“设置台车”。
返回到图1，服务器10基于预先决定的图号数量信息、生产信息，拟定生产线70所包含的贴片机线的制造计划。另外，服务器10将拟定的制造计划发送给生产线70、作业者用终端60。
在图4中，示出服务器10的硬件结构。如图4所示，服务器10具备CPU(CentralProcessing Unit：中央处理器)90、ROM(Read Only Memory：只读存储器)92、RAM(RandomAccess Memory：随机存储器)94、存储部(在这里是HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器))96、网络接口97以及便携式存储介质用驱动器99等。这些服务器10的构成各部与总线98连接。在服务器10中，通过CPU90执行ROM92或者HDD96中储存的程序(包括制造计划生成程序)、或者便携式存储介质用驱动器99从便携式存储介质91中读取的程序(包括制造计划生成程序)，来实现图5所示的作为各部的功能。此外，图5中也图示有服务器10的HDD96等中储存的图号数量信息DB(database)52、生产信息DB54。
在图5中，示出服务器10的功能框图。CPU90通过执行程序，作为图5所示的图号数量信息收集部30、生产信息收集部32、控制部34、作为第一优化部的第一部件分配决定部36、分组部38、作为第三优化部的第二部件分配决定部40、作为第二优化部的制造顺序决定部42、作为决定部的制造计划决定部44、制造计划输出部46发挥作用。
图号数量信息收集部30从图号数量信息DB52收集图号数量信息，并发送至控制部34。图号数量信息中包含在各图号中制造几张基板的信息。在图6中，示出图号数量信息DB52的数据结构的一个例子。如图6所示，图号数量信息DB52具有“图号”、“基板张数”的字段。
返回到图5，生产信息收集部32从生产信息DB54收集生产信息，并发送至控制部34。生产信息DB54中包含图7(a)所示的搭载部件信息表154A、图7(b)所示的贴片机信息表154B、以及图8所示的台车位置信息表154C。
搭载部件信息表154A是总结了在各图号中，在各基板上将哪个部件搭载几个的表，如图7(a)所示，具有“图号”、“部件”、“每1张的搭载数量”的各字段。例如，在图7(a)中，储存有在图号a中，在各基板上搭载1个部件1、5个部件2、20个部件3、400个部件4这样的信息等。
贴片机信息表154B是管理能够设置于各贴片机的台车的信息的表。如图7(b)所示，贴片机信息表154B具有“贴片机”、“台车位置”、“台车的容量”、“固定/设置”的各字段。在图7(b)中，例如，储存有能够在贴片机1中设置台车的容量为50的设置台车(台车位置1)的信息、能够在贴片机2中设置容量为30的设置台车(台车位置2＿1、2＿2)的信息等。此外，所谓的“台车位置”意味着设置贴片机的台车的位置。
台车位置信息表154C是管理各个台车位置的信息的表。如图8所示，台车位置信息表154C具有“台车位置”、“部件”、“每一个的搭载时间”、“部件所使用的容量”、“部件的外部设置时间”、“分配惩罚”的各字段。在台车位置信息表154C中，存储有在各台车位置准备有各部件的情况下，将一个部件搭载于基板花费多长时间、或者是否能够搭载的信息、部件所使用的台车的容量是多少、部件的外部设置时间的长度是多长的信息。另外，“分配惩罚”中储存有表示在将推荐部件以外的部件分配给台车的情况下的惩罚的值。
返回到图5，控制部34统一控制服务器10的各功能(各部)的处理。例如，控制部34将图号数量信息收集部30以及生产信息收集部32收集的数据在适当的时机发送给各部36～46，或使各部36～46在适当的时机执行处理。
第一部件分配决定部36执行每一个图号的部件分配优化处理。第一部件分配决定部36对使优化指标、限制不同的多个变体(variation)的每一个，规定为整数计划问题，并使用GLPK(GNU Linear Programming Kit：GNU线性编程工具包)等整数计划问题求解器执行每一个图号的部件分配优化处理。在图9中，示意性地示出各部36～46的处理的概要。例如，在存在n种变体的情况下，第一部件分配决定部36对n种变体，执行图号的数量的部件分配优化处理。此外，关于变体的详细内容、优化处理的详细内容后述。
分组部38根据第一部件分配决定部36的处理的结果、对每一个变体决定的各图号的部件分配，对图号进行分组。此外，所谓的对图号进行分组意味着将不变更能够从贴片机线供给的部件(不进行外部设置)而能够制造的多个图号的组分组。
第二部件分配决定部40对分组部38的处理的结果、分组所得的每一个图号组，再次执行部件分配的优化处理。
制造顺序决定部42对分组部38的处理结果、以及第二部件分配决定部40的处理结果分别优化图号组的制造顺序。具体而言，制造顺序决定部42基于每一个图号组的外部设置时间、针对基板的部件的搭载时间(制造时间)、外部设置等待时间等，优化图号组的制造顺序。如图9所示，制造顺序决定部42能够得到在第一部件分配决定部36中使用的变体的数量(n)的2倍的数量的优化后的制造顺序。
制造计划决定部44将通过制造顺序决定部42获得的2n个制造顺序中的制造时间最短的制造顺序决定为制造计划。制造计划输出部46将制造计划决定部44决定的制造计划发送至作业者用终端60，或发送至生产线70。
此外，所谓的制造计划，包含从哪个贴片机向哪个图号(基板)搭载几个哪个部件、以怎样的顺序制造图号、什么时候更换贴片机的台车、为更换的台车准备(配置)哪个部件。根据制造计划，对图号的部件搭载时间、为台车准备(配置)部件的时间(外部设置时间)、搭载所需的部件的外部设置(针对台车的准备)未结束的情况下的外部设置等待时间发生变化，制造时间发生。因此，在服务器10中，创建适当的制造计划，以使制造时间缩短。
返回到图1，作业者用终端60是作业者携带、或设置于生产线70附近的终端，是PC(Personal Computer：个人电脑)、平板型终端、智能手机等。作业者用终端60具备显示器，通过显示通过服务器10中决定的制造计划，辅助作业者的作业。
(由服务器10进行的制造计划决定处理)
以下，根据图10的流程图，对由服务器10进行的制造计划决定处理进行详细说明。
执行图10的处理在需要拟定新的图号的制造计划的时机，例如，在开始生产线70上的1天的作业之前的时机等。
在图10的处理中，首先，在步骤S10中，控制部34经由图号数量信息收集部30以及生产信息收集部32，从图号数量信息DB52以及生产信息DB54中获取图号数量信息以及生产信息。在该情况下，控制部34能够获取图6～图8的信息。此外，控制部34获取的信息在各部36～42的处理中使用。
接下来，在步骤S12中，第一部件分配决定部36执行部件分配优化处理(每一个图号)。以下，对部件分配优化处理(每一个图号)，进行详细说明。
(部件分配优化处理(每一个图号))
第一部件分配决定部36对使优化指标(目的函数)、限制不同的多个变体的每一个，规定为整数计划问题，并使用GLPK等整数计划问题求解器执行每一个图号的部件分配优化处理。此外，在本实施方式中使用4个变体。
不论变体如何，共用的限制如下。
(1)能够配置于台车的部件种类以外无法配置。
(2)能够配置于台车的部件种类的数量不能超过台车的容量。
(3)按照部件种类对台车分配的数量在所有台车中的合计必须与搭载于图号的数量相同。
另外，本实施方式中使用的4个变体如下。
(变体1)能够将固定台车的部件配置于设置台车
限制：能够将固定台车的部件配置于设置台车。
目的函数：各贴片机的搭载时间的最大值(最小化)。
(变体2)固定台车的部件不能配置于设置台车。
限制：不能将固定台车的部件配置于设置台车。
目的函数：各贴片机的搭载时间的最大值(最小化)。
(变体3)考虑推荐台车
设定：对每一种部件设定优先的台车(称为推荐台车)。
限制：不能将固定台车的部件配置于设置台车。
目的函数：配置于推荐台车以外的部件种类的数量(最小化)。
(变体4)考虑推荐台车和搭载时间
设定：对每一种部件设定推荐台车。
限制：不能将固定台车的部件配置于设置台车。
目的函数：“配置于推荐台车以外的部件种类的数量”和“各贴片机的搭载时间的最大值”的加权和(最小化)。
在这里，对由第一部件分配决定部36进行的作为整数计划问题的规定进行说明。
第一部件分配决定部36作为变量、常量、限制、目的函数，设定以下内容。
(变量)
(1)nij：从第i个台车位置将第j个部件搭载于图号的数量(搭载数量)。此外，i＝1、2、…I，j＝1、2、…J。I是台车位置的数量，J是部件种类的数量。
(2)bij：二进制变量。表示第i个台车位置的第j个部件的分配。在为1的情况下，意味着进行分配，在为0的情况下意味着不分配。应予说明，二进制变量是仅为0或者1的变量。
(3)xdij：二进制变量。
(4)bdij：二进制变量。
(5)tk：贴片机k中的搭载时间。此外，k＝1，2，…K。K是贴片机的数量。
(6)l：搭载时间的最大值(在变体1、2、4中利用)。
(7)p：分配给推荐台车以外时的惩罚(在变体3、4中利用)。
(常量)
(1)Ik：属于贴片机k的台车位置的集合。该集合从图7(b)的贴片机信息表154B的“贴片机”、“台车位置”字段可知。
(2)Li：第i个台车位置的容量。是图7(b)的贴片机信息表154B的“台车的容量”的字段的值。
(3)Wij：向第i个台车位置配置第j个部件时所使用的容量。是图8的台车位置信息表154C的“部件所使用的容量”的字段的值。
(4)Tij：来自第i个台车位置的第j个部件的每一个的搭载时间。是图8的台车位置信息表154C的“每一个的搭载时间”的字段的值。
(5)Mj：对象图号的第j个部件的所需搭载数量。是图7(a)的搭载部件信息表154A的“每1张的搭载数量”的字段的值。
(6)Pij：向第i个台车位置分配了第j个部件时的惩罚。是图8的台车位置信息表154C的“分配惩罚”的字段的值，在变体3、4中利用。
(7)A：搭载时间和惩罚的权重(0≤A≤1)。是从外部给予的固定值，在变体4中利用。
(限制(共用的限制))
变体1～4中共用的限制如下。
(1)关于不可搭载于台车位置i的部件j：nij＝0
此外，是否是不可搭载根据在图8的台车位置信息表154C的“每一个的搭载时间”的字段是否储存有“不可搭载”可知。
(2)式(1)：部件j的所需搭载数量的限制
[式1]
(3)式(2)：台车位置的容量的限制
[式2]
(4)式(3)：贴片机k的搭载时间的关系
[式3]
(5)式(4)：b与n的关系
[式4]
(限制(按变体的限制))
(1)式(5)；搭载时间的最大值的关系(在变体1、2、4中利用)
(2)式(6)：惩罚(在变体3、4中利用)
[式5]
(3)对于搭载于固定台车的部件j，针对设置台车位置i：nij＝0(在变体2中利用)
根据在图8的台车位置信息表154C的“部件所使用的容量”的字段是否储存有“固定台车”可知。
(目的函数)
对各变体的每一个，以如下的方式规定有目的函数。第一部件分配决定部36以使目的函数最小的方式决定各变量的值。
(1)变体1、2的目的函数：l
(2)变体3的目的函数：p
(3)变体4的目的函数：l×A+p×(1－A)
此外，第一部件分配决定部36关于各变体，对图号一个一个地求解上述整数计划问题，从而执行部件分配优化处理(每一个图号)。
返回到图10，在下面的步骤S14中，分组部38执行分组处理。如上述那样，由于在步骤S12中，决定各变体中的各图号的部件分配，所以在本步骤S14中，根据部件分配对图号进行分组。此外，关于图号的分组，在本申请人申请的早期申请(日本特愿2015－243096号)中公开。在早期申请中，示出了台车为1台的情况下的例子，但由于在本实施方式的贴片机线上具有多个贴片机、多个台车位置，所以应用早期申请，仅在以除了固定台车以外的所有设置台车总结的情况下总结图号。分组的结果，创建图号组，并决定针对与各个图号组对应的设置台车的部件分配。
接着，在步骤S16中，第二部件分配决定部40执行部件分配优化处理(每一个组)。以下，对部件分配优化处理(每一个组)进行详细说明。
(部件分配优化处理(每一个组))
在本处理中，对通过分组处理决定出的每一个图号组，重新决定针对设置台车位置的部件分配。即，根据图号组存在对设置台车位置分配的部件的量小于台车的容量的情况。通过对该空缺新分配部件，进一步减小该图号组的搭载时间的合计。
在本处理中，也与步骤S12的部件分配优化处理(每一个图号)相同，规定为整数计划问题，使用GLPK等整数计划问题求解器执行每一个组的部件分配优化处理。
本处理中的变量、常量、限制、目的函数如下。
(变量)
(1)nqij：针对属于对象组的图号q的来自第i个台车位置的第j个部件的搭载数量。此外，q＝1、2…、Q(Q是属于对象组的图号的数量)。
(2)bij：二进制变量。表示第i个台车位置的第j个部件的分配。在为1的情况下，意味着进行分配，在为0的情况下，意味着不分配。应予说明，二进制变量是仅为0或者1的值的变量。
(3)xdij：二进制变量。
(4)bdij：二进制变量。
(5)tqk：图号q的贴片机k中的搭载时间。
(6)mq：图号q的搭载时间的最大值。
(7)snij：第i个台车位置的第j个部件的搭载数量的合计。
(常量)
(1)Nq：属于对象图号组的图号q的基板张数。此外，q＝1，2…，Q。能够从图6的图号数量信息DB52的“基板张数”的字段中获取。
(2)Ik：属于贴片机k的台车位置的集合。从图7(b)的贴片机信息表154B的“贴片机”、“台车位置”的字段可知。
(3)Li：第i个台车位置的容量。是图7(b)的贴片机信息表154B的“台车的容量”的字段的值。
(4)Wij：向第i个台车位置配置第j个部件时所使用的容量。是图8的台车位置信息表154C的“部件所使用的容量”的字段的值。
(5)Tij：来自第i个台车位置的第j个部件的每一个的搭载时间。是图8的台车位置信息表154C的“每一个的搭载时间”的字段的值。
(6)Mqj：图号q的第j个部件的所需搭载数量。是图7(a)的搭载部件信息表154A的“每1张的搭载数量”的字段的值。
(限制)
(1)关于不可搭载于台车位置i的部件j
此外，是否是不可搭载根据在图8的台车位置信息表154C的“每一个的搭载时间”的字段中是否储存有“不可搭载”可知。
(2)式(8)：图号q的部件j的所需搭载数量的限制
[式6]
(3)式(9)：台车位置的容量的限制
[式7]
(4)式(10)：图号q的贴片机k的搭载时间的关系
[式8]
(5)式(11)：b与snij的关系
[式9]
(6)式(12)：图号q的搭载时间的最大值的关系
(7)式(13)：搭载数量的合计的关系
[式10]
(目的函数)
目的函数规定为如下式(14)。第二部件分配决定部40以使下式(14)的目的函数(图号的基板张数×搭载时间的合计)最小的方式决定各变量。
[式11]
此外，第二部件分配决定部40对组一个一个解决上述整数计划问题，从而执行部件分配优化处理(每一个组)。
返回到图10，在下面的步骤S18中，制造顺序决定部42执行制造顺序优化处理。以下，对制造顺序优化处理进行详细说明。
(制造顺序优化处理)
分组处理的结果或者部件分配优化处理(每一个组)的结果，决定每一个组的外部设置时间、搭载时间，所以制造顺序决定部42优化组的制造顺序，将外部设置等待时间，进而制造时间最小化。在本处理中，也规定为整数计划问题，使用整数计划问题求解器来执行制造顺序的优化处理。
本处理中的变量、常量、限制、目的函数如下。
(变量)
(1)xij：表示组的顺序的变量。组j在为第i个时为1，若为第i个以外则为0。此外，i＝1、2、…G，j＝1、2、…G，G是组的数量。
(2)dsi：第i个组的外部设置开始时刻
(3)dei：第i个组的外部设置结束时刻
(4)msi：第i个组的搭载开始时刻
(5)mei：第i个组的搭载结束时刻
(常量)
(1)Dj：组j的外部设置时间
是组j的各台车位置的外部设置时间之和，在分组处理(S14)中决定组的时刻，能够根据图8的台车位置信息表154C来计算。
(2)Mj：组j的搭载时间
组j的(图号的基板张数×搭载时间)之和。
(限制)
(1)式(15)、式(16)：不论对哪一组都必须确定顺序，不能有相同的顺序的组这样的限制
[式12]
(2)式(17)：第i个组的外部设置结束时刻和第i+1个组的外部设置开始时刻的关系
(3)式(18)：第i个组的外部设置开始时刻和外部设置结束时刻的关系
[式13]
(4)式(19)：第i个组外部设置结束时刻和搭载开始时刻的关系
(5)式(20)：第i个组的搭载结束时刻和第i+1个组的搭载开始时刻的关系
(6)式(21)：第i个组的搭载开始时刻和搭载结束时刻的关系
[式14]
(7)式(22)：将第1个组的搭载开始时刻设为时刻0。
ds1＝0…(22)
(目的函数)
目的函数是第G个组(最后的组)的搭载结束时刻me G，制造顺序决定部42以使该目的函数最小的方式决定各变量。此外，将me G最小化与将外部设置等待时间最小化等价。制造时间是外部设置等待时间的合计和搭载时间的合计，因为搭载时间是在执行步骤S18之前已经确定的。
返回到图10，在下面的步骤S20中，制造计划决定部44执行制造计划决定处理。在此之前的处理中，如图9所示，制造顺序优化处理的结果得到(n×2)个(在本实施方式中，由于n＝4，所以为4×2＝8)。制造计划决定部44将8个制造顺序优化处理的结果中的制造时间最短的结果决定为制造计划。
如上，由服务器10进行的制造计划决定处理结束。此外，制造计划输出部46将制造计划决定部44决定出的制造计划发送给生产线70、作业者用终端60。制造计划信息例如是如图11所示的信息。图11的制造计划信息中包含图号组制造顺序信息、图号组信息、部件分配信息。图号组制造顺序信息是表示以哪个顺序来制造哪个图号组的信息，图号组信息是表示图号组中包含有哪个图号的信息。另外，部件分配信息是表示从哪个台车位置对哪个图号搭载几个哪个部件的信息。在生产线70上，通过进行按照制造计划的制造，能够缩短制造时间。
在图12中，表示以本实施方式的方法拟定制造计划的情况下的制造时间相对于基于实际的图号数量信息以公知的方法拟定制造计划的情况下的制造时间的比率。此外，所谓的公知的方法是在以使贴片机线所包含的多个贴片机的部件搭载时间的最大值最小的方式决定部件分配之后，使用上述专利文献4所记载的方法的方法。如图12所示，通过使用本实施方式的方法，与使用公知的方法的情况相比，能够将制造时间平均减少到80％。
在这里，制造时间几乎由每一组的外部设置时间和搭载时间来决定。根据给予的图号和其制造张数，外部设置时间的合计和搭载时间的合计哪一个较大会有不同，但由于各个图号组的外部设置和部件搭载能够独立地(并行地)执行，所以在外部设置时间的合计与搭载时间的合计之差较大的情况下，制造时间多数取决于它们之中值较大的一方。另外，由于搭载时间和外部设置时间处于权衡的关系，所以在外部设置时间的合计比搭载时间的合计大时，即使稍微延长搭载时间，缩短外部设置时间对制造时间的缩短更有效。在相反的情况下也相同。
如果在外部设置时间的合计较大的情况下，即使将搭载时间延长一定程度，图号容易分组，向外部设置时间缩短的方向作用的变体2～4变得有效。另一方面，在搭载时间的合计较大的情况下，即使将外部设置时间延长一定程度，将相同的部件配置于多个贴片机来缩短贴片机的搭载时间的最大值从而能够缩短搭载时间的变体1以及应用部件分配优化处理(每一个组)的模式也有效。
在本实施方式中，除了上述以外，例如，为了在外部设置时间的合计和搭载时间的合计之差较小时也获得适当的制造计划，针对对通过变体1～4获得的图号组执行步骤S16的处理所得的结构或者不执行步骤S16的处理的结构全部，进行制造顺序优化处理，并选择制造时间最短的制造计划。
此外，由制造顺序、部件分配和组的组合决定的各图号组的外部设置时间、搭载时间具有独立(即使改变制造顺序，图号组的外部设置时间、搭载时间也不会改变)的性质。因此，在制造顺序优化处理中，在不改变图号的部件分配、图号组的条件下，能够作为独立的组合优化问题求解。因此，在本实施方式中，决定出部件分配、图号组组合之后进行制造顺序优化。另外，由于制造顺序优化处理的变量的数量是图号组的数量的平方的程度，所以是获得最佳解的规模。
以上，如详细说明的那样，根据本实施方式，第一部件分配决定部36对每一个图号，将表示从哪个贴片机将哪个部件向基板搭载几个的部件分配以多个变体规定为整数计划问题，并使用整数计划问题求解器进行优化。另外，分组部38对每一个变体执行对不更换设置于多个贴片机的台车就能够制造的多个图号进行分组的处理。另外，制造顺序决定部42对每一个变体执行将分组后的图号组的制造顺序规定为整数计划问题，并使用整数计划问题求解器求解，而优化为全部的产品的制造时间最短的处理。而且，制造计划决定部44将制造顺序的优化结果中制造时间最短(最小)的制造计划决定为生产线70的制造计划。这样，在本实施方式中，由于分割为以现实的时间求解的部分优化问题，来解决生产线70的制造计划的优化问题，所以能够防止产生组合爆发。因此，能够以现实的时间决定接近最佳的制造计划，并且能够执行的制造计划。
另外，在本实施方式中，第二部件分配决定部40在由分组部38进行的图号的分组之后，对部件分配进行再次优化，以使组的搭载时间最短。而且，制造顺序决定部42对进行再次优化的部件分配和不进行再次优化的部件分配都执行对分组后的图号组的制造顺序进行优化的处理。由此，能够更多地求出制造计划的候补，并从其中决定制造时间最短的制造计划，从而能够决定适当的制造计划。
此外，在上述实施方式中，也可以省略由第二部件分配决定部40进行的处理。另外，在上述实施方式中，生产线70也可以具有多个表面安装线20。
此外，服务器10也可以如上述实施方式(图1)那样，为由拥有生产线70的公司等来管理的本地(On-premise)的方式，也可以如图13所示的生产系统200那样为云服务器的方式。图13的云服务器110获取从工厂150内的作业者用终端60经由网络180发送来的数据并进行处理，并将处理结果提供给作业者用终端60。此外，云服务器110和工厂150的所在国也可以不同。
此外，上述的处理功能能够由计算机来实现。在该情况下，提供描述处理装置应具有的功能的处理内容的程序。通过计算机执行该程序，可在计算机上实现上述处理功能。描述有处理内容的程序能够记录于通过计算机可读取的记录介质(其中，不包括载波)。
在使程序流通的情况下，例如，以记录有该程序的DVD(Digital Versatile Disc：数字多功能光盘)、CD－ROM(Compact Disc Read Only Memory：光盘只读存储器)等便携式记录介质的形式销售。另外，也能够将程序储存于服务器计算机的存储装置，经由网络，从服务器计算机将该程序转送至其它计算机。
执行程序的计算机，例如，将记录于便携式记录介质的程序或从服务器计算机转送出的程序储存至自己的存储装置。而且，计算机从自己的存储装置中读取程序，并执行依据程序的处理。此外，计算机也能够从便携式记录介质中直接读取程序，并执行依据该程序的处理。另外，计算机也能够每当从服务器计算机转送程序，依次执行依据接受的程序的处理。
上述的实施方式是本发明的优选的实施例。但是，并不限定于此，能够在不脱离本发明的主旨的范围内实施各种变形。
附图标记说明
10…服务器(制造计划生成装置)；20…表面安装线；36…第一部件分配决定部(第一优化部)；38…分组部；40…第二部件分配决定部(第三优化部)；42…制造顺序决定部(第二优化部)；44…制造计划决定部(决定部)。

Claims (5)

1.一种制造计划生成装置，是生成表面安装线的制造计划的制造计划生成装置，其中，上述表面安装线具有多个将表面安装部件安装于印刷电路基板来制造产品的贴片机，
该制造计划生成装置具备：
第一优化部，按照上述产品的每个种类，将部件分配按照使优化指标以及限制不同的多个变体的每一个，规定为整数计划问题，并使用整数计划问题求解器进行优化，其中，上述部件分配表示从哪个贴片机将哪个表面安装部件向印刷电路基板搭载几个；
分组部，使用上述第一优化部的处理结果对每一个上述变体执行对不更换设置于上述多个贴片机的表面安装部件供给用台车就能够制造的多种产品进行分组的处理；
第二优化部，对每一个上述变体执行将分组后的上述产品的组的制造顺序规定为整数计划问题，并使用整数计划问题求解器求解，而优化为全部的产品的制造时间最短的处理；以及
决定部，将通过上述第二优化部获得的制造顺序的优化结果中制造时间最短的制造计划决定为上述表面安装线的制造计划。
2.根据权利要求1所述的制造计划生成装置，其特征在于，
具备第三优化部，该第三优化部在由上述分组部进行的分组之后，对每一个上述变体执行对部件分配进行再次优化以使对组中包含的多种印刷电路基板搭载的上述表面安装部件的搭载时间最短的处理，
上述第二优化部执行基于上述第三优化部的处理结果对分组后的上述产品的组的制造顺序进行优化的处理、以及基于上述分组部的处理结果对分组后的上述产品的组的制造顺序进行优化的处理。
3.一种制造计划生成方法，是生成表面安装线的制造计划的制造计划生成方法，其中，上述表面安装线具有将表面安装部件安装于印刷电路基板来制造产品的多个贴片机，
该制造计划生成方法由计算机执行如下处理：
按照上述产品的每个种类，将部件分配按照使优化指标以及限制不同的多个变体的每一个，规定为整数计划问题，并使用整数计划问题求解器进行优化，其中，上述部件分配表示从哪个贴片机将哪个表面安装部件向印刷电路基板搭载几个；
使用上述优化的处理的处理结果对每一个上述变体执行对不更换设置于上述多个贴片机的表面安装部件供给用台车就能够制造的多种产品进行分组的处理；
对每一个上述变体执行将分组后的上述产品的组的制造顺序规定为整数计划问题，并使用整数计划问题求解器求解，而优化为全部的产品的制造时间最短的处理；以及
将获得的上述制造顺序的优化结果中制造时间最短的制造计划决定为上述表面安装线的制造计划。
4.根据权利要求3所述的制造计划生成方法，其特征在于，
在上述分组之后，上述计算机对每一个上述变体执行对部件分配进行再次优化以使对组中包含的多种印刷电路基板搭载的上述表面安装部件的搭载时间最短的处理，
在优化上述制造顺序的处理中，执行基于对上述对部件分配进行再次优化的处理的处理结果对分组后的上述产品的组的制造顺序进行优化的处理、以及基于上述分组的处理的处理结果对分组后的上述产品的组的制造顺序进行优化的处理。
5.一种制造计划生成程序，是生成表面安装线的制造计划的制造计划生成程序，其中，上述表面安装线具有将表面安装部件安装于印刷电路基板来制造产品的多个贴片机，
该制造计划生成程序使计算机执行如下处理：
按照上述产品的每个种类，将部件分配规定为使优化指标以及限制不同的多个变体的整数计划问题，并使用整数计划问题求解器进行优化，其中，上述部件分配表示从哪个贴片机将哪个表面安装部件向印刷电路基板搭载几个；
使用上述优化的处理的处理结果对每一个上述变体执行对不更换设置于上述多个贴片机的表面安装部件供给用台车就能够制造的多种产品进行分组的处理；
对每一个上述变体执行将分组后的上述产品的组的制造顺序规定为整数计划问题，并使用整数计划问题求解器求解，而优化为全部的产品的制造时间最短的处理；以及
将获得的上述制造顺序的优化结果中制造时间最短的制造计划决定为上述表面安装线的制造计划。
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