(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板（２０５，２１５）に電子的な構成部品（１５５）を実装するための実装システム（１００）の複数の実装ライン（１１０）を用いて、プリント基板（１２０）を実装するための方法（３００）において、
当該方法（３００）は、
・複数のプリント基板（２０５，２１５）に、それぞれ実装すべき構成部品（１５５）を実装するための複数の要件を検出するステップ（３０５）であって、前記要件の１つは、１つのプリント基板（１２０）と、当該１つのプリント基板上に実装すべき構成部品（１５５）とを定めるものである、ステップ（３０５）と、
・所定値を上回る構成部品分散値を有するプリント基板（２０５，２１５）の集合（２００）を決定するステップ（３１５）であって、前記構成部品分散値は、それぞれ、１つのプリント基板（２０５，２１５）上に実装すべき各々異なる構成部品（１５５）の数を表す、ステップ（３１５）と、
・前記プリント基板（２０５，２１５）の集合（２００）の中から、ペアごとに各々著しく異なっている構成部品（１５５）の集合（２２５，２３０）を必要とする複数のプリント基板（２０５，２１５）を決定するステップと、
・前記決定された各プリント基板（２０５，２１５）ができるだけ別々の実装ライン（１１０）へと割り当てられるように、当該決定された各プリント基板（２０５，２１５）を、整数線形計画法を用いて、各実装ライン（１１０）へと割り当てるステップ（３４５）であって、前記整数線形計画法は、
−現在の割り当てとして、各実装ライン（１１０）へのプリント基板（２０５，２１５）の初期割り当てを算出するステップ（４０５）と、
−前記現在の割り当てに基づき、整数線形計画法を用いた最適化計画によって、前記集合（２００）の各プリント基板（２０５，２１５）を各実装ライン（１１０）へと割り当てるステップ（４１５）とを含む、ステップ（３４５）と、
・それぞれ割り当てられた各前記実装ライン（１１０）において、前記プリント基板（１２０）を実装するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
１つの実装ライン（１１０）には、前記集合（２００）から所定数より多いプリント基板（２０５，２１５）は割り当てない、
ことを特徴とする請求項１記載の方法（３００）。
【請求項３】
１つの実装ライン（１１０）に、前記集合（２００）から少なくとも所定数のプリント基板（２０５，２１５）を割り当てる、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の方法（３００）。
【請求項４】
２つのプリント基板（２０５，２１５）上に実装すべき構成部品（１５５）の間の対称差の構成部品分散値が、所定の第１制限値を上回っている場合に、１つの実装ライン（１１０）への当該２つのプリント基板（２０５，２１５）の割り当てを阻止する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の方法（３００）。
【請求項５】
前記２つのプリント基板（２０５，２１５）の各構成部品分散値もそれぞれ所定の第２制限値を上回っている場合にのみ、前記割り当てを阻止する、
ことを特徴とする請求項４記載の方法（３００）。
【請求項６】
前記２つのプリント基板（２０５，２１５）上に実装すべき構成部品（１５５）の和集合の構成部品分散値も所定の第３制限値を上回っている場合にのみ、前記割り当てを阻止する、
ことを特徴とする請求項４又は５記載の方法（３００）。
【請求項７】
前記整数線形計画法の各ステップを、決定された前記割り当てが、全ての実装ライン（１１０）の構成部品分散値の最小化に関する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（４２５）、繰り返し実施する、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の方法（３００，４００）。
【請求項８】
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製品において、
前記プログラムコード手段が、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、当該プログラムコード手段により、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法（３００，４００）が実行される、
ことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか一項記載の方法（３００）を実施するための制御装置（１１５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のプリント基板を、当該プリント基板又は他のモジュールに構成部品を実装するための各実装ラインへと割り当てるための方法に関する。本発明はさらに、プリント基板に構成部品を実装するための製造ライン又は組立ラインのための制御装置に関する。本発明はさらに、コンピュータプログラム製品と、コンピュータ読み出し可能な媒体とに関する。
【０００２】
特に電子機器製造の分野では、製造すべきプリント基板乃至モジュールは、ＳＭＴ実装ラインにおいて表面実装技術（surface mounted technology, SMT）によって製造されている。しかしながら技術的制限により、それぞれの実装ラインにおいてどのようなプリント基板でも製造可能であるとは限らない。各プリント基板は、各実装ラインにおいてそれぞれ異なる生産時間を有していることも多い。さらに、各実装ラインの最大生産時間能力を上回ってはいけない。
【０００３】
DE 10 2009 013 35 3B3は、このような実装ラインに機械設備を配置するための方法を開示している。
EP 0 478 361 A1は、プリント基板を実装するための製造ラインに対する機械設備の配置時間を改善するよう試みた、さらなる実装方法に関する。
Hans-Otto Guenther et al.: "Workload planning in small lot printed circuit board assembly" OR Spectrum, 第１９巻, No.2, 1.June 1997、第１４７〜１５７頁は、プリント基板の自動実装時における作業稼働率の計画に関する。
EP 0 478 361 A1は、プリント基板に構成部品を実装するための方法に関し、ここでは、プリント基板種類の製造頻度と、製造のために必要な構成部品とが考慮される。
【０００４】
実装システムの各実装ラインへのプリント基板の割り当ては、通常、経験値又はヒューリスティック法に基づいて手動又は半自動で実施される。この場合、実際には幾度となく不一様な割り当てが実施されることが判明しており、これによって、実装ラインを構成する機械設備の中に、稼働率が高いものと稼働率が低いものとが生じてしまうので、この実装システムを最適に利用することができなくなってしまう。
【０００５】
本発明の課題は、複数のプリント基板を各実装ラインへと割り当てるための改善された技術を提供することである。
【０００６】
本発明の課題は、独立請求項に記載の特徴を有する方法、コンピュータプログラム製品、及び、実装システム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している。
【０００７】
実装システムは、プリント基板に電気的な構成部品を実装するための複数の実装ラインを含む。複数のプリント基板を各実装ラインへと割り当てるための方法は、複数のプリント基板に、それぞれ実装すべき構成部品を実装するための複数の要件を検出するステップと、所定値を上回る構成部品分散値を有するプリント基板の集合を決定するステップであって、前記構成部品分散値は、それぞれ、１つのプリント基板上に実装すべき各々異なる構成部品の数を表す、ステップと、前記集合の各プリント基板が各実装ラインに亘ってできるだけ一様に分布するように、当該各プリント基板を、所定の設定に基づいて、整数線形計画法又は混合整数線形計画法を用いて、各実装ラインへと割り当てるステップと、を有する。換言すると、整数線形計画法のパラメータの１つは、割り当ての際に、前記集合の各プリント基板の各実装ラインに亘る一様分布に関して最適化が実施されるように選択される。
【０００８】
複雑なプリント基板を識別して前記集合へとまとめることができ、このようにして、多数の複雑なプリント基板が１つの実装ラインへと過剰に割り当てられてしまうことを回避することができる。このようにして、ある１つの実装ラインに保有されている構成部品が、当該実装ラインに割り当てられている全てのプリント基板に対して充分ではないせいで、当該実装ラインの機械設備を頻繁に変更せざるを得なくなる、ということを回避することができる。実装ラインが複数のいわゆる供給テーブルを備える実装機を有する場合、製造中に、複数のプリント基板を実装ラインへと割り当てるために交換する必要のない不変テーブルの数を増加させることができる。用意すべき交換テーブルの数を削減することができ、ひいては、これに結びついた機械設備の配置コスト及び管理コストを削減することができる。これにより相当な桁のコストを削減することができる。本発明の方法は、実質的に全ての形式の実装システムにおいて実施することができる。
【０００９】
１つの好ましい実施形態においては、１つの実装ラインに、前記集合から所定数より多いプリント基板は割り当てられない。この所定数は、例えば１又は２とすることができる。この制限によって、過剰な構成部品分散値に起因する、保有している構成部品を交換するための頻繁な介入から、実装ラインを保護することができる。１つの実施形態においては、この所定数は、各実装ラインの特性数又は性能に基づいて、各実装ラインごとに個別に決定される。
【００１０】
直前に挙げた実施形態と組み合わせることができる別の１つの好ましい実施形態においては、１つの実装ラインに、前記集合から少なくとも１つの所定数のプリント基板を割り当てることができる。これによって、この実装ラインが有する生産力を有利に活用することができる。このことは、前記集合に含まれる各プリント基板の迅速な処理に寄与することができる。この場合にも所定数は個別に決定することができる。
【００１１】
特に好ましい１つの実施形態においては、２つのプリント基板上に実装すべき構成部品の対称差の構成部品分散値が、所定の制限値を上回っている場合に、１つの実装ラインへのプリント基板の割り当てが阻止される。この方法によれば、２つのプリント基板で共通して利用可能な構成部品を考慮することができるので、１つの実装ライン上で互いに邪魔し合うプリント基板同士の決定を改善することが可能となる。このようにして、同じ１つの実装ライン上に割り当てられるプリント基板の、コスト増加をもたらす可能性のある不利な組み合わせを回避することができる。
【００１２】
別の１つの実施形態においては、２つのプリント基板の各構成部品分散値も、所定の制限値を上回っている場合にのみ、割り当てが阻止される。このようにすると、複雑なプリント基板だけを強制的に別々の実装ラインへと割り当てることができる。経験によれば、構成部品分散値の小さいプリント基板同士が互いに邪魔し合うことは少ないので、このようなプリント基板の相互排除は必要ないものとすることができる。
【００１３】
さらには、２つのプリント基板上に実装すべき構成部品の和集合の構成部品分散値も、所定の制限値を上回っている場合にのみ、前記割り当てを阻止することができる。これによって、共通して利用可能な構成部品による正の側面によって、互いに素である構成部品による負の効果を完全又は部分的に補償することが可能であるということを考慮することができる。これによって、プリント基板の相対的多様性の決定をさらに改善することができる。
【００１４】
特に好ましい１つの実施形態においては、前記整数線形計画法は、現在の割り当てとして、各実装ラインへのプリント基板の初期割り当てを算出するステップと、前記現在の割り当てに基づき、整数線形計画法又は混合整数線形計画法を用いて、選択された集合の各プリント基板を各実装ラインへと割り当てるステップとを含む。各々異なるプリント基板が多数あること、各々異なる多数のプリント基板上に実装すべき各々異なる構成部品が多数あること、又は、各々異なる特性を有する製造ラインが多数あることによって引き起こされ得る、大きな又は複雑な割り当て問題も、許容できる時間内かつ十分な品質で解決することができる。初期割り当てのための各実装ラインへのプリント基板の割り当ては、ランダムに又は意図的に実施することができる。この場合には例えば、最適化すべき実装ラインを選択することができ、その一方で、他の実装ラインは変えずにおくことができる。初期割り当ては、ヒューリスティック法による割り当てによって実施することもできる。
【００１５】
１つの実施形態においては、決定された前記割り当て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、この方法を繰り返し実施することができる。これによって、最適解へと連続的に近似させることが可能となる。
【００１６】
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読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含む。コンピュータプログラム製品は、通常のプログラミング言語（例えばＣ＋＋、Ｊａｖａ）で作成することができる。処理装置は、相応の入力手段、出力手段、記憶手段を有する市販のコンピュータ又はサーバを含むことができる。
【００１７】
複数のプリント基板を、実装システムの各実装ラインへと割り当てるための本発明の制御装置は、上に説明した方法を実施するように構成されている。
【００１８】
本発明の上述した特性、特徴、利点、並びにこれらを達成するための様態及び方法は、実施例に関する以下の記述に関連して、より明確かつ明示的に理解することができる。以下では、実施例に関して図面を参照しながらより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実装システムを示す図である。
【図２】図１の各プリント基板の各構成部品分散値を説明するための図である。
【図３】第１方法のフローチャートである。
【図４】図３の方法の一部である第２方法のフローチャートである。
【００２０】
線形計画法は、数理最適化分野における主要な方法の１つであり、一次方程式及び一次不等式によって制約された集合に関する線形目的関数の最適化を扱うものである。線形計画法は、（混合）整数線形計画法の解法の基礎である。
【００２１】
線形計画法の利点は、以下の通りである：
・グローバルな最適化アプローチ、
・容易に拡張可能、
・実際に広く普及しており有効性が判明している、非常に良好な市販の標準ソルバー（SCIP, CPLEX, Ilog, Xpress）、
・求められた解が最適解から最大でどのくらい乖離しているか（ギャップ）が知られている。
【００２２】
図１は、実装システム１００を示す。実装システム１００は、複数の実装ライン１１０と、複数のプリント基板１２０を各実装ライン１１０へと割り当てるための制御装置１１５とを含む。各実装ライン１１０は、通常、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、不変テーブル１４０又は可変テーブル１４５から構成部品を取り上げて、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。
【００２３】
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。テーブル１４０，１４５は、それぞれ複数の供給装置１５０を含む（これらのうちの１つだけを例示的に図示している）。各供給装置１５０は、所定の種類の構成部品１５５のストックを用意している。各供給装置１５０は、種々異なる構成部品１５５を用意するよう構成することが可能であり、１つのテーブル１４０，１４５に複数の異なる供給装置１５０を設置することも可能ではある。しかしながら、設置されている各テーブル１４０，１４５のいずれにも保有されていない構成部品１５５を実装機１３０へと供給しなければならない場合には、速度的な理由から、通常はテーブル１４０，１４５が完全に交換される。
【００２４】
通常、このような交換は、製造の一時停止と結びついているので、交換すべきテーブル１４０，１４５の数は少なく抑えるよう努められる。機械設備の変更時に交換されないテーブルは、不変テーブル１４０と呼ばれ、交換される場合には可変テーブル１４５と呼ばれる。不変テーブル１４０と可変テーブル１４５との機能的な違いは、その他には存在しない。
【００２５】
プリント基板１２０には複数の異なる構成部品１５５を実装することができる。可変テーブル１４５の交換頻度を最小化するため、理想的には不変テーブル１４０の数を最大化するために、制御装置１１５は、各実装ライン１１０へのプリント基板１２０の割り当てを最適化するよう構成されている。この場合には通常、各プリント基板１２０の特性、乃至、各プリント基板１２０上に実装される各構成部品１５５の特性、並びに、各実装ライン１１０乃至各実装機１３０の個々の特性も考慮しなければならない。
【００２６】
図２は、図１の各プリント基板１２０の各構成部品分散値を説明するための図である。複数の複雑なプリント基板１２０からなる集合２００は、第１プリント基板２０５と第２プリント基板２１５とを含む。第１プリント基板２０５には、構成部品１５５の第１集合２１０を実装し、第２プリント基板２１５には、構成部品１５５の第２集合２２０（図１）を実装するものとする。これら２つのプリント基板２０５，２１５は、図１のプリント基板１２０に相当する。
【００２７】
第１集合２１０は、５つの各々異なる構成部品種類の構成部品１５５を含み、これらの構成部品１５５は、実装ライン１３０において、少なくとも５つの供給装置１５０にて用意することができる。これと同様に、第２集合２２０も、５つの各々異なる構成部品種類の構成部品１５５を含み、これらの構成部品１５５は、少なくとも５つの供給装置１５０にて用意することができる。水平方向に並んで図示されている各構成部品１５５は、互いに同じであり、通常、同じ１つの供給装置１５０にて保有されている。割り当て問題の分野おいては、通常、１つの構成部品種類の構成部品１５５のストックは無限に存在することが前提とされる。
【００２８】
１つのプリント基板２０５，２１０上に実装すべき各々異なる構成部品１５５の数は、プリント基板２０５乃至２１５の構成部品分散値と呼ばれる。つまり、２つのプリント基板２０５，２１５を合わせた構成部品分散値は、２つのプリント基板２０５，２１５上に実装すべき各々異なる構成部品１５５の数である。
【００２９】
各々異なる構成部品１５５は、以下では構成部品種類とも呼ばれる。つまり、第１プリント基板２０５上に、構成部品種類の第１集合２２５が実装され、第２プリント基板２１５上に、構成部品種類の第２集合２３０が実装される。各集合２２５，２３０の中に含まれる構成部品種類の数が、それぞれの構成部品分散値に相当する。２つのプリント基板２０５，２１５を合わせた構成部品分散値は、集合２２５と２３０の和集合の中にある構成部品種類の数に相当する。つまり、各プリント基板２０５，２１５がそれぞれ５の構成部品分散値を有していても、２つのプリント基板２０５，２１５を合わせた構成部品分散値は６である。なぜなら、各プリント基板１２０上には、それぞれ他方のプリント基板１２０では使用されない１つの構成部品種類の構成部品１５５を実装すべきであるからである。
【００３０】
複数のプリント基板１２０をできるだけ有利に各実装ライン１１０へと割り当てるために、特に高い構成部品分散値を有するプリント基板２０５，２１５を、できるだけ一様に各実装ライン１１０へと割り当てるよう努められる。１つの実施形態においては、１つの実装ライン１１０へと割り当てられる、高い構成部品分散値を有するプリント基板１２０の数の間の差を、ペアごとに最小化することが試みられる。別の１つの実施形態においては、各実装ライン１１０における複雑なプリント基板１２０の数に対して、それぞれ上限及び下限が決められている。下限は例えば１又は２とすることができ、その一方で上限は、例えば２〜４とすることができる。複雑なプリント基板１２０の数が上限を上回らない場合、乃至、下限を下回らない場合に、これらの複雑なプリント基板１２０は各実装ライン１１０へと充分に一様に割り当てられたと認定することができる。
【００３１】
図３は、この割り当てを実施するための第１方法３００のフローチャートを示す。
【００３２】
ステップ３０５：まず、プリント基板１２０を割り当てるための複数の要件が検出される。ある１つの要件では、１つのプリント基板１２０と、当該１つのプリント基板１２０上に実装すべき構成部品１５５とを定められる。これに加えて、複数の制約を定めることができ、例えば、どの実装ライン１１０においてどのプリント基板１２０を実装することが可能であるか、又は、どの実装ライン１１０によってどの構成部品１５５を処理することが可能であるかが定められる。さらなる別の制約は、明細書末尾の数学的背景の議論に記載してある。
【００３３】
ステップ３１０：次いで、図２に基づいて説明したように、各プリント基板１２０ごとに、それぞれ１つの構成部品分散値が決定される。
【００３４】
ステップ３１５：その後、特に高い構成部品分散値を有する複数のプリント基板１２０からなる集合２００が決定される。特に、所定の閾値を上回る構成部品分散値を有するプリント基板を、当該集合２００へとソートすることができる。これとは択一的に、各プリント基板１２０をそれぞれの構成部品分散値に従ってソートし、最も高い構成部品分散値を有するプリント基板１２０から順に所定数のプリント基板を、当該集合２００へと含めることもできる。
【００３５】
これらを組み合わせた形態や他の方法も可能である。
【００３６】
１つの実施形態においては、その後すぐに、ステップ３４５において、各実装ライン１１０へのプリント基板の割り当てを実施することができる。しかしながら、前もってさらに、ステップ３１５で決定された集合２００のうちのどのプリント基板２０５，２１５が、構成部品種類が各々著しく異なっている集合２２５，２３０を必要とするのかを決定しておくことが好ましい。このようなプリント基板２０５，２１５同士を、できるだけ別々の実装ライン１１０へと割り当てるためである。別の１つの実施形態においては、当該決定を既により前の時点で実施し、これにより、ステップ３１５において、集合２００は、各々著しく異なっている複雑なプリント基板１２０だけを含むように形成される。
【００３７】
ステップ３２０：各プリント基板１２０同士の異なり具合を決定するために、複数の複雑なプリント基板１２０からなる集合２００から、まず２つのプリント基板１２０が選択される。好ましくは、前記選択は、最終的に、集合２００のプリント基板１２０の全てのペアを、それぞれ実装すべき構成部品種類の異なり具合に関してチェックできるように、何回もの繰り返しのフローにおいて実施される。図２の例を参照すると、例えばプリント基板２０５と２１０とが選択される。
【００３８】
ステップ３２５：その後、選択された２つのプリント基板２０５，２１５上に実装すべき構成部品種類の各集合２２５，２３０における構成部品種類の数が、所定の第１制限値を上回っているか否かが決定される。図２の例では、２つのプリント基板２０５，２１５上にはそれぞれ５つの構成部品種類を実装すべきである。すなわち、対応する各集合２２５，２３０はそれぞれ５つの構成部品種類を含んでいる。
【００３９】
ステップ３３０：上に説明したように第１制限値を上回っている場合には、方法はステップ３３０へと進む。ステップ３３０では、集合２２５と２３０の間の対称差の構成部品種類の数が、所定の第２制限値を上回っているか否かがチェックされる。集合２２５と２３０の対称差は、集合２２５と２３０の和集合から集合２２５と２３０の共通部分を除いた部分である。換言すると、この対称差は、プリント基板２０５と２１５との間で互いに素である構成部品種類、つまり第１集合２２５にのみ存在しているか、又は、第２集合２３０にのみ存在している構成部品種類を含む。図２の例では、対称差は２つの構成部品種類を含む。
【００４０】
ステップ３３５：互いに素である構成部品種類１５５の数が第２制限値を上回っている場合には、集合２２５と２３０の和集合が、所定の第３制限値によって予め定められた構成部品種類よりも多い構成部品種類を含んでいるか否かが決定される。図２の例では、和集合は６つの構成部品種類を含む。このテストが正である場合、ステップ３４０において、前記選択されたプリント基板２０５と２１５とを、同じ１つの実装ライン１１０においてペアリングすることが阻止される。
【００４１】
これに対し、ステップ３２５〜３３５のうちの１つのテストが負である場合には、プリント基板２０５と２１５とのペアリングは明示的には阻止されない。しかしながらその場合にも、ステップ２４５において、選択されたプリント基板２０５と２１５とが同じ１つの実装ライン１１０へと割り当てられるか否かは、まだ確定していない。方法３００の別の実施形態においては、１つ又は複数のステップ３２５〜３３５を省略することも可能であり、さらには、ステップ３２５〜３３５の順序を変えて実施することも可能である。
【００４２】
ステップ３４５：そして最後に、ステップ３１５において決定された集合２００の各プリント基板１２０が各々異なる実装ライン１１０に亘ってできるだけ一様に分布するように、各実装ライン１１０へと割り当てられる。各々著しく異なっているプリント基板２０５，２１５同士のペアリングを回避すべきである、という考えられる制約の他にも、さらに別の制約、例えば特に大型又は特に小型の構成部品１５５の取り扱いが可能であるかといったような、実装ライン１１０の実装機１３０の特性を考慮することができる。
【００４３】
ステップ３４５における、所定の設定に基づいた割り当ては、有利には整数線形計画法によって実施される、
【００４４】
図４には、埋め込み方法４００がフローチャートの形態で図示されている。
【００４５】
ステップ４０５：まず、各実装ライン１１０へのプリント基板１２０の初期割り当てを決定し、そして、現在の割り当てを、当該初期割り当てとする。この初期割り当てを算出するために、種々異なるヒューリスティック法を使用することができ、これには手動による設定又は制限を含めることもできる。
【００４６】
ステップ４１０：次いで、これから割り当てようとする複数のプリント基板１２０の中から、プリント基板１２０の部分集合が選択される。
【００４７】
ステップ４１５：その後、前記部分集合のプリント基板１２０の、各実装ライン１１０への１つ又は複数の択一的な割り当てが、好ましくは整数線形計画法を用いて形成される。この割り当ては、図３に関連して説明したように、各々異なる複数の複雑なプリント基板１２０が各実装ライン１１０へとできるだけ一様に割り当てられるように実施される。それと同時に、全ての実装ライン１１０の各構成部品分散値は、できるだけ最小化すべきである。
【００４８】
ステップ４２０：ここでは、ステップ４１５で形成された各割り当ての品質が決定される、乃至、ステップ４１５の線形計画法のパラメータから採用される。この場合には通常、１つ又は複数の品質パラメータが予め定められており、品質パラメータは、例えば実装機１３０の稼働率、又は、可変テーブル１４５に対する不変テーブル１４０の比率を含むことができる。図３の方法に関連すると、好ましくはただ１つのパラメータとして、全ての実装ライン１１０の各構成部品分散値ができるだけ最小化される。
【００４９】
ステップ４２５：その後、所定の終了基準に到達したか否かがチェックされる。この終了基準は、所定の品質の割り当て、又は、方法４００に対する所定の計算時間の経過を含むことができる。
【００５０】
ステップ４３０：終了基準が満たされている場合には、決定された各割り当てが出力される。
【００５１】
ステップ４３５：終了基準が満たされていない場合には、決定された各割り当ての中から、さらに最適化すべき割り当てを選択することができる。
【００５２】
ステップ４４０：この場合には、現在の割り当てが、前記最適化すべき割り当ての１つにセットされ、方法４００は改めてステップ４１０から実行される。最適化すべき割り当てが複数選択された場合には、方法４００は、これに応じて何重にも平行に分岐することができる。
【００５３】
数学的背景
厳密な数学的手法を使用することにより、従来実際に使用されてきたヒューリスティック法よりも格段に良好な解を獲得することができる。さらには、この数学的手法によれば、従来とは異なり良好な生産時間を達成することも可能となる。
【００５４】
複数のプリント基板１２０乃至モジュールを各実装ライン１１０へと割り当てる際には、技術的制限により、それぞれの実装ライン１１０においてどのようなプリント基板１２０でも製造可能であるとは限らないことに留意すべきである。各プリント基板は、各実装ライン１１０においてそれぞれ異なる生産時間を有していることも多い。さらに、各実装ライン１１０の最大生産時間能力を上回ってはいけない。
【００５５】
複数のプリント基板１２０を各実装ライン１１０へと割り当てる際には、通常、以下の目的が追求される：
・機械設備の変更に係るコストを削減するために、できるだけ多くのプリント基板１２０を、不変テーブル１４０によって製造できるようにすべきである。
・機械設備の変更に係る時間コストを削減するために、各実装ライン１１０における機械設備ファミリの数はできるだけ少なくしたい。
・必要となる機械設備（例えばコンベヤ１５０）はできるだけ少なくしたい。
・プリント基板１２０に対する総生産時間はできるだけ最小化すべきである。
【００５６】
ここでは、１つの実装ラインに実装用に用意されている構成部品種類の集合を変更することなく、当該１つの実装ライン上で実装することが可能なプリント基板の集合として、機械設備ファミリなる用語が定義されている。実装ラインに用意されている構成部品種類の集合は、機械設備とも呼ばれる。通常は、各実装ラインにおける各構成部品種類の構成部品は、常に充分な数が用意されていることが前提である。
【００５７】
通常、１つの実装ラインに対して、１つの機械設備ファミリに含まれているプリント基板よりも多いプリント基板が割り当てられる。なぜなら当該１つの実装ラインに、任意に多数の構成部品種類を用意できるわけではないからである。従って、実装ラインの機械設備は、時々変更される。機械設備の変更時には、第１機械設備ファミリのための機械設備が、第２機械設備ファミリのための機械設備と交換される。この機械設備の変更の頻度が少なくなればなるほど、また、機械設備の変更時に交換しなければならない構成部品種類が少なくなればなるほど、この実装システムは、低コストに稼働することができる。
【００５８】
これらの目的は一般的に、１つの実装ライン１１０の各プリント基板１２０同士における構成部品の重複ができるだけ多くなるよう努めることによって、乃至、各実装ライン１１０の構成部品分散値の合計を最小化することによって達成するよう試みられる。
【００５９】
各実装ライン１１０へのプリント基板１２０の最適化された割り当てを決定するために、ＩＰモデル（ＩＰはInteger Programming、整数計画法、乃至、整数最適化モデルを表す）が使用される。この決定は、公知の標準ソルバーを用いて実施することができる。
【００６０】
添字
Ｌ  システム１００のＳＭＴ実装ライン１１０の集合
Ｒ  プリント基板１２０の集合
Ｃ  構成部品種類１５５の集合
Ｒｃ  構成部品種類ｃを有するプリント基板の集合
Ｒｌ  ラインｌにおいて実装可能なプリント基板の集合。
【００６１】
パラメータ
Ｔｉｍｅｒ，ｌ  ラインｌにおけるプリント基板ｒに対する総生産時間
ＴｉｍｅＬｉｍｉｔｌ  ラインｌにおける生産時間制限値。
【００６２】
２値変数
Ａｓｓｉｇｎｒ，ｌ  ラインｌへのプリント基板の割り当て
Ｓｅｔｕｐｃ，ｌ  ラインｌ上における構成部品ｃの使用。
【００６３】
ＩＰの定式化
【数１】
0005959738.tif 000002
【００６４】
各実装ライン１１０に亘る、複雑なプリント基板１２０の割り当てを改善するために、ソルバーにさらなる条件を与えることができる。
【００６５】
第１要求は、ペアごとに各々著しく異なっている、高い構成部品分散値を有する複数のプリント基板１２０のうち、所定数ＭａｘＣｏｕｎｔＢｉｇｌのプリント基板乃至モジュール１２０だけを、１つの実装ラインｌへと割り当てることとすることができる。ＭａｘＣｏｕｎｔＢｉｇｌは一般的に非常に小さい数が選択され、通常は１又は２である。
【００６６】
【数２】
0005959738.tif 000003
但し、ｌは実装ライン１１０であり、ＭａｘＣｏｕｎｔＢｉｇは、第１所定数であり、ＲＢｉｇは、ペアごとに各々著しく異なっている複数のプリント基板１の集合２００である。
【００６７】
さらには、各実装ラインｌに、集合ＲＢｉｇから最小数ＭｉｎＣｏｕｎｔＢｉｇｌのプリント基板を割り当てるべきである、と要求することができる。ＭｉｎＣｏｕｎｔＢｉｇｌは一般的に非常に小さい数が選択され、通常はたった１である。
【００６８】
【数３】
0005959738.tif 000004
但し、ＭｉｎＣｏｕｎｔＢｉｇは第２所定数である。
【００６９】
さらには、プリント基板ｒは、集合ＲＦｒ，ｌからのプリント基板ｒ’と一緒に同じ１つの実装ラインｌに割り当てるべきではないということを要求することができる。
【００７０】
【数４】
0005959738.tif 000005
これらの設定の少なくとも１つを使用することによって、各実装ライン１１０に亘るプリント基板１２０の分布が改善されるので、各実装ライン１１０の機械設備の変更を減らすことが可能となる。さらに、実装システム１００におけるプリント基板１２０の生産時間を改善することが可能である。さらに、ＩＰソルバーを用いた上述のアプローチによれば、割り当てを、従来公知のものよりも迅速に決定することが可能である。
【００７１】
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】
0005959738.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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