特許 6461340 プリント基板への実装を行うための方法およびシステムならびにコンピュータプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6461340

(24)【登録日】2019年1月11日

(45)【発行日】2019年1月30日

(54)【発明の名称】プリント基板への実装を行うための方法およびシステムならびにコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/02 20060101AFI20190121BHJP

   G05B 19/418 20060101ALI20190121BHJP

【ＦＩ】

   H05K13/02 Z

   G05B19/418 Z

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-525614(P2017-525614)

(86)(22)【出願日】2015年10月5日

(65)【公表番号】特表2017-535962(P2017-535962A)

(43)【公表日】2017年11月30日

(86)【国際出願番号】EP2015072898

(87)【国際公開番号】WO2016074857

(87)【国際公開日】20160519

【審査請求日】2017年6月8日

(31)【優先権主張番号】102014222940.5

(32)【優先日】2014年11月11日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】390039413

【氏名又は名称】シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト

【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】アレクサンダー プファフィンガー

(72)【発明者】

【氏名】クリスティアン ロイアー

【審査官】 小金井 匠

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−２４６８９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１７１９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１７７２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１３４５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５３１１６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ １３／００−１３／０８

Ｇ０５Ｂ １９／４１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

実装ライン（１１０）によってプリント基板（１２０）に実装を行うための方法（２００）において、
・前記実装ライン（１１０）には、セットアップ（１６５，１７０）が用意されており、
・前記セットアップ（１６５，１７０）には、複数のプリント基板種類（１２２）を含む１つのセットアップファミリ（１７５，１８０）が割り当てられており、
・前記セットアップ（１６５，１７０）には、複数の構成部品種類（１６０）が割り当てられており、
・これによって、１つのセットアップファミリ（１７５，１８０）の１つのプリント基板種類（１２２）のプリント基板（１２０）に、当該セットアップ（１６５，１７０）の前記複数の構成部品種類（１６０）の各構成部品（１５５）が実装可能であり、
・第１計画期間（２４０）が設定されており、前記第１計画期間（２４０）は複数の第２計画期間（２４５）に区分されており、
・それぞれのセットアップ（１６５，１７０）は、各自に割り当てられている前記構成部品種類（１６０）の前記構成部品（１５５）のストックを１つ又は複数のセットアップテーブル（１４０）上に用意することによって実現され、
・利用可能なセットアップテーブル（１４０）の数には限りがあり、
・前記セットアップは、固定セットアップ（１６５）と可変セットアップ（１７０）とに区別され、
・固定セットアップ（１６５）は、前記第１計画期間（２４０）の間、１つ又は複数のセットアップテーブル（１４０）上で変更されることなく実現されたままであり、
・可変セットアップ（１７０）は、１つの第２計画期間（２４５）内に一時的にのみ、１つ又は複数のセットアップテーブル（１４０）に実現され、
前記方法は、
ａ）１つの所定の第２計画期間（２４５）において、１つのプリント基板種類（１２２）の所定の個数（２１５）のプリント基板（１２０）に、割り当てられている構成部品種類（１６０）の構成部品（１５５）をそれぞれ実装するための、複数のオーダー（２１０）を検出するステップと、
ｂ）全てのオーダーに基づいて、構成部品種類（１６０）を固定セットアップ（１６５）に割り当てるステップであって、固定セットアップのセットアップファミリ（１７５）が、固定セットアップ（１６５）に割り当てられており、かつ、複数のプリント基板種類（１２２）を含み、これらのプリント基板種類（１２２）に割り当てられたプリント基板（１２０）には、この割り当てられた固定セットアップ（１６５）の構成部品種類（１６０）の構成部品（１５５）を完全に実装することができる、ステップと、
ｃ）生産量とオーダー数との重み付けされた組み合わせの最大化に関して、前記割り当てを最適化するステップであって、前記オーダー数は、前記固定セットアップ（１６５）を用いて実装可能なオーダー（２１０）の数に相当し、前記生産量は、前記オーダー数に算入されている各オーダー（２１０）の製造時間の合計に相当し、前記重み付けされた組み合わせは、前記オーダー数と第１重み付け係数との積と、前記生産量と第２重み付け係数との積との合計を含む、ステップと、
ｄ）それぞれの第２計画期間（２４５）に関して、
・前記それぞれの第２計画期間（２４５）のオーダー（２１０）に基づいて、構成部品種類（１６０）を可変セットアップ（１７０）に割り当て、
・それぞれ１つのオーダー（２１０）を処理するために、前記実装ライン（１１０）に前記固定セットアップ（１６５）又は前記可変セットアップ（１７０）を配置すべき順序（３００）を決定するステップと、
ｅ）全ての第２計画期間（２４５）の、前記決定された順序（３００）の品質を含む１つの基準を決定するステップであって、前記基準は、前記全ての第２計画期間（２４５）の前記決定された順序（３００）に基づいており、停止時間の最小化、可変セットアップの数の最小化、セットアップの配置処理の回数の最小化、セットアップの変更の回数の最小化、又は複数の上述した因子の重み付けされた組み合わせを含む、ステップと、
ｆ）前記基準が最適化されている最適化された重み付けを決定するステップであって、前記ステップｂ）からｅ）を、前記組み合わせの重み付けを変更しながら繰り返すことによって前記基準を最適化し、前記基準が所定の品質に達するまで、又は所定の処理時間が経過するまで、前記ステップｂ）からｅ）を繰り返す、ステップと、
ｇ）前記最適化された重み付けに基づいて決定されたセットアップ（１６５，１７０）を用いて、プリント基板（１２０）に実装を行うステップと、
を有することを特徴とする、方法（２００）。

【請求項2】

前記停止時間を短縮するために、前記生産量をより重く重み付けする、
請求項１記載の方法（２００）。

【請求項3】

前記可変セットアップの数を低減するために、前記生産量をより軽く重み付けする、
請求項２記載の方法（２００）。

【請求項4】

前記重み付けされた組み合わせは、前記オーダー数で乗算された、前記固定セットアップ（１６５）に割り当てられている構成部品種類の数（２２０）の合計である成分をさらに含む、
請求項１から３のいずれか１項記載の方法（２００）。

【請求項5】

前記ステップｃ）を、混合整数計画法を用いて実施する、
請求項１から４のいずれか１項記載の方法（２００）。

【請求項6】

コンピュータプログラムであって、
処理装置（１１５）にて実行されるか、又はコンピュータ読み出し可能な媒体に記憶されている場合に、
請求項１から５のいずれか１項に記載の、実装ライン（１１０）によってプリント基板（１２０）に実装を行うための方法（２００）を実行するためのプログラムコード手段を有する、
コンピュータプログラムにおいて、
・前記実装ライン（１１０）には、セットアップ（１６５，１７０）が用意されており、
・前記セットアップ（１６５，１７０）には、複数のプリント基板種類（１２２）を含む１つのセットアップファミリ（１７５，１８０）が割り当てられており、
・前記セットアップ（１６５，１７０）には、複数の構成部品種類（１６０）が割り当てられており、
・これによって、１つのセットアップファミリ（１７５，１８０）の１つのプリント基板種類（１２２）のプリント基板（１２０）に、当該セットアップ（１６５，１７０）の前記複数の構成部品種類（１６０）の各構成部品（１５５）が実装可能であり、
・第１計画期間（２４０）が設定されており、前記第１計画期間（２４０）は複数の第２計画期間（２４５）に区分されており、
・それぞれのセットアップ（１６５，１７０）は、各自に割り当てられている前記構成部品種類（１６０）の前記構成部品（１５５）のストックを１つ又は複数のセットアップテーブル（１４０）上に用意することによって実現可能であり、
・前記セットアップは、固定セットアップ（１６５）と可変セットアップ（１７０）とに区別され、
・固定セットアップ（１６５）は、前記第１計画期間（２４０）の間、１つ又は複数のセットアップテーブル（１４０）上で変更されることなく実現されたままとなるように構成されており、
・可変セットアップ（１７０）は、１つの第２計画期間（２４５）内に一時的にのみ、１つ又は複数のセットアップテーブル（１４０）に実現されるように構成されている、
ことを特徴とするコンピュータプログラム。

【請求項7】

プリント基板（１２０）に実装を行うためのシステム（１００）において、実装ライン（１１０）と、処理装置（１１５）とを含み、
・前記実装ライン（１１０）には、セットアップ（１６５，１７０）が用意されており、
・前記セットアップ（１６５，１７０）には、複数のプリント基板種類（１２２）を含む１つのセットアップファミリ（１７５，１８０）が割り当てられており、
・前記セットアップ（１６５，１７０）には、複数の構成部品種類（１６０）が割り当てられており、
・これによって、１つのセットアップファミリ（１７５，１８０）の１つのプリント基板種類（１２２）のプリント基板（１２０）に、当該セットアップ（１６５，１７０）の前記複数の構成部品種類（１６０）の各構成部品（１５５）が実装可能であり、
・第１計画期間（２４０）が設定されており、前記第１計画期間（２４０）は複数の第２計画期間（２４５）に区分されており、
・それぞれのセットアップ（１６５，１７０）は、各自に割り当てられている前記構成部品種類（１６０）の前記構成部品（１５５）のストックを１つ又は複数のセットアップテーブル（１４０）上に用意することによって実現可能であり、
・前記セットアップは、固定セットアップ（１６５）と可変セットアップ（１７０）とに区別され、
・固定セットアップ（１６５）は、前記第１計画期間（２４０）の間、１つ又は複数のセットアップテーブル（１４０）上で変更されることなく実現されたままとなるように構成されており、
・可変セットアップ（１７０）は、１つの第２計画期間（２４５）内に一時的にのみ、１つ又は複数のセットアップテーブル（１４０）に実現されるように構成されており、
・前記処理装置（１１５）は、請求項１から５のいずれか１項記載の方法（２００）を実行するために構成されている、
ことを特徴とするシステム（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プリント基板に実装を行うための方法及びシステムに関する。ここでは、プリント基板に構成部品を実装するために構成されている実装ラインが前提とされる。

【0002】

電子モジュールは、プリント基板と、プリント基板上に機械的及び電気的に固定された構成部品とを含む。プリント基板を製造するために構成部品は、実装機（pick-and-place）を用いてプリント基板上に配置され、その後、リフロー炉においてプリント基板とはんだ付けされる。１つの実装ライン上では、複数の実装機が順次に動作することができる。多数のプリント基板を製造するために、複数の実装ラインを含む実装システムを使用することができる。

【0003】

実装ラインでは、所定の構成部品種類の構成部品のストックがセットアップテーブル上に備え付けられる。備え付けられたセットアップテーブルの１つにおいて全ての構成部品が揃っていないプリント基板に実装を行うべき場合には、これらのセットアップテーブルは、このプリント基板のために必要とされる構成部品が備え付けられている別のセットアップテーブルと交換される。通常、利用可能なセットアップテーブルの数には限りがあり、１つのセットアップテーブルに１つの構成部品種類の構成部品を備え付けることは高コストになりうる。従って、比較的長い計画期間の間、１つ又は複数のセットアップテーブル上で変更されることなく取り付けられたままとなる固定セットアップを作成することができる。

【0004】

独国特許出願公開第１０２０１２２２０９０４号明細書（DE 10 2012 220 904 A1）は、実装ラインのための固定セットアップを決定するための方法に関する。

【0005】

実装ラインの稼働率を良好にするためにできるだけ、所定の実装オーダーの残りの構成部品種類が割り当てられる可変セットアップが効率的に実装ラインに配置されうるように、固定セットアップを決定することが重要である。本発明の基礎となる課題は、プリント基板への実装を改善するための改善された技術を提供することである。上記の課題は、本発明によれば、独立請求項に記載の対象によって解決される。従属請求項は、好ましい実施形態を示す。

【0006】

実装ラインには、セットアップが用意されており、前記セットアップには、複数のプリント基板種類を含む１つのセットアップファミリが割り当てられており、前記セットアップには、複数の構成部品種類が割り当てられており、これによって、１つのセットアップファミリの１つのプリント基板種類のプリント基板に、当該セットアップの前記複数の構成部品種類の各構成部品が実装可能である。このために第１計画期間が設定されており、前記第１計画期間は、複数の第２計画期間に区分されている。それぞれのセットアップは、各自に割り当てられている前記構成部品種類の前記構成部品のストックを１つ又は複数のセットアップテーブル上に用意することによって実現可能である。前記セットアップは、固定セットアップと可変セットアップに区別され、固定セットアップは、前記第１計画期間の間、１つ又は複数のセットアップテーブル上で変更されることなく実現されたままとなるように構成されており、可変セットアップは、１つの第２計画期間内に一時的にのみ、１つ又は複数のセットアップテーブルに実現されるように構成されている。

【0007】

実装ラインによってプリント基板に実装を行うための本方法は、（ａ）所定の第２計画期間において、１つのプリント基板種類の所定の個数のプリント基板に、割り当てられている構成部品種類の構成部品をそれぞれ実装するための、複数のオーダーを検出するステップと、（ｂ）全てのオーダーに基づいて、構成部品種類を固定セットアップに割り当てるステップと、（ｃ）生産量とオーダー数との重み付けされた組み合わせの最大化に関して、前記割り当てを最適化するステップと、（ｄ）それぞれの第２計画期間に関して、前記それぞれの第２計画期間のオーダーに基づいて、構成部品種類を可変セットアップに割り当て、それぞれ１つのオーダーを処理するために、前記実装ラインに前記固定セットアップ又は前記可変セットアップを配置すべき順序を決定するステップと、さらには、（ｅ）全ての第２計画期間の、決定された前記順序の品質を含む１つの基準を決定するステップと、（ｆ）前記ステップ（ｂ）から（ｅ）を、前記組み合わせの重み付けを変更しながら繰り返すステップと、（ｇ）前記基準が最適化されている最適化された重み付けを決定するステップと、（ｈ）前記最適化された重み付けに基づいて決定されたセットアップを用いて、プリント基板に実装を行うステップと、を有する。

【0008】

本方法によればとりわけ、どのような重み付けにすれば、実装ラインにおいて良好に取り扱い可能な可変セットアップをもたらすような、実装ラインのための固定セットアップを決定することができるのかを決定することが可能となる。このことは例えば、まだ全てのオーダーが判明していない後続の第１計画期間のための固定セットアップを決定するために有用であろう。これにより、ここでも良好に取り扱い可能な可変セットアップを高確率でもたらすような固定セットアップを、履歴的又は統計的なオーダーデータに基づいて決定することが可能となる。本発明によれば、固定セットアップへの構成部品の割り当ての最適化を、生産量とオーダー数との重み付けされた組み合わせに関して最適化すべきであることが判明した。最適化された重み付けを決定することにより、固定セットアップの作成に関して特定の状況下において互いに衝突するおそれのある２つの目標基準間における良好な妥協が見出される。

【0009】

第２計画期間における決定された順序の品質を判断するための基準は、種々異なるように選択することができる。従って、実装ライン又はオーダーの要件又は技術的状況に合わせて基準を調整することができる。

【0010】

１つの実施形態では、前記基準は、停止時間の最小化を含む。前記停止時間は、前記順序において後続する第２セットアップの実現が完了する前に、第１セットアップを用いた前記実装ライン上での実装が終了している場合に発生する。換言すると、第２セットアップを実現するために予め充分な時間が残っていない場合に、停止時間が発生する可能性がある。実装ラインの調達及び稼働は、著しいコストと結びつく可能性があるので、停止時間の回避又は最小化が特に重要である。

【0011】

前記停止時間を短縮するために、前記生産量をより重く重み付けすることができる。例えば停止時間が不満足にも長くなっているために基準が準最適であることが判明した場合には、組み合わせの重み付けを生産量の方向に狙いを定めてシフトすることができる。

【0012】

さらに別の実施形態では、前記基準は、可変セットアップの数の最小化を含む。実現しなければならない可変セットアップが少なくなればなるほどセットアップの配置にかかるコストが小さくなるので、可変セットアップを、改善された順序にすることが可能となる。

【0013】

１つの変形形態では、前記可変セットアップの数を低減するために、前記生産量がより軽く重み付けされる。好ましくは、生産量の重み付けは、停止時間が許容可能な閾値を下回ったままにするために必要な限りだけ低減される。この閾値は、例えばゼロとすることができる。さらに別の実施形態では、前記基準は、セットアップの配置工程の回数の最小化を含む。前記セットアップの配置工程は、１つの可変セットアップに割り当てられている１つの構成部品種類の構成部品のストックを少なくとも１つのセットアップテーブルに備え付ける工程を含む。セットアップの配置工程の実施が必要となる頻度が少なくなれば少なくなるほど、セットアップの配置を準備するためにより多くの時間を利用することができる。

【0014】

さらに別の実施形態では、前記基準は、前記実装ラインにおける第１セットアップから第２セットアップへの変更の回数の最小化を含む。

【0015】

さらに別の実施形態では、前記基準は、複数の上述した因子の重み付けされた組み合わせを含むこともできる。これによって、本方法の達成可能な結果を改善することができる。

【0016】

さらに好ましくは、前記基準が所定の品質に達するまで、又は所定の処理時間が経過するまで、前記ステップｂ）からｅ）が繰り返される。所定の処理時間内に基準の許容可能な品質が達成できなかった場合には、基準に対する許容閾値を変更するか、又は本方法の実行時間に影響を与えるパラメータを変更することが可能である。基準のさらなる改善を可能にするために、例えば実装ラインの備え付けを変更することが可能である。

【0017】

前記重み付けされた組み合わせを、拡張することも可能である。とりわけ前記組み合わせは、割り当てられている前記オーダー数で乗算された、前記固定セットアップに割り当てられている構成部品種類の数の合計を含む成分だけ拡張することができる。さらに別の成分又は追加の成分も可能である。

【0018】

特に好ましくは、少なくとも前記ステップｃ）は、混合整数計画法を用いて実施される。混合整数計画法は、コンピュータの支援を受けて高品質の最適化結果を提供することができる。

【0019】

コンピュータプログラム製品は、処理装置にて実行されるか、又はコンピュータ読み出し可能な媒体に記憶されている場合に、上述した方法を実行するためのプログラムコード手段を有する。

【0020】

プリント基板に実装を行うためのシステムは、実装ラインと、上述した方法を実行するための処理装置とを含む。

【0021】

本発明の上述した特性、特徴、及び利点、並びにこれらを達成する手法は、図面に関連してより詳細に説明される以下の実施例の記載に関連してより明瞭かつ明確に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】実装システムを示す図である。

【図2】図１の実装システムの実装ラインのための固定セットアップを決定するための方法のフロー図である。

【図3】図１の実装システムの実装ラインにセットアップを配置するための例示的な順序を示す図である。

【0023】

図１は、例示的な実装システム１００を示す。実装システム１００は、１つ又は複数の実装ライン１１０と、処理又は制御装置１１５とを含む。各実装ライン１１０は、任意選択の１つの搬送システム１２５と、１つ又は複数の実装機１３０とを含む。各実装機１３０は、１つ又は複数の実装ヘッド１３５を含み、各実装ヘッド１３５はそれぞれ、セットアップテーブル１４０から構成部品１５５を取り上げて、搬送システム１２５上に配置されているプリント基板１２０上の所定の位置へと位置付けるように構成されている。プリント基板１２０は通常、実装工程中は、実装機１３０に対して静止している。

【0024】

セットアップテーブル１４０は通常、複数の供給装置１５０を含み、そのうちの１つだけを図１に例として図示している。各供給装置１５０は、所定の構成部品種類１６０の構成部品１５５のストックを用意している。供給装置１５０は通常、構成部品１５５に関して「トラック」と表現されうる貯蔵能力を有する。１つのトラックは通常８ｍｍ幅であり、１つのセットアップテーブル１４０のトラック数は例えば４０に制限されている。同じ１つの構成部品種類１６０の構成部品１５５は通常、１つのベルト、１つのトレイ、又は１つのパイプに用意されている。

【0025】

各構成部品種類１６０は、供給装置１５０及びセットアップテーブル１４０において、通常は互いに隣接している所定数のトラックを必要とする。供給装置１５０における１つの構成部品種類１６０の構成部品１５５の数は、ここでは簡略化のために事実上無限大であると仮定され、従って、補充は不要である。一般的に供給装置１５０は、複数の異なる構成部品種類１６０の構成部品１５５を用意するように構成することができ、通常は、複数の異なる供給装置１５０を１つのセットアップテーブル１４０に取り付けることができる。

【0026】

実装機１３０において、セットアップテーブル１４０の１つにおいて存在してない構成部品種類１６０の構成部品１５５が必要とされる場合には、通常、取り付けられたセットアップテーブル１４０の１つにおける構成部品１５５の割り当てが変更されるのではなく、セットアップテーブル１４０ごと完全に、適切に準備が整えられた別のセットアップテーブル１４０と交換される。

【0027】

セットアップ１６５，１７０は、複数の構成部品種類１６０の集合を含み、それぞれ１つ又は複数のセットアップテーブル１４０によって実現される。これらのセットアップテーブルはそれぞれ、セットアップ１６５，１７０の構成部品種類１６０の構成部品１５５のストックが備え付けられており、実装ライン１１０に取り付けられる。ここでは、固定セットアップ１６５と可変セットアップ１７０とを区別することができる。固定セットアップ１６５は、所定の計画期間の間、１つ又は複数のセットアップテーブル１４０上で変更されることなく配置されたままとなるように設けられている。その一方で、可変セットアップ１７０は、計画期間内に一時的にのみ、１つ又は複数のセットアップテーブル１４０上に配置されたままとなるように構成されている。計画期間は、例えば最長で約１０日とすることができる。１つ又は複数のセットアップテーブル１４０上に可変セットアップ１７０が実現されている時間は、通常、計画期間よりも格段に短い。この時間は、例えば数時間又は数日とすることができるが、通常１週間より長くはない。

【0028】

セットアップファミリ１７５，１８０は、複数のプリント基板種類１２２を含み、厳密に１つのセットアップ１６５，１７０に割り当てられており、またその逆も同様である。ここでは、固定セットアップのセットアップファミリ１７５と、可変セットアップのセットアップファミリ１８０とを区別することができる。固定セットアップのセットアップファミリ１７５は、固定セットアップ１６５に割り当てられており、かつ、複数のプリント基板種類１２２を含み、これらのプリント基板種類１２２に割り当てられたプリント基板１２０には、この割り当てられた固定セットアップ１６５の構成部品種類１６０の構成部品１５５を完全に実装することができる。同様にして、可変セットアップのセットアップファミリ１８０は、可変セットアップ１７０に割り当てられており、かつ、複数のプリント基板種類１２２を含み、これらのプリント基板種類１２２に割り当てられたプリント基板１２０には、この割り当てられた可変セットアップ１７０の構成部品種類１６０の構成部品１５５を完全に実装することができる。

【0029】

実装ライン１１０の稼働中には、それぞれ割り当てられたプリント基板１２０に実装を行うために複数の異なるセットアップ１６５，１７０が順次に実装ライン１１０に取り付けられる。実装ライン１１０におけるセットアップ１６５，１７０の交換は、セットアップの変更と呼ばれ、通常、実装ライン１１０の停止を必要とする。

【0030】

固定セットアップ１６５又は可変セットアップ１７０を実現するために、通常、１つ又は複数のセットアップテーブル１４０に対して、これらが実装ライン１１０に取り付けられていない間に所定の構成部品種類１６０の構成部品１５５のストックが補充される。必要なくなった構成部品種類１６０の、既に補充されている構成部品１５５は、予め回収するか、又は補充したままにしておくことができる。この工程は、セットアップの事前準備と呼ばれ、１時間又は数時間、例えば約６〜１０時間の範囲の処理時間が必要とされる場合がある。

【0031】

可変セットアップ１７０に関連した補充のコスト、回収のコスト、及びセットアップの変更のコストを最小化するために、通常、できるだけ多くのプリント基板種類１２２を固定セットアップ１６５に含めることが試みられる。しかしながら可変セットアップ１７０のない理想的な事例は、実際にはほとんど実現することができない。

【0032】

実装ライン１１０を稼働する上で、セットアップファミリ１７５，１８０又はセットアップ１６５，１７０をどのように構成するかが重要である。セットアップファミリ１７５，１８０又はセットアップ１６５，１７０を作成する際には、例えば構成部品種類１６０に関するセットアップテーブル１４０の限られた貯蔵能力を遵守すること、又は、例えば含鉛はんだ又は無鉛はんだを使用するという理由から特定のプリント基板種類１２２を同じ１つのセットアップファミリ１７５にグループ化すること、などといった２次制約を考慮することができる。

【0033】

セットアップファミリ１７５，１８０又はセットアップ１６５，１７０の作成は、制御装置１１５によって実施することができる。制御装置１１５はさらに、実装ライン１１０にセットアップ１６５，１７０を配置すべき順序を決定することができる。制御装置１１５はさらに、実装ライン１１０又は実装システム１００全体における実装を制御することができる。

【0034】

図２は、図１の実装システム１００の実装ライン１１０におけるセットアップの順序を決定するための方法２００のフロー図を示す。

【0035】

実装ライン上でプリント基板種類１２２のプリント基板１２０に実装を行うために、オーダー２１０が設けられる。オーダー２１０は通常、プリント基板種類１２２と、実装が行われるべきプリント基板１２０の個数２１５とを少なくとも含む。プリント基板種類１２２には１つ又は複数の構成部品種類１６０が割り当てられており、これらの構成部品種類１６０の構成部品１５５をそれぞれ１つ又は複数、実装することができる。

【0036】

プリント基板種類１２２には、さらに別の情報を割り当てることができる。例えば、各プリント基板１２０上に実装すべき構成部品種類１６０の数２２０、プリント基板１２０の実装箇所の数２２５、又は、プリント基板１２０の製造時間２３０を指定することができる。実装箇所の数２２５は通常、構成部品種類１６０とは関係なく、１つのプリント基板種類１２２の１つのプリント基板１２０上に実装すべき構成部品１５５の個数に相当する。

【0037】

オーダー２１０には、このオーダー２１０を実施すべき緊急度の高さを示す優先度２３５を割り当てることができる。

【0038】

第１計画期間２４０の間に多数のオーダー２１０が設けられており、この第１計画期間２４０は、複数の第２計画期間２４５に区分されている。第１計画期間は、例えば数ヶ月又は１年を含むことができる。第２計画期間は、例えば１日又は数日、若しくは１週間又は数週間を含むことができる。通常、全ての第２計画期間２４５は同じ長さであり、好ましくは互いに直接的に連続している。１つの実施形態では、第１計画期間２４０は、少なくとも２０の第２計画期間２４５を含む。

【0039】

それぞれの第２計画期間２４５には、１つ又は複数のオーダー２１０が割り当てられている。あるオーダー２１０が、このオーダー２１０に割り当てられた第２計画期間２４５内に完了されない場合には、このオーダーを状況によっては次の第２計画期間２４５に延期することができる。この場合には、このオーダー２１０の優先度を上げることができる。

【0040】

本方法２００は、第１計画期間２４０の複数のオーダーのために１つの固定セットアップ１６５を決定し、それぞれの第２計画期間２４５のために少なくとも１つの可変セットアップ１７０を決定する。できるだけ、実装ライン１１０のセットアップを配置する作業において可変セットアップ１７０が良好に取り扱い可能となるように固定セットアップ１６５を決定するために、固定セットアップ１６５は、生産量とオーダー数との重み付けされた組み合わせに関して最適化される。

【0041】

オーダー数は、固定セットアップ１６５を用いて実装可能なオーダー２１０の数に相当する。生産量は、オーダー数に算入されている各オーダー２１０の製造時間の合計に相当する。

【0042】

重み付けされた組み合わせは、例えばオーダー数と第１重み付け係数との積と、生産量と第２重み付け係数との積との合計を含むことができる。一方の重み付け係数を増加する場合には、それと同時に他方の重み付け係数を減少させることが好ましい。これらの係数の合計は、例えば常に所定の定数、特に１とすることができる。

【0043】

固定セットアップ１６５へのプリント基板種類１２２の割り当ては、線形計画法を用いて最適化することが好ましい。線形計画法は、（混合）整数線形計画法（ＭＩＰ：Mixed Integer Programming）の解法の基礎である。ＭＩＰを用いた具体的な問題の処理に関して、実際に広く普及しており有効性が判明している一連の良好な市販の標準ソルバー（Ilog、Gurobi、Xpress）が利用可能である。この場合、最適化基準として、生産量とオーダー数との重み付けされた組み合わせが指定される。

【0044】

次に、決定された固定セットアップ１６５が実装ライン１１０の動作に対してどのような影響を及ぼすかが、好ましくはシミュレーションによって評価される。このために、それぞれの第２計画期間２４５に属する製造時間２３０を有している各オーダー２１０を、実装ライン１１０上で処理することができるようにするために、それぞれの第２計画期間２４５に対して可変セットアップ１７０が作成される。

【0045】

その後、図３を参照してより詳細に後述するように、好ましくは、実装ライン１１０における固定セットアップ１６５及び／又は可変セットアップ１７０の順序が決定される。この後、全ての第２計画期間２４５の、決定された順序の品質を含む１つの基準が決定される。この基準は例えば、実装ライン１１０の停止時間の最小化を含むことができる。上述したように、さらに別の基準又は組み合わせられた基準も可能である。基準は、好ましくは決定された１つ又は複数の固定セットアップ１６５に依存しており、固定セットアップ１６５の作成は、生産量とオーダー数との組み合わせの重み付けに依存している。最適化された基準を提供するために、上記の各ステップは、生産量とオーダー数との組み合わせの重み付けを変更しながら繰り返すことができる。可変セットアップ１７０の作成の最適化を可能にする重み付けを見出すために、これらのステップを、種々異なる重み付けを用いてできるだけ頻繁に実施することが好ましい。

【0046】

次に、最適化された重み付けに基づいて決定されたセットアップ１６５，１７０を用いて、プリント基板１２０に実装を行うことができる。

【0047】

さらには、固定セットアップ１６５を決定するために決定された重み付けを、上記の第１計画期間２４０に後続するさらに別の第１計画期間２４０のために引き継ぐことができる。この重み付けは、実装ライン１１０における実際の状態を反映することができ、従って、この重み付けにより、さらに別の第１計画期間２４０の第２計画期間２４５における可変セットアップ１７０の作成を改善することが可能となる。

【0048】

図３は、図１の実装システム１００の実装ライン１１０におけるセットアップ１６５，１７０の例示的な順序３００を示す。セットアップＡ−Ｂ−Ｃ−Ｂ−Ｄは、例示的な１つの第２計画期間２４５内において順次に配置される。ここでは、セットアップＡ及びＤは固定セットアップ１６５であり、セットアップＢ及びＣは可変セットアップ１７０である。

【0049】

固定セットアップＡが実装ライン１１０に配置されている間に、セットアップテーブル１４０に可変セットアップＢを整えておくことができる。固定セットアップ１６５を用いて実装を行うことができる全てのプリント基板１２０が実装ライン１１０を通過し終わると、可変セットアップＢへの変更が実施される。可変セットアップＢを用いて実装が行われている間に、可変セットアップＣを準備しておくことができる。充分なセットアップテーブル１４０が存在する場合には、固定セットアップＡがまだ実装ライン１１０に用意されている間に、可変セットアップＣの実現を開始することが可能である。

【0050】

次いで、上述したように可変セットアップＢへの変更が実施され、その後、固定セットアップＤへの変更が実施される。好ましくは、時間的に後にある可変セットアップＢ又はＣの配置の実現が、時間的に前にある可変セットアップＢ又はＣを用いた製造時間よりもより多くの時間を消費する危険に陥る場合には、順序３００において２つの可変セットアップＢ又はＣの間に固定セットアップＡ又はＤが挿入される。決定された固定セットアップＡ及びＤと、決定された可変セットアップＢ及びＣとに関する順序３００の正確な結果は、種々異なる方法で定量化することができる。１つ又は複数の第２計画期間２４５の順序３００の品質を反映する基準の決定に関しては、図２の説明が参照される。

【0051】

本発明の詳細を、好ましい実施形態に基づいて詳しく図示及び説明してきたが、本発明は開示された実施形態に限定されておらず、当業者が本発明の保護範囲から逸脱することなくこれらの実施形態から他の変形形態を導出することが可能である。

【図1】

【図2】

【図3】