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CN110892801A - 用于在装配线上通行时间优化地生产电路板的方法和控制装置 - Google Patents

用于在装配线上通行时间优化地生产电路板的方法和控制装置 Download PDF

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CN110892801A
CN110892801A CN201780093061.9A CN201780093061A CN110892801A CN 110892801 A CN110892801 A CN 110892801A CN 201780093061 A CN201780093061 A CN 201780093061A CN 110892801 A CN110892801 A CN 110892801A
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Abstract

本发明要求保护一种用于在装配线上通行时间优化地生产电路板的方法，其中电路板分别具有在生产中的周期时间并且被分成组或集群，其中集群分别借助于装备制造，其中装备通过可施加在装配线上的交换工作台来实现，所述交换工作台分别具有至少一个输送装置，以准备好器件的储备，其中每种装备需要的交换工作台的量称作为交换工作台组，其中方法包括如下步骤：a）检测集群的量；b）检测空的交换工作台组的数量；c）检测用于创建用于集群的装备的相应的持续时间；d）检测在一个集群之内的电路板的数量；e）求取在一个集群之内的电路板的累积的周期时间，其中所求取的结果对应于集群的生产持续时间；f）选择将交换工作台用于在预装配区域中装配的顺序，目标是避免在生产中的等待时间，在所述生产中将相同的交换工作台用于生产电路板；g）根据各个电路板的周期时间以升序来确定电路板的顺序；h）在考虑所选择的用于使用交换工作台组的顺序的条件下优化集群的顺序；i）其中最小化全部集群中的电路板的平均通行时间；j）借助于电路板和其集群的确定的和优化的顺序来执行电路板的生产。

Description

用于在装配线上通行时间优化地生产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装配线上通行时间优化地生产电路板的方法。此外，本发明涉及一种用于装配系统或生产线或安装线的控制装置，所述装配系统或生产线或安装线用于用器件或构件装配电路板或组件。此外，本发明涉及一种计算机程序产品。
背景技术
尤其在电子装置生产的领域中，在SMT装配线上通过表面安装（surface mountedtechnology，SMT）制造要生产的电路板或组件。具有产品名SIPLACE的SMT自动装配机（pickand place，拾取和放置）和系统的制造商例如是公司ASM（http://www.siplace.com/en/Home）。
多个自动装配机为装配线，所述自动装配机通常通过运输系统连接，并且所述自动装配机例如为了制造或生产（电子）构件或电路板而共同作用。
例如在用器件装配组件的自动装配机中，在组件的运输路段的侧面布置器件的输送设备的交换工作台。
交换工作台分别包括多个输送装置。每个输送装置准备好预先确定器件类型的器件的储备。对于器件而言，输送装置具有容纳能力（安置容量），所述容纳能力通常以轨道或轨道容量表达。
每个输送装置可以被配置用于准备好不同的器件，并且通常可以将不同的输送装置安置在交换工作台上。如果在确定的自动装配机上需要一个器件类型的器件，所述器件类型不存在于任一个交换工作台中，那么通常不给所安置的交换工作台之一配备所需的器件，而是完全更换成其他的、相应地装配的交换工作台。利用器件加装要交换的交换工作台称为预装备，并且可能需要在小时范围内的处理时间。
此外，例如从电子装置制造中已知的是，总结装备系列中的要在装配线上制造的批次。装备系列的全部批次分别借助相同的装备线完成。装备系列、也称为集群包括可以在一次装备之内完成的一定量的批次。装备系列的全部组件因此可以依次在没有改装的情况下在装配线上制造。在此，每个组件在生产或制造时具有例如为单位时间1、2、3等的周期时间。
在观察图1时示出具有2个自动装配机的130的装配线110。能够考虑在装配线110上的另一个这种自动装配机。那么在装配线上三个这种自动装配机的情况下，如果在自动装配机10上的一个组件的周期时间为10秒，那么在装配线30结束时的电路板120的生产时间为30秒。周期时间因此表达，每10秒就有另一个组件在装配线的结束处制造出来。
装备可以在一个或多个装备工作台上保持，所述装备工作台可以容易地在自动装配机上更换。然而，装备工作台加装有预先确定的器件类型的器件——如在上文中已经描述的那样——是耗费的。装备因此通常在固定装备和可变装备中区分，其中固定装备工作台被设置成，其器件类型组成在预先确定的规划时间段中保持，而可变装备工作台可能在规划时间段之内改装。
在规划开始直至实施的短暂的规划周期之内在SMT装配线处的典型的装备运行如下表现：短暂的规划时间段的持续时间通常在一天和五天之间。在规划周期开始时，生产规划者通常从EDV系统中获取新的生产订单。但是所述生产规划者也还具有前一周期中的老的尚未规划的生产订单的剩余量。如果可能，订单借助现有的固定装备生产。对于剩余，创建可变的装备（也称为可变装备）。
在借助有源装备在装配线上装配期间，在预装备区域中已经准备在针对可变装备够用的交换工作台组上的下一装备。每次装备需要的交换工作台的量在此称作为交换工作台组。如果准备持续时间过长，那么出现装配线的停止时间。
用于从一个装备系列到另一装备系列的装备变换的改装过程引起典型为30分钟的停止时间。
停止时间减小在装配线上的通过量从而应一定避免。
在实践中，可变装备通常借助集群工具、诸如SiCluster来创建。在预装备区域中的以时间顺序排列的装备顺序那时由生产规划者手动地创建。
从PCT/EP2017/051997中已经提出一种方法或一种控制装置，所述方法或控制装置优化在装配线上的通过量。
通过量不是用于装配线的运行的唯一重要的特征参数。另一特征参数是通行时间，所述通行时间是数值流理论/精益生产中的中心变量。
通行时间在关于订单的所述领域中包括从交付给生产区域直至完成的时间段。各个组件/电路板的通行时间理解成从将相应的生产订单交付给生产区域直至完成的时间段。
属于通行时间的分量不仅有在各个自动装配机上的纯的生产时间，而且有（改）装备和运输时间。此外，在自动装配机之前的等待时间（以及可能在最后的装配之后的最终等待时间）形成通行时间的主要组成部分（部分地直至90%）。
Little定律提供通过量和通行时间之间的关联关系（http://www.wirtschaftslexikon24.com/d/littleschesgesetz/littlesches-gesetz.htm）：
Figure 765072DEST_PATH_IMAGE001
其中：
DLZ：平均通行时间[时间]
WIP：生产系统中的部件的平均储量（过程进行中的工作）[件]
通过量：离开生产系统的部件的平均生产率[件/时间]
由于通过量最大化（等待时间的降低）通行时间也降低。
然而，在通过量保持不变的情况下，通过附加的优化可以降低通行时间从而降低库存。
发明内容
本发明的目的是，改进在装配线上的通行时间。
所述目的通过独立权利要求来实现。有利的改进方案是从属权利要求的主题。
本发明要求保护一种用于在装配线上通行时间优化地生产电路板的方法，其中电路板分别具有在生产中的周期时间并且被分成组，所述组称作为集群，其中集群分别借助于装备生产，其中装备通过可安置在装配线上的交换工作台实现，所述交换工作台分别具有用于准备好器件的储备的至少一个输送装置，其中每种装备需要的交换工作台的量称作为交换工作台组，并且空的交换工作台组具有如下交换工作台，所述交换工作台的输送装置在如下条件下是空的：
- 装备暂时加装在空的交换工作台组上并且在通过其装配生产电路板之后拆除，和
- 交换工作台组中的一个在其完全在预装备区域中加装之后才可以在生产中使用，并且当借助交换工作台组执行的生产结束并且交换工作台组在预装备区域中再次拆除时，所述交换工作台组才可以再次加装，
- 其中所述方法包括如下步骤：
a）检测集群的量，
b）检测空的交换工作台组的数量
c）检测用于创建用于集群的装备的相应的持续时间，
d）检测在一个集群之内的电路板的数量，
e）求取在一个集群之内的电路板的累积的周期时间，其中所求取的结果对应于一个集群的生产持续时间，
f）选择将交换工作台组用于在预装备区域中装备的顺序，目标是避免在生产中的等待时间，在所述生产中相同的交换工作台组用于生产电路板，
g）根据各个电路板的周期时间以升序确定在一个集群之内的电路板的顺序，
h）在考虑所选择的用于使用所述交换工作台组的顺序的条件下优化所述集群的顺序，
i）其中最小化全部（检测的）集群中的电路板的平均通行时间，
j）借助于电路板和其集群的确定的和优化的顺序来执行电路板的生产。
为了最小化集群的电路板的平均通行时间，需要使全部集群中一个集群的电路板的数量与该集群的开始时间点的乘积的总和最小化。
空的交换工作台通常具有未装备的或尚未装备的交换工作台。输送装置在此是空的并且未装备有用于装配的构件。
交换工作台组在此可以分别在时间顺序中的如下位置处关联，在所述位置中，交换工作台组在预装备区域中装备并且以相同的时间顺序在生产中使用或者应用。
本发明的一个改进方案规定，附加地检测改装时间并且在生产持续时间中考虑所述改装时间，所述改装时间由于在从一种装备过渡到另一装备时变换交换工作台组产生。
优选地，上述步骤h）和i）的计算或优化借助于混合整数线性优化来执行。用于混合整数线性优化的一个可能的模型在下文中阐述的实施例中详细描述。
可以使用不同类型的装备，其中第一类型对应于固定装备，所述固定装备在一次装备之后保持不变并且在生产之前不拆除和加装，以及对于每个固定装备设有一个交换工作台组，其中第二类型对应于可变装备（V1，……，V10），所述可变装备可根据上述权利要求改变并且为所述可变装备设有至少一个交换工作台组，并且其中每个集群的电路板借助所述类型中的可预设类型的装备来生产。
为了改进通过量，在生产中在具有可变装备的集群之间可以将一个或多个具有固定装备的集群移动到其之间。具有固定装备的集群可以被分开并且多次引入到所述集群的顺序中。此外，具有固定装备的集群可以在开始时和/或在结束时引入到集群的顺序中。
本发明的一个改进方案规定，为了使所述集群的电路板的平均通行时间最小化，考虑成本函数，其中成本函数可以表达电路板的库存成本。
本发明带来如下优点，电路板生产中的通过量和通行时间都可以提高。关于一个集群之内的电路板和关于所提及的位置的上述顺序的优化的计算或求取是可能的，由此尤其也实现在生产规划中的自动化支持。
本发明的另一方面是一种控制装置，尤其用于在装配线（110）上通行时间优化地生产电路板（120），其中电路板分别具有在生产中的周期时间并且被分成组，所述组称作为集群，其中集群（175）分别借助于装备生产，其中所述装备可通过可安置在所述装配线上的交换工作台（140）实现，所述交换工作台分别具有用于准备好器件（155）的储备的至少一个输送装置（150），其中每种装备需要的交换工作台的量称作为交换工作台组并且空的交换工作台组具有如下交换工作台，所述交换工作台的输送装置在如下条件下是空的：
- 装备暂时加装在空的交换工作台组上并且在通过其装配生产电路板之后可拆除，和
- 所述交换工作台组中的一个在其完全在预装备区域中加装之后才可以在生产中使用，并且当借助所述交换工作台组执行的生产结束并且所述交换工作台组在所述预装备区域中再次拆除时，所述交换工作台组才可以再次加装，
- 其中所述控制单元具有如下检测装置：
a）检测集群的量的检测装置，
b）检测空的交换工作台组的数量的检测装置，
c）检测用于创建用于集群的装备的相应的持续时间的检测装置，
d）检测在一个集群之内的电路板的数量的检测装置，
e）求取在一个集群之内的所述电路板的累积的周期时间的机构，其中所求取的结果对应于一个集群的生产持续时间，
f）选择将所述交换工作台组用于在预装备区域中装备的顺序的机构，目标是避免在生产中的等待时间，在所述生产中可使用相同的交换工作台组来生产所述电路板，
g）根据各个电路板的周期时间以升序确定在一个集群之内的电路板的顺序的机构，
h）在考虑所选择的用于使用所述交换工作台组的顺序的条件下优化所述集群的顺序的机构，
i）其中最小化全部（检测的）集群中的所述电路板的平均通行时间，和
j）借助于所述电路板和其集群的确定的和优化的顺序来执行所述电路板的生产的机构。
控制装置可以设置用于执行上述方法的机构和/或单元或装置和/或模块，它们分别可以以硬件方式和/或固件方式和/或软件方式或作为计算机程序或计算机程序产品表现。所述装置或机构可以单独地本身或组合地在一个或多个单元中实现。
控制装置可以如上述方法那样相应地改进。
本发明的另一方面可以是装配系统，所述装配系统具有这种根据本发明的控制装置。
所述装配系统可以是设施的一部分。
所述设施的特征尤其可以在于下述设施类型之一。对此的示例是自动化设施或制造或生产设施。
本发明的另一方面是计算机程序产品或计算机程序，其具有如下机构，当计算机程序（产品）在上述控制装置中或设备的机构中实施时，所述机构用于执行上述方法。计算机程序或计算机程序产品可以在计算机可读的介质上存储。计算机程序或计算机程序产品可以以常见的编程语言（例如C++，Java）创建。处理装置可以包括市场常见的具有相应的输入机构、输出机构和存储机构的计算机或服务器。所述处理装置可以在控制装置或其机构中集成。
附图说明
本发明的其他优点、细节和改进方案从下面结合附图对实施例的描述中得出。
其中：
图1示出示例性地具有装配线的装配系统，
图2示出装备系列或集群v的组件r的通行时间，
图3示出如下示例，等待时间提高通行时间，和
图4示出用于在假设总通过量保持不变的情况下改进通行时间的示例。
具体实施方式
图1示出示例性的装配系统100。装配系统100包括装配线110和处理或控制装置115。每个装配线110包括可选的运输系统125以及一个或多个自动装配机130。每个自动装配机130包括一个或多个装配头135，所述装配头分别被设计用于，从装备工作台140拾取器件155并且将其安置到电路板或组件120上的预先确定的位置处，所述电路板或组件处于运输系统125上。在装配过程期间，电路板120关于自动装配机130通常静止。
装备工作台140分别包括多个输送装置150，其中在图1中示例性地仅示出一个输送装置。每个输送装置150准备好预先确定的器件类型160的器件155的储备。对于器件155，输送装置150通常具有容纳能力，所述容纳能力可以表现成轨道。轨道通常8mm宽并且一个装备工作台140的轨道的数量是受限制的，例如限制成40个。相同的器件类型160的器件155通常提供在皮带中、在托盘上或在管中。每个器件类型160在输送装置150上和在装备工作台140上要求预先确定数量的轨道，所述轨道通常彼此邻接。
通常，输送装置150可以被配置用于准备好不同的器件类型160的器件155，并且通常不同的输送装置150可以安置在一个装备工作台140上。当前，简化地假设，在输送装置150上的一个器件类型160的器件155的储备实际是无穷大的，即不需要加装。
如果在自动装配机130上需要一个器件类型160的器件155，所述器件类型不存在于装备工作台140之一上，那么通常不改变所安置的装备工作台140之一上的器件155的分配，而是将装备工作台140完全更换成另外的、适当地装配的装备工作台140。未安置在装配线110上的装备工作台140利用器件155的装配称作为预装备，并且可能需要在一小时或数小时的范围中，例如大约为6-8小时的处理时间。
因为在装配线110上的装备工作台140的变换，所谓的装备变换通常与生产停止相关联，所以力求，装备工作台140的变换尽可能少地执行。因为此外装备工作台140是昂贵的并且装备工作台140的改装可以是耗费的和费时的，所以此外尝试，形成尽可能少的装备，以便生产预先确定的电路板类型122的电路板120的预先确定的产量。产量在此包括多个电路板类型122，其中预先确定件数的电路板120应分别利用预先确定的器件类型160的器件155装配。例如，可以装配第一电路板类型122的300个电路板120和第二电路板类型122的200个电路板120。
装备165、170包括一定量的器件类型160并且通过一个或多个装备工作台140实现，所述装备工作台在多个装备工作台的情况下形成交换工作台组并且分别配设有装备165、170的器件类型160的器件155的储备并且安置在装配线110上。
装备165、170与装备系列175相关联，所述装备系列包括电路板类型122，其中电路板120可以借助于装备165、170的器件类型160的器件155装配。装备系列175刚好与一种装备165、170相关联并且反之亦然。
为了提高装配线110的负荷或者减小对装备工作台140的需求，因此决定性的是，如何基于要装配的电路板类型122形成装备系列175。在形成装备165、170或装备系列175时，应观察附加条件，例如遵守用于器件类型160的装备工作台140的有限的容纳能力或者相同的装备系列175中的预先确定的电路板类型160的分组，例如出于使用含铅的或无铅的焊锡的原因。
装备可以区分成固定装备165和可变装备170，其中固定装备165被设置成，在一定数量的交换工作台140上在预先确定的规划时间段内保持不变地装备，而可变装备170的交换工作台140可能在规划时间段之内由其他器件类型160的器件155改装。规划时间段例如可以为6至12个月。可变装备165在于通常明显短于规划时间段的预先确定的情形，例如数小时或数天，然而通常不多于一周。
装备165、170可以根据需要在装配线110上更换。为了实现固定装备165或可变装备170，通常装备工作台140在其不安置在装配线110上期间装备有预先确定的器件类型160的器件155的储备。不需要的器件类型160的已经装备的器件155可以事先拆除。所述改装可以包括很大份额的手动工作并且是时间耗费的。
为了使与可变装备170关联的耗费最小化而尝试，在固定装备165中容纳尽可能多的电路板类型122。然而，不具有可变装备170的力求的情况实际上几乎不可实现。
控制装置155在控制装配系统100的范围中将电路板类型122分别与装备系列175相关联，所述电路板类型的相关联的电路板120应在装配线110上装配，其中可以形成分别与固定装备165相关联的固定装备装备系列175和分别与可变装备170相关联的可变装备装备系列175。
优化方法的一个特殊情况是线性优化。所述线性优化致力于经由通过线性等式和不等式限制的集合优化线性目标函数。所述线性优化是（混合）整数线性优化的求解方法的基础。所谓的解算器（求解器）是专用的数学计算机程序的综合名称，所述计算机程序可以数值地求解数学问题。在MILP（mixed integer linear programing 或混合整数线性规划）的范围中，可以为IP程序（整数优化模型）使用标准解算器，诸如CPLEX、Scip、Gurobi、Xpress。
下面描述一个示例，在所述示例中借助于MILP模型（Mixed Integer LinearProgramming）计算具有电路板的最小平均通行时间的预设的要生产的装备系列的优化的时间装备顺序。此外，可以计算在装配线上用于使用装备的交换工作台组（可变装备）和必要时固定装备交换工作台组的优化的时间顺序。此外，组件的顺序升序地根据其周期时间确定。
在图2中以图形示出，装备系列v的组件r的通行时间Dlz为
Figure 134742DEST_PATH_IMAGE002
。
在图3中示意地示出，等待时间可以如何地负面地作用于通行时间。在装配线110上示例性地示出四个电路板，所述电路板具有分别为单位时间1的周期时间。平均通行时间ØDlz在此在不具有等待时间的情况下为2.5并且在具有等待时间的情况下为3.5。
在图4中在组件的不同的周期时间的情况下示出，在装备系列之内的组件的顺序对平均通行时间产生影响。在一个示例中，得出ØDlz=6。在另一示例和优化的情况下为ØDlz=4。
在MILP模型形式的优化模型的表达中，下面的关系适用：
目标函数：
BeginSetup v 开始装备系列v的生产
Figure 180059DEST_PATH_IMAGE003
在装备系列的生产开始之后的组件r的等待时间和r的周期时间的总和
装备系列v的组件r的通行时间为（参见图2）：
Figure 778530DEST_PATH_IMAGE004
。
如果RecipeCountv为在装备系列v中的组件的数量，那么装备系列v的全部组件的通行时间的总和为：
Figure 858482DEST_PATH_IMAGE005
。
最后一项为了优化装备系列的生产顺序为常数。用于最小化组件的通行时间的总和并且也为了最小化组件的平均通行时间的目标函数因此为：
Figure 680944DEST_PATH_IMAGE006
名称：
在MILP表达中下述名称适用：
指数
V 要生产的装备系列的量
P 生产顺序中用于装备系列的顺序位置的量，P={1,…,|V|}
T 工作台组的量
Ps 在使用工作台组s∈T的位置处的升序分类的量。
参数
PTimev 装备系列v的生产持续时间
RTimev 用于创建装备系列v的装备的时间
EarliestBeginL 在装配线上的生产的最早可能的开始
EarliestBeginR 在预装备区域中的装备的最早可能的开始
EarliestBegins 用于工作台组s的最早可能的使用
RecipeCountv 在装备系列v中的组件的数量
M M:= max{EarliestBeginL, EarliestBeginR,
EarliestBeginS:sϵT} +
Figure 151240DEST_PATH_IMAGE007
变量
assignv,p 变量，所述变量说明，在生产顺序的第p个位置处是否生产装备系列v。（在该情况下，其采用数值1，否则采用数值零）
beginPp 在生产顺序的第p个位置处开始生产装备系列
beginSetupv 开始生产装备系列v
beginVp 在预装备区域中在生产顺序的第p个位置开始创建用于装备系列的装备
endPp 在生产顺序的第p个位置处的装备系列的生产结束
endVp 在预装备区域中在生产顺序的第p个位置处创建用于装备系列的装备的结束
IP表达：
目标函数：
Figure 615719DEST_PATH_IMAGE008
附加条件：
（1）每个装备系列必须与一个位置相关联。
Figure 487860DEST_PATH_IMAGE009
（2）每个位置必须分配有一个装备系列。
Figure 746803DEST_PATH_IMAGE010
（3）在位置p处的装备系列的生产可以在预装备区域中创建装备时才开始。
Figure 452198DEST_PATH_IMAGE011
（4）当在位置p-1处的装备系列的装备过程结束时，才可以开始在位置p处的装备系列的装备过程。
Figure 454789DEST_PATH_IMAGE012
（5）当所分配的交换工作台组空闲时，才可以在预装备区域中开始在位置p处的装备系列的装备过程。
endP p’ ≤ beginV p 在Ps中p直接跟随p’，s∈T
（6）考虑生产时间
Figure 181436DEST_PATH_IMAGE013
（7）考虑预装备区域中的装备时间
Figure 876860DEST_PATH_IMAGE014
（8）当在位置p-1处的装备系列的生产结束时，才可以开始在位置p处的装备系列的生产
Figure 321748DEST_PATH_IMAGE015
（9）当装配线为此可用时，才可以初始开始在装配线上的生产。
Figure 862451DEST_PATH_IMAGE016
（10）当装配线为此可用时，才可以初始开始在预装备区域中的装备创建。
Figure 505922DEST_PATH_IMAGE017
（11）当装配线为此可用时，才可以初始开始在预装备区域中的装备创建
EarliestBegin s ≤ beginV p p是Ps中的第一元素
（12）装备系列v的生产开始小于等于在所分配的位置处的装备系列的生产开始
Figure 44350DEST_PATH_IMAGE018
（13）装备系列v的生产开始大于等于所分配的位置的装备系列的生产开始
Figure 38851DEST_PATH_IMAGE019
（14）变量限制
Figure 570195DEST_PATH_IMAGE020
改进方案/实施方式：
- 确保通过量优化
如果组件的平均通行时间被最小化，那么尤其可以出现不期望的且可避免的等待时间。所述等待时间可以通过如下方式避免：在第一次优化中首先求取全部装备系列的最小生产时间点Tmin并且在上述方法中随后假设下述限制：
Figure 333752DEST_PATH_IMAGE021
- 在生产结束之后的组件的订单转发
如果在组件的生产结束之后组件不单独地交付给下个处理站或自动装配机，而是首先等待直至整个订单（由组件类型和要生产的件数构成）完成，那么为了最小化订单的平均通行时间必须如下改变目标函数：
Minimiere
Figure 43082DEST_PATH_IMAGE022
其中RecipeTypeCountv包括包含在装备系列中的组件类型的数量。
- 普遍的成本函数
目标函数也可以包含更普遍的成本函数Costv，借助其例如更精确地描绘库存成本。
Figure 993721DEST_PATH_IMAGE023
- 考虑固定装备
固定装备和与此关联的装备系列可以一起集成到MILP方案中。其可以用作为可变装备系列之间的缓冲器，以便避免由于装备创建的过长时间造成的停止时间。
下面的与此关联的扩展方案同样是可能的：
- 考虑改装时间
在从一个装备变换到下一装备时出现的改装时间也可以一起在优化方案中考虑。
- 最后优选的固定装备
出于在（1）中描述的原因，此外适宜的是，在结束时生产固定装备。对此，具有小的权重的目标函数分量可以一同采纳到最小化目标函数中。
- 固定装备的可能的划分
优化的解决方案可能在如下情况下还可以改进：允许固定装备装备系列不以单件生产，而是可以分成多个部分，所述多个部分随后分别可以用作为可变装备系列之间的缓冲器。然而，对于固定装备装备系列的每个部分，积累相应的改装时间。

Claims (14)

1. 一种用于在装配线（110）上通行时间优化地生产电路板（120）的方法，其中所述电路板分别具有在生产中的周期时间并且被分成组，所述组称作为集群，其中集群（175）分别借助于装备生产，其中所述装备通过可安置在所述装配线上的交换工作台（140）实现，所述交换工作台分别具有用于准备好器件（155）的储备的至少一个输送装置（150），其中每装备需要的交换工作台的量称作为交换工作台组并且空的交换工作台组具有如下交换工作台，所述交换工作台的输送装置在如下条件下是空的：
- 装备暂时加装到空的交换工作台组上并且在通过其装配生产电路板之后拆除，和
- 所述交换工作台组中的一个在其完全在预装备区域中加装之后才可以在生产中使用，并且当借助所述交换工作台组执行的生产结束并且所述交换工作台组在所述预装备区域中再次拆除时，所述交换工作台组才可以再次加装，
- 其中所述方法包括如下步骤：
a）检测集群的量，
b）检测空的交换工作台组的数量
c）检测用于创建用于集群的装备的相应的持续时间，
d）检测在一个集群之内的电路板的数量，
e）求取在一个集群之内的所述电路板的累积的周期时间，其中所求取的结果对应于一个集群的生产持续时间，
f）选择将所述交换工作台组用于在预装备区域中装备的顺序，目标是避免在生产中的等待时间，在所述生产中相同的交换工作台组用于生产所述电路板，
g）根据各个电路板的周期时间以升序确定在一个集群之内的电路板的顺序，
h）在考虑所选择的用于使用所述交换工作台组的顺序的条件下优化所述集群的顺序，
i）其中最小化全部检测的集群中的所述电路板的平均通行时间，
j）借助于所述电路板和其集群的确定的和优化的顺序来执行所述电路板的生产。
2.根据上一项权利要求所述的方法，
其特征在于，
为了最小化所述集群的电路板的平均通行时间，使全部集群中一个集群的电路板的数量与所述集群的开始时间点的乘积的总和最小化。
3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
附加地检测改装时间并且在生产持续时间中考虑所述改装时间，所述改装时间由于在从一种装备过渡到另一装备时变换交换工作台组产生。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
权利要求1中的步骤h）和i）借助于混合整数线性优化来执行。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
使用不同类型的装备，其中第一类型对应于固定装备，所述固定装备在一次装备之后保持不变并且在生产之前不拆除和加装，以及对于每个固定装备设有一个交换工作台组，其中第二类型对应于可变装备（V1，……，V10），所述可变装备可根据上述权利要求改变并且为所述可变装备设有至少一个交换工作台组，并且其中每个集群的电路板借助所述类型中的可预设类型的装备生产。
6.根据权利要求5所述的方法，
其特征在于，
具有固定装备的集群可以被分开并且多次引入到所述集群的顺序中。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
为了使所述集群的电路板的平均通行时间最小化，考虑成本函数。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述成本函数表达电路板的库存成本。
9. 一种控制装置，尤其用于在装配线（110）上通行时间优化地生产电路板（120），其中所述电路板分别具有在生产中的周期时间并且被分成组，所述组称作为集群，其中集群（175）分别借助于装备生产，其中所述装备通过可安置在所述装配线上的交换工作台（140）实现，所述交换工作台分别具有用于准备好器件（155）的储备的至少一个输送装置（150），其中每种装备需要的交换工作台的量称作为交换工作台组并且空的交换工作台组具有如下交换工作台，所述交换工作台的输送装置在如下条件下是空的：
- 装备暂时加装到空的交换工作台组上并且在通过其装配生产电路板之后拆除，和
- 所述交换工作台组中的一个在其完全在预装备区域中加装之后才可以在生产中使用，并且当借助所述交换工作台组执行的生产结束并且所述交换工作台组在所述预装备区域中再次拆除时，所述交换工作台组才可以再次加装，
其中所述控制单元具有如下检测装置：
a）检测集群的量的检测装置，
b）检测空的交换工作台组的数量的检测装置,
c）检测用于创建用于集群的装备的相应的持续时间的检测装置，
d）检测在一个集群之内的电路板的数量的检测装置，
e）求取在一个集群之内的所述电路板的累积的周期时间的机构，其中所求取的结果对应于一个集群的生产持续时间，
f）选择将所述交换工作台组用于在预装备区域中装备的顺序的机构，目标是避免在生产中的等待时间，在所述生产中相同的交换工作台组用于生产所述电路板，
g）根据各个电路板的周期时间以升序确定在一个集群之内的电路板的顺序的机构，
h）在考虑所选择的用于使用所述交换工作台组的顺序的条件下优化所述集群的顺序的机构，
i）其中最小化全部检测的集群中的所述电路板的平均通行时间，
j）借助于所述电路板和其集群的确定的和优化的顺序来执行所述电路板的生产的机构。
10.根据上一项权利要求所述的控制装置，
其特征在于，
为了最小化所述集群的电路板的平均通行时间，使全部集群中一个集群的电路板的数量与所述集群的开始时间点的乘积的总和最小化。
11.根据上述权利要求9或10所述的控制装置，
其特征在于，
所述控制装置附加地具有用于检测改装时间的机构，在生产持续时间中考虑所述改装时间，并且所述改装时间由于在从一种装备过渡到另一装备时变换交换工作台组产生。
12. 根据上述权利要求10 或11所述的控制装置，
其特征在于，
权利要求9中的h）和i）中的机构通过用于混合整数线性优化的机构构成。
13.根据上述权利要求9至12中任一项所述的控制装置，
其特征在于，
可使用不同类型的装备，其中第一类型对应于固定装备，所述固定装备在一次装备之后保持不变并且在生产之前不拆除和加装，以及每个固定装备设有一个交换工作台组，其中第二类型对应于可变装备（V1，……，V10），所述可变装备可根据上述权利要求9至12改变并且为所述可变装备设有至少一个交换工作台，并且其中每个集群的电路板借助所述类型中的可预设类型的装备生产。
14.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品具有程序代码机构，所述程序代码机构用于，当其在根据上述权利要求9至13中任一项所述的控制装置上运行或在计算机可读的介质上存储时，执行根据上述方法权利要求中任一项所述的方法。
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