專利名稱：用于確定裝配自動(dòng)機(jī)的不變工作臺(tái)的裝備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在固定地預(yù)先給定的工作臺(tái)場(chǎng)所處確定在裝配線中裝配自動(dòng)機(jī)的不變工作臺(tái)的裝備的方法，其中該不變工作臺(tái)的裝備在所有裝備族中被使用，其中裝備族包括在裝備內(nèi)制造的份額(Los)的集合。此外本發(fā)明涉及一種包括不變工作臺(tái)的裝配自動(dòng)機(jī)，該不變工作臺(tái)的裝備可通過(guò)本發(fā)明的方法確定。
背景技術(shù)：
通常通過(guò)運(yùn)輸系統(tǒng)連接以及例如共同起作用以制造電子零件的多個(gè)裝配自動(dòng)機(jī)是裝配線。在例如用于給襯底裝配元件的裝配自動(dòng)機(jī)中，在側(cè)面在用于襯底的運(yùn)輸段處布置用于元件的輸送裝置。裝配自動(dòng)機(jī)的可通過(guò)定位系統(tǒng)移動(dòng)的裝配頭從所述輸送裝置拾取元件，將這些元件移動(dòng)到裝配自動(dòng)機(jī)的裝配區(qū)域(在該裝配區(qū)域中提供待裝配的襯底)，并且將所述元件放在襯底上。為了提供所述元件例如采用所謂的帶式供給裝置，該帶式供給裝置適用于運(yùn)輸和輸送放置在皮帶中的配件。該帶式供給裝置將存放在袋式凹處中的配件運(yùn)輸?shù)绞叭∥恢?，在該拾取位置處由裝配頭從皮帶袋中拾取配件。空皮帶在合適位置處離開(kāi)所述輸送裝置。這種輸送裝置由EP1374657 Bl公知。此外例如由電子器件制造公知把要在裝配線上制造的份額總結(jié)為裝備族 (RUstfamilien)。裝備族的所有份額分別用相同的線裝備制造。不變工作臺(tái)(konstante Tische)是在此固定安置和固定裝備的工作臺(tái)，其對(duì)該裝備族的所有裝備是相同的。不變工作臺(tái)的概念減小了改裝耗費(fèi)并且使得可以節(jié)省裝備設(shè)備。目前，不變工作臺(tái)的裝備通過(guò)分別具有單獨(dú)的策略的生產(chǎn)計(jì)劃者基于該生產(chǎn)計(jì)劃者的經(jīng)驗(yàn)以及或多或少通過(guò)試驗(yàn)(反復(fù)試驗(yàn)(trial-and-error))來(lái)確定。與此相聯(lián)系的時(shí)間耗費(fèi)非常高，并且結(jié)果通常并不令人滿意。在美國(guó)專利文獻(xiàn)US 6，829，514 B2中公開(kāi)了在裝配線中基于混合整數(shù)線性規(guī)劃 (Mixed Integer Linear Programming, MILP) Jfe-H5FiiiB^0

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種用于確定裝配自動(dòng)機(jī)的不變工作臺(tái)的裝備的方法，以便用盡可能少的裝備族達(dá)到最佳的生產(chǎn)量。該任務(wù)利用開(kāi)頭所述類型的方法根據(jù)本發(fā)明通過(guò)以下方式來(lái)解決，即基于輸入數(shù)據(jù)和輸入?yún)?shù)借助混合整數(shù)線性優(yōu)化來(lái)計(jì)算用于不變工作臺(tái)的裝備。不變工作臺(tái)是生產(chǎn)線、制造線或安裝線的傳送工作臺(tái)，其在改裝過(guò)程中可以不動(dòng)并且不必被改變。由此不變工作臺(tái)有助于優(yōu)化制造過(guò)程，因?yàn)楦难b耗費(fèi)減少并且可以節(jié)省裝備設(shè)備。空間和貯存需求也減小，因?yàn)楸仨殨簳r(shí)提供較少的可變工作臺(tái)(可變工作臺(tái)被理解為分配給裝配自動(dòng)機(jī)的站側(cè)(Stationsseite)的變換或傳送工作臺(tái)，其中裝備不必對(duì)所有裝備族都不變，而是變化，也就是可以被改變?？勺児ぷ髋_(tái)必須根據(jù)需要而更換。)。如果借助混合整數(shù)線性優(yōu)化(MILP)來(lái)計(jì)算用于不變工作臺(tái)的裝備，則可以一方面更快速地而另一方面以更高結(jié)果質(zhì)量地確定所述裝備。由此生產(chǎn)計(jì)劃者不必手動(dòng)地(基于其經(jīng)驗(yàn))或者用簡(jiǎn)單的表格計(jì)算程序(例如Excel)來(lái)計(jì)算用于不變工作臺(tái)的裝備，這一般通過(guò)試驗(yàn)(trial and error)和在大的時(shí)間耗費(fèi)下進(jìn)行?；诨旌险麛?shù)線性優(yōu)化(MILP)對(duì)于不變工作臺(tái)的裝備的數(shù)學(xué)計(jì)算和優(yōu)化為生產(chǎn)計(jì)劃者提供更好和更快的結(jié)果。本發(fā)明的一種有利的擴(kuò)展方案在于，作為用于計(jì)算所述裝備的輸入數(shù)據(jù)使用以下描述裝配基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)
-具有自由軌道(Spur)數(shù)量的工作臺(tái)， -不變工作臺(tái)的場(chǎng)所， -具有裝配位置數(shù)的元件， -每個(gè)元件的最大裝備數(shù)量， -元件對(duì)工作臺(tái)的可能分配， -元件在工作臺(tái)上的軌道需求，
-在由單個(gè)份額優(yōu)化確定的結(jié)果中對(duì)于每個(gè)裝配頭的時(shí)鐘時(shí)間和裝配位置數(shù)。由此可以專用地根據(jù)存在的裝配基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化不變工作臺(tái)的要通過(guò)混合整數(shù)線性優(yōu)化計(jì)算的裝備，因?yàn)樗挟?dāng)前的基礎(chǔ)設(shè)施參數(shù)在該計(jì)算時(shí)都被考慮。本發(fā)明的另一種有利擴(kuò)展方案在于，作為另一描述裝配基礎(chǔ)設(shè)施的、用于計(jì)算所述裝備的輸入數(shù)據(jù)預(yù)先給定最小時(shí)鐘時(shí)間極限。該輸入數(shù)據(jù)允許考慮不能比確定的時(shí)鐘時(shí)間少(unterbieten)(例如窯爐加熱時(shí)間(Ofenzeit))。本發(fā)明的另一種有利擴(kuò)展方案在于，作為可由使用者預(yù)先給定的、用于控制裝配的輸入?yún)?shù)使用以下參數(shù)
-不變工作臺(tái)的最大填充度； -可變工作臺(tái)的最大填充度；
-最大設(shè)定數(shù)(MaxSetup-Coimts)的所允許的提高的最大數(shù)量； -操作者的優(yōu)化策略。通過(guò)這些輸入?yún)?shù)可以由使用者有針對(duì)性地影響如最終在運(yùn)行中進(jìn)行的裝配方法。使用者例如可以通過(guò)要使用的優(yōu)化策略說(shuō)明作為目標(biāo)函數(shù)是否應(yīng)當(dāng)對(duì)集群數(shù) (Clusterzahl)(也就是裝備族)的最小化設(shè)置更多權(quán)重或者作為目標(biāo)函數(shù)是否應(yīng)當(dāng)對(duì)總生產(chǎn)時(shí)間(循環(huán)時(shí)間(Durchlaufzeit))的最小化設(shè)置更多權(quán)重。由此產(chǎn)生關(guān)于生產(chǎn)過(guò)程的高的、可由使用者有針對(duì)性影響的靈活性。本發(fā)明的另一種有利擴(kuò)展方案在于執(zhí)行以下方法步驟
基于所計(jì)算的用于不變工作臺(tái)的裝備確定裝備族。基于通過(guò)混合整數(shù)線性優(yōu)化獲得的不變工作臺(tái)裝備確定包含要制造的份額的裝備族，所述份額可以在使用不變工作臺(tái)的情況下生產(chǎn)。不變工作臺(tái)必須如此被裝備，使得所有預(yù)先給定的板(印刷電路板)都可用該不變工作臺(tái)生產(chǎn)。如果不行(這例如出于容量原因而可能完全是這種情況)，則實(shí)現(xiàn)故障消息。由此進(jìn)行對(duì)生產(chǎn)的進(jìn)一步優(yōu)化。不變工作臺(tái)的裝配例如能以找到盡可能少的裝備族為目標(biāo)。本發(fā)明的另一種有利擴(kuò)展方案在于執(zhí)行以下方法步驟
對(duì)于每個(gè)裝備族確定在裝配線中剩余工作臺(tái)的裝備。由此確定生產(chǎn)線的剩余可變工作臺(tái)的裝備。由此可以對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行總體的優(yōu)化。本發(fā)明的另一種有利擴(kuò)展方案在于一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)， 該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)在程序控制的裝置(例如計(jì)算機(jī)或工業(yè)PC)上促使執(zhí)行上述本發(fā)明的方法。由此，本發(fā)明的方法可以計(jì)算機(jī)支持地執(zhí)行并且作為產(chǎn)品例如可以作為在CD、DVD或其它存儲(chǔ)介質(zhì)(例如USB棒)上的程序被推銷(vertreilDbar)。此外，所述任務(wù)通過(guò)一種裝配自動(dòng)機(jī)解決，該裝配自動(dòng)機(jī)包括不變工作臺(tái)，其中預(yù)先給定該不變工作臺(tái)在裝配線中的所在地，其中不變工作臺(tái)的裝備在該裝配線的所有裝備族中使用，其中裝備族包括在同一裝備內(nèi)制造的份額的集合，其中根據(jù)按照權(quán)利要求ι至5 的方法確定用于不變工作臺(tái)的裝備。根據(jù)上述方法包括具有裝備的不變工作臺(tái)的裝配自動(dòng)機(jī)可以在生產(chǎn)線中使用，例如用于節(jié)省改裝。


本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示出以及在下面得到解釋。在此
圖1示出具有兩個(gè)裝配自動(dòng)機(jī)的裝配線的示例性擴(kuò)展方案。
具體實(shí)施例方式圖1示出具有兩個(gè)裝配自動(dòng)機(jī)BAl和BA2的裝配線BL的示例性擴(kuò)展方案，所述兩個(gè)裝配自動(dòng)機(jī)布置在運(yùn)輸系統(tǒng)TS (例如傳送帶)處。裝配自動(dòng)機(jī)BAl由4個(gè)傳送工作臺(tái)01，02，￥11，￥12組成，其中兩個(gè)是可變工作臺(tái)VT1，VT2，并且兩個(gè)是不變工作臺(tái)KT1，KT2。此外，裝配自動(dòng)機(jī)BAl由4個(gè)分別為CP20 類型的裝配頭BK1-BK4組成。裝配自動(dòng)機(jī)BA1，BA2的裝配頭BK1-BK8從輸送裝置觀1，觀2 拾取元件，并且將這些元件移動(dòng)到裝配自動(dòng)機(jī)BA1，BA2的裝配區(qū)域，在該裝配區(qū)域提供待裝配的襯底(例如在SMD制造時(shí)基板)，并且將所述元件放在襯底上。裝配頭BK1-BK8通?？赏ㄟ^(guò)定位系統(tǒng)移動(dòng)。作為用于提供元件的輸送裝置觀1，觀2，例如可以采用所謂的帶式供給裝置。同樣在提供基板的運(yùn)輸系統(tǒng)TS處布置具有兩個(gè)可變工作臺(tái)VT3，VT4和兩個(gè)不變工作臺(tái)KT3，KT4的裝配自動(dòng)機(jī)BA2。此外，裝配自動(dòng)機(jī)BA2由4個(gè)分別為CP12 類型的裝配頭BK5-BK8組成。在圖1中示例性示出可變工作臺(tái)VT2和VT4具有輸送裝置ZEl或觀2，以提供待裝配的元件(例如芯片，晶體管等)。在(例如用于電子部件的)SMD制造中，為了裝配印刷電路板(襯底)而使用裝配自動(dòng)機(jī)BA1，BA2，所述裝配自動(dòng)機(jī)借助裝配頭BK1-BK8將元件從輸送裝置觀1，ZE2安放到印刷電路板上。所述印刷電路板(板)在裝配自動(dòng)機(jī)BAl，BA2處通過(guò)運(yùn)輸系統(tǒng)TS提供。通常(例如在電子器件制造(Elektronikfertigung)中)把要在裝配線上制造的份額總結(jié)為裝備族。裝備族的所有份額分別用相同的線裝備制造。不變工作臺(tái)KT1-KT4是固定安置和固定裝備的工作臺(tái)，其對(duì)裝備族(集群 (Cluster))的所有裝備是相同的。由此可以減小改裝耗費(fèi)并且可以節(jié)省裝備設(shè)備。由此，不變工作臺(tái)KT1-KT4被理解為分配給裝配自動(dòng)機(jī)的站側(cè)(場(chǎng)所)的變換或傳送工作臺(tái)，該變換或傳送工作臺(tái)被分配給裝配線和具有所屬件數(shù)的份額集合B (配方)，并且其裝備對(duì)所有只包含來(lái)自B的份額的集群(也就是裝備族)是相同的。對(duì)于不變工作臺(tái)的裝備，優(yōu)先選擇在很多份額中需要的元件?？勺児ぷ髋_(tái)VT1-VT4被理解為分配給裝配自動(dòng)機(jī)的站側(cè)的變換或傳送工作臺(tái)，其中裝備不必對(duì)所有裝備族都是不變的，而是變化，也就是可以被改變。可變工作臺(tái)VT1-VT4 必須根據(jù)需求更換。這意味著改裝耗費(fèi)。此外，可變工作臺(tái)VT1-VT4必須準(zhǔn)備用于變換，這導(dǎo)致對(duì)貯存空間的高需求。與不變工作臺(tái)KT1-KT4關(guān)聯(lián)的典型情景(使用情況)是，對(duì)于給定的裝配線確定具有所屬件數(shù)的份額集合(配方)以及不變工作臺(tái)KT1-KT4的給定集合、不變工作臺(tái)KT1-KT4 的裝備、給定板類型集合的集群以及所屬的集群裝備。在此，在形成該集群和該集群的裝備時(shí)考慮不變工作臺(tái)KT1-KT4的裝備。本發(fā)明方法的任務(wù)是計(jì)算用于不變工作臺(tái)KT1-KT4的裝備。在此目標(biāo)是如此確定這些裝備，使得在對(duì)于給定的份額集合的集群數(shù)方面或在生產(chǎn)時(shí)間方面通過(guò)后續(xù)的方法步驟達(dá)到針對(duì)好的結(jié)果。數(shù)學(xué)背景
用于確定不變工作臺(tái)KT1-KT4的裝備的方法基于整數(shù)線性優(yōu)化(Integer Linear Programming(整數(shù)線性規(guī)劃))或混合整數(shù)線性優(yōu)化(Mixed Integer Linear Programming, MILP)的數(shù)學(xué)方法。在整數(shù)線性優(yōu)化中通過(guò)變量集合(整數(shù)地或連續(xù)地)描述對(duì)所基于的問(wèn)題的容許的解，所述變量滿足線性不等式和等式的集合。該目標(biāo)準(zhǔn)則同樣通過(guò)可以最大化或最小化的線性表達(dá)式表達(dá)。線性優(yōu)化是在數(shù)學(xué)優(yōu)化領(lǐng)域上的主要方法之一，并且致力于在通過(guò)線性等式和不等式限制的集合上優(yōu)化線性目標(biāo)函數(shù)。該線性優(yōu)化是(混合)整數(shù)線性優(yōu)化的求解方法的基石出。用于整數(shù)線性優(yōu)化問(wèn)題的解算器(有利地實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)程序)在所有容許的變量分配下計(jì)算在目標(biāo)函數(shù)意義下最佳的分配。整數(shù)線性優(yōu)化是全局優(yōu)化方式，模型可以很容易匹配并且存在非常好的標(biāo)準(zhǔn)解算器(例如商業(yè)計(jì)算機(jī)程序，如Cplex 或Xpress )，所述標(biāo)準(zhǔn)解算器在很多實(shí)際應(yīng)用中已得以證明。整數(shù)線性優(yōu)化的其它優(yōu)點(diǎn) ■全局優(yōu)化方式
■可容易擴(kuò)展
■對(duì)于所確定的解已知該解離最佳解最大有多遠(yuǎn)。模型
本發(fā)明的方法具有多個(gè)目標(biāo)準(zhǔn)則，這些目標(biāo)準(zhǔn)則的目的是如此裝備不變工作臺(tái) KT1-KT4，使得下極的以此為基礎(chǔ)的方法
目標(biāo)準(zhǔn)則1 找到具有盡可能少的裝備族的解(在給定不變工作臺(tái)的情況下確定集群數(shù)量(裝備族的數(shù)量))，或
目標(biāo)準(zhǔn)則2 在所有工作臺(tái)的線平衡(針對(duì)其余的工作臺(tái)確定每個(gè)集群(裝備族)的裝備以及確定份額的時(shí)鐘時(shí)間)時(shí)達(dá)到盡可能好的生產(chǎn)時(shí)間。
各個(gè)目標(biāo)準(zhǔn)則被加權(quán)和線性組合。在此，目標(biāo)準(zhǔn)則1或2只能被近似考慮例如最小化對(duì)要預(yù)期的集群數(shù)的下極限，并且試圖在不變工作臺(tái)KT1-KT4上也放置配件，所述配件允許多次安置以便如此為線平衡器給予靈活性。用于確定最小集群數(shù)量(目標(biāo)準(zhǔn)則1)或用于線平衡所有工作臺(tái)以達(dá)到好的生產(chǎn)時(shí)間(目標(biāo)準(zhǔn)則2)的方法有利地通過(guò)計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行?？蛇x地，緊接在確定不變工作臺(tái)KT1-KT4的裝備之后執(zhí)行用于所獲得的不變工作臺(tái)的線平衡。由此優(yōu)化不變工作臺(tái)KT1-KT4的設(shè)置，對(duì)于目標(biāo)準(zhǔn)則1或目標(biāo)準(zhǔn)則2的步驟由此可以更精確和更快速地執(zhí)行。對(duì)于目標(biāo)準(zhǔn)則2來(lái)說(shuō)，可以預(yù)期解(生產(chǎn)時(shí)間)的更高質(zhì)量。通過(guò)線性等式和不等式以及整數(shù)性條件建模的最重要的約束如下
1.遵守不變工作臺(tái)KT1-KT4的預(yù)先給定的容量；
2.對(duì)最小集群來(lái)說(shuō)以及對(duì)所有未包含在該最小集群中的份額來(lái)說(shuō)在考慮不變工作臺(tái)的裝備的情況下必須可進(jìn)行裝備；
3.對(duì)于每個(gè)不變工作臺(tái)KT1-KT4來(lái)說(shuō)，從安置在那里的配件中在考慮潛在多次安置的情況下得出在那里所裝配的配件的最大數(shù)和最小數(shù)。由此得出的近似的生產(chǎn)時(shí)間不允許與在單個(gè)份額情況下的生產(chǎn)時(shí)間相差太遠(yuǎn)(極限)；
4.潛在多次安置的數(shù)不應(yīng)當(dāng)太大(極限)。在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中可能還需要匹配模型。在該模型中，在將元件分配給裝配線的工作臺(tái)時(shí)認(rèn)為，不變工作臺(tái)具有簡(jiǎn)單的容量，而可變工作臺(tái)具有無(wú)限的容量。^A(Input)
用于確定不變工作臺(tái)KT1-KT4的裝備的方法接受輸入數(shù)據(jù)(用于描述所基于的基礎(chǔ)設(shè)施)和輸入?yún)?shù)(用于控制該方法)。用于該方法的輸入數(shù)據(jù)是
-線描述(自動(dòng)機(jī)，頭，工作臺(tái)，固定裝備的配件)， -不變工作臺(tái)的集合， -包括份額尺寸在內(nèi)的所有份額的集合， -配件類型的集合(容許的頭，軌道寬度，最大設(shè)定數(shù))， -最小集群的集合，
-下時(shí)鐘時(shí)間極限(時(shí)鐘時(shí)間，例如反正不能不超過(guò)的窯爐時(shí)鐘時(shí)間)， -對(duì)于每個(gè)頭和每個(gè)份額，固定時(shí)間，
-對(duì)于每個(gè)份額或最小集群，在單個(gè)份額優(yōu)化時(shí)的總生產(chǎn)時(shí)間，
-對(duì)于每個(gè)份額或最小集群以及每個(gè)頭，在單個(gè)份額優(yōu)化時(shí)的裝配時(shí)間，
-對(duì)于每個(gè)份額或最小集群以及每個(gè)頭，在單個(gè)份額優(yōu)化時(shí)由該頭設(shè)置的裝配位置的數(shù)?？梢杂墒褂谜哂脕?lái)影響所述方法的輸入?yún)?shù)是 -針對(duì)不變工作臺(tái)KT1-KT4的最大填充度，
-針對(duì)可變工作臺(tái)VT1-VT4的最大填充度， -最大設(shè)定數(shù)的容許提高的最大數(shù)量，-用于該方法的策略(算法策略)操作者說(shuō)明在目標(biāo)函數(shù)中是否應(yīng)當(dāng)對(duì)線平衡的靈活性(以及由此對(duì)更少的生產(chǎn)時(shí)間)設(shè)置更多權(quán)重或者對(duì)集群數(shù)的最小化設(shè)置更多權(quán)重。可能的值
a)對(duì)集群數(shù)的最小化的更多權(quán)重，
b)優(yōu)化的重點(diǎn)到集群數(shù)和總生產(chǎn)時(shí)間上的協(xié)調(diào)分布，
c)對(duì)總生產(chǎn)時(shí)間的最小化的更多權(quán)重； -最小時(shí)鐘時(shí)間
該參數(shù)允許考慮不能比確定的時(shí)鐘時(shí)間少(例如窯爐加熱時(shí)間)， -線平衡器對(duì)于每個(gè)份額用于在不變工作臺(tái)KT1-KT4內(nèi)平衡所使用的時(shí)間(參見(jiàn)目標(biāo)準(zhǔn)則2)。在用于確定不變工作臺(tái)的裝備的方法中，輸入?yún)?shù)的以下默認(rèn)值證明是有利的 -可變工作臺(tái)的最大填充度95%，
-不變工作臺(tái)的最大填充度100%，(如果使用者在確定了不變工作臺(tái)的裝備之后為所獲得的不變工作臺(tái)執(zhí)行線平衡則可能更低)，
-算法策略將優(yōu)化的重點(diǎn)到集群數(shù)和總生產(chǎn)時(shí)間上的協(xié)調(diào)分布， -最小時(shí)鐘時(shí)間0s，
-線平衡器對(duì)于每個(gè)份額用于在不變工作臺(tái)KT1-KT4內(nèi)平衡所使用的時(shí)間lmin(—分鐘)。不變工作臺(tái)或可變工作臺(tái)的最大容許填充度越小，趨于產(chǎn)生越多的集群(其中當(dāng)然根據(jù)數(shù)據(jù)情況，最大容許填充度的適度減小不必須直接導(dǎo)致集群數(shù)的提高)。更多的集群趨于導(dǎo)致線平衡器的更多靈活性并由此導(dǎo)致更少的裝配時(shí)間。如果在不變工作臺(tái)KT1-KT4內(nèi)不進(jìn)行優(yōu)化(在確定了不變工作臺(tái)的裝備之后的可選步驟)，則限制不變工作臺(tái)的填充度的優(yōu)點(diǎn)對(duì)顧客來(lái)說(shuō)僅能在當(dāng)稍后插入要新添加的產(chǎn)品時(shí)更大的靈活性方面看到。如果在不變工作臺(tái)內(nèi)優(yōu)化，則對(duì)線平衡器來(lái)說(shuō)所獲得的靈活性可能是有利的。在一些情形下，為了達(dá)到好的生產(chǎn)時(shí)間可能需要比通過(guò)使用者(顧客)的最大設(shè)定數(shù)所容許地更頻繁地安置各個(gè)配件類型。如果顧客同意在單個(gè)情況下通過(guò)本發(fā)明的方法可以提高最大設(shè)定數(shù)，則該顧客可以預(yù)先給定這最大允許多頻繁地進(jìn)行。通過(guò)輸入“0”值，一般可以防止最大設(shè)定數(shù)的提高。(本發(fā)明的方法將提高的數(shù)量最小化，因此不比需要地更頻繁地超過(guò)最大設(shè)定數(shù)。)。本發(fā)明方法的目標(biāo)函數(shù)是多準(zhǔn)則的(參見(jiàn)目標(biāo)準(zhǔn)則1，目標(biāo)準(zhǔn)則2)。各個(gè)準(zhǔn)則具有權(quán)重，顧客能在有限的程度上通過(guò)輸入?yún)?shù)影響所述權(quán)重。輸出(Output) 本發(fā)明的方法
-對(duì)每個(gè)不變工作臺(tái)提供分配給所述不變工作臺(tái)的配件類型的集合， -提供應(yīng)當(dāng)分別提高最大設(shè)定數(shù)所針對(duì)的配件類型的集合， -提供故障消息，如果有的話。Performance)
整數(shù)線性優(yōu)化首先用于解決組合的優(yōu)化問(wèn)題，這些優(yōu)化問(wèn)題屬于NP嚴(yán)重的問(wèn)題類別，其中不變工作臺(tái)KT1-KT4的裝備確定的當(dāng)前問(wèn)題也屬于所述類別。從理論的觀點(diǎn)來(lái)看，對(duì)于NP嚴(yán)重的問(wèn)題不能進(jìn)行令人滿意的、可靠的運(yùn)行時(shí)間說(shuō)明。本方法的運(yùn)行時(shí)間基本上取決于配件類型對(duì)不變工作臺(tái)KT1-KT4的可能分配的數(shù)量(變量數(shù)的數(shù)量級(jí))，但是也取決于具體的問(wèn)題結(jié)構(gòu)。從實(shí)際的觀點(diǎn)來(lái)看，迄今得出的經(jīng)驗(yàn)在優(yōu)化不同工廠的不變工作臺(tái)KT1-KT4的裝備時(shí)表明，本方法一般快速和可靠地工作。 對(duì)數(shù)量級(jí)和結(jié)構(gòu)都位于要預(yù)期的范圍內(nèi)的實(shí)體(Instanzen)的解。在來(lái)自項(xiàng)目之一(大約 1300個(gè)配件類型，5個(gè)不變工作臺(tái))的示例中，用于本方法的運(yùn)行時(shí)間為幾分鐘，該方法通過(guò)在市場(chǎng)上常見(jiàn)的個(gè)人計(jì)算機(jī)或工業(yè)PC上的計(jì)算機(jī)程序來(lái)實(shí)施。不變工作臺(tái)KT1-04在裝配線BL中的分量越大，該線在不變工作臺(tái)KT1-04內(nèi)的好的均衡(Austaktimg)就越重要。如果需要，可以借助線平衡器改善不變工作臺(tái)KT1-KT4 的均衡?？赡馨l(fā)生的是，由于問(wèn)題結(jié)構(gòu)不可能的是，裝備預(yù)先給定的不變工作臺(tái)，而不例如出于容量原因失去一個(gè)或多個(gè)份額或最小集群的可行性。在這種情況下該方法不能找到解決方案。在這種情況下進(jìn)行對(duì)調(diào)用程序的提示，即該問(wèn)題不能被解決。不變工作臺(tái)KT1-KT4的概念和用于確定不變工作臺(tái)KT1-KT4的裝備的方法與所使用的安裝技術(shù)無(wú)關(guān)。從而利用通孔安裝技術(shù)(Through-Hole Technology，簡(jiǎn)寫成THT)、 利用表面安裝技術(shù)(Surface-Mounting Technology，簡(jiǎn)寫成SMT)或者利用混合技術(shù)將元件施加在裝配自動(dòng)機(jī)中的印刷電路板(板)上。在表面安裝技術(shù)中，將元件平面地安裝在襯底上并且將電端子與印制導(dǎo)線連接。平面地安裝在表面上的元件稱為“表面安裝器件 (Surface Mount Devices)，，(SMD)0實(shí)現(xiàn)
用于確定不變工作臺(tái)的本發(fā)明方法可以作為計(jì)算機(jī)程序以常用的編程語(yǔ)言(例如C++， Java等)實(shí)施，并且在具有輸入/輸出單元、處理器和存儲(chǔ)單元的常用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(例如工業(yè)PC，工作站等)上執(zhí)行。此外有利的是，本發(fā)明的方法作為軟件程序存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(軟盤，DVD,⑶，USB棒，存儲(chǔ)卡等)上。由此本發(fā)明的方法可以非常容易地作為產(chǎn)品被推銷。原則上該產(chǎn)品還可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)分發(fā)或推銷。用于在固定地預(yù)先給定的工作臺(tái)場(chǎng)所處基于描述裝配基礎(chǔ)設(shè)施的輸入數(shù)據(jù)以及可由操作者或使用者預(yù)先給定的輸入?yún)?shù)借助混合整數(shù)線性優(yōu)化來(lái)確定在裝配線中裝配自動(dòng)機(jī)的不變工作臺(tái)的裝備的方法。該方法可以與所使用的安裝技術(shù)(例如通孔安裝技術(shù)， 表面安裝技術(shù)或者混合技術(shù))無(wú)關(guān)地使用。如果在其上加建(aufsetzen)其它方法，例如用于形成裝備族的集群方法或用于優(yōu)化時(shí)鐘時(shí)間的線平衡，則有利地可以使用該方法。
權(quán)利要求
1.用于在固定地預(yù)先給定的工作臺(tái)場(chǎng)所處確定在裝配線(BL)中裝配自動(dòng)機(jī)(BA1， BA2)的不變工作臺(tái)(KT1-KT4)的裝備的方法，其中不變工作臺(tái)(KT1-KT4)的裝備在所有裝備族中被使用，其中裝備族包括在裝備內(nèi)制造的份額的集合，其特征在于，基于輸入數(shù)據(jù)和輸入?yún)?shù)借助混合整數(shù)線性優(yōu)化來(lái)計(jì)算不變工作臺(tái)(KT1-KT4)的裝備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，作為用于計(jì)算所述裝備的輸入數(shù)據(jù)使用以下描述裝配基礎(chǔ)設(shè)施(BL，BAl, BA2, TS, KT1-KT4，VT1-VT4，BK1-BK8)的數(shù)據(jù)-具有自由軌道數(shù)量的工作臺(tái)， -不變工作臺(tái)(KT1-KT4)的場(chǎng)所， -具有裝配位置數(shù)的元件， -每個(gè)元件的最大裝備數(shù)量， -元件對(duì)工作臺(tái)的可能分配， -元件在工作臺(tái)上的軌道需求，-在由單個(gè)份額優(yōu)化確定的結(jié)果中對(duì)于每個(gè)裝配頭(BK1-BK8)的時(shí)鐘時(shí)間和裝配位置數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，作為另一描述裝配基礎(chǔ)設(shè)施 (BL, BAl, BA2, TS, KT1-KT4, VT1-VT4, BK1-BK8)的、用于計(jì)算所述裝備的輸入數(shù)據(jù)預(yù)先給定最小時(shí)鐘時(shí)間極限。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，作為可由使用者預(yù)先給定的、用于控制裝配的輸入?yún)?shù)使用以下參數(shù)-不變工作臺(tái)(KT1-KT4)的最大填充度； -可變工作臺(tái)(VT1-VT4)的最大填充度； -最大設(shè)定數(shù)的所允許的提高的最大數(shù)量； -操作者的優(yōu)化策略。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括以下步驟 基于所計(jì)算的用于不變工作臺(tái)(KT1-KT4)的裝備確定裝備族。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括以下步驟 對(duì)于每個(gè)裝備族在裝配線(BL)中確定剩余工作臺(tái)的裝備。
7.計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在程序控制的裝置上促使執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1 至6之一所述的方法。
8.計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括當(dāng)在合適的計(jì)算機(jī)上執(zhí)行時(shí)使計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至 6之一所述的方法的指令。
9.裝配自動(dòng)機(jī)(BA1，BA2)，包括不變工作臺(tái)(KT1-KT4)，其中預(yù)先給定不變工作臺(tái) (KT1-KT4)在裝配線(BL)中的所在地，其中不變工作臺(tái)(KT1-KT4)的裝備在該裝配線的所有裝備族中被使用，其中所述裝備族包括在同一裝備內(nèi)制造的份額的集合，其中根據(jù)按照權(quán)利要求1至6所述的方法確定不變工作臺(tái)(KT1-KT4)的裝備。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在固定地預(yù)先給定的工作臺(tái)場(chǎng)所處基于描述裝配基礎(chǔ)設(shè)施的輸入數(shù)據(jù)以及可由操作者或使用者預(yù)先給定的輸入?yún)?shù)借助混合整數(shù)線性優(yōu)化來(lái)確定在裝配線中裝配自動(dòng)機(jī)的不變工作臺(tái)的裝備的方法。該方法可以與所使用的安裝技術(shù)(例如通孔安裝技術(shù)，表面安裝技術(shù)或者混合技術(shù))無(wú)關(guān)地使用。如果在其上加建其它方法，例如用于形成裝備族的集群方法或用于優(yōu)化時(shí)鐘時(shí)間的線平衡，則可以有利地使用該方法。
文檔編號(hào)H05K13/08GK102356707SQ201080012121
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者普法芬格 A., 羅耶 C., 鮑爾 P. 申請(qǐng)人:西門子公司