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Patent Searching and Data


Title:
OPTIMIZATION OF SETUP GROUPS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/079600
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for assigning printed circuit board types to setup groups comprises the steps of detecting a number of orders, in each case for populating a number of units of printed circuit boards of a predetermined printed circuit board type with components, and assigning a subset of the printed circuit board types of the orders to a next setup group to be populated on an assembly line, wherein the assignment is performed in such a way that a production time, which indicates how long the population of the printed circuit boards of the printed circuit board types of the setup group lasts, is maximized as much as possible.

Inventors:
PFAFFINGER ALEXANDER (DE)
ROYER CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/069085
Publication Date:
May 30, 2014
Filing Date:
September 16, 2013
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H05K13/08; G06Q10/00
Foreign References:
EP0478360A11992-04-01
DE19834620A11999-03-18
Other References:
EPO: "Mitteilung des Europäischen Patentamts vom 1. Oktober 2007 über Geschäftsmethoden = Notice from the European Patent Office dated 1 October 2007 concerning business methods = Communiqué de l'Office européen des brevets,en date du 1er octobre 2007, concernant les méthodes dans le domaine des activités", JOURNAL OFFICIEL DE L'OFFICE EUROPEEN DES BREVETS.OFFICIAL JOURNAL OF THE EUROPEAN PATENT OFFICE.AMTSBLATTT DES EUROPAEISCHEN PATENTAMTS, OEB, MUNCHEN, DE, vol. 30, no. 11, 1 November 2007 (2007-11-01), pages 592 - 593, XP007905525, ISSN: 0170-9291
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren (300) zum Zuordnen von Leiterplattentypen (122) zu Rüstfamilien (124), folgende Schritte umfassend:

- Erfassen (305) einer Anzahl Aufträge (205), jeweils zur Bestückung einer Stückzahl (210) Leiterplatten (120) eines vorbestimmten Leiterplattentyps (122) mit Bauelementen (155);

- Zuordnen (310) einer Teilmenge der Leiterplattentypen (122) der Aufträge (205) zu einer nächsten auf einer Bestü- ckungslinie (110) zu bestückenden Rüstfamilie (124);

dadurch gekennzeichnet, dass

- das Zuordnen (310) derart erfolgt, dass eine Produktionszeit, die angibt, wie lange das Bestücken der Leiterplatten (120) der Leiterplattentypen (122) der Rüstfamilie (124) dau- ert, möglichst maximiert ist.

2. Verfahren (300) nach Anspruch 1, wobei das Zuordnen (310) ein Optimieren mittels eines Gemischt Ganzzahligen Optimierungsmodells umfasst.

3. Verfahren (300) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Zuordnen (310) derart erfolgt, dass zusätzlich in der Rüstfamilie (124) die Zahl der Leiterplattentypen (122) mit hoher Priorität (215) möglichst maximiert wird.

4. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Zuordnen (310) derart erfolgt, dass die Kriterien der Produktionszeit und der Prioritäten (215) in einem steuerbaren Verhältnis gewichtet (315) sind.

5. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ferner für eine Rüstung (225), die Bauelementetypen (160) umfasst, die den Leiterplattentypen (122) der Rüstfamilie (124) zugeordnet sind, ein Satz Wechseltische (140) be- stimmt (345) wird, auf dem die Rüstung (225) an der Bestückungslinie (110) angebracht werden kann.

6. Verfahren (300) nach Anspruch 5, wobei das Zuordnen (310) unter der Randbedingung erfolgt (320) , dass wenigstens ein Bauelementetyp (160) einer vorbestimmten Menge Wechseltische (140) fest zugeordnet ist.

7 . Verfahren (300) nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Zuordnen (310) unter der Randbedingung erfolgt, dass ein maximaler Füllgrad wenigstens eines der Wechseltische eingehalten (325) wird .

8. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Zuordnen (310) unter der Randbedingung erfolgt (330) , dass eine Teilmenge der Leiterplattentypen (122) derselben Rüstfamilie (124) zugeordnet wird.

9. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Zuordnen (310) unter der Randbedingung erfolgt, dass Leiterplattentypen (122) einer vorbestimmten Teilmenge unterschiedlichen Rüstfamilien (124) zugeordnet (335) werden.

10. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung des Verfahrens (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Ausführungseinrichtung (115) abläuft oder auf einem computer- lesbaren Medium gespeichert ist.

11. Steuereinrichtung (115) zur Zuordnung von Leiterplattentypen (122) zu einer Rüstfamilie (124), wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, ein Verfahren (300) nach ei- nem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.

Description:
Beschreibung

Optimieren von Rüstfamilien Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Bestückungslinie zur Bestückung von Leiterplatten mit Bauelementen. Insbesondere betrifft die Erfindung die Bestimmung einer Zuordnung von Leiterplattentypen zu einer Rüstfamilie im laufenden Betrieb einer Bestückungslinie.

Eine Bestückungslinie ist zur Bestückung einer Leiterplatte mit einer Anzahl Bauelemente eingerichtet. Dabei lässt sich unterscheiden zwischen einer Variantenfertigung und einer Festrüstungsfertigung .

In der Variantenfertigung werden für einen kurzen Planungshorizont (ca. 1-5 Tage) die zu fertigenden Leiterplatten in Rüstfamilien („Cluster") aufgeteilt. Eine Rüstfamilie ist dabei eine Menge von Leiterplatten, die mit einer vorbestimmten Anzahl von Bauelementen auf der Bestückungslinie produzierbar ist. Die Menge der hierfür benötigten Bauelementetypen wird Rüstung genannt und ist üblicherweise in einem Satz von Wechseltischen aufgenommen. Ein Wechseltisch wird üblicherweise in der Vorrüstung zur Bestückung von Leiterplatten mit Bau- elementen passender Bauelementetypen aufgerüstet und nachher wieder abgerüstet. Das Ab- und nachfolgende Aufrüsten aller Wechseltische einer Produktionslinie im Vorrüstbereich benötigt Bearbeitungszeiten im Bereich von ca. 6-10 Stunden. Die Variantenfertigung wird insbesondere bei so genannter „High Mix Low Volume" Bestückung verwendet, also wenn häufig wechselnde Leiterplatten in jeweils niedrigen Auflagen bestückt werden sollen.

Zur Organisation des Bestückungsbetriebs wird aus einer Anzahl Aufträge, die jeweils das Bestücken einer vorbestimmten Stückzahl von Leiterplatten eines Leiterplattentyps betreffen, eine Teilmenge ausgewählt, die einer Rüstfamilie zuge- ordnet wird. Die korrespondierende Rüstung wird aufgerüstet und die Leiterplatten werden bestückt, während bereits die Rüstfamilie bestimmt wird, die anschließend bestückt werden soll. Dabei kommt es vor, dass die Bestückungslinie mit der Bestückung der aktuellen Rüstfamilie fertig ist, bevor die Aufrüstung der Rüstung für die folgende Rüstfamilie abgeschlossen ist. In diesem Fall muss die Bestückungslinie angehalten werden, was mit zusätzlichen Kosten verbunden sein kann .

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Zuordnung von Leiterplattentypen zu Rüstfamilien derart durchzuführen, dass Produktionsstillstände der Bestückungslinie minimiert sind. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels eines Verfahrens, eines Computerprogrammprodukts und einer Steuereinrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Zuordnen von Leiterplat- tentypen zu Rüstfamilien umfasst Schritte des Erfassens einer Anzahl Aufträge, jeweils zur Bestückung einer Stückzahl Leiterplatten eines vorbestimmten Leiterplattentyps mit Bauelementen und des Zuordnens einer Teilmenge der Leiterplattentypen der Aufträge zu einer nächsten auf einer Bestückungslinie zu bestückenden Rüstfamilie, wobei das Zuordnen derart erfolgt, dass eine Produktionszeit, die angibt, wie lange das Bestücken der Leiterplatten der Leiterplattentypen der Rüstfamilie dauert, möglichst maximiert ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Produktionszeit lang genug ist, um gleichzeitig eine Rüstung für eine anschließend auf der Bestückungslinie zu bestückende Rüstfamilie vorzubereiten. Ist die folgende Rüstung bereits fertig aufgerüstet, wenn die Bestückung der aktuellen Rüstfamilie abgeschlossen ist, dann kann ein Produktionsstillstand der

Bestückungslinie während des Wechseins der Rüstungen auf ein Minimum beschränkt sein, da keine Wartezeit anfällt. Während des Bestückens der Leiterplatten der zuvor bestimmten Rüstfa- milie kann das Verfahren erneut durchlaufen, um die darauf folgende Rüstfamilie zu bestimmen und so fort. Zwischen den einzelnen Durchläufen des Verfahrens können sich zusätzliche Aufträge ergeben oder zuvor bestandene Aufträge können wegge- fallen sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Zuordnen ein Optimieren mittels eines Gemischt Ganzzahligen Optimierungs - modells. Die Gemischt Ganzzahlige Programmierung, auch Inte- ger- Programmierung bzw. Integer Program genannt, stellt einen globalen Optimierungsansatz dar, der sicherstellen kann, dass nicht nur ein lokales, sondern eben ein globales Optimum für eine Optimierungsaufgabe gefunden werden kann. Dabei ist der Ansatz leicht erweiterbar und es existieren kommerzielle Lö- sungsverfahren bzw. Lösungsvorrichtungen. Die kommerziellen Verfahren bzw. Vorrichtungen werden laufend verbessert, so dass zu erwarten ist, dass mit dem angegebenen Verfahren zukünftig noch bessere Optimierungsergebnisse erzielbar sind. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Zuordnen derart, dass zusätzlich in der Rüstfamilie die Zahl der Leiterplattentypen mit hoher Priorität möglichst maximiert wird. Dadurch kann verhindert werden, dass ein Auftrag über lange Zeit nicht ausgeführt wird. In einer Ausführungsform kann die Priorität der Leiterplattentypen bzw. der entsprechenden Aufträge automatisch auf der Basis einer Wartezeit erhöht werden. Dadurch kann verhindert werden, dass ein Leiterplattentyp bzw. ein Auftrag unendlich lange auf seine Ausführung warten muss.

In einer bevorzugten Variante erfolgt das Zuordnen derart, dass die Kriterien der Produktionszeit und der Prioritäten in einem steuerbaren Verhältnis gewichtet sind. So kann beispielsweise durch eine Bedienperson entschieden werden, wel- eher Kompromiss zwischen einer maximierten Produktionszeit und einer Auswahl von Leiterplattentypen mit hoher Priorität bevorzugt wird. In einer weiteren Ausführungsform wird ferner für eine Rüstung, die Bauelementetypen umfasst, die den Leiterplattentypen der Rüstfamilie zugeordnet sind, ein Satz Wechseltische bestimmt, auf dem die Rüstung an der Bestückungslinie ange- bracht werden kann. So kann nach der Bestimmung unmittelbar damit begonnen werden, die benötigten Wechseltische mit der bestimmten Rüstung aufzurüsten.

In einer Ausführungsform erfolgt das Zuordnen unter der Rand- bedingung, dass wenigstens ein Bauelementetyp einer vorbestimmten Menge Wechseltische fest zugeordnet ist. Auf diese Weise kann beispielsweise berücksichtigt werden, dass große Bauelemente oder Bauelemente mit selten verwendeten Bauformen nur an vorbestimmten Wechseltischen bereit gehalten werden können.

Das Zuordnen kann auch unter der Randbedingung erfolgen, dass ein maximaler Füllgrad wenigstens eines der Wechseltische eingehalten wird. Dadurch kann Spielraum gelassen werden für Änderungen oder für mechanische Gegebenheiten, beispielsweise wenn nicht in jedem Fall Bauelemente zweier beliebiger Bauelementtypen in unmittelbarer Nachbarschaft am Wechseltisch angebracht werden können. Das Zuordnen kann auch unter der Randbedingung erfolgen, dass eine Teilmenge der Leiterplattentypen derselben Rüstfamilie zugeordnet wird. So können beispielsweise Leiterplatten, die an ihrer Ober- und Unterseite bestückt werden sollen, verbessert organisiert werden. Ferner kann das Zuordnen unter der Randbedingung erfolgen, dass Leiterplattentypen einer vorbestimmten Teilmenge unterschiedlichen Rüstfamilien zugeordnet werden. Dadurch kann beispielsweise eine Verarbeitung der bestückten Bauelemente mit unterschiedlichen Loten unterstützt sein, mit dem die Bauelemente beim Bestücken versehen werden.

Ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt umfasst Programmcodemittel zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Ausführungs- einrichtung abläuft oder auf einem computerlesbaren Medium gespeichert ist.

Eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung zur Zuordnung von Leiterplattentypen zu einer Rüstfamilie ist dazu eingerichtet, das oben beschriebene Verfahren auszuführen.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei - spiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei Fig. 1 ein Bestückungssystem;

Fig. 2 eine Veranschaulichung einer Rüstung an einer Bestückungslinie von Fig. 1 ; Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Zuordnen von

Leiterplattentypen zu Rüstfamilien darstellt . Figur 1 zeigt ein Bestückungssystem 100. Das Bestückungssystem 100 umfasst eine oder mehrere Bestückungslinien 110 und eine Steuereinrichtung 115. Die Steuereinrichtung 115 ordnet Leiterplattentypen 122, deren zugeordnete Leiterplatten 120 auf der Bestückungslinie 110 bestückt werden sollen, einer Rüstfamilie 124 zu. Eine Rüstfamilie 124 ist eine Menge von

Leiterplattentypen 122, deren Leiterplatten 120 auf einer Bestückungslinie 110 bestückt werden kann, ohne eine Änderung der Konfiguration der Bestückungslinie 110, insbesondere bezüglich vorgehaltener Bauelemente, zu erfordern.

Jede Bestückungslinie 110 umfasst ein optionales Transport - System 125 sowie einen oder mehrere Bestückungsautomaten 130 Jeder Bestückungsautomat 130 umfasst einen oder mehrere Be- stückungsköpfe 135. An jedem Bestückungsautomat 130 ist eine Anzahl Wechseltische 140 angeordnet, von denen jeder eine vorbestimmte Anzahl Zuführungseinrichtungen 150 umfasst. An Stelle eines Wechseltischs 140 kann auch ein anderer Wechsel- behälter verwendet werden, beispielsweise ein Wechselwagen.

Die Wechseltische 140 umfassen jeweils eine Vielzahl Zuführungseinrichtungen 150, von denen in Figur 1 exemplarisch nur eine dargestellt ist. Jede Zuführungseinrichtung 150 hält ei- nen Vorrat von Bauelementen 155 eines vorbestimmten Bauelementetyps 160 bereit. Für die Zuführungseinrichtungen 150 hat der Wechseltisch 140 ein Fassungsvermögen, das üblicherweise in Spuren ausgedrückt wird. Eine Spur ist üblicherweise 8 mm breit und die Zahl der Spuren jedes Wechseltischs 140 ist be- schränkt, beispielsweise auf 40. Bauelemente 155 des gleichen Bauelementetyps 160 sind üblicherweise bereitgestellt in einem Gurt, auf einem Tablett oder in einer Röhre. Von jedem Bauelementetyp 160 ist eine Vielzahl Bauelemente 155 umfasst, die bezüglich der Leiterplatte 120 gegeneinander austauschbar sind, beispielsweise Widerstände mit dem gleichen Widerstandswert, der gleichen Belastbarkeit und der gleichen Bauform .

Die Bauelemente 155 werden in ihrer entsprechenden Verpackung in einer passenden Zuführungseinrichtung 150 angeordnet. Jeder Bauelementetyp 160 erfordert eine passende Zuführungseinrichtung 150, die eine vorbestimmte Anzahl Spuren am Wechsel - tisch 140 erfordert, wobei die Spuren üblicherweise aneinander angrenzen müssen. Jede Zuführungseinrichtung 150 kann zur Bereithaltung unterschiedlicher Bauelemente 155 konfiguriert werden und üblicherweise können unterschiedliche Zuführungseinrichtungen 150 an einem Wechseltisch 140 angebracht werden . Jeder Bestückungskopf 130 ist dazu eingerichtet, ein Bauelement 155 von einem Wechseltisch 140 aufzunehmen und an einer vorbestimmten Position auf der Leiterplatte 120 abzulegen. Dabei steht die Leiterplatte 120 auf dem Transportsystem 125 üblicherweise bezüglich des Bestückungsautomaten 130 still.

Soll eine Leiterplatte 120 bestückt werden, die ein Bauele- ment 155 eines Bauelementetyps 160 erfordert, der nicht an einem der Wechseltische 140 vorhanden ist, so wird üblicherweise nicht eine Zuführungseinrichtung 150 an einem der angebrachten Wechseltische 140 mit den benötigten Bauelementen 155 versehen, sondern der Wechseltisch 140 wird komplett ge- gen einen anderen, bereits mit den passenden Bauelementen 155 bestückten Wechseltisch 140 ausgetauscht.

Dazu muss der einzuwechselnde Wechseltisch 140 zuvor entsprechend mit Bauelementen 155 aufgerüstet worden sein. Dieser Vorgang wird Vorrüstung genannt und kann eine Bearbeitungs - zeit im Stundenbereich erfordern. Da ein Wechsel von Wechseltischen 140 an der Bestückungslinie 110 üblicherweise mit einem Produktionsstillstand verbunden ist, wird angestrebt, möglichst seltene Wechsel der Wechseltische 140 durchzufüh- ren.

Zur Bestückung einer vorbestimmten Menge von Leiterplatten 120 können Rüstungen 165, 170 gebildet sein, die jeweils Vorräte von Bauelementen 155 von vorbestimmten Bauelementetypen 160 umfassen, so dass jede Leiterplatte 120 der Menge mit Bauelementen 155 der Rüstung 165, 170 vollständig bestückt werden kann. Eine Rüstung 165, 170 kann realisiert sein durch eine Anzahl Wechseltische 140 mit vorbestimmten Vorräten von Bauelementen 155. In der Darstellung von Figur 1 sind eine erste Rüstung 165, deren Wechseltische 140 an der Bestückungslinie 110 angebracht sind, und eine zweite Rüstung 170, deren Wechseltische 140 in einem Vorrüstbereich von der Fertigungslinie 110 getrennt angeordnet sind, vorgesehen. Die Rüstungen 165, 170 sind an der Bestücktungslinie 110 ganz oder teilweise gegeneinander austauschbar. Es können auch noch weitere Rüstungen 165, 170 vorgesehen sein. Figur 2 zeigt eine Veranschaulichung 200 einer Bildung einer Rüstfamilie 124 für die Bestückungslinie 110 aus Figur 1. Zunächst liegt eine Vielzahl von Aufträgen 205 vor, wobei jeder Auftrag 205 wenigstens einen Leiterplattentyp 122 und eine Stückzahl 210 umfasst. Dem Leiterplattentyp 122 oder dem Auftrag 205 kann zusätzlich eine Priorität 215 zugeordnet sein. Ferner kann eine Produktionszeit 220 angegeben sein, die angibt, welche durchschnittliche Bearbeitungszeit für eine Leiterplatte 120 des Leiterplattentyps 122 des vorliegenden Auf- trags 205 auf der Bestückungslinie 110 anzunehmen ist. Die

Produktionszeit 220 kann ebenfalls wahlweise dem Leiterplattentyp 122 oder dem Auftrag 205 zugeordnet sein.

Aus der Vielzahl von Aufträgen 205 werden einige ausgewählt, von denen die Leiterplattentypen 122 der Rüstfamilie 124 zugeordnet werden. Wie oben mit Bezug auf Figur 1 bereits erklärt wurde, ist jedem Leiterplattentyp 122 eine Anzahl von Bauelementen 155 von Bauelementtypen 160 zugeordnet. Die Auswahl der Aufträge 205 zur Bildung der Rüstfamilie 124 erfolgt unter anderem so, dass sich möglichst große Überschneidungen zwischen den Mengen der Bauelementtypen 160 der Leiterplattentypen 122 der Rüstfamilie 124 ergeben, um möglichst viele verschiedene Leiterplatten 120 in der gleichen Rüstfamilie 124 bestücken zu können.

Auf der Basis der Rüstfamilie 124 kann eine Rüstung 225 bestimmt werden. Die Rüstung 225 entspricht einer der Rüstungen 165, 170 von Figur 1 und umfasst üblicherweise einen Satz Wechseltische 140, die mit entsprechenden Zuführeinrichtungen 150 und Bauelementen 155 der erforderlichen Bauelementetypen 160 ausgerüstet sind.

Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Zuordnen von Leiterplattentypen 122 zu einer Rüstfamilie 124. Das Verfahren ist insbesondere zur Ausführung auf der Steuereinrichtung 115 eingerichtet. In einem ersten Schritt 305 wird eine Anzahl von Aufträgen 205 erfasst, wie sie in Figur 2 dargestellt sind.

In einem nachfolgenden Schritt 310 werden Leiterplattentypen 122 einer Teilmenge der erfassten Aufträge 205 einer Rüstfamilie 124 zugeordnet, die als nächstes auf der Bestückungslinie 110 bestückt werden soll. Bevorzugterweise erfolgt das Zuordnen im Schritt 310 mittels eines Gemischt Ganzzahligen Programms (MIP) .

Dabei erfolgt die Zuordnung derart, dass eine Produktionszeit der bestimmten Rüstfamilie 124 auf der Bestückungslinie 110 maximiert ist. Die Produktionszeit kann beispielsweise bestimmt werden, indem für jeden Leiterplattentyp 122 der Rüst- familie 124 die Produktionszeit 220 mit der zugeordneten

Stückzahl 210 multipliziert wird und die Ergebnisse aufsummiert werden. Die Produktionszeit kann auch auf andere Weise bestimmt werden, beispielsweise auf der Basis von historischen Daten bezüglich der Bestückung von Leiterplatten 120 der Leiterplattentypen 122 der Rüstfamilie 124.

In einer Ausführungsform erfolgt das Zuordnen des Schritts 310 zusätzlich bezüglich einer Priorität, wie in einem

Schritt 315 angedeutet ist. Wie oben mit Bezug auf Figur 2 bereits ausgeführt wurde, kann jedem Auftrag 205 oder jedem Leiterplattentyp 122 eine Priorität 215 zugeordnet sein. Bei der Zuordnung im Schritt 310 kann daher zusätzlich die Summe der Prioritäten der Leiterplattentypen 122 der Rüstfamilie 124 maximiert werden.

Als Zielkriterium für die Zuordnung im Schritt 210 kann eine lineare Kombination aus der Produktionszeit und der Priorität angegeben sein, wobei Gewichtungsfaktoren für die einzelnen Kriterien der Linearkombination variabel sein können, um un- terschiedliche Verhältnisse zu realisieren.

Das Zuordnen im Schritt 310 kann auch unter einer oder mehreren Randbedingungen erfolgen. In einer ersten Randbedingung 320 kann berücksichtigt werden, dass ein vorbestimmter Bauelementtyp 160 nur auf einer vorbestimmten Menge von Wechsel - tischen 140 gerüstet werden kann. In einem Schritt 325 kann als Randbedingung ein maximaler

Füllgrad eines oder mehrerer Wechseltische 140 berücksichtigt werden .

In einem Schritt 330 kann als weitere Randbedingung berück- sichtigt werden, dass Leiterplattentypen 122 einer vorbestimmten Teilmenge aller Leiterplattentypen 122 derselben Rüstfamilie 124 zugeordnet werden sollen.

In einem Schritt 335 kann als Randbedingung berücksichtigt werden, dass Leiterplattentypen 122 einer vorbestimmten Teilmenge von Leiterplattentypen 122 unterschiedlichen Rüstfamilien 124 zugeordnet werden sollen.

Nachdem das Zuordnen im Schritt 310 erfolgt ist, kann in ei- nem Schritt 340 aus den Bauelementtypen 160, die den einzelnen Leiterplattentypen 122 der Rüstfamilie 124 zugeordnet sind, eine Rüstung 225 abgeleitet werden. Das Bestimmen der Rüstung 225 kann auch implizit im Schritt 310 erfolgen. In einem nachfolgenden Schritt 345 können Wechseltische 140 bestimmt werden, auf denen die Rüstung 225 aufgerüstet werden soll. Dabei können spezielle Gegebenheiten der einzelnen Wechseltische 140, beispielsweise eine Eignung für ein vorbestimmtes Bauelement 155, berücksichtigt werden. Auch dieser Schritt kann implizit während des Zuordnens in Schritt 310 erfolgen .

In einem abschließenden Schritt 350 wird die bestimmte Lösung bereitgestellt. Die Lösung kann die in Schritt 310 bestimmte Zuordnung sowie optional die bestimmte Rüstung 225 und ebenfalls optional die bestimmten Wechseltische 140 umfassen. Gegebenenfalls können noch die Aufträge 205, deren zugeordnete Leiterplattentypen 122 von der bestimmten Rüstfamilie 124 umfasst sind, aus der Menge vorliegender Aufträge 205 gelöscht werden. Das Verfahren 300 kann anschließend erneut durchlaufen, um die nächste folgende Rüstfamilie 124 zu bestimmen. Dabei ist zu beachten, dass sich die Menge der Aufträge 205 seit dem letzten Durchlaufen des Schritts 305 durch externe Einflüsse geändert haben kann. Insbesondere können Aufträge 205 hinzugekommen sein oder es können andere Aufträ- ge 205 entfernt worden sein können.

Mathematischer Hintergrund

Durch den Einsatz von mathematischen Verfahren lassen sich für die Zuordnung von Leiterplattentypen 122 zu Rüstfamilien deutlich bessere Lösungen erzielen als mit bisher in der Praxis verwendeten Vorgehensweisen.

Zur Bestimmung einer optimierten Zuordnung von Leiterplatten- typen 122 zur Rüstfamilie 124 kann eine automatische Optimierung verwendet werden, beispielsweise auf der Basis eines lokalen Suchverfahren oder eines metaheuristischen Algorithmus. Eine Heuristik kann beispielsweise ein experimentelles Vertauschen von Zuordnungen von Leiterplattentypen zu unter- schiedlichen Rüstfamilien umfassen. Es kann auch ein Leiterplattentyp experimentell einer anderen Rüstfamilie zugeordnet werden. Ob und in wie weit durch eine derartige Änderung eine Verbesserung der Qualität der Zuordnung erzielbar ist, kann durch das Bestimmen des Qualitätskriteriums in Erfahrung ge- bracht werden.

Bevorzugterweise wird jedoch für die Änderung eines Schritts in der Iteration ein IP-Modell (Integer Programmierung bzw. Integer Programm oder Gemischt Ganzzahliges Optimierungsmo- dell) verwendet. Eines der Hauptverfahren auf dem Gebiet der mathematischen Optimierung ist die Lineare Optimierung, die sich mit der Optimierung linearer Zielfunktionen über einer Menge befasst, die durch lineare Gleichungen und Ungleichun- gen eingeschränkt ist. Die Lineare Optimierung ist die Grundlage der Lösungsverfahren der (Gemischt) Ganzzahligen Linearen Optimierung. Vorteile der Linearen Optimierung:

Globaler Optimierungsansatz.

Leicht erweiterbar.

Sehr gute kommerzielle Standard-Solver (SCIP, CPLEX, Ilog, Xpress) , die in der Praxis weit verbreitet und be- währt sind.

Für eine ermittelte Lösung ist bekannt, wie weit sie maximal von der optimalen Lösung entfernt ist (Gap) .

Im Folgenden wird ein Beispiel für eine IP-Formulierung zur Optimierung der beschriebenen Zuordnung von Leiterplattentypen 122 zu einer Rüstfamilie gegeben.

Indices C Menge der Bauelementetypen 155

R Menge der Leiterplatten 120

R c Menge der Leiterplatten 120 mit Bauelementetyp c

Parameter c Platzverbrauch eines Bautelementetyps c in Spuren

Cap Anzahl der Spuren der Bauelementetypen, die in der

Rüstung 225 der Rüstfamilie Platz haben t r geschätzte Produktionszeit des Leiterplattentyps r im Planungszeiträum

Binär-Variablen

Assign r hat den Wert 1, falls ein Leiterplattentyp r der

Rüstfamilie zugeordnet wird, ansonsten den Wert 0 Setup i hat den Wert 1, falls der Bauelementetyp c in der

Rüstung 225 der Rüstfamilie gerüstet werden muss, ansonsten den Wert 0

IP Formul ierung

Die Optimierung der Zuordnung von Leiterplatten zu

Rüstfamilien kann wie folgt durchgeführt werden: maximize Σ t r · Assign r

reR

S . t , , Assign r < ce C

reR

^ Widthßetup c < Cap ce C

ceC

Setup c e {θ,ΐ} ce C

Assign r e {θ, ΐ}

Die Optimierung kann zusätzlich eine Anzahl hoch priorisier- ter Aufträge 210 möglichst maximieren. Das primäre Kriterium der geschätzten Produktionszeit und das sekundäre Kriterium der hochprioren Aufträge 210 können in einer gesichteten Sum- me gleichzeitig maximiert werden, wenn das Optimierungskriterium wie folgt ausgedrückt wird: maximize Σ {λ\ - t r + Ä2 - Prio r )Assign r

reR Die Gewichtungsfaktoren λΐ und λ2 können so gewählt werden, dass das primäre und das sekundäre Kriterium in einem vorbestimmten Verhältnis zueinander optimiert werden.

Zur Verbesserung der Zuordnung von Leiterplattentypen 122 zu der Rüstfamilien können dem Solver der die MlP-Optimierung durchführt, weitere Randbedingungen angegeben werden, die oben mit Bezug auf die Schritte 320 bis 335 genauer angegeben sind. Die Optimierung erfolgt dann so, dass die Randbedingungen eingehalten werden.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .