CN110494812A - 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 - Google Patents

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Abstract

为了减轻生成生产线的生产计划时的处理负荷，基板数量信息收集部(30)以及生产信息收集部(32)取得基板数量信息以及生产信息，基板组优化部(36)、部件分配优化部(38)以及制造顺序优化部(40)基于基板数量信息以及生产信息，阶段性优化对到结束基板生产为止的所需时间带来影响的多个元素(基板组、部件分配、基板制造顺序)。

Description

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
技术领域
本发明涉及生产计划生成装置、生产计划生成程序及生产计划生成方法。
背景技术
为了灵活地应对近年来的市场变化和顾客需求的多样化，进行了基于多品种少量生产的制作。在基板安装部件的生产线(SMT((Surface Mounting Technology：表面贴装技术)线)中也进行多品种少量生产。
以前，关于基板生产，公开有用于实现生产效率的提高、作业时间的缩短、设置作业负荷的降低的技术(例如，参照专利文献1等)。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-191977号公报。
发明内容
发明要解决的课题
在拟定SMT线中的生产计划的情况下，需要通过优化对从开始生产起到结束为止需要的所需时间带来影响的元素，从而实现制造时间的最小化。为此，需要解决与预定制造的基板和SMT线有关的变量的组合优化问题。
但是，对所需时间带来影响的元素彼此相关联，有些元素之间处于权衡关系。例如，在基板上的部件的搭载时间和准备收纳部件的运输机(可以在SMT线内的贴装机更换的运输机)的时间(离线设置时间)处于权衡关系。
从而，在确定对所需时间带来影响的元素的情况下，元素的组合变为庞大的量，所以需要进行组合爆发对策。
在一方面，本发明的目的在于提供可以减轻生成生产线的生产计划时的处理负荷的生产计划生成装置、生产计划生成程序以及生产计划生成方法。
解决课题的手段
在一方面，生产计划生成装置具备：取得部，其取得与基板的生产有关的信息；以及处理部，其基于在所述基板安装部件的安装线的设备信息，阶段性地优化多个元素，其中，所述多个元素对直到结束所述基板的生产为止的所需时间带来影响。
发明效果
能够减轻生成生产线的生产计划时的处理负荷。
附图说明
图1是简要示出根据一实施方式的生产系统的构成的图。
图2是示出生产线所具有的表面安装线的图。
图3是用于说明部件搭载时间、离线设置时间、离线设置等待时间的图。
图4是示出服务器的硬件构成的图。
图5是服务器的功能框图。
图6是示出基板数量信息DB(数据库)的数据结构的图。
图7的(a)是示出生产信息DB的搭载部件信息表的数据结构的图，图7的(b)是示出生产信息DB的贴装机信息表的数据结构的图。
图8的(a)是示出生产信息DB的运输机位置信息表的数据结构的图，图8的(b)是示出生产信息DB的使用通道数量表的数据结构的图。
图9的(a)是示出生产计划信息DB的基板组表的数据结构的图，图9的(b)是示出生产计划信息DB的部件分配表的数据结构的图。
图10的(a)是示出生产计划信息DB的离线设置计划表的数据结构的图，图10的(b)是示出生产计划信息DB的基板组制造顺序表的数据结构的图。
图11是示出服务器的处理的流程图。
图12是示出图11的步骤S10的处理的详细内容的流程图。
图13是示出图11的步骤S12的处理的详细内容的流程图。
图14是示出图11的步骤S14的处理的详细内容的流程图。
图15的(a)、图15的(b)是用于说明离线设置等待时间的最小化处理的图。
图16的(a)～图16的(c)是用于说明图14的处理结果的图。
图17是用于说明工时偏差校平处理的效果的图。
图18是示出变形例的图。
具体实施方式
下面，对于生产系统的一实施方式，基于图1～图17详细说明。
图1简要示出了根据一实施方式的生产系统100的构成。如图1示出，本实施方式的生产系统100具备生产线70、作为生产计划生成装置的服务器10以及作业者用终端60。生产线70和服务器10和作业者用终端60连接于网络80。
作为一例，假设生产线70具有如图2所示的表面安装线20。表面安装线20是用于在印刷基板(下面，简称为“基板”)安装部件的线(SMT线)，具备基板装载机、锡膏印刷机、印刷检查机、贴装线、贴装检查机、回流炉、外观检查机、卸载机等，各装置之间通过输送机连接。表面安装线20具有向基板安装部件的多个贴装机。
基板装载机在输送机上装载基板。锡膏印刷机在基板上的规定处印刷锡膏。印刷检查机进行基板上的锡膏的检查。印刷检查机检查合格的基板输送到贴装线，在贴装线，在各贴装机中将电子部件等表面安装部件(下面，简称为“部件”)表面安装于基板上的被印刷的锡膏上。安装检查机检查基板上的部件的安装中是否存在不合适。回流炉对于检查合格的基板进行回流，从而将部件固定于基板。外观检查机检查基板的外观是否有不合适。卸载机从输送机取下检查合格的基板。
需要说明的是，在各表面安装线20(SMT线)中，按照生产计划中预先确定的顺序处理基板。
其中，表面安装线20中有如下设备限制。
(1)搭载于基板的部件种类利用部件供给装置(给料机)在贴装机用运输机(表面安装部件供给用运输机)准备，通过将贴装机用运输机设置在贴装机，从而进行对基板的部件搭载。需要说明的是，将在贴装机用运输机上准备部件的作业称为“离线设置”。
(2)利用贴装机更换搭载于基板的部件种类时，以运输机单位进行更换。需要说明的是，如图2的从左起第二个贴装机，有时对一个贴装机设置有多个运输机。
(3)搭载于同一基板上的部件种类需要全部配置在贴装线内的任意的运输机。即，在进行同一基板的制造的期间内，在任意的贴装机中均无法更换运输机。此外，在开始一个基板的制造之前，如果离线设置还没有结束，则无法开始该基板的制造。在下面，将这样的到离线设置结束为止等待基板制造的开始的时间称为“离线设置等待时间”。例如，如图3示出，在直到基板a、b、c用的离线设置结束为止的期间无法进行在基板a、b、c上的部件搭载，所以产生离线设置等待时间。此外，在进行在基板a、b、c上的部件搭载的期间内，可以并行进行下一个基板d、e用的离线设置。但是，在结束在基板a、b、c上的部件搭载之后到结束基板d、e用的离线设置为止出现离线设置等待时间，所以无法进行在基板d、e上的部件搭载。需要说明的是，图3的基板a、b、c和基板d、e、基板f、g、h的群体是在无需变更设置在各个贴装机中的部件的情况下可以连续制造的基板的群体，是“基板组”。
(4)对于可以准备在一台运输机的部件种类(给料机)是有限的。需要说明的是，给料机是将部件供给贴装机的装置，一台给料机提供一种部件。向给料机的部件的供给通过卷轴等进行。当给料机的部件耗尽时，将新的卷轴等设置在给料机。
(5)根据给料机的配置顺序，运输机的通道使用量不同。这是因为由于给料机的物理形状的干扰，根据相邻的给料机的组，在给料机之间必要的最小限度的缝隙不同。因此，纳入一台运输机的给料机的数量因给料机的配置顺序而不同。
(6)每个部件种类的离线设置时间不同。
最近，在表面安装线大多进行多品种少量生产。在表面安装线中，无法将制造包含在生产计划中的所有的基板时使用的所有的部件种类一次性地设置于表面安装线，需要进行运输机的更换。在这样的情况下，尽量将搭载的部件相似的基板分为一组，在基板组内利用共同的运输机，则减少所准备的运输机的总数，能够缩短离线设置作业时间。此外，基于搭载于基板的部件的分配(从哪个贴装机的哪个运输机位置向基板装载几个哪种部件)，在表面安装线向基板搭载部件的搭载时间(制造时间)不同。此外，通过改变基板组的制造顺序，离线设置等待时间也发生变化。
需要说明的是，一部分的贴装机的运输机被固定，存在从开始生产到结束为止无法更换的运输机。因此，可以从该贴装机搭载的部件限定于在开始生产的时间点搭载在运输机上的部件种类。将这样的贴装机、运输机称为“固定贴装机”、“固定运输机”，将不是固定贴装机的贴装机称为“设置贴装机”，将不是固定运输机的运输机称为“设置运输机”。
返回图1，服务器10基于预先确定的基板数量信息和生产信息，拟定包含在生产线70中的表面安装线20的生产计划。此外，服务器10将拟定的生产计划发送给生产线70或作业者用终端60。
图4示出了服务器10的硬件构成。如图4示出，服务器10具备CPU(CentralProcessing Unit)90、ROM(Read Only Memory)92、RAM(Random Access Memory)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的构成部分连接于总线98。在服务器10中，通过CPU90执行存储在ROM92或HDD96的程序(包括生产计划生成程序)或者便携式存储介质用驱动器99从便携式存储介质91读取的程序(包括生产计划生成程序)，从而实现图5示出的作为各部分的功能。需要说明的是，不限定于CPU，还可以通过由MPU(Micro Processing Unit：微处理器)等执行程序来实现各部分的功能。此外，还可以通过例如ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit：专用集成电路)和FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等集成电路实现各部分的功能。需要说明的是，图5还示出了存储在服务器10的HDD96等的基板数量信息DB(database)52、生产信息DB54。
图5示出了服务器10的功能框图。CPU90通过执行程序，从而作为图5示出的基板数量信息收集部30、生产信息收集部32、控制部34、基板组优化部36、部件分配优化部38、制造顺序优化部40、生产计划输出部46发挥功能。
基板数量信息收集部30从基板数量信息DB52收集基板数量信息，并发送给控制部34。在基板数量信息中，作为关于基板生产的信息，包含各基板制造几张的信息和各基板的宽度信息。图6示出了基板数量信息DB52的数据结构的一例。如图6示出，基板数量信息DB52具有“基板”、“张数”、“基板宽度”的各字段。
返回图5，生产信息收集部32从生产信息DB54收集生产信息，并发送到控制部34。在生产信息DB54中包含关于基板生产的信息和向基板安装部件的表面安装线20的设备信息。具体地，生产信息DB54中包括图7的(a)示出的搭载部件信息表154A、图7的(b)示出的贴装机信息表154B、图8的(a)示出的运输机位置信息表154C以及图8的(b)示出的使用通道数量表154D。
搭载部件信息表154A是汇总了在各基板将哪种部件搭载几个的表，如图7的(a)示出，具有“基板”、“部件”、“每一张的搭载数量”的各字段。例如，在图7的(a)中，存储有对于一张基板A，部件1搭载一个，部件2搭载5个，部件3搭载20个，部件4搭载400个的信息等。
贴装机信息表154B管理可以设置在各贴装机的运输机的信息的表。如图7的(b)示出，贴装机信息表154B具有“贴装机”、“运输机位置”、“运输机的通道数量”、“固定/设置”的各字段。在图7的(b)中，存储有例如在贴装机1可以设置运输机的通道数量为50的设置运输机(运输机位置1)的信息和在贴装机2可以设置通道数量为30的设置运输机(运输机位置2_1、2_2)的信息等。需要说明的是，“运输机位置”表示设置贴装机的运输机的位置。“固定/设置”的字段中存储有运输机是固定运输机还是设置运输机的信息。
运输机位置信息表154C是管理运输机位置各自的信息的表。如图8的(a)示出，运输机位置信息表154C具有“运输机位置”、“部件”、“每一个的搭载时间”、“部件使用的通道数量”、“部件的离线设置时间”的各字段。在运输机位置信息表154C中存储在各运输机位置准备了各部件的情况下将一个部件搭载于基板上时需要消耗多长时间、或者无法搭载的信息和部件所使用的运输机的通道数量是多少、部件的离线设置时间的长度是哪种程度的信息。
使用通道数量表154D是管理在各运输机的各位置设置了部件(给料机)的情况下使用几个通道的信息的表。如图8的(b)示出，使用通道数量表154D具有“运输机位置”、“左侧部件”、“右侧部件”、“右侧部件所使用的通道数量”的各字段。使用通道数量表154D存储有在存储在“运输机位置”的字段中的位置准备存储在“右侧部件”的字段中的部件时所使用的通道数量。在使用通道数量表154D中示出了根据与部件的左侧相邻的部件(存储在“左侧部件”的字段中的部件)，使用通道数量不同。需要说明的是，在“左侧部件”的字段中存储有“－”的情况下，示出存储在“右侧部件”的字段中的部件配置在运输机通道部分的左端的情况。
返回图5，控制部34总体控制服务器10的各功能(各部分)的处理。例如，控制部34将基板数量信息收集部30以及生产信息收集部32收集的数据等在适当的时机发送给各部分36、38、40、46或者使各部分在适当的时机执行处理。
基板组优化部36、部件分配优化部38以及制造顺序优化部40在控制部34的指示下执行处理，将处理结果经由控制部34存储在生产计划信息DB56中。具体地，生产计划信息DB56中包括图9的(a)的基板组表156A、图9的(b)的部件分配表156B、图10的(a)的离线设置计划表156C、图10的(b)的基板组制造顺序表156D。需要说明的是，在后面详细说明图9的(a)～图10的(b)的各表。
基板组优化部36求出将搭载于基板的部件可以同时设置在贴装机且基板数量(基板的种类数)最多的基板组合，将求出的基板组合作为基板组。基板组优化部36作为整数计划问题进行公式化，利用GLPK(GNU Linear Programming Kit：GNU线性编程工具包)等整数计划问题解算机，执行基板组的优化处理。此外，针对各基板组，作为给料机配置优化问题，基板组优化部36利用整数计划问题解算机判断部件(给料机)是否全部收纳在运输机。需要说明的是，在后面说明基板组优化部36的处理的详细内容。基板组优化部36的处理结果存储在图9的(a)的基板组表156A。在基板组表156A中存储各基板组中包括哪些基板的信息。
针对每个基板组，部件分配优化部38利用整数计划问题解算机优化对贴装机的部件分配(从哪一个贴装机搭载几个哪种部件)，以使该基板组的搭载时间合计变为最小。此外，部件分配优化部38作为给料机配置优化问题，利用整数计划问题解算机判断进行对贴装机的部件分配的优化的结果，部件(给料机)是否全部收纳在运输机。需要说明的是，在后面详细说明部件分配优化部38的处理的详细内容。部件分配优化部38的处理结果存储在图9的(b)的部件分配表156B和图10的(a)的离线设置计划表156C。在部件分配表156B中存储搭载于各基板的各部件搭载在哪个贴装机的哪个运输机位置、在各基板搭载几个各部件的信息。在离线设置计划表156C中存储针对各基板组在哪个贴装机的哪个运输机的哪个通道位置收纳了哪个部件的信息。需要说明的是，图10的(a)的“通道位置”的字段中存储有在将各部件的给料机从运输机的左侧装进去配置的情况下从左起的配置顺序。
制造顺序优化部40利用整数计划问题解算机进行基板组的制造顺序的优化，从而实现从开始制造到结束制造为止的时间的最小化。此外，制造顺序优化部40利用整数计划问题解算机进行基板组内的基板的制造顺序的优化，以便在进行基板组的制造顺序的优化之后，在固定基板组的制造顺序的情况下，使流过贴装机的基板的宽度变化次数变为最小、即使基板通过的通路的宽度切换作业次数最少。而且，制造顺序优化部40利用整数计划问题解算机，进行基板组内的基板的制造顺序的优化，以便在维持基板的宽度变化次数的情况下，向表面安装线20之后的工序输出的每单位时间的基板的张数均匀。需要说明的是，在后面说明制造顺序优化部40的处理的详细内容。制造顺序优化部40的处理结果存储在图10的(b)的基板组制造顺序表156D。图10的(b)的基板组制造顺序表156D中存储各组的制造顺序。此外，制造顺序优化部40基于处理结果，将图9的(a)的基板组表156A的基板的排列顺序重新排列成制造顺序。
生产计划输出部46在控制部34的指示下，将存储在生产计划信息DB56中的信息(生产计划)发送给作业者用终端60或者发送给生产线70。
需要说明的是，如上所述，生产计划中包括在哪个基板从哪个贴装机搭载几个哪种部件、按照怎么的顺序制造基板、何时更换贴装机的运输机、在更换的运输机准备(配置)哪个部件等信息。根据生产计划，对基板的部件搭载时间、在运输机准备(配置)部件的时间(离线设置时间)、在没有结束搭载所需的部件的离线设置(对运输机的准备)时的离线设置等待时间发生变化，改变制造时间。因此，在服务器10中，制作七档的生产计划，以使制造时间变短。
返回图1，作业者用终端60是作业者携带或者设置在生产线70附近的终端，假设是PC(Personal Computer)、平板式终端、智能手机等。作业者用终端60具备显示器，通过显示在服务器10中确定的生产计划，从而支持作业者进行的作业。
(服务器10进行的生产计划确定处理)
下面，沿着图11～图14的流程图且参照其它的附图对对服务器10进行的生产计划确定处理进行详细说明。
图11的处理被执行的时机是需要拟定新的基板生产计划的时机，例如是开始生产线70中的一天的操作之前的机等。
在图11的处理中，阶段性地执行基板组优化处理(S10)、贴装机的部件分配优化处理(S12)、制造顺序优化处理(S14)。下面，说明各处理的详细内容。
(基板组优化处理(S10))
基板组优化处理是基板组优化部36执行的处理，具体地，沿图12的流程图进行的处理。
在图12的处理中，首先，在步骤S20中，基板组优化部36执行使基板组的基板数量最大的处理。基板组优化部36如下规定输入变量、确定变量、目标函数、限制条件，作为整数计划问题进行公式化。
(输入变量)
(1)Ofp：对运输机f设置部件p的给料机时的使用通道数量。
(2)Mf：运输机f的上限通道数量。
但，(1)的Ofp是将部件p的给料机设置在运输机f时使用的通道数量的暂定值(运输机位置信息表154C的“部件所使用的通道数量”字段的值)。
(确定变量)
(1)Gd：将基板d放入基板组时设定1，不放入基板组时设定为0。
(2)Sfp：对运输机f设置部件p时设定为1，不设置时设定为0。
(目标函数(最大化))
目标函数是分组的基板d的数量，以下面的式(1)表示。
【数学式1】
∑Gd…(1)
(限制条件)
(1)部件的充足限制：搭载于放入基板组的基板的部件需要设置在运输机。
(2)通道容量限制：设置在运输机f的部件的使用通道数量的总和不应该超过运输机f的上限通道数量。
基板组优化部36通过利用整数计划问题解算机解决整数计划问题，以使目标函数变成最大，从而确定各变量的值。
其次，进入步骤S22后，基板组优化部36执行优化给料机配置的处理。在上述的步骤S20中，作为Ofp，设定了将部件p的给料机设置到运输机f时使用的通道数量的暂定值，所以实际上部件p的给料机不一定设置到运输机f。这是因为根据排列在运输机的部件的排列顺序，使用通道数量不同。因此，基板组优化部36在本步骤S22中，查找使用通道变成最小的排列顺序。
在这样的情况下，基板组优化部36如下规定输入变量、确定变量、目标函数、限制条件，作为最短哈密顿回路问题进行公式化。
(输入变量)
(1)Opq：与部件p的右侧相邻配置部件q时所使用的通道数量。
(2)Qp：将部件p设置在左端时所使用的通道数量。
(确定变量)
(1)spq：与部件p的右侧相邻配置部件q时设定为1，除此之外设定为0。
(2)lp：部件p位于左端时设定为1，除此之外设定为0。
(目标函数(最小化))
目标函数是使用通道数量的总和，以下面的式(2)表示。
【数学式2】
∑(p，q)(Opq×spq)+∑p(Qp×lp)…(2)
(限制条件)
(1)一排的限制：部件应该从左端到右端一排排列。此外，所有的部件在列中只能包含一次。
基板组优化部36利用整数计划问题解算机解决最短哈密顿回路问题，以使目标函数变为最小，从而确定各变量的值。
如上所述，在进行了步骤S22的处理之后，进入步骤S24，基板组优化部36判断是否可以将给料机配置在运输机。在这种情况下，在上述的步骤S22中，求出最小的使用通道数量的总和，所以对比该最小的使用通道数量的总和和运输机的通道数量，在满足下面的数学式(3)的情况下，基板组优化部36判断为可以将给料机配置在运输机。
最小的使用通道数量的总和≤运输机的通道数量…(3)
在步骤S24的判断是否定的情况下，进入步骤S26，基板组优化部36减少运输机的通道数量(上限通道数量Mf)(例如减1)，返回步骤S20。在返回步骤S20的情况下，直到步骤S24的判断是肯定为止，反复执行步骤S20～S26。
另一方面，在步骤S24的判断是肯定的情况下，进入步骤S28。在步骤S28中，基板组优化部36确定基板组。基板组优化部36将在步骤S28中確定的基板组的信息经由控制部34存储在生产计划信息DB56(基板组表156A(图9的(a)))。之后，进入步骤S30后，基板组优化部36判断是否存在不包含在到目前为止確定的基板组中的基板。在该步骤S30的判断是肯定的情况下，进入步骤S32，排除包含在所確定的基板组中的基板，返回步骤S20。在返回步骤S20的情况下，基板组优化部36利用剩余的基板，执行与上述处理相同的处理。
并且，在所有的基板包含在基板组的情况下，步骤S30的判断被否定，结束图12(S10)的全部处理，进入图11的步骤S12。
(贴装机的部件分配优化处理(S12))
其次，沿图13的流程图对部件分配优化部38执行的图11的步骤S12的处理(贴装机的部件分配优化处理)进行说明。
在图13的处理中，首先，在步骤S40中，部件分配优化部38选择在步骤S10中確定的基板组中的一个。
其次，在步骤S42中，执行使基板组搭载时间最小的处理。在本处理中，对贴装机的部件分配进行优化，以使所选择的基板组的搭载时间的合计变为最小。具体地，部件分配优化部38如下规定输入变量、确定变量、目标函数、限制条件，作为整数计划问题进行公式化。
需要说明的是，假设在需要搭载在基板d的部件p被分配在固定运输机f的情况下，从固定运输机f向基板d搭载搭载数量的部件p，确定变量Sfdp预先(优化之前)被设为固定值。
(输入变量)
(1)Mf：运输机f的上限通道数量。
(2)TSdp：搭载于基板d的部件p的总搭载数量。
(3)Cfp：对运输机f设置部件p时的机器循环时间。
(4)Ofp：对运输机f设置部件p时的使用通道数量。
(5)Qd：基板d的制造预定张数。
上述(3)的机器循环时间表示将运输机f的部件p搭载于一个基板所需时间。此外，如上所述，(4)的Ofp是将部件p的给料机设置到运输机f时所使用的通道数量的暂定值。
(确定变量)
(1)Sfdp：从运输机f向基板d搭载部件p时的搭载数量。
(2)RSfp：对运输机f设置部件p的给料机时设定为1，除此之外设定为0。
(3)Tdf：基板d的运输机f上的安装时间(总机器循环时间)。
(4)MTd：基板d的最大安装时间。
上述(1)的搭载数量表示将该部件安装在对象基板上的数量(安装数量)。
(目标函数(最小化))
目标函数以下面的式(4)表示。
【数学式3】
∑d∈DMTd×QdT…(4)
(限制条件)
(1)搭载数量的限制：在各个基板上只能搭载既定的搭载数量的各个部件。
(2)部件设置的限制：应该将部件设置在任意的运输机。
(3)安装时间的限制：基板d的最大安装时间MTd与基板d的各贴装机的安装时间Tdf的最大值相等，各贴装机的安装时间与机器循环时间Cfp和搭载数量Sfdp的乘积相等。
(4)托盘部件的设置限制：从托盘部件专用运输机f搭载于基板d的部件p的占用通道数量的总和不应该超过运输机f的上限通道数量。
(5)传输带/棒状部件的设置限制：设置在传输带/棒状部件专用运输机f的部件群的占用通道数量的总和不应该超过运输机f的上限通道数量。
其中，传输带/棒状部件专用运输机和托盘部件专用运输机的功能和构成不同。对于托盘部件，即使在一个基板组内，在基板变化时可以更换设置。另一方面，对于传输带/棒状部件，只有在基板组变化时更换设置。因此，在上述限制中，关于托盘部件，变成搭载于同一基板的部件所使用的通道不应该超过运输机的上限通道数量。
部件分配优化部38利用整数计划问题解算机解决整数计划问题，以使目标函数变成最小，从而确定各变量的值。
其次，进入步骤S44，部件分配优化部38执行优化给料机配置的处理。在上述的步骤S42中，作为Ofp设定了将部件p的给料机设置到运输机f时所使用的通道数量的暂定值，所以实际上部件p的给料机不一定设置到运输机f。这是因为根据排列在运输机的部件的排列顺序，使用通道数量不同。因此，部件分配优化部38在本步骤S44中，查找使用通道变成最小的排列顺序。需要说明的是，该步骤S44的处理与图12的步骤S22相同，所以省略说明。
在进行步骤S44的处理之后，进入步骤S46，部件分配优化部38判断是否可以将给料机配置在运输机。在这种情况下，部件分配优化部38进行与上述的步骤S24相同的判断。
之后，在步骤S46的判断是否定的情况下，进入步骤S48，部件分配优化部38减少运输机的通道数量(上限通道数量)(例如减1)，返回步骤S42。返回步骤S42的情况下，直到步骤S46的判断是肯定为止，反复执行步骤S42～S48。
另一方面，在步骤S46的判断是肯定的情况下，进入步骤S50。在步骤S50中，部件分配优化部38基于到目前为止的处理，确定对运输机的部件分配和各部件的在基板的贴装数量。部件分配优化部38将在步骤S50中確定的信息经由控制部34存储在生产计划信息DB56(部件分配表156B(图9的(b))。
之后，进入步骤S52后，部件分配优化部38判断在步骤S40中是否选择了所有的基板组。在该步骤S52的判断是否定的情况下，返回步骤S40。在返回步骤S40的情况下，从未被选择基板组中选择一个，反复执行上述的处理。
之后，在所有的基板组被选择，步骤S52的判断是肯定的情况下，结束图13(S12)的所有处理，进入图11的步骤S14。
(制造顺序优化处理(S14))
其次，沿图14的流程图对制造顺序优化部40执行的图11的步骤S14的处理(制造顺序优化处理)进行说明。
在图14的处理中，按照离线设置等待时间的最小化处理(S60)、基板宽度切换次数的最小化处理(S62)、工时偏差的校平处理(S64)的顺序执行各处理。
(离线设置等待时间的最小化处理(S60))
在离线设置等待时间的最小化处理(S60)中，制造顺序优化部40优化基板组的制造顺序，以使从开始制造起到结束制造为止的时间(从开始第一个基板组的处理起到结束最后一个基板组的处理为止的时间)变为最小。例如，假设有基板组A～C，各组的离线设置时间和安装时间是如图15的(a)示出的时间。在这样的情况下，制造顺序优化部40重新排列基板组的制造顺序，以使从开始制造起到结束为止的时间变为最小，如图15的(b)所示优化制造顺序。
下面，对具体的处理进行说明。制造顺序优化部40如下规定输入变量、确定变量、目标函数、限制条件，从而作为整数计划问题进行公式化。
(输入变量)
(1)STg：基板组g的离线设置时间。
(2)MTg：基板组g的部件搭载时间。
(确定变量)
(1)Isg：在按照制造顺序s投入基板组g时设定为1，除此之外设定为0。
(2)SSs：制造顺序s中的离线设置开始时刻。
(3)SEs：制造顺序s中的离线设置结束时刻。
(4)MSs：制造顺序s中的部件搭载开始时刻。
(5)MEs：制造顺序s中的部件搭载结束时刻。
(目标函数(最小化))
ME|s|：最终制造顺序中的部件搭载结束时刻。
(限制条件)
(1)制造顺序的限制：在基板组的制造顺序中，所有的基板组分别要出现一次。
(2)开始、结束时刻的限制：制造顺序s+1中的离线设置开始时刻应该在制造顺序s中的离线设置结束时刻之后。此外，制造顺序s中的部件搭载开始时刻应该在制造顺序s中的离线设置结束时刻之后。
(3)离线设置、搭载时间的限制：“制造顺序s的离线设置结束时刻-制造顺序s的离线设置开始时刻”与制造顺序s的基板组的离线设置时间相等。此外，“制造顺序s的部件搭载结束时刻-制造顺序s的部件搭载开始时刻”与制造顺序s的基板组的部件搭载时间相等。
制造顺序优化部40利用整数计划问题解算机解决整数计划问题，以使目标函数变为最小，从而确定各变量的值。制造顺序优化部40将通过本处理得到的结果(基板组的制造顺序)存储在生产计划信息DB56(基板组制造顺序表156D)。
需要说明的是，通过进行离线设置等待时间的最小化处理，如图16的(a)示出确定出基板组的制造顺序，从而包含在各基板组中的基板、各基板的基板宽度、各基板的搭载时间变成如图16的(a)示出被规定的值。需要说明的是，图16的(a)是一例，与图6等示出的DB不具有匹配性。
(基板宽度切换次数的最小化处理(S62))
其次，对基板宽度切换次数的最小化处理(S62)进行说明。在步骤S62的处理中，为了减轻贴装机的基板流过的通路的宽度变更作业(作业者的手动作业)的负荷，制造顺序优化部40利用整数计划问题解算机对基板的制造顺序进行优化，以使基板的宽度变化次数最小。但是，不改变在步骤S60中确定的基板组的制造顺序。
下面，对具体的处理进行说明。制造顺序优化部40如下规定输入变量、确定变量、目标函数、限制条件，作为最短哈密顿回路问题进行公式化。
(输入变量)
(1)Wde：在基板d与基板e的宽度之间存在差异时设定为1，除此之外设定为0。
需要说明的是，将基板和基板的一对(两个基板的组合)的集合设为DD时，视为d、e满足下面的式(5)。
【数学式4】
{(d，e)|(d，e)∈DD}…(5)
(确定变量)
(1)sde：在基板d和基板e按照d、e的顺序连续被投入时设定为1，除此之外设定为0。
(目标函数(最小化))
目标函数是基板宽度的变更次数，以下面的式(6)表示。
【数学式5】
∑de∈DDsde×Wde…(6)
(限制条件)
(1)基板组的限制：只有在基板组内更换基板的制造顺序。
(2)基板的顺序的限制：基板应该按照顺序排列。此外，在顺序中所有的基板只能分别出现一次。
制造顺序优化部40利用整数计划问题解算机解决最短哈密顿回路问题，以使目标函数变为最小，从而确定各变量的值。
需要说明的是，图16的(b)示出了对于图16的(a)执行步骤S62处理的结果。在图16的(a)，基板宽度的变更有5次(基板A与B之间、基板D与E之间、基板E与F之间、基板F与G之间、基板G与H之间)，但是，在图16的(b)，基板宽度的变更减少到3次(基板C与A之间、基板E与F之间、基板I与G之间)。
(工时偏差的校平处理(S64))
其次，对工时偏差的校平处理(S64)进行说明。在步骤S64的处理中，为了实现表面安装线20之后工序的负荷(工时)的平均化，提高生产率，制造顺序优化部40优化基板的制造顺序，以使表面安装线20向后续工序输出的每单位时间的基板张数均匀。但是，不改变在步骤S60中确定的基板组的制造顺序，不改变在步骤S62中确定的基板宽度的变化。
下面，对具体处理进行说明。制造顺序优化部40如下规定输入变量、确定变量、目标函数、限制条件，作为整数计划问题进行公式化。
(输入变量)
(1)Qd：基板d的张数
(2)Td：基板d的每张基板在各贴装机中的安装时间中的最大安装时间(＝基板d的循环时间)。
(3)Fd：在基板d的循环时间Td乘以张数的值(基板d的总搭载时间)，以下面的式(7)表示。
Fd＝Td×Qd…(7)
(4)μ：平均循环时间(基于基板张数的加权平均)，以下面的式(8)表示。
【数学式6】
需要说明的是，上述(3)的Fd表示本处理(工时偏差校平处理)中的“工时”。
(确定变量)
(1)Ssd：在按照制造顺序s投入基板d时设定为1，除此之外设定为0。
(2)DIs：“到制造顺序s为止的理想工时”和“从第一个制造顺序起到制造顺序s为止的工时(之和)”的差值的绝对值。
(目标函数(最小化))
目标函数是DIs的总和，以下面的式(9)表示。
【数学式7】
∑s∈DDIs…(9)
(限制条件)
(1)基板制造顺序更换的限制：只能在同一基板组内且基板宽度相同的基板之间更换基板的制造顺序。
(2)基板的顺序的限制：基板应该按照顺序排列。此外，在顺序中所有的基板只能分别出现一次。
(3)DIs的限制：DIs应该和“将到基板制造顺序s为止的合计张数以每一张的平均循环时间制作时的时间”与“从基板制造顺序1起到s为止的每个基板各自的总搭载时间的合计”的差值的绝对值相等，或者在其以上。
制造顺序优化部40利用整数计划问题解算机解决整数计划问题，以使目标函数变为最小，从而确定各变量的值。制造顺序优化部40利用通过本处理得到的结果(基板组的制造顺序)，更新生产计划信息DB56的基板组表156A的各组中的基板的排列顺序。
其中，图16的(c)示出了对于图16的(b)执行步骤S64处理的结果。需要说明的是，在图16的(c)中，如双箭头所示，从图16的(c)更换了基板C与B、基板I与H的制造顺序。此外，图17示出了工时偏差校平处理前后的安装时间(部件搭载时间)。需要说明的是，图17的实线示出理想值(理想工时)。工时偏差校平处理之前(图16(b)、图17的〇)的DIs是118，相对于此，工时偏差校平处理后(图16的(c)、图17的×)的DIs变成96，工时偏差小，可以得知进一步接近理想值。
通过以上处理，结束图14的处理，同时结束了图11的所有处理。
需要说明的是，图5的生产计划输出部46在控制部34的指示下，将存储在生产计划信息DB56的信息发送给生产线70和作业者用终端60。在生产线70中，进行按照生产计划信息的生产，从而可以缩短生产时间。
通过以上说明可以得知，在本实施方式中，包括基板组优化部36、部件分配优化部38、制造顺序优化部40，由此实现阶段性优化对基板的生产时间带来影响的多个元素的处理部的功能。此外，通过基板数量信息收集部30和生产信息收集部32，实现作为取得有关基板生产的信息的取得部的功能。
以上，如详细说明，根据本实施方式，基板数量信息收集部30以及生产信息收集部32取得基板数量信息以及生产信息，基板组优化部36、部件分配优化部38以及制造顺序优化部40基于基板数量信息以及生产信息，阶段性优化对到结束基板生产为止的所需时间带来影响的多个元素(基板组、部件分配、基板制造顺序)。由此，在本实施方式中，通过分割为以现实的时间求解的优化问题，解决生产线70的生产计划的优化问题，所以能够防止组合爆发的产生。因此，可以通过现实的时间确定接近最佳的生产计划且可执行的生产计划。即，能够减轻生成生产计划时的处理负荷。
此外，根据本实施方式，按照基板组优化、部件分配优化、基板制造顺序优化的顺序进行处理，所以处理的重复等较少，能够进行无浪费的处理。
此外，在本实施方式中，在基板组优化中，作为整数计划问题进行公式化，从而详尽搜索基板数量最大的基板组合，所以容易制作基板数量较多的基板组，由此，可以减少基板组数量。通过这样减少基板组数量，可以缩减离线设置时间。
此外，在本实施方式中，在部件分配优化、基板制造顺序优化中，也作为整数计划问题进行公式化，从而详尽搜索部件分配和基板制造顺序，所以可以生成恰当的生产计划。
此外，在本实施方式中，在基板组优化以及部件分配优化中，对收纳在搭载于贴装机的运输机的部件的给料机配置进行优化。由此，能够防止在执行生产计划时发生无法将给料机设置在运输机的事情。
此外，在本实施方式中，在基板制造顺序的优化中，进行基板宽度切换次数的最小化处理(S62)以及工时偏差的校平处理(S64)。由此，减少基板流过的通路的宽度更换作业次数，从而减轻作业者的作业负担。此外，通过将工时偏差平均化，从而可以提高表面安装线20的后续工序的生产率。
此外，在本实施方式中，将各优化处理作为整数计划问题进行了公式化，利用整数计划问题解算机进行优化，所以即使是大规模的整数计划问题，也能够短时间内解决。
需要说明的是，在上述实施方式中说明了在步骤S14中执行步骤S60(离线设置等待时间的最小化处理)、S62(基板宽度切换次数的最小化处理)、S64(工时偏差的校平处理)的情况。但是，不限定于此，例如，还可以是仅执行步骤S60。此外，还可以是执行步骤S60、步骤S62或者步骤S64。
需要说明的是，如上述实施方式(图1)，服务器10可以是具有生产线70的公司等管理的内部部署的方式，还可以是如图18示出的生产系统200等的云服务器方式。图18的云服务器110取得从工厂150内的作业者用终端60经由网络180发送的数据，并进行处理，将处理结果提供给作业者用终端60。需要说明的是，云服务器110和工厂150的所处国家可以不同。
需要说明的是，上述的处理功能可以通过计算机实现。在这种情况下，提供描述有处理装置应该具有的功能的处理内容的程序。通过由计算机执行该程序，在计算机中实现上述处理功能。描述处理内容的程序可以记录在计算机可读记录介质中(但是，载波除外)。
在使得程序流通时，可以以例如记录有该程序的DVD(Digital Versatile Disc：数字化通用磁盘)、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory：只读光盘存储器)等便携式存储介质的方式销售。此外，还可以将程序存储在服务器计算机的存储装置，经由网络，从服务器计算机向其它的计算机传输该程序。
执行程序的计算机将例如记录在便携式存储介质中的程序或者从服务器计算机传输的程序存储在自身的存储装置中。之后，计算机从自身的存储装置读取程序，按照程序执行处理。需要说明的是，计算机可以从便携式存储介质直接读取程序，按照该程序执行处理。此外，计算机还可以每当从服务器计算机传输有程序时，依次按照接受的程序执行处理。
上述的实施方式是本发明的优选实施的例子。但是，不限定于此，在不脱离本发明宗旨的范围内可以进行各种变形实施。
标记说明
10：服务器(生产计划生成装置)
20：表面安装线(安装线)
30：基板数量信息收集部(取得部的一部分)
32：生产信息收集部(取得部的一部分)
36：基板组优化部(处理部的一部分)
38：部件分配优化部(处理部的一部分)
40：制造顺序优化部(处理部的一部分)

Claims (11)

1.一种生产计划生成装置，其具备：
取得部，其取得与基板的生产有关的信息和向所述基板安装部件的安装线的设备信息；以及
处理部，其基于所述与基板的生产有关的信息和所述安装线的设备信息，阶段性地优化多个元素，其中，所述多个元素对直到结束所述基板的生产为止的所需时间带来影响。
2.根据权利要求1所述的生产计划生成装置，其特征在于，
所述处理部按照所述基板的分组优化、对于贴装机的部件分配的优化、所述基板的制造顺序的优化的顺序执行处理，其中，所述贴装机用于设置部件。
3.根据权利要求2所述的生产计划生成装置，其特征在于，
所述处理部在所述基板的分组优化以及所述对于贴装机的部件分配的优化中，优化对于搭载于所述贴装机的运输机的部件的给料机的配置。
4.根据权利要求2或3所述的生产计划生成装置，其特征在于，
所述处理部在所述基板的制造顺序的优化中，进行投入到所述安装线的基板的大小发生变化的次数的最小化以及向所述安装线投入基板的每单位时间的张数的偏差的最小化中的至少一方。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的生产计划生成装置，其特征在于，
所述处理部在优化所述多个元素时，作为整数计划问题进行公式化，利用整数计划问题解算机进行优化。
6.一种生产计划生成程序，其使计算机执行如下处理：
取得与基板的生产有关的信息和向所述基板安装部件的安装线的设备信息；以及
基于所述与基板的生产有关的信息和所述安装线的设备信息，阶段性地优化多个元素，其中，所述多个元素对直到结束所述基板的生产为止的所需时间带来影响。
7.根据权利要求6所述的生产计划生成程序，其特征在于，
在所述优化的处理中，按照所述基板的分组的优化、对于贴装机的部件分配的优化、所述基板的制造顺序的优化的顺序执行处理，其中，所述贴装机用于设置部件。
8.根据权利要求7所述的生产计划生成程序，其特征在于，
在所述基板的分组的优化以及所述对于贴装机的部件分配的优化中，优化对于搭载于所述贴装机的运输机的部件的给料机的配置。
9.根据权利要求7或8所述的生产计划生成程序，其特征在于，
在所述基板的制造顺序的优化中，进行投入到所述安装线的基板的大小发生变化的次数的最小化以及向所述安装线投入基板的每单位时间的张数的偏差的最小化中的至少一方。
10.根据权利要求6至9中的任意一项所述的生产计划生成程序，其特征在于，
在优化所述多个元素时，作为整数计划问题进行公式化，利用整数计划问题解算机进行优化。
11.一种生产计划生成方法，使计算机执行如下处理：
取得与基板的生产有关的信息和向所述基板安装部件的安装线的设备信息；以及
基于所述与基板的生产有关的信息和所述安装线的设备信息，阶段性地优化多个元素，其中，所述多个元素对直到结束所述基板的生产为止的所需时间带来影响。
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