实现优化的PCB装配生产(二)
2. 单台设备的装配优化
尽管我们能够认识到四种明显的子问题（供料器的安排、贴装顺序安排、管嘴的工作和元器件的修正）在单台设备中的优化处理，但是它们通常相互纠缠在了一起，一般无法完全独立地进行解决。举例来说，如果供料器所分担的工作被忽视了的话（反之亦然），最理想的贴装顺序不能确保最理想的印刷时间。
当解决了上述所谈及的子问题的时候，贴装设备的类型和选用占有非常重要的地位。将贴装设备进行分类的一种方式是考虑它们所要贴装的主要元器件，以及不同操作方法相类似的情况。绝大多数贴装设备包括有一种或者多种供料装置，工作台操作着工件（PCB），拾取和贴装工作头能够拥有一个或者多个管嘴（工具）以满足元器件的装配工作，一个工具仓能够用来贮存一系列可以替换的管嘴。
单台设备的优化工作主要基于下述几个原因：
1、提高操作效率:供应商所提供的用于满足自动控制程序生成的软件系统通常为不很完善的系统，它将主要精力放在了装配生产线的总的信息流上面，而使用相对简单的启发式方法来对付四个子问题。
2、提高灵活性:在PCB设计中的变更或者说元器件供料装置的工作安排，能够很容易的在控制代码生成中进行考虑。
3、高层次的生产计划体系:高层次的计划体系的有效优化工作是在很好的认识了单台设备问题的基础上产生的。这项工作的重点特别在于生产线的平衡，它对于整个产品生产的总效率是非常重要的。
4、改善产品的设计和定价：可制造性设计（Design for manufacturing 简称DFM)和产品的定价可以从非常准确的生产时间预算数据中获得益处。这些数据的提供可以通过包含有控制代码生成器的仿真装置来实现。
3. 设置方略
现举例说明在PCB装配过程中，如何采用集群设置策略。如果在生产过程中，涉及到6种不同类型的元器件和6块不同种类的电路板需要进行装配。如果说供料器的生产能力可以满足4块电路板，可以将6块电路板划分为两组，这样能够分享相同的供料器设置。
与"传统"的对电路板进行单独进行设置的方法相比较，集群设置策略占有一定的优势。在集群设置中，在一个集群中的所有电路板被依次进行印刷，在同一集群中各个电路板之间无须进行设置操作。与之形成对照的是，如果说是每一块电路板单独进行设置的话，整个生产时间就要考虑延长。
对PCB的分群是按照它们对元器件的装配要求进行区分的。随后，每一集群中的元器件被分配到供料器的槽中（也就是说进行供料器的优化），在供料器进行集群设置的基础上（也就是说印刷顺序最优化），每一块PCB的印刷时间被分别降低到最小的程度。通过采用集群设置策略所带来的好处可以概括为如下几条：
1、因为设置工作降低了生产中的频繁变更工作，所以生产率得到了改善。
2、降低设置的频率意味着操作员进行元器件转换的工作量降低了，这样出错的机会也就减少了。
3、减少一批产品的生产量，可以达到经济的目的，也能够减少中间转换的数量。
4、在一个集群内的生产顺序可以很方便的进行变更，不会影响业已决定的供料器设置。
4. 工作量的平衡
偶尔会发生问题的地方仅可能在相同的产品生产线内、连续工作的设备上面。在这里为了能够消除生产线上的瓶颈问题，最重要的目标是工作量的平衡。
应该注意，我们必须区分两种类型的平衡。一种平衡是在不同平行生产线中的任何一条生产线的平衡，另一种的平衡为在同一生产线内的设备之间的平衡。前面的问题归属于（M-M）类的问题，而后面所讨论的是归属于（1-M）类的问题。
不同平行生产线中的任何一条生产线的平衡和在同一生产线内的设备之间的平衡有时相互之间是不相同的，因此不能够将它们归纳在一起。在同一生产线内的设备之间的平衡中，最优化的准则是在工作量最大的前提下，设备所承担的工作量达到最小（也就是说消除了瓶颈现象）。
5. 生产计划和应用
尽管生产计划能够在给定的时间内制定出来，但是对于一家正常生产的制造厂商来说很少有机会在一条空的生产线上开始进行生产，当现行计划结束，最后一个工位任务完成后，也不可能让生产线空闲下来。这种滚动运行的情形应该予以充分的考虑。
许多解决问题的方法忽略了设备操作和工人相关联的问题。举例来说，对于一个特定的设置问题来说，局部设置策略可能在理论上是最佳的解决方案。但是它可能也意味着当板的类型发生变化的时候，操作员必须对一些供料器进行变更，与通常情况下他们很少对大型供料器进行变更的情形相比较，出现错误的机会就增加了。
同样，技术上的总体考虑（例如：机器语言代码生成），常常会忽视有关数据文献，这样所产生的解决方法可能在实际生产的环境中很少应用。
在实际工作中很少会遵照计划行事，这是因为可能会遇到设备发生故障、元器件不足和维修所产生的时间耽搁。急迫的样品系列可能多于常规的生产，以及在生产时期生产计划自身可能遭受突然的变更。因此，无论完整的生产计划什么时候发生变更，有实用价值的生产计划系统必须能够对付这种动态的生产变化并给予新的解决方案。
6. 结束语
在PCB装配优化工作中有大量的研究工作要做，需要仔细考虑优化若干项准则（例如元器件的设置等等）。实际上，通常有几个具有或多或少重要意义的方面，会影响到解决方案的使用。这些方面不是解释了可接受解决方案的有关内容（例如：交付日期、操作持续时间、设置时间和资源的可利用性），就是描绘了确定生产排程的特征值（例如：到期日、生产率、工具转换的频率和WIP的水平）。
就集成而言，其它系统的配合不足（例如：CAD/CAM和存货管理）会导致生产计划系统的不足。产品生产数据最好能够通过网络系统自动的进行交换，而不是依靠常规的人工输入办法。主要的目标是产品生产计划系统与其它现有系统进行无缝集成。从某种意义上来说PCB装配优化问题也是一项系统工程，需要从各个方面予以关注。
尽管我们能够认识到四种明显的子问题（供料器的安排、贴装顺序安排、管嘴的工作和元器件的修正）在单台设备中的优化处理，但是它们通常相互纠缠在了一起，一般无法完全独立地进行解决。举例来说，如果供料器所分担的工作被忽视了的话（反之亦然），最理想的贴装顺序不能确保最理想的印刷时间。
当解决了上述所谈及的子问题的时候，贴装设备的类型和选用占有非常重要的地位。将贴装设备进行分类的一种方式是考虑它们所要贴装的主要元器件，以及不同操作方法相类似的情况。绝大多数贴装设备包括有一种或者多种供料装置，工作台操作着工件（PCB），拾取和贴装工作头能够拥有一个或者多个管嘴（工具）以满足元器件的装配工作，一个工具仓能够用来贮存一系列可以替换的管嘴。
单台设备的优化工作主要基于下述几个原因：
1、提高操作效率:供应商所提供的用于满足自动控制程序生成的软件系统通常为不很完善的系统，它将主要精力放在了装配生产线的总的信息流上面，而使用相对简单的启发式方法来对付四个子问题。
2、提高灵活性:在PCB设计中的变更或者说元器件供料装置的工作安排，能够很容易的在控制代码生成中进行考虑。
3、高层次的生产计划体系:高层次的计划体系的有效优化工作是在很好的认识了单台设备问题的基础上产生的。这项工作的重点特别在于生产线的平衡，它对于整个产品生产的总效率是非常重要的。
4、改善产品的设计和定价：可制造性设计（Design for manufacturing 简称DFM)和产品的定价可以从非常准确的生产时间预算数据中获得益处。这些数据的提供可以通过包含有控制代码生成器的仿真装置来实现。
3. 设置方略
现举例说明在PCB装配过程中，如何采用集群设置策略。如果在生产过程中，涉及到6种不同类型的元器件和6块不同种类的电路板需要进行装配。如果说供料器的生产能力可以满足4块电路板，可以将6块电路板划分为两组，这样能够分享相同的供料器设置。
与"传统"的对电路板进行单独进行设置的方法相比较，集群设置策略占有一定的优势。在集群设置中，在一个集群中的所有电路板被依次进行印刷，在同一集群中各个电路板之间无须进行设置操作。与之形成对照的是，如果说是每一块电路板单独进行设置的话，整个生产时间就要考虑延长。
对PCB的分群是按照它们对元器件的装配要求进行区分的。随后，每一集群中的元器件被分配到供料器的槽中（也就是说进行供料器的优化），在供料器进行集群设置的基础上（也就是说印刷顺序最优化），每一块PCB的印刷时间被分别降低到最小的程度。通过采用集群设置策略所带来的好处可以概括为如下几条：
1、因为设置工作降低了生产中的频繁变更工作，所以生产率得到了改善。
2、降低设置的频率意味着操作员进行元器件转换的工作量降低了，这样出错的机会也就减少了。
3、减少一批产品的生产量，可以达到经济的目的，也能够减少中间转换的数量。
4、在一个集群内的生产顺序可以很方便的进行变更，不会影响业已决定的供料器设置。
4. 工作量的平衡
偶尔会发生问题的地方仅可能在相同的产品生产线内、连续工作的设备上面。在这里为了能够消除生产线上的瓶颈问题，最重要的目标是工作量的平衡。
应该注意，我们必须区分两种类型的平衡。一种平衡是在不同平行生产线中的任何一条生产线的平衡，另一种的平衡为在同一生产线内的设备之间的平衡。前面的问题归属于（M-M）类的问题，而后面所讨论的是归属于（1-M）类的问题。
不同平行生产线中的任何一条生产线的平衡和在同一生产线内的设备之间的平衡有时相互之间是不相同的，因此不能够将它们归纳在一起。在同一生产线内的设备之间的平衡中，最优化的准则是在工作量最大的前提下，设备所承担的工作量达到最小（也就是说消除了瓶颈现象）。
5. 生产计划和应用
尽管生产计划能够在给定的时间内制定出来，但是对于一家正常生产的制造厂商来说很少有机会在一条空的生产线上开始进行生产，当现行计划结束，最后一个工位任务完成后，也不可能让生产线空闲下来。这种滚动运行的情形应该予以充分的考虑。
许多解决问题的方法忽略了设备操作和工人相关联的问题。举例来说，对于一个特定的设置问题来说，局部设置策略可能在理论上是最佳的解决方案。但是它可能也意味着当板的类型发生变化的时候，操作员必须对一些供料器进行变更，与通常情况下他们很少对大型供料器进行变更的情形相比较，出现错误的机会就增加了。
同样，技术上的总体考虑（例如：机器语言代码生成），常常会忽视有关数据文献，这样所产生的解决方法可能在实际生产的环境中很少应用。
在实际工作中很少会遵照计划行事，这是因为可能会遇到设备发生故障、元器件不足和维修所产生的时间耽搁。急迫的样品系列可能多于常规的生产，以及在生产时期生产计划自身可能遭受突然的变更。因此，无论完整的生产计划什么时候发生变更，有实用价值的生产计划系统必须能够对付这种动态的生产变化并给予新的解决方案。
6. 结束语
在PCB装配优化工作中有大量的研究工作要做，需要仔细考虑优化若干项准则（例如元器件的设置等等）。实际上，通常有几个具有或多或少重要意义的方面，会影响到解决方案的使用。这些方面不是解释了可接受解决方案的有关内容（例如：交付日期、操作持续时间、设置时间和资源的可利用性），就是描绘了确定生产排程的特征值（例如：到期日、生产率、工具转换的频率和WIP的水平）。
就集成而言，其它系统的配合不足（例如：CAD/CAM和存货管理）会导致生产计划系统的不足。产品生产数据最好能够通过网络系统自动的进行交换，而不是依靠常规的人工输入办法。主要的目标是产品生产计划系统与其它现有系统进行无缝集成。从某种意义上来说PCB装配优化问题也是一项系统工程，需要从各个方面予以关注。
（编辑 Tony）