CN110495264A

CN110495264A - 用于在多条拾取和放置线上以优化产量的方式生产印刷电路板的方法和控制装置

Info

Publication number: CN110495264A
Application number: CN201780089362.4A
Authority: CN
Inventors: A.普法芬格; C.罗耶
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2019-11-22
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: WO2018177538A1; EP3581006B1; CN110495264B; EP3581006A1; US11395448B2; US20200120839A1

Abstract

本发明涉及一种用于在至少两条装配线（110）上以优化产量的方式生产印刷电路板（120）的方法，其中：所述印刷电路板被划分成称为集群的若干组；使用设置系统来产生每个集群（175）；借助于转换台（140）来实施该设置系统，所述转换台可以附接到装配线，每个转换台具有用于备妥部件（155）的供应的至少一个馈送装置（150）；并且将每个设置系统所需的一定数量的转换台称为转换台套组，且空的转换台套组包括具有空的馈送装置的转换台。在示例性实施例中，在两条装配线上，完成具有真实设置系统（V1至V5）的五个集群，并且完成具有虚拟设置系统（V6至V10）的五个集群。两个转换台套组被提供用于完成具有真实设置系统的集群。这些集群被分配到相应的装配线，并且确定或确立用于创建用于生产对应集群的相应设置系统的顺序（1、2，…，5）。

Description

用于在多条拾取和放置线上以优化产量的方式生产印刷电路板的方法和控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于在多条拾取和放置线上以优化产量的方式生产印刷电路板的方法。此外，本发明涉及一种用于拾取和放置系统的控制装置或一种用于将部件或装置放置在印刷电路板（组件）上的生产或安装线。此外，本发明涉及一种计算机程序产品。

背景技术

特别是在电子设备生产的领域中，在SMT拾取和放置线上通过表面安装（表面贴装技术，SMT）来制造要生产的印刷电路板或组件。具有产品名称SIPLACE的SMT拾取和放置机器以及系统的一个制造商是例如ASM（http://www.siplace.com/en/Home）。

多个拾取和放置机器构成了一条拾取和放置线，所述拾取和放置机器通常通过运输系统连接并且相互作用例如以便生产（电子设备）装置或印刷电路板。

在拾取和放置机器例如用于将部件放置在组件上的情况下，在用于组件的运输路径处侧向地布置用于部件的馈送装置的移动工作台（shuttle table）。

这些移动工作台各自包括众多馈送装置。每个馈送装置备妥预定部件类型的部件的供应。对于所述部件，馈送装置具有一定的体积容量（空间容量），该体积容量通常以轨道或轨道容量的方式来表达。

每个馈送装置可以被构造成用于备妥不同的部件，并且不同的馈送装置可以通常附接到移动工作台。如果在具体的拾取和放置机器处需要非存在于移动工作台中的一个中的部件类型的部件，则情况通常是这样的：将该移动工作台完全更换成另一个经适当装备的移动工作台，而非向所附接的移动工作台中的一个提供所需的部件。使可更换的移动工作台装备有部件被称为预先配装（prefitting）并且可能需要在若干小时范围内的处理时间。

此外，例如从电子设备生产中已知将要在拾取和放置线上生产的批量件组合成若干配装件系列。一个配装件系列的所有批量件均利用同一种线配装件来生产。配装件系列（也称为集群）包括可以在一个配装件内生产的一组批量件。因此，可以在不进行配装件转换的情况下相继地在拾取和放置线上生产配装件系列的所有组件。

配装件可以被保持在一个或多个配装台上，所述配装台可以容易地在拾取和放置机器上更换。然而，如上文已经所描述的那样，用预定部件类型的部件来装备配装台是复杂的。因此，配装件常常分化成固定配装件和变型配装件，其中，固定配装台被提供用于在预定的规划时间段内保持其部件类型的组成，而变型配装台被预期在规划时间段内转换。

从规划开始直至实施，在短期规划时段内在SMT拾取和放置线上的典型配装操作表现为如下：

短期规划时间段的持续时间通常在一到五天之间。在规划时段开始时，生产规划员通常从EDP系统获取新的生产任务。然而，所述规划员还仍然具有来自上期的还没有排入计划的剩余量的旧生产任务。如果可能，这些任务利用现有的固定配装件来生产。对于其余的，则创建可变配装件（也称为变型配装件）。

虽然利用有效配装件在拾取和放置线处实现放置，但是在预先配装区域中，已经在保持可用于可变配装件的移动工作台套组（set）上准备下一个配装件。在这种情况下，将每个配装件所需的一定数量的移动工作台称为移动工作台套组。如果该准备花的时间太长，则拾取和放置线出现停工时间。

用于将配装件从一个配装件系列变为另一个配装件系列的配装件转换过程也需要通常30分钟的停工时间。

停工时间降低了拾取和放置线上的产量，且因此应绝对予以避免。

在实践中，通常使用集群工具（诸如，SiCluster）来创建可变配装件。在预先配装区域中以时间序列排序的配装顺序当前由生产规划员手动地创建。

PCT/EP2017/051997已经提出了用于优化拾取和放置线上的产量的方法和控制装置。

发明内容

现在，本发明的目的是整体优化在多条拾取和放置线上的产量。

该目的借助于独立的权利要求实现。从属权利要求涉及有利的发展。

本发明要求保护一种用于在至少两条拾取和放置线上以优化产量的方式生产印刷电路板的方法，其中，所述印刷电路板被划分成称为集群的若干组，其中，借助于配装件来生产各集群，其中，该配装件通过移动工作台实现，这些移动工作台可附接到所述拾取和放置线并且这些移动工作台各自具有用于备妥部件的供应的至少一个馈送装置，其中，每个配装件所需的一定数量的移动工作台被称为移动工作台套组，并且空的移动工作台套组具有带有空馈送装置的移动工作台，

-其中，配装件暂时安装在空的移动工作台套组上并且在印刷电路板的生产之后由于其填充状态而被卸下，并且

-其中，这些移动工作台套组中的一个只有在它已完全被装备在预先配装区域中的情况下才可用于生产中，并且只有在利用移动工作台套组实施的生产已结束并且该移动工作台套组在预先配装区域中已再次被出空的情况下，该移动工作台套组才是可再次被装备的，

其中，该方法包括以下步骤：

a）检测一组拾取和放置线，

b）检测一组集群，

c）检测每条拾取和放置线的空的移动工作台套组的数目，

d）检测每条拾取和放置线的用于创建针对一个集群的配装件的相应持续时间，

e）检测用于在所述拾取和放置线中的一者上生产一个集群的相应的生产持续时间，

f）选择每条拾取和放置线的使用移动工作台套组的顺序以用于配装在所述预先配装区域中，其目的是在其中使用相同的移动工作台套组来生产印刷电路板的生产中避免等待时间，

g）优化集群到拾取和放置线的分配以及每条拾取和放置线的被分配的集群的顺序，使得产量整体相对于所有所述拾取和放置线被最大化，

h）在集群的优化的分配和顺序的帮助下实施印刷电路板的生产。

空的移动工作台套组一般具有未装备的或者尚未装备的移动工作台。在这种情况下，馈送装置是空的，且并未装备有供放置的部件。

移动工作台套组可以在此在每种情况下以移动工作台套组被装备在预先配装区域中的时间顺序而被分配到若干个位置，并且在生产中以相同的时间顺序加以使用或采用。

本发明提供以下优点：可以提高在印刷电路板生产中的产量。针对上文提到的到拾取和放置线的分配和顺序来说，最优的计算是可能的，其结果是，尤其在生产规划中也实现了自动化协助。

本发明的一个发展方案规定，在每种情况下，每条拾取和放置线的最大生产持续时间均是可定义的或者是可以被定义的。该最大生产持续时间会影响以上优化。

本发明的一个发展方案规定，从一组集群中可预定义或可确定不被准许在拾取和放置线中的可确定或被确定的拾取和放置线上生产的集群的子集。

本发明的一个发展方案提供了以下另外的方法步骤：

-检测每条拾取和放置线的开始使用移动工作台套组的一个或多个尽可能最早的时间点，

-检测每条拾取和放置线的开始生产的尽可能最早的时间点，

-检测在预先配装区域中开始配装的尽可能最早的时间点，以及

-考虑所检测到的最早时间点来优化集群的分配和顺序。

因此，有可能减少由于以下事实而出现的等待时间：为了在生产中采用或使用移动工作台套组，有必要进行等待直到移动工作台套组在预先配装区域中已装备完毕。

本发明的一个发展方案规定，在混合整数线性优化的帮助下实施优化集群的分配和顺序。

本发明的一个发展方案规定，被再分为真实集群和虚拟集群（也称为填充或虚设集群）的集群影响混合整数线性优化，其中，在优化了集群的分配和顺序（见以上步骤g））之后，提取或移除虚拟集群，并且剩余集群按相应的顺序上移。虚拟集群用于线性优化，且因此按原样用作一种占位符，但不对应于真实集群。

在至少两条拾取和放置线上，有可能利用其真实配装件完成一定数目的真实集群，以及还利用虚拟配装件完成相同数目的虚拟配装件。两个移动工作台套组通常可用于利用其真实配装件完成真实集群。可以将这些集群分配到相应的拾取和放置线，并且有可能设计或定义用于创建用于生产对应集群的相应配装件的顺序（1、2，…，5）。借助于上文提到的优化程序或方法，特别是在混合整数线性优化的帮助下，可以迭代地实施优化集群的分配和顺序。

本发明的一个发展方案规定，使用不同类型的配装件，其中，第一类型对应于固定配装件，该固定配装件在一次性配装之后保持不调换并且在生产之前不被卸下和安装。每个固定配装件提供一个移动工作台套组。第二种类型对应于变型配装件，如引言中所解释的，该变型配装件是可变的。至少一个移动工作台套组被提供用于变型配装件。每个集群利用所提到的类型中的可预定义类型的配装件来生产。

本发明的一个发展方案规定，附加地检测配装件转换时间并考虑其以进行优化，所述时间的发生是由于在从一个配装件转变到另一个配装件时调换移动工作台套组。

为了提高产量，在具有变型配装件的集群之间的生产中，有可能巧妙地在其间插入具有固定配装件的一个或多个集群。

本发明的一个发展方案规定，具有固定配装件的集群可以被划分并且可以被多次地引入到集群的顺序中。

此外，具有固定配装件的集群可以在开始时和/或在结束时被引入到集群的顺序中。

本发明的另外的方面提供一种控制装置，特别是用于实施根据前述权利要求中任一项所述的用于在至少两条拾取和放置线上以优化产量的方式生产印刷电路板的方法，其中，所述印刷电路板可被划分成称为集群的若干组，其中，在每种情况下借助于配装件来生产各集群，其中，该配装件可通过移动工作台实现，这些移动工作台可附接到所述拾取和放置线并且这些移动工作台各自具有用于备妥部件的供应的至少一个馈送装置，其中，每个配装件所需的一定数量的移动工作台被称为移动工作台套组，并且空的移动工作台套组具有带有空馈送装置的移动工作台，

-其中，配装件可暂时安装在空的移动工作台套组上并且在印刷电路板的生产之后由于其填充状态而可卸下，并且

其中，控制单元包括以下各用途的检测装置：

a）用于检测一组拾取和放置线，

b）用于检测一组集群，

c）用于检测空的移动工作台套组的数目，

d）用于检测每条拾取和放置线的用于创建针对一个集群的配装件的相应持续时间，

e）用于检测用于在所述拾取和放置线中的一者上生产一个集群的相应的生产持续时间，

f）用于选择每条拾取和放置线的使用移动工作台套组的顺序以用于配装在所述预先配装区域中，其目的是在其中使用相同的移动工作台套组来生产印刷电路板的生产中避免等待时间，

g）器件，其用于优化集群到拾取和放置线的分配以及每条拾取和放置线的被分配的集群的顺序，使得产量整体相对于所述拾取和放置线被最大化，以及还有

h）器件，其用于在集群的优化的分配和顺序的帮助下实施印刷电路板的生产。

控制装置可以提供用于实施上文提到的方法的器件和/或单元和/或装置和/或模块，以上各者中的每一个可以依据硬件和/或固件和/或软件来表现或者表现为计算机程序或计算机程序产品。这些装置和/或器件可以自身单独地实施，或者以组合的方式在一个或多个单元中实施。

控制装置可以像上文所描述的方法那样相应地发展。

本发明的另外的方面可以是一种拾取和放置系统，其包括根据本发明的控制装置

所述拾取和放置系统可以是设施的一部分。

该设施可以尤其通过以下设施类型中的一个来表征。其示例是自动化设施或者制造或生产设施。

本发明的另外的方面是一种计算机程序产品或计算机程序，其包括器件，所述器件用于当在上文提到的控制装置中或在装置的器件中执行计算机程序（产品）时实施上文提到的方法。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使用惯常的编程语言（例如，C++、Java）来创建。处理装置可以包括商购的计算机或服务器，该计算机或服务器具有对应的输入器件、输出器件和存储器件。该处理装置可以被集成在控制装置中或控制装置的器件中。

附图说明

本发明的另外的优点、细节和发展方案将从与附图相关联的示例性实施例的以下描述中变得显而易见。

在附图中：

图1通过示例示出了拾取和放置系统，其包括两条拾取和放置线，以及

图2示出了图解图，其示出在预先配装区域中到拾取和放置线的分配和配装过程的顺序以及在生产中配装的使用顺序。

具体实施方式

图1示出了一个示例性拾取和放置系统100。拾取和放置系统100包括多条拾取和放置线110以及处理或控制装置115。每条拾取和放置线110包括可选的运输系统125以及一个或多个拾取和放置机器130。每个拾取和放置机器130包括一个或多个拾取和放置头135，每个拾取和放置头被构造成从配装台140拾取部件155并将它们定位在位于运输系统125上的印刷电路板120上的预定地点处。在拾取和放置过程期间，印刷电路板120通常相对于拾取和放置机器130是静止的。

配装台140各自包括众多馈送装置150，图1中通过示例仅图示了其中一个。每个馈送装置150备妥预定部件类型160的部件155的供应。对于部件155，馈送装置150通常具有可以以轨道的方式来表达的体积容量。轨道通常为8 mm宽，并且配装台140的轨道的数目是受限制的，例如被限制为40。相同部件类型160的部件155通常被提供在传送带（belt）中、托盘上或管中。每种部件类型160在馈送装置150上和配装台140上需要预定数目的轨道，这些轨道通常彼此邻接。

馈送装置150可以通常被构造成用于备妥不同部件类型160的部件155，并且不同的馈送装置150可以通常附接到配装台140。在目前情况下，作为简化而假设：在馈送装置150处的部件类型160的部件155的供应实际上是无穷大的，也就是说后续的配装件是不必要的。

如果在拾取和放置机器130处需要非存在于配装台140中的一个上的部件类型160的部件155，则情况通常是这样的：将该配装台140完全更换成另一个经适当装备的配装台140，而非变更部件155到所附接的配装台140中的一个的分配。用部件155来装备未附接到拾取和放置线110的配装台140被称为预先配装，并且可能需要在一个或多个小时范围内的处理时间，例如大约6至8个小时。

由于在拾取和放置线110处配装台140的调换（所谓的配装调换）通常与生产的停工相关联，因此力求尽可能不常实施配装台140的调换。此外，由于配装台140是昂贵的并且配装台140的配装件转换可能是复杂和漫长的，因此此外尝试形成最少可能的配装件，以便生产预定印刷电路板类型122的预定生产数量的印刷电路板120。生产数量在此包括多种印刷电路板类型122，在每种情况下，所述多种印刷电路板类型的预定数目的印刷电路板120旨在填充有预定部件类型160的部件155。通过示例，可以对第一印刷电路板类型122的300个印刷电路板120和第二印刷电路板类型122的200个印刷电路板120进行填充。

配装件165、170包括多种部件类型160并且通过一个或多个配装台140来实现，所述配装台在多个配装台的情况下形成移动工作台套组并且在每种情况下装备有配装件165、170的部件类型160的部件155的供应并且附接到拾取和放置线110。

配装件165、170分配有包括印刷电路板类型122的配装件系列175，可以借助于配装件165、170的部件类型160的部件155来填充所述印刷电路板类型的印刷电路板120。一个配装件系列175被分配到恰好一个配装件165、170，且反之亦然。

为了提高对拾取和放置线110的产能利用率或者减小对配装台140的需求，因此决定性的是：如何基于要填充的印刷电路板类型122来形成配装件系列175。当形成配装件165、170或配装件系列175时，可能需要观察约束条件：例如遵守用于部件类型160的配装台140的受限的体积容量；或在相同的配装件系列175中对预定的印刷电路板类型160的分组，例如出于使用含铅或不含铅的锡焊料的原因。

配装件可以分化成固定配装件165和变型配装件170，其中，固定配装件165被提供为以便在预定的规划时间段内保持不调换地配装在一定数目的移动工作台140上，而变型配装件170的移动工作台140被预期在规划时间段内通过用其他部件类型160的部件155配装而被转换。例如，规划时间段可以是6至12个月。变型配装件165以预定构型存在而通常历时比规划时间段明显更少的时间，例如几个小时或几天，但通常不超过一个星期。

配装件165、170可以在拾取和放置线110处根据需要加以更换。为了实现固定配装件165或变型配装件170，通常在配装台140未附接到拾取和放置线110时，以预定部件类型160的部件155的供应来装备该配装台140。可以事先卸下不需要的部件类型160的已经安装了的部件155。该配装件转换可包括相当大的比例的手动工作并且是耗时的。

为了使与变型配装件170相关联的费用最小化，尝试在固定配装件165中容纳尽可能多的印刷电路板类型122。然而，所力求的无变型配装件170的情况在实践中几乎无法实现。

在控制拾取和放置系统100的背景下，控制装置115将印刷电路板类型122分别分配到配装件系列175，所述印刷电路板类型的被分配的印刷电路板120旨在在拾取和放置线110上被填充，其中，可以形成分别被分配到固定配装件165的固定配装件型配装件系列175和分别被分配到变型配装件170的变型配装件型配装件系列175。

优化方法的特殊情况是线性优化。线性优化关注于对由线性等式和不等式所限制的集合来优化线性目标函数。线性优化是（混合）整数线性优化的求解过程的基础。所谓的求解器（solver）是对于可以数值上求解数学问题的特殊数学计算机程序的统称。与MILP（混合整数线性编程）相关联地，可以针对IP程序（整数优化模型）来使用标准求解器，诸如例如CPLEX、Scip、Gurobi、Xpress。

下文给出了如下示例的描述：在该示例中，使用MILP模型（混合整数线性编程）来计算到拾取和放置线110的最优分配以及要生产的预定义的配装件系列的时间配装顺序。此外，有可能针对在相应的拾取和放置线处的经装备的移动工作台套组（变型配装件）以及在适当情况下固定配装件型移动工作台套组的使用来计算最优的时间顺序。

图2示意性地图示了以下各者：

在相对于第一拾取和放置线110的前两排中，以具体的时间顺序示出了位置1, 2, …,5。在预先配装区域中，配装件位置存在配装顺序RL1。在示例中，可变或变型配装件V1、V3和V5在此被分配到RL1顺序内的位置1、2和3。如在该示例中，如果存在具有可变配装件的五个集群，则在配装顺序内也存在五个位置（1、2、3、4和5），可变配装件被分配或分派（一对一）到这五个位置。一定数目的移动工作台套组可用于创建具有可变配装件的这些集群。每条拾取和放置线通常存在两个此类移动工作台套组。在已被装备之后，两个移动工作台套组中的一个在拾取和放置线处可用。两个移动工作台套组中的另一个移动工作台套组位于预先配装区域中。这些移动工作台套组预先被交替地分配到若干位置，其中，分配从在最早时间点可用的移动工作台套组开始。然后，将移动工作台套组以相同的时间顺序1, 2, …, 5等（它们以该顺序装备完毕）用于生产中。这由两排之间的箭头指示，箭头表示位置1至5当中的等待关系。换句话说，移动工作台套组必须例如首先在位置1处装备完毕，之后它可以在位置1处用于生产中。

在第三排中图示了具有变型配装件V1至V5的集群。前两排和第三排之间的箭头指示变型配装件到位置1到5的分配。如果V3的配装时间（持续时间）比V1的配装时间（持续时间）短，则例如将变型配装件V3定位在位置1处且将变型配装件V1定位在位置2处是权宜的。因此，将避免生产中不必要的等待时间或停工时间。

对于每条拾取和放置线，位置的数目正好对应于整体要生产的真实配装件系列的数目。对于真正要生产的配装件系列，还存在n个虚拟配装件系列（n=总位置的数目减去真实配装件系列的数目），其具有大小为0的配装和生产持续时间。用于真实配装件系列或集群以及虚拟配装件的变型配装件分别被分配到拾取和放置线的生产顺序PL1和PL2的位置1、2，...，5等。

在相对于第二拾取和放置线的后两排中，同样以具体的时间序列示出了位置1,2, …, 5等。在预先配装区域中，配装件位置存在配装顺序RL2。在示例中，可变或变型配装件V4和V2在此被分配到配装顺序RL2内的位置1和2。如在该示例中，如果还附加地存在5个虚拟配装件V6、V7、V8、V9、V10，并且对于每条拾取和放置线在该配装顺序内存在5个位置（1、2、3、4和5）（所有配装件V1至V10均被一对一分配或分派到这五个位置），则在该示例中，虚拟配装件V6和V9被放置在配装顺序RL1的位置4和5处，并且虚拟配装件V7、V8和V10被放置在配装顺序RL2的位置3、4和5处。可以将这种放置顺序视为一开始的选择，在下文所解释的优化模型中对其连同集群到两条拾取和放置线的初始分配进行了优化，所述集群在每种情况下利用事先创建完毕的变型配装件和/或固定配装件在这两条拾取和放置线上生产。

最终，以所获得的对集群的优化的分配和顺序来物理地实施印刷电路板120的生产，其中，虚拟配装件在下文更详细描述的优化模型中按原样表示为“占位符”。在这方面，真实配装件在真实的预先配装期间和在真实的生产中按顺序上移。

可以附加地定义每条拾取和放置线的最大生产持续时间。该最大生产持续时间会影响以上优化。

可以从该组集群确定不被准许或不能在拾取和放置线中的可确定或所确定的拾取和放置线上生产的集群的子集。这最终也影响了在相应的拾取和放置线处变型配装件的使用。

此外，有可能将固定配装件插置到群集的生产中。通过示例，该示例中的变型配装件V3可以是固定地配装到移动工作台套组上的固定配装件。然后，对于具有固定配装件的集群，有可能不会出现等待时间，因为固定配装件仅被安装一次，然后回报为保持较长的“规划”时间段。虚线箭头指示了这一点。固定配装件可以例如在“中间位置”处被插入或插置到生产顺序PL1中。这提供了以下优点：可以以这种方式避免生产中为完成变型配装件所需的等待时间。优选地，在生产顺序的开始和/或结束时使用固定配装件。

在以下MILP模型中，将具有真实配装件的一定数目的集群和具有虚拟配装件的一定数目的集群（=线的数目*真实集群的数目–真实集群的数目）分配到至少两条拾取和放置线。

在以MILP模型的形式制定优化模型时，以下名称适用：

IP公式：

目标函数解读为：

最小化

约束条件：

(1) 每个配装件系列必须被分配到拾取和放置线处的一个位置。

(2) 每个位置必须分派有配装件系列。

(3) 只有配装件已被创建在预先配装区域中的情况下，才可以在拾取和放置线l的位置p处开始配装件系列的生产。

(4) 只有在位置p-1处已结束创建配装件系列的配装件的情况下，才可以在拾取和放置线的位置p处开始创建针对配装件系列的配装件。

(5) 在拾取和放置线l处，只有在被分派的移动工作台套组是空闲的或空的情况下，才可以在第p个位置处针对配装件系列进行配装件创建。

为 的直接继任者（direct successor）。

(6) 考虑生产持续时间

。

(7) 考虑在预先配装区域中的配装持续时间

。

(8) 只有在位置p-1处已结束配装件系列的生产的情况下，才可以在拾取和放置线l处的位置p处开始配装件系列的生产。

(9) 只有拾取和放置线可用于该目的的情况下，才可以最初在拾取和放置线处开始生产。

(10) 只有在拾取和放置线可用于该目的的情况下，才可以最初在预先配装区域中开始配装件创建。

(11) 只有在移动工作台套组可用的情况下，才可以最初使用它。

第一元素。

(12) 变量限制

扩展或补充：

a）拾取和放置线处的生产持续时间上限

如果在拾取和放置线处的生产持续时间受限制，例如因为准许生产整体地具有一天的最长持续时间，并且如果MaxP^l是拾取和放置线l的生产持续时间上限，则这可以附随地包括在模型中并具有以下限制：

b）配装件系列的线限制（line restrictions）

如果不准许在某些拾取和放置线上生产配装件系列v，则以下限制可以附随地包括在模型中：

c）一条或多条拾取和放置线处的配装件系列（maxCluster）数目的限制

如果拾取和放置线上的配装件系列的数目旨在被限制为数目maxCluster^l，则仅maxCluster^l个位置可用于该拾取和放置线。然后，虚设的拾取和放置线的数目相应地减少。

在此类限制的情况下，运行时性能也可以得到改善。

d）考虑固定配装件

如在引言中引用的专利申请PCT/EP2017/051997中，固定配装件和与之相关联的配装件系列也可以被集成到该MILP方法中。它们可以用作变型配装件之间的缓冲，以便避免由于用于配装件创建的持续时间过长所引起的停工时间。

与之相关联的以下扩展同样是可能的：

- 考虑“不存在的”配装件转换时间

如果在规划时间段之前所生产的最后一个配装件是固定配装件f'并且如果该固定配装件必须同样在规划时间段中生产以进行优化，则在该固定配装件第一个生产的情况下可以节省用于该固定配装件的配装件转换时间。

- 优选地，固定配装件在最后生产。

出于在（1）中所描述的原因，在最后生产固定配装件是权宜的。为此，具有小的权重的目标函数分量可以附随地包括在最小化目标函数中：

- 对固定配装件的可能的划分

如果在模型的最优解中出现等待时间，则在给予以下准许的情况下，会有可能避免所述等待时间：固定配装件型配装件系列不以一件式生产，而是可以被划分成多个部分，所述部分中的每一个可以然后用作变型配装件之间的缓冲。然后，针对固定配装件型配装件系列的每个部分，出现了对应的配装件转换时间。

通过最小化周转（turnaround）时间（持续时间），有可能整体提高或优化在多条拾取和放置线上的产量。最终，在上文的到相应的拾取和放置线的优化的分配和优化的顺序的帮助下，实施印刷电路板的生产。

关于图2解释的示例是经简化的模型。在现实中，优化问题更加复杂。为了对复杂的优化问题求解，有可能使用上文所解释的类型的此类MILP模型。

尽管已借助于优选的示例性实施例更具体地图示和详细地描述了本发明，但是本发明并不受所公开示例的限制，并且在不偏离本发明的保护范围的情况下，本领域专业人员可以由此推导出其他变化。

上文所描述的过程或方法序列的实施可以基于指令来实现，所述指令存在于计算机可读存储介质上或易失性计算机存储器中（计算机可读存储介质和易失性计算机存储器在下文中组合地被称为计算机可读存储器）。计算机可读存储器是例如易失性存储器（诸如，高速缓冲存储器、缓冲器或RAM）和非易失性存储器（诸如，可交换数据载体、硬盘等）。

上文所描述的功能或步骤在此可以以至少一个指令集的形式而存在于计算机可读存储器中/计算机可读存储器上。在这种情况下，所述功能或步骤并未被束缚于具体的指令集、或指令集的具体形式、或具体的存储介质、或具体的处理器、或具体的执行方案，并且可以通过软件、固件、微代码、硬件、处理器、集成电路等在单独的操作中或任意组合来实施。在这种情况下，可以采用广泛多种处理策略，例如由单个处理器进行的串行处理、或者多重处理或多任务处理或并行处理等等。

指令可以存储在本地存储器中，但是也有可能将指令存储在远程系统上并且经由网络来访问这些指令。

如在此使用的，术语“处理器”、“中央信号处理”、“控制单元”或“数据评估器件”涵盖最广义上的处理器件，也就是说，例如服务器、通用处理器、图形处理单元、数字信号处理器、专用集成电路（ASIC）、可编程逻辑电路（诸如，FPGA）、分立式模拟或数字电路及其任意组合，包括本领域技术人员已知的或在未来将开发的所有其他处理器件。在这种情况下，处理器可以由一个或多个设备或装置或单元组成。如果处理器由多个设备组成，则所述多个设备可以被设计或被构造成用于并行地或顺序地处理或执行指令。

Claims

1. 一种用于在至少两条拾取和放置线（110）上以优化产量的方式生产印刷电路板（120）的方法，其中，所述印刷电路板被划分成称为集群的若干组，其中，借助于配装件来生产各集群（175），其中，所述配装件通过移动工作台（140）实现，所述移动工作台能够附接到所述拾取和放置线并且所述移动工作台各自具有用于备妥部件（155）的供应的至少一个馈送装置（150），其中，每个配装件所需的一定数量的移动工作台被称为移动工作台套组，并且空的移动工作台套组具有带有空馈送装置的移动工作台，

- 其中，配装件暂时安装在空的移动工作台套组上并且在印刷电路板的生产之后由于其填充状态而被卸下，并且

- 其中，所述移动工作台套组中的一个只有在它已完全被装备在预先配装区域中的情况下才能够用于生产中，并且只有在利用所述移动工作台套组实施的生产已结束并且所述移动工作台套组在所述预先配装区域中已再次被出空的情况下，所述移动工作台套组才是能够再次被装备的，

其中，所述方法包括以下步骤：

a）检测一组拾取和放置线，

b）检测一组集群，

c）检测每条拾取和放置线的空的移动工作台套组的数目，

d）检测每条拾取和放置线的用于创建针对一个集群的所述配装件的相应持续时间，

f）选择每条拾取和放置线的使用所述移动工作台套组的顺序以用于配装在所述预先配装区域中，其目的是在其中使用相同的移动工作台套组来生产所述印刷电路板的生产中避免等待时间，

g）优化集群到所述拾取和放置线的分配以及每条拾取和放置线的所述被分配的集群的顺序，使得所述产量整体相对于所有所述拾取和放置线被最大化，

h）在所述集群的所述优化的分配和顺序的帮助下实施所述印刷电路板的生产。

2.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，每条拾取和放置线的最大生产持续时间均是能够定义的。

3.根据前述两个权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，拾取和放置线上的集群的最大数目均是能够定义的，所述集群能够在所述相应的拾取和放置线上生产。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，能够从一组集群中预定义不被准许在所述拾取和放置线中的能够确定的拾取和放置线上生产的所述集群的子集。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，此外实施以下步骤：

- 检测每条拾取和放置线的开始使用移动工作台套组的一个或多个尽可能最早的时间点，

- 检测每条拾取和放置线的开始生产的尽可能最早的时间点，

- 检测每条拾取和放置线的在所述预先配装区域中开始配装的尽可能最早的时间点，以及

- 考虑所检测到的最早时间点来优化所述集群的所述分配和顺序。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在混合整数线性优化的帮助下实施优化所述集群的所述分配和所述顺序。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，被再分为真实集群和虚拟集群的集群影响所述混合整数线性优化，其中，在优化了所述集群的所述分配和所述顺序之后，提取所述虚拟集群，并且所述剩余集群按相应的顺序上移。

8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用不同类型的配装件，其中，第一类型对应于固定配装件，所述固定配装件在一次性配装之后保持不调换并且在生产之前不被卸下和安装，并且每个固定配装件提供一个移动工作台套组，其中，第二种类型对应于变型配装件（V1, …, V10），所述变型配装件根据前述权利要求是可变的，并且至少一个移动工作台套组被提供用于所述变型配装件，并且其中，每个集群利用所提到的类型中的可预定义类型的配装件来生产。

9.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，附加地检测配装件转换时间并考虑其以进行优化，所述时间的发生是由于在从一个配装件转变到另一个配装件时调换所述移动工作台套组。

10.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，具有固定配装件的集群能够被划分并且能够被多次地引入到所述集群的所述顺序中。

11. 一种控制装置，特别是用于实施根据前述权利要求中任一项所述的用于在至少两条拾取和放置线（110）上以优化产量的方式生产印刷电路板（120）的方法，其中，所述印刷电路板能够划分成称为集群（175）的若干组，其中，借助于配装件来生产各集群，其中，所述配装件通过移动工作台（140）实现，所述移动工作台能够附接到所述拾取和放置线并且所述移动工作台各自具有用于备妥部件（155）的供应的至少一个馈送装置（150），其中，每个配装件所需的一定数量的移动工作台被称为移动工作台套组，并且空的移动工作台套组具有带有空馈送装置的移动工作台，

- 其中，配装件能够暂时安装在空的移动工作台套组上并且在印刷电路板的生产之后由于其填充状态而被卸下，并且

其中，所述控制单元包括以下各用途的检测装置：

a）用于检测一组拾取和放置线，

b）用于检测一组集群，

c）用于检测空的移动工作台套组的数目，

d）用于检测每条拾取和放置线的用于创建针对一个集群的所述配装件的相应持续时间，

f）用于选择每条拾取和放置线的使用所述移动工作台套组的顺序以用于配装在所述预先配装区域中，其目的是在其中相同的移动工作台套组能够用于生产所述印刷电路板的生产中避免等待时间，以及

g）器件，其用于优化集群到所述拾取和放置线的分配以及每条拾取和放置线的所述被分配的集群的顺序，使得所述产量整体相对于所有所述拾取和放置线被最大化，以及还有

h）器件，其用于在所述集群的所述优化的分配和顺序的帮助下实施所述印刷电路板的生产。

12.根据前一权利要求所述的控制装置，其特征在于，优化所述集群的所述分配和所述顺序能够在混合整数线性优化的帮助下实施。

13.根据前一权利要求所述的控制装置，其特征在于，被再分为真实集群和虚拟集群的集群影响所述混合整数线性优化，其中，所述混合整数优化被设计成在优化了所述集群的所述分配和所述顺序之后，提取所述虚拟集群并且按相应的顺序将所述剩余集群上移。

14. 根据前述权利要求11至13中任一项所述的控制装置，其特征在于，能够使用不同类型的配装件，其中，第一类型对应于固定配装件，所述固定配装件在一次性配装之后保持不调换并且在生产之前不被卸下和安装，并且每个固定配装件提供一个移动工作台套组，其中，第二种类型对应于变型配装件（V1, …, V10），所述变型配装件根据前述权利要求11至13是可变的，并且至少一个移动工作台套组被提供用于所述变型配装件，并且其中，每个集群能够利用所提到的类型中的可预定义类型的配装件来生产。

15.一种计算机程序产品，其包括程序代码器件，所述程序代码器件用于当在根据前述权利要求中任一项所述的控制装置上执行所述计算机程序产品或当将计算机程序产品存储在计算机可读介质上时实施根据前述权利要求中任一项所述的方法。