用于将组件分配给装配线路的方法和设备技术

本发明专利技术要求保护一种用于将组件（LP1‑LP6）分配给装配线路（BL1‑BL2）以便用零部件（B1‑B6）来装配组件（LP1‑LP6）的方法，其中对于待装配组件（LP1‑LP6）的每种组件类型和每条装配线路（BL1‑BL2）在考虑到装配线路（BL1‑BL2）上的组件类型的相应的周期时间和针对每种组件类型预期的要生产的件数的情况下确定预期的生产时间，其中实际的要生产的件数根据事先能确定的概率分布发生，其中组件（BL1‑BL6）到装配线路（BL1‑BL6）的可能分配通过现有的基础结构和/或通过用户定义的预先规格来限制，并且借助于优化方法来计算组件（LP1‑LP6）到装配线路（BL1‑BL6）的分配，其中分配的计算如此进行，使得对于从针对件数的所述概率分布中得出的、与每条装配线路（BL1；BL2）的预期生产时间的总和有关的概率分布，与得出的概率分布的相应预期值的偏差被最小化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将组件分配给装配线路的方法和设备
本专利技术涉及一种用于将组件分配给装配线路以便用零部件装配组件的方法。另外，本专利技术涉及一种用于用零部件装配组件的制造或组装线路的设备。此外，本专利技术涉及一种计算机程序产品和一种计算机可读介质。
技术介绍
特别是在电子生产领域中，通过表面安装（surfacemountedtechnology（表面安装技术），SMT）在SMT装配线路上制造要制造的印刷电路板或组件。例如，具有产品名称SIPLACE的SMT装配自动机和系统的制造商是ASM公司（http://www.siplace.com/en/Home）。然而，由于技术限制，并非每个组件都能在每条装配线路上制造。组件在这些装配线路上大多也具有不同的生产时间。而且，不能超过装配线路的最大生产时间容量。组件到装配系统的装配线路的分配通常基于经验值或试探法（Heuritik）手动或半自动地进行。在可能使用数学优化方法的情况下，线性优化方法是可能的。线性优化涉及在受到线性方程和不等式限制的集合上的线性目标函数的优化。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Solver（求解器）是特定数学计算机程序的总称，所述特定数学计算机程序可以用数字方式求解数学问题。关于MIP（mixedintegerlinearprogramming（混合整数线性编程）），可以针对小型IP程序（整数优化模型）使用诸如CPLEX、Gurobi、Ilog、Xpress的标准求解器。作为小型IP程序例如可设想具有2条线路、181个组件和839个零部件类型的实例（Instanz）。在更大的实例的情况下，利用诸如CPLEX的标准求解器可能会遇到求解该更复杂的问题设定（Problemstellung）的问题。由于制造中的计划范围大多是中期的，因此在不同组件类型的未来件数方面存在不确定性。这可能导致装配线路的负荷/生产时间的不期望地大的波动。因此，在实践中希望避免组件-线路分配，在组件-线路分配的情况下对于各条线路可能出现特别高的生产时间波动。这可能导致相应的线路常常过载或者欠载。由于在次要条件下应当一并考虑上述方法中的生产时间，因此在试探方法的情况下通常对于诸如生产时间限制的值导出或推导出虚构假设。这通常以“TrialandError（试错）”的方式进行，并且最终可能是极为计算非常密集的。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种改进的优化方法或技术以用于将组件分配到装配线路。该任务通过独立权利要求来解决。有利的扩展方案是从属权利要求的主题。本专利技术要求保护一种用于将组件分配给装配线路以便用零部件来装配组件的方法，其中对于待装配组件的每种组件类型和每条装配线路在考虑到装配线路上的组件类型的相应的周期时间和针对每种组件类型预期的要生产的件数的情况下确定预期的生产时间，其中实际的要生产的件数根据事先能确定的概率分布发生，其中组件到装配线路的可能分配通过现有的基础结构和/或通过用户定义的预先规格来限制，并且借助于优化方法来计算组件到装配线路的分配，其中分配的计算如此进行，使得对于从针对件数的所述概率分布中得出的、与每条装配线路的预期生产时间的总和有关的概率分布，与得出的概率分布的相应预期值的偏差被最小化。本专利技术的一个实施例是最小化与相应预期值的偏差的总和。根据本专利技术的做法的优点在于，现在还可以计算密集程度低于开头所述地解决具有更大实例的问题设定。作为优化方法可以应用所谓的整数线性编程。由此可以使用商业标准求解器。与得出的概率分布的预期值的所述偏差可以采用相似或相同的值。在这种情况下，“相似”可以意味着，允许向上或向下的最大偏差。在这种情况下，“相同”可以意味着一致。然而，在（几乎）相同的值的情况下，向上或向下的微小偏差形式的轻微不准确性也是可能的，其中与“相似”相比，这种微小偏差几乎不可规划并且因此几乎不能预先确定。对于分配给其中一条装配线路的组件的集合，预期生产时间的总和不应超过相应装配线路的最大时间负荷。如果将每种组件类型恰好分配给一条装配线路，则可能是有意义的。与装配线路的预期生产时间的总和的偏差可以表示为其方差。每条装配线路的方差可以由在一时间段内与一组件类型的预期件数的平方偏差和得出的概率分布的相关值的乘积并且乘以平方周期时间、通过在分配给装配线路的所有组件类型上求和来确定。所述的方差可限制到可预先规定的最大阈值，并且必要时可以通过预先规定最大阈值（在下面描述的实施例中称为VarMaxl）被最小化。在此，可以以向上和/或向下有限的间隔的形式预先给定最大阈值。所述间隔的宽度可以被规定为按百分比地与限制所述间隔的值之一相关。作为整数线性编程的输入数据可以使用以下描述基础结构的数据：-装配线路的数量，-组件的数量，-组件类型的数量，-每条装配线路的装配类型的预期件数，-每条相应的装配线路的生产时限，-组件类型在装配线路上的周期时间和针对组件类型的预期件数的概率分布。装备族（Rüstfamilie）被确定为组件的集合，所述组件可以在装配线路上被装配，而不改变在装配线路上为装配准备好的零部件类型的集合。在装配线路上准备好的零部件类型的集合也称为装备。通常，为一条装配线路分配比装备族可以包括的更多的组件，因为在装配线路上不能准备好任意多的零部件类型。因此，装配线路偶尔经历装备更换，其中第一装备族的装备相对于第二装备族的装备被更换。装备更换越少并且装备更换时必须更换的零部件类型越少，运行装配系统的时间就可以越少。在装配系统中总共使用的装备族的数量可以是比例如装配线路的零部件方差更实际的质量指标。装配线路的零部件方差在此由不同零部件类型的数量给出，这些零部件类型的零部件要装配到被分配给装配线路的组件之一上。因此，该方法可以确定组件到装配线路的分配，所述分配允许整个装配系统的改进的负荷。虽然所要求保护的方法定义了优化方法的第一目标函数，该第一目标函数应该朝向与相应期望值的偏差有关的尽可能最佳的结果收敛，但是所要求保护的方法可以附加地利用第二目标函数来补充。该第二目标函数可以基于上面阐述的分配来确定用于每条装配线路的装备族的数量，其中该数量应该在装配线路上尽可能地小，以便减少改装时间成本。为了限制和/或最小化每条装配线路的装备族的数量，必要时可以预先给定或预先确定每条装配线路的不同阈值。利用其他约束——诸如第二目标函数中的零部件方差和/或装备族的数量，可以获得更加精确的结果，这有助于不超过装配线路的最大负荷。用户可以手动地预先给定：在具有两个目标函数的整体优化的情况下是否应该将更多权重放到第一目标函数上还是将更多权重放到第二目标函数上。本专利技术的另一方面提供了一种用于将组件分配给装配线路以便用零部件来装配组件的设备，具有：-用于对于待装配组件的每种组件类型和对于每条装配线路在考虑到装配线路上的组件类型的相应的周期时间和针对每种组件类型预期的要生产的件数的情况下确定预期的生产时间的单元，其中实际的要生产的件数能够根据事先能确定的概率分布发生，其中组件到装配线路的可能分配能够通过现有的基础结构和/或通过用户定义的预先规格来限制，和-用于借助于优化方法来计算组件到装配线路的分配的单元，其中分配的计算如此进行，使得对于从针对件数的所述概率分布中得出的、与每条装配线路的预期生产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于将组件（LP1‑LP6）分配给装配线路（BL1‑BL2）以便用零部件（B1‑B6）来装配组件（LP1‑LP6）的方法，其中对于待装配组件（ LP1‑LP6）的每种组件类型和每条装配线路（BL1‑BL2）在考虑到装配线路（BL1‑BL2）上的组件类型的相应的周期时间和针对每种组件类型预期的要生产的件数的情况下确定预期的生产时间，其中实际的要生产的件数根据事先能确定的概率分布发生，其中组件（BL1‑BL6）到装配线路（BL1‑BL6）的可能分配通过现有的基础结构和/或通过用户定义的预先规格来限制，并且借助于优化方法来计算组件（LP1‑LP6）到装配线路（BL1‑BL6）的分配，其中分配的计算如此进行，使得对于从针对件数的所述概率分布中得出的、与每条装配线路（BL1；BL2）的预期生产时间的总和有关的概率分布，与得出的概率分布的相应预期值的偏差被最小化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于将组件（LP1-LP6）分配给装配线路（BL1-BL2）以便用零部件（B1-B6）来装配组件（LP1-LP6）的方法，其中对于待装配组件（LP1-LP6）的每种组件类型和每条装配线路（BL1-BL2）在考虑到装配线路（BL1-BL2）上的组件类型的相应的周期时间和针对每种组件类型预期的要生产的件数的情况下确定预期的生产时间，其中实际的要生产的件数根据事先能确定的概率分布发生，其中组件（BL1-BL6）到装配线路（BL1-BL6）的可能分配通过现有的基础结构和/或通过用户定义的预先规格来限制，并且借助于优化方法来计算组件（LP1-LP6）到装配线路（BL1-BL6）的分配，其中分配的计算如此进行，使得对于从针对件数的所述概率分布中得出的、与每条装配线路（BL1；BL2）的预期生产时间的总和有关的概率分布，与得出的概率分布的相应预期值的偏差被最小化。2.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述与得出的概率分布的预期值的偏差采用相似或相同的值。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对于分配给其中一条装配线路（BL1-BL2）的组件（LP1-LP6）的集合，预期生产时间的总和不允许超过相应装配线路（BL1-BL2）的最大时间负荷。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，与装配线路的预期生产时间的总和的偏差表示为其方差。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，应用所谓的整数线性编程作为优化方法。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，与装配线路的预期生产时间的总和的偏差被限制到能预先给定的最大阈值。7.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述的最大阈值被最小化。8.根据前述权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述最大阈值以向上和/或向下有限的间隔的形式被预先给定。9.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述间隔的宽度被规定为按百分比地与限制所述间隔的值之一相关。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，每种组件类型恰好被分配给一条装配线路（BL1，BL2）。11.用于将组件（LP1-LP6）分配给装配线路（BL1-BL2）以便用零部件（B1-B6）来装配组件（LP1-LP6）的设备，具有：-用于对于待装配组件（LP1-LP6）的每种组件类型和对于每条装配线路（BL1-BL2）在考虑到装配线路（BL1-BL2）上的组件类型的相应的周期时间和针对每种组件类型预期的要生产的件数的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A普法芬格，C罗耶，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE