印制电路板生产过程中的调度问题及其算法研究

发布时间：2020-05-11 20:22

【摘要】：印制电路板,广泛应用于消费电子、通讯设备、汽车行业、工控设备、医疗设施、智能安防、清洁能源、航空航天和军工产品等众多领域,是现代电子信息产品中不可或缺的电子元器件,因此,被称为“电子系统产品之母”。进入21世纪以来,中国已迅速发展成为提供印刷电路板最大产能及最完整产品类型的地区之一。但是,随着客户对电子产品设备的需求越来越呈现出多样化与个性化的特征,印刷电路板制造商必须能够以快速的市场反应、较低的成本和迅疾的满足客户需求的速度来提供客户所需要的产品,以适应印刷电路板产业所日益显示出的多品种、小批量和多批次的市场需求趋势,才能使得自己在市场上立于不败之地。所以,开展对印制电路板生产过程及其机器设备的优化调度问题的研究,对一个印制电路板制造商来说,具有非常重要的实际意义。因此,本文根据印制电路板生产的特点,基于流水车间和柔性流水车间环境,讨论了印制电路板制造商生产过程中所出现的优化调度问题。具体研究内容如下:在流水车间的单一生产线环境下,研究了印刷电路板生产作业的调度优化问题。首先,以最小化作业延迟惩罚为目标,建立了流水车间单一生产线的印制电路板生产调度的整数规划模型,在链式优先约束的条件下,结合最小松弛优先的分派规则和分支定界法,设计了带惩罚权重的动态瓶颈转换的启发式算法,并通过不同规模数据集的仿真实验,验证了模型和算法在解决印刷电路板生产作业调度问题的有效性。在柔性流水车间的多机器并行的环境下,研究了印刷电路板生产的多目标优化调度问题。以最小化作业延迟、最小化制造期和最小化所有机器的运行时间为目标,建立印制电路板生产的柔性流水车间作业调度问题的数学模型,结合短加工时间优先和长加工时间优先的调度规则以及多目标优化的思想,设计了约束引导的多目标启发式算法。并利用不同规模数据集的仿真实验,通过两个调度评价指标(平均周转时间和加权平均周转时间)和其他算法相比较,验证了算法解决印制电路板生产作业的柔性流水车间调度问题的有效性。
【图文】：

印制板,印制电路板,样式

这些操作需要按照特定的流程顺序在特定的机器上执行，且每道工个阶段只需要在一台机器上完成。如果每个阶段仅对应一台机器，那么这样的单环境是流水车间；如果每个阶段有若干并行机器可供作业加工，那么这样的机器灵活的，称为柔性流水车间。下面对印制电路板进行一个简单的介绍。印制电路板（PrintedCircuitBoard，PCB），又称为印刷电路板，因为它采用电术制作而成，故有此名。PCB 以绝缘板为基材，经过裁切，变成符合要求的大小附有导电图形和孔洞。PCB 的发明实现了电子元件之间相互连接、中继传输的目电子元器件重要的组成部分，故而有“电子产品之母”的称号。传统的 PCB 制作采蚀刻阻剂的技术，做出电线路及图面。由于电子产品的发展不断趋于微小化和精细以现如今的 PCB 采用贴附蚀刻阻剂，，经由曝光显影后，再蚀刻出电路线路。电子用印制电路板后，避免了人工接线的差错，并可实现电子元器件自动贴装、焊锡等等，极大保证电子设备质量的同时，提高了劳动生产率并降低了成本，最终得电子产业的发展。印制板按照导电图层分类，可以分为单层板，双面板和多层板，日常生活中常层板为四层板和六层板，但是更为复杂专业的多层板可达十几层，多层板一般都层。各类印制板的样式如图 1.1 所示。

分支树,机器

图 3.6 分支树算法，可以得到下表 3.2 所示的五台机器的作业顺短制造期 53 。表 3.2 最优作业顺序机器作业顺序1 2，1，32 23 1，24 3，1，25 3，1，2台机器的车间环境中，需要对每个机器进行分支定界 NP 难调度问题。当 m（机器）和 j（作业）的数值法还是合理有效的；但是如果 m 和 j 的数值很大，是需要花费阶乘级的时间，这往往是不现实的。所
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP18;TN41

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