(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装ライン（１１０）を用いて複数のプリント基板（１２０）に実装を行うための方法（２００）であって、
・それぞれに割り当てられたセットアップファミリ（１７５，１８０）を有する複数のセットアップ（１６５，１７０）が設けられており、
・それぞれのセットアップ（１６５，１７０）には、複数の構成部品種類（１６０）が割り当てられており、それぞれのセットアップファミリ（１７５，１８０）には、複数のプリント基板種類（１２２）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）内の１つのプリント基板種類（１２２）の１枚のプリント基板（１２０）に、前記実装ライン（１１０）において当該セットアップ（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、
・前記実装ライン（１１０）に、１つのセットアップ（１６５，１７０）の１つの構成部品種類（１６０）の構成部品（１５５）のストックを有するセットアップテーブル（１４０）が用意されており、
前記方法は、
・割り当てられている構成部品種類（１６０）の構成部品（１５５）を実装すべき複数のプリント基板（１２０）のプリント基板種類（１２２）を検出するステップと、
・検出されたプリント基板種類（１２２）をセットアップファミリ（１７５，１８０）に割り当てるステップと、
を含む、方法において、
・作成された前記セットアップファミリ（１７５，１８０）の前記セットアップ（１６５，１７０）を前記実装ライン（１１０）に配置すべき順序（２５０）を決定するステップと、
・前記順序（２５０）を、所定の基準に関して最適化するステップと、
・各セットアップ（１６５，１７０）を用いて前記決定された順序で複数のプリント基板（１２０）に実装を行うステップと、
を含む、方法において、
前記順序（２５０）において、第１セットアップ（１６５，１７０）の後に第２セットアップ（１６５，１７０）が続き、
前記基準は、前記第１セットアップ（１６５，１７０）を用いたプリント基板（１２０）への実装の終了と、前記第２セットアップ（１６５，１７０）の構成部品種類（１６０）の構成部品（１５５）のストックを有するセットアップテーブル（１４０）の用意の完了との間の待機時間ができるだけ短くなることを含む、
ことを特徴とする、方法（２００）。
【請求項２】
前記基準は、セットアップ（１６５，１７０）の数、セットアップの変更の回数（３０５）、セットアップテーブル（１４０）に備え付けるべき構成部品（１５５）のストックの個数、及び、固定セットアップ（１６５）における生産量のうちの１つを含む、
請求項１記載の方法（２００）。
【請求項３】
決定される前記セットアップの１つは、固定セットアップ（１６５）であり、
前記固定セットアップ（１６５）の構成部品種類（１６０）は、決定された前記順序（２５０）の各セットアップを用いてプリント基板（１２０）への実装が行われている間、変更されることなく１つ又は複数のセットアップテーブル（１４０）に配置されたままである、
請求項１または２記載の方法（２００）。
【請求項４】
セットアップファミリ（１７５，１８０）へのプリント基板種類（１２２）の前記割り当てを、前記基準を最適化するために、少なくとも１つの変更されたパラメータを用いて繰り返す、
請求項１から３のいずれか１項記載の方法（２００）。
【請求項５】
前記パラメータは、検出された前記プリント基板種類（１２２）の集合（２０５）から、割り当てられているプリント基板種類（１２２）を選択することを含む、
請求項４記載の方法（２００）。
【請求項６】
前記パラメータは、検出された前記プリント基板種類（１２２）の集合を含む、
請求項４又は５記載の方法（２００）。
【請求項７】
前記パラメータは、
・変更されない構成部品種類（１６０）が割り当てられているセットアップテーブル（１４０）を含む固定セットアップ（１６５）と、
・プリント基板（１２０）への実装を行うためのオーダー（２１０）に割り当てられている優先度（２３５）と、
・セットアップ（１６５，１７０）の充填率と、
・セットアップファミリ（１７５，１８０）におけるプリント基板種類（１２２）の数と、
のうちの少なくとも１つの変数を含む、
請求項４から６のいずれか１項記載の方法（２００）。
【請求項８】
複数の基準の重み付けされた組み合わせを使用する、
請求項７記載の方法（２００）。
【請求項９】
コンピュータプログラムにおいて、
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８のいずれか１項に記載の方法（２００）を実行するためのプログラムコード手段を有する、
ことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１０】
プリント基板（１２０）に実装を行うためのシステムにおいて、
・実装ライン（１１０）と、
・請求項１から８のいずれか１項記載の方法（２００）を実行するための処理装置（１１５）と、
を含むことを特徴とするシステム。
【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】
実装機における構成部品種類の組み合わせは、セットアップと呼ばれる。１つのセットアップによって、複数の異なるプリント基板の集合を作成することができ、この集合は、セットアップファミリと呼ばれる。しかしながら通常、１つのセットアップを用いて製造可能なプリント基板種類よりも多くの異なるプリント基板種類のプリント基板を製造することが求められており、従って、製造中にセットアップを変更する必要が出てくる。
【０００４】
セットアップは、１つ又は複数のセットアップテーブル上に保持することができ、これらのセットアップテーブルは、実装機において簡単に交換することが可能である。しかしながら、１つのセットアップテーブルに複数の所定の構成部品種類の構成部品を整えることは、しばしば面倒である。従って、セットアップは、多くの場合、固定セットアップと可変セットアップとに区別される。固定セットアップテーブルは、所定の計画期間の間、構成部品種類の組み合わせが維持されるように構成されており、その一方で、可変セットアップテーブルは、計画期間内にセットアップが変更されることが見込まれる。
【０００５】
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。
【０００６】
しかしながら、セットアップ又はセットアップファミリが高度に最適化されているにもかかわらず、実装ラインの稼働時に製造の一時停止が発生してしまうことがよくある。なぜなら、第２セットアップの全てのセットアップテーブルへの構成部品の備え付けが完了する前に、実装ラインに取り付けられた第１セットアップを用いた製造が既に完了してしまっているからである。従って、本発明の基礎となる課題は、プリント基板に実装を行うための改善された技術を提供することである。本発明によれば、上記の課題は、独立請求項の対象によって解決される。好ましい実施形態は、従属請求項に記載されている。
【０００７】
実装ラインによってプリント基板に実装を行うために、それぞれに割り当てられたセットアップファミリを有する複数のセットアップが作成される。それぞれのセットアップには、複数の構成部品種類が割り当てられており、それぞれに割り当てられたセットアップファミリには、複数のプリント基板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、前記実装ラインにおいて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。前記実装ラインに、１つのセットアップの１つの構成部品種類の構成部品のストックを有するセットアップテーブルを用意することができる。プリント基板に実装を行うための本方法は、割り当てられている構成部品種類の構成部品を実装すべきプリント基板のプリント基板種類を検出するステップと、検出されたプリント基板種類をセットアップファミリに割り当てるステップとを含む。次いで、作成された前記セットアップファミリの前記セットアップを前記実装ラインに配置すべき順序が決定され、前記順序が、所定の基準に関して最適化される。その後、決定された前記順序で各セットアップを用いて前記プリント基板に実装を行うことができる。
【０００８】
順序を作成することにより、実装ラインの備え付けへの物理的な介入である、セットアップの変更を考慮することができる。例えば過度に回数が多い、又は過度に早急に連続する、又は過度に広範囲となる、セットアップの変更が実行されないように注意することができる。これにより、実装ラインの停止及び再始動を減らすことができる。さらには、セットアップの変更の形態の、セットアップ間の移行に注目して、セットアップを現実的に評価することができる。これにより、セットアップの順序はもはやランダムではなく、最適化された基準に従うこととなる。
【０００９】
前記基準は、複数の異なる形式を取ることができる。例えば、前記基準は、セットアップの数、セットアップの変更の回数、セットアップテーブルに備え付けるべき構成部品のストックの個数、及び、固定セットアップにおける生産量のうちの１つを含むことができる。上記の変数のうちの複数を互いに組み合わせて、例えば重み付けされていない又は重み付けされた合計の形態の１つの基準を作成することも可能である。
【００１０】
通常、前記順序は、少なくとも２つのセットアップを含み、第１セットアップの後に第２セットアップが続く。１つの好ましい実施形態では、前記基準は、前記第１セットアップを用いたプリント基板への実装の終了と、前記第２セットアップの構成部品種類の構成部品のストックを有するセットアップテーブルの用意の完了との間の待機時間ができるだけ短くなることを含む。この待機時間は、できるだけ多くの場合においてゼロであることが理想である。第１セットアップを用いた実装が完了する前に、第２セットアップの全てのセットアップテーブルを用意することができる場合の負の値は、ここでは考慮されない。
【００１１】
待機時間は、実装ラインの稼働率（使用率）又は効率に特に重大な影響を与えうる。従って、待機時間を最小化することにより、実装ラインを改善的に省コスト又は省資源に稼働させることが可能となる。
【００１２】
順序における全てのセットアップの変更時の各待機時間から構成される総待機時間が、最小化されることが特に好ましい。これによって、個々の待機時間の許容範囲を改善することができ、総待機時間が短縮されている改善された全体結果を達成することができる。
【００１３】
決定される前記セットアップの１つは、固定セットアップとすることができ、前記固定セットアップの構成部品種類は、決定された前記順序の各セットアップを用いてプリント基板への実装が行われている間、変更されることなく１つ又は複数のセットアップテーブルに配置されたままである。
【００１４】
固定セットアップを使用することにより、他のセットアップが利用できない場合にこの固定セットアップが実装ラインに取り付けられるように順序を作成することによって、待機時間をなくすことができる。固定セットアップを用いて実装が行われるべきプリント基板種類は、必ずしも全部の個数を一回で実装する必要はない。むしろ、可変セットアップが配置される準備が整ったら直ぐに、固定セットアップを可変セットアップに交換することができる。このようにして、可変セットアップへの変更の回数の増加を、固定セットアップを用いることで待機時間がないように実現することが可能となる。本方法の１つの実施形態では、順序において２つの可変セットアップの間に、常に１つの固定セットアップが設けられている。
【００１５】
セットアップファミリへのプリント基板種類の前記割り当てを、前記基準を最適化するために、少なくとも１つの変更されたパラメータを用いて繰り返すことができる。換言すれば、割り当てと、順序の決定と、順序の最適化とを、１つ又は複数のパラメータを変更しながら実施することができる。これにより、どのパラメータ又はどのパラメータの組合せが、基準の改善に対して著しい影響を及ぼすのかを決定することができる。これにより、プリント基板への実装を、セットアップファミリ又はセットアップの改善された順序に基づかせることができる。
【００１６】
特に好ましい１つの実施形態では、前記パラメータは、検出された前記プリント基板種類の集合から、割り当てられているプリント基板種類を選択することを含む。検出されたプリント基板種類の集合が、割り当てられているプリント基板種類の集合よりも多いことが前提とされる。この場合、上位集合から下位集合を選択することにより、基準に対して著しい影響を与えることができる。例えば、他のプリント基板種類と組み合わせることが良好でないプリント基板種類を、割り当てられているプリント基板種類の集合から除くことができ、これによって残りのプリント基板種類に、改善された順序をつけることができる。最初に却下したプリント基板種類を、後の時点に、その時点で検出されたプリント基板種類の集合に含まれている他のプリント基板種類と組み合わせることが可能である。
【００１７】
前記パラメータは、検出された前記プリント基板種類の集合を含むこともできる。例えば本方法の２回の実施の間に、検出されたプリント基板種類の集合が、新しいオーダーの分だけ拡張されている可能性がある。例えば、さらに別の方法によってプリント基板種類が別の実装ラインに割り当てられた場合には、この集合が縮小されている可能性もある。これによって実装システムは、複数の実装ラインによって個々の割り当て方法を用いて動作することが可能となる。
【００１８】
これに加えて又はこれに代えて、前記パラメータは、変更されない構成部品種類が割り当てられているセットアップテーブルを含む固定セットアップ、プリント基板に実装を行うためのオーダーに割り当てられている優先度、セットアップの充填率、セットアップファミリにおけるプリント基板種類の数、又は別の変数を含むことができる。
【００１９】
さらに別の実施形態では、複数の基準の組み合わせを使用することもできる。１つの実施形態では、基準を重み付けすることもできる。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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】
【００２３】
【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におけるセットアップの順序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おけるセットアップの順序を示す図である。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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１６５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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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１６０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。
【００３４】
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。
【００３５】
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のフロー図２００を示す。
【００３６】
複数のオーダー２１０の集合２０５を出発点とし、これらのオーダー２１０は、実装ライン１１０によってできるだけ効率的に実施されることが求められる。各オーダー２１０は通常、少なくとも１つのプリント基板種類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、個々のプリント基板１２０上に実装することができる。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
本方法２００は、集合２０５からオーダー２１０を取り出して、ここからセットアップ１６５，１７０の順序２５０を作成する。この場合に、本方法２００は、集合２０５に何度も順次にアクセスすることができる。２回のアクセスの間には、例えばさらに別の方法によるオーダー２１０の取り出しによって、又は新たに受け取ったオーダー２１０の追加によって、集合２０５が変化している可能性がある。
【００４０】
本方法は、シミュレーションとして使用することができ、これにより、複数の異なるパラメータの影響を迅速かつ自動的に分析することが可能となる。これらのパラメータには、複数の実装ライン１１０の間で著しく相違しうる戦略的なパラメータを含めることができる。これらのパラメータには、例えば以下のうちの１つ又は複数を含めることができる：
・計画期間の長さ、
・所定の固定セットアップ１６５と、これに割り当てられた固定セットアップのセットアップファミリ１７５、
・実装ライン１１０又は処理すべきプリント基板種類１２２に関する情報、例えば、
○交換テーブル１４０上における構成部品１５５の最小トラック必要数、
○利用可能な交換テーブル１４０の数、
○個々の交換テーブル１４０の収容能力、
○個々の交換テーブル１４０に対して許容される構成部品種類１６０、
・後続の計画期間への延期が許容される最大オーダー量、
・可変セットアップ１７０の構成部品種類１６０の構成部品１５５のストックによる、交換テーブル１４０の充填率、又は
・統計的パラメータ。
【００４１】
通常、本方法２００の課題は、所定の計画期間２５５にわたる実装ライン１１０の稼働に限定されている。このために、計画期間２５５内における実装ライン１１０の稼働率が最も良好であって、かつ効率的な生産を可能にするセットアップが決定される。計画期間２５５は、例えば１日又は数日、若しくは約１週間とすることができる所定の時間を含むことができる。計画期間２５５の長さは通常、実装ライン１１０の技術的な基準と、場合によっては実装ライン１１０における通常のオーダー到着順に関する情報とを参照して規定される。
【００４２】
本方法２００においては、実装ライン１１０へのプリント基板種類１２２の割り当てを作成するための全体集合を合理的な程度まで縮小するために、集合２０５を出発点として、オーダー２１０又はプリント基板種類１２２の部分集合２６０を作成することができる。以下により詳細に示すように、部分集合２６０を連続的に作成することも可能であり、本方法２００を複数回実施する場合には、場合によって部分集合２６０が修正される。
【００４３】
部分集合２６０のプリント基板種類１２２は、グループ化されて１つ又は複数のセットアップファミリを形成する。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、この固定セットアップ１６５は、計画期間２５５内に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いる。これに対して、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、この可変セットアップ１７０は、計画期間２５５内にセットアップテーブル１４０上で一時的にのみ実現されるように、かつその後このセットアップテーブル１４０から完全に又は部分的に再び除去されるように構成されている。可変セットアップ１７０を実現するために使用されるセットアップテーブル１４０は、計画期間２５５内に少なくとも１回変更され、この際には毎回、セットアップテーブル１４０における構成部品種類１６０の構成部品１５５のストックの組み合わせが変更される。
【００４４】
図２の図示では、Ａ、Ｂ、及びＣが付された３つのセットアップファミリ１７５，１８０が例示的な方法で作成される。それぞれのセットアップファミリ１７５，１８０には、複数のプリント基板種類１２２が割り当てられている。
【００４５】
プリント基板種類１２２をセットアップファミリ１７５，１８０に割り当てるためには、種々異なる方法を利用することができる。好ましくは、割り当てが決定され、それが線形計画法を用いて改善される。線形計画法は、（混合）整数線形計画法の解法の基礎である。
【００４６】
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（Ilog, Gurobi, 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。
【００４７】
数学的方法を使用することにより、プリント基板種類１２２をセットアップファミリ１７５に割り当てるために、これまで実際に使用されてきた手順よりも格段により良好な解を達成することが可能となる。
【００４８】
最適化のために、例えば局所探索法又はメタヒューリスティックアルゴリズムに基づいて種々異なる方法を使用することができる。しかしながら、ＩＰモデル（整数計画法又は混合整数最適化モデル）を使用することが好ましい。数学的最適化の分野における主な方法の１つは、線形等式及び線形不等式によって制限された集合に対する線形目標関数の最適化に取り組む線形最適化である。
【００４９】
１つの実施形態では、割り当ては、所定の基準に関して所定の品質を有するセットアップファミリ１７５，１８０を決定するために調整することができる。例えば基準は、セットアップファミリに割り当てられたセットアップ１６５，１７０の構成部品１５５による、セットアップテーブル１４０上で利用可能なスペースの稼働率（使用率）を含むことができる。例えば利用可能なスペースのうち、構成部品１５５によって使用されているスペースが約７５％未満である場合には、このセットアップファミリ１７５，１８０を拒絶することができる。割り当てられたプリント基板種類１２２と一緒に既に集合２０５から除かれているオーダー２１０は、拒絶されると再び集合２０５に供給されることができる。図２の例ではセットアップファミリＣが、このようなメンバー不足のセットアップファミリ１７５，１８０である可能性があり、拒絶することが可能である。
【００５０】
次のステップでは、セットアップファミリ１７５，１８０に順序２５０がつけられる。順序２５０は、このとき又はこの後、所定の基準に関して最適化される。この基準は、例えば多数のセットアップ１７５，１８０の数の最小化、又は、セットアップ１７５，１８０の間での多数の変更の回数の最小化を含むことができる。セットアップ１７５，１８０においてセットアップテーブル１４０に備え付けるべき構成部品１５５のストックの個数は、基準の枠内で最大化すべきであるとすることができる。これに対して、固定セットアップのセットアップファミリ１７５によるプリント基板１２０の生産量を最大化すべきであるとしてもよい。生産量は、実装が行われたプリント基板１２０の数に該当しうる。１つの基準を作成するために、複数の特性値を重み付して又は重み付けせずに組み合わせることも可能である。
【００５１】
セットアップ１７５，１８０の決定された順序２５０を、本方法２００の結果として提供することができる。基準に関して所定の品質に達している順序２５０を複数決定することも可能である。その後、これらの複数の順序２５０のうちの１つを、さらに別のパラメータに基づいて選択することができる。
【００５２】
順序２５０を最適化するために、本方法２００を複数回実施することが好ましい。好ましくは、本方法２００を種々に実施している間に１つ又は複数のパラメータが変更される。とりわけ、集合２０５からの部分集合２６０の組み合わせを変更することができる。その他の変更可能なパラメータは、例えば、固定セットアップのセットアップファミリ１７５が割り当てられている固定セットアップ１６５の数又は組み合わせ、プリント基板種類１２２に割り当てられるオーダー２１０の優先度２３５、セットアップ１７５，１８０の上述した充填率、又は、セットアップファミリ１７５，１８０におけるプリント基板種類１２２の数、を含むことができる。複数のパラメータを組み合わせることも可能である。さらには、本方法２００の個々の実施と実施の間で、集合２０５の構成又は大きさを変更することができる。
【００５３】
本方法２００は、好ましくは上述した基準に関して所定の閾値に達している品質を有する順序２５０が見出されるまで、又は本方法２００の所定の決定期間が経過するまで実施される。この決定期間内に満足のいく順序２５０を見出すことができなかった場合には、改めて決定するために、例えばセットアップファミリ１７５，１８０を作成するための２次制約、又は要求される品質の閾値を適合させることができる。
【００５４】
その後、好ましくは、順序２５０のセットアップ１７５，１８０が、実装ライン１１０に順次に用意され、対応するセットアップファミリ１７５，１８０のプリント基板１２０に実装を行うために使用される。
【００５５】
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１７５，１８０の順序２５０を示す。水平方向には時間がプロットされている。図３の例では、それぞれのセットアップ１７５，１８０が、それぞれ１つのセットアップテーブル１４０Ｔ１〜Ｔ３によって表されている。セットアップテーブルＴ１〜Ｔ３は、垂直方向にプロットされており、それぞれ１つの水平方向のバーによって表されている。この水平方向のバーは、セットアップテーブルＴ１〜Ｔ３が事前準備において整えられるときには右下がりの明るいハッチングが入れられており、セットアップテーブルＴ１〜Ｔ３が実装ライン１１０に取り付けられているときには右上がりの暗いハッチングが入れられている。セットアップテーブルＴ１〜Ｔ３が使用されないときには、対応するバーにはハッチングは入れられていない。図３の例では、セットアップテーブルＴ１が固定セットアップ１６５を有しており、セットアップテーブルＴ２及びＴ３がそれぞれ１つの可変セットアップ１７０を有している。
【００５６】
計画期間２５５の開始時にはまず始めに、固定セットアップ１６５に含まれている第１セットアップＲ１が実装ライン１１０に配置される。これに相応して、セットアップテーブルＴ１が実装ライン１１０に取り付けられ、その一方で、セットアップテーブルＴ２及びＴ３は、構成部品を実装するために利用可能な状態になっている。第１セットアップＲ１の製造時間が終了すると、第２セットアップＲ２への変更３０５が実施される。第２セットアップは、交換テーブルＴ２上に配置されている可変セットアップ１７０の構成部品種類１６０を含む。第２セットアップＲ２を用いてプリント基板１２０に実装を行っている間に、セットアップテーブルＴ３を引き続き事前準備することができる。
【００５７】
さらなるセットアップの変更３０５の後、セットアップテーブルＴ３上に配置されている構成部品種類１６０だけを含んでいる第３セットアップＲ３が、実装ライン１１０に用意される。第３のセットアップＲ３を用いて実装を行っている間に、セットアップテーブルＴ２を変更することができる。
【００５８】
しかしながらこの例では、セットアップテーブルＴ２の変更は、第３セットアップＲ３を用いた実装よりも長い時間がかかる。セットアップテーブルＴ２上に配置しなければならない構成部品種類１６０を必要とするセットアップＲ４がセットアップＲ３の後に続く場合には、待機時間Ｗが必要となることがあり、この待機時間Ｗの間には実装ライン１１０による製造は実施されない。
【００５９】
セットアップＲ４を用いて実装を行っている間に、第３セットアップテーブルＴ３を変更することができる。この変更が、セットアップＲ４を用いた製造時間よりも長い時間を必要とする場合には、さらなる待機時間を回避するために、セットアップテーブルＴ３上に配置されている構成部品種類１６０を必要とするセットアップＲ６と、セットアップＲ４との間に、固定セットアップ１６５に含まれているセットアップＲ５を介在させることが可能である。場合によっては、セットアップテーブルＴ２上に存在している構成部品種類１６０も、セットアップＲ５に含めることができる。
【００６０】
待機時間Ｗを挿入する必要があるかどうか、及びいつ待機時間Ｗを挿入する必要があるのか、並びにこのためにどのくらいの時間が要求されるのかを、セットアップＲ１〜Ｒ６の順序２５０が決定していることは明らかである。ただし、待機時間Ｗの回避は、実装ライン１１０におけるセットアップファミリ１７５，１８０の順序２５０を最適化するための複数の可能な基準のうちの１つを代表しているに過ぎない。
【００６１】
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】
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【図２】
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【図３】
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