Heuristic approaches for the printed circuit board manufacturing problem
Baskı devre kartı üretimi problemi için sezgisel yaklaşımlar
- Tez No: 238928
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SEROL BULKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Baskı devre (PCB) üretiminde devre elemanlarının (komponent) montajı en fazla zaman tüketen işlemlerden biridir ve PCB üretim hattında çevrim zamanını en çok etkileyendir. Bu tez çalışmasında, tek kafalı topla-ve-yerleştir tipi, belirli miktar komponenti önce komponent tablasından toplayan ve sonra bunları tek tek PCB üzerine monte eden makinelere (CAP) odaklanılmıştır. Bu makine türünde üç ana problem oluşmaktadır: montaj turlarının oluşturulması, her tur içinde montaj sıralamasının belirlenmesi ve komponentlerin komponent tablasındaki yuvalara atanması. Amaç, PCB başına montaj çevrim zamanını azaltmaktır.Tüm alt problemler NP-hard olduğundan, bu araştırmada sezgisel bir çözüm yaklaşımı önerilmiştir. Bu problemleri çözmek için, montaj turlarının oluşturulmasında verimli bir kümeleme algoritması, montaj sıralamasının belirlenmesinde ise değiştirilmiş en yakın komşu algoritmaları (MNNHs) geliştirilmiştir. Literatürdeki iki yaygın strateji, CAP'in komponent yuvası yerleşimi problemine algoritma önerisi olarak uyarlanmıştır. Buna ek olarak, 2-opt yer değiştirme algoritması tabanlı etkin geliştirme sezgiselleri üretilmiş ve komponent yuvası yerleşimi çözümüne uygulanmıştır.Önerilen algoritmaların performansını değerlendirmek için rassal üretilmiş veriler ile endüstriden ve yayımlanmış çalışmalardan veri setleri kullanılarak, kapsamlı sayısal deneyler gerçekleştirilmiştir. Testler, önerilen sezgisellerin birbirine ve literatürdeki ilgili algoritmalara kıyasla nasıl performans verdiğini göstermek üzere tasarlanmıştır. Ayrıca, endüstriyel ve komponent sayısı, komponent tipi ve PCB boyutları bakımından çok büyük PCB'ler ile nasıl davrandığı incelenmiştir. Algoritmaların performansının iyi anlaşılabilmesi için sonuçlar alt sınırlarla da karşılaştırılmıştır.Elde edilen sonuçlar, önerilen yapısal sezgisellerin oldukça güçlü olduğunu ve montaj noktası sayısı ile onların dağılımı bakımından bir kısıta sahip olmadıklarını göstermektedir. Ayrıca, problem boyutunda önemli bir artışta bile, CPU zamanı belirgin şekilde kötüleşmemektedir. Bu özellikler, algoritmayı diğerlerine üstün ve endüstriyel kullanım için uygun bir aday durumuna getirmektedir.
Özet (Çeviri)
Component placement is one of the most time-consuming operations in printed circuit board (PCB) assembly and dominates the cycle time of any PCB assembly line. This thesis focuses on single-gantry collect-and-place machines (CAP) which first collect a number of electronic components from the component magazine and then place them one-by-one onto the PCB. With this type of machinery three main problems arise, i.e. generating placement tours, determining the placement sequence within each tour and assigning components to slots in the component magazine. The objective is to minimise the assembly cycle time per board.Since all subproblems are NP-hard, a heuristic solution approach is proposed in this research. To solve these problems, an efficient clustering algorithm is developed to create placement tours and modified nearest neighbour algorithms (MNNHs) are developed to determine the placement sequence. Two common strategies in the literature are adapted to propose algorithms for the feeder arrangement problem of CAP. In addition, effective improvement heuristics based on 2-opt exchange procedure are introduced and applied to feeder arrangement solution.Comprehensive numerical experiments are carried out to evaluate the performance of the proposed algorithms by using randomly generated data as well as data sets from industry and published studies. The tests are designed to show how the proposed heuristics perform with respect to each other and other related algorithms in the literature. Furthermore, it is investigated how they act with industrial and extreme large PCBs regarding different number of components, component types and PCB dimensions. In order to give a good insight into the performance of the proposed algorithms, results are compared with lower bounds too.The results show that proposed constructive heuristics are quite robust and they have no limitations in terms of the number of placement points and their distribution. Moreover, the CPU time performance does not worsen noticeably by even a considerable increase in the problem size. These features make the algorithm superior to others and a proper candidate for industrial use.
Benzer Tezler
- The Quadratic assigment (QAP) for the optimization of the feeder configuration in the automated production of the printed circuit boards
Baskılı elektronik devre kartının otomatik üretimde besleyici konfigürasyonun karesel atama problemi ile modellenmesi
KÖKSAL ATİK
- IEEE 1149.1 standardı kullanarak test edilebilir lojik devre tasarımı
Testable lojik circit design by using IEEE 1149.1 standard
A.BETÜL TUNCER
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. AHMET DERVİŞOĞLU
- Single-row routing by simulated annealing
Başlık çevirisi yok
ASLI GÜLÖKSÜZ
Yüksek Lisans
İngilizce
1991
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ZAFER ÜNVER
- Çok değerli lojik
Multiple-valued logic
CEM TIĞCI
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET DERVİŞOĞLU
- Gezgin satıcı problemi
Traveling salesman problem
VOLKAN M. ÖZALP
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. FÜSUN ÜLENGİN