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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:李泰琳
研究生(外文):Tai-Lin Li
論文名稱:降低插、取件成本之最適PCB零件槽幾何形狀之研究
指導教授:賀力行賀力行引用關係
指導教授(外文):Li-Hsing Ho
學位類別:碩士
校院名稱:中華大學
系所名稱:工業工程與管理研究所
學門:工程學門
學類:工業工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:117
中文關鍵詞:印刷電路板零件槽幾何形狀插取件成本
相關次數:
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大部份研究文獻顯示,影響印刷電路板(Printed Circuit Board ; PCB)插、取件作業時間的主要因素有機械手臂移動時間、印刷電路板移動時間、零件槽移動時間及元件旋轉至安裝時正確角度所花費的旋轉時間等,而傳統零件槽在安插元件種類眾多時,容易產生較長的移動距離,極容易增加PCB插、取件作業時間。然而改變零件槽幾何形狀便可能降低零件槽移動距離(或時間),也降低PCB整體作業完成時間,因此,本研究提出橫向排列圓盤型零件槽及同心圓排列環型零件槽兩種模式與傳統長條形及單一圓形零件槽來比較,為模擬元件在零件槽中的配置狀態,即利用零件槽中所有元件被抓取之機率皆相等,及元件被抓取之機率與其移動距離平方成反比的條件下,求得零件槽中任兩元件間平均移動距離的上限值及下限值,作為評估傳統長條型零件槽、單一圓盤型零件槽、橫向排列式圓盤型零件槽及同心圓排列環型零件槽等四種零件槽幾何型狀優劣之指標,再進一步利用啟發式演算法計算完成一片PCB插取件作業的時間,用以探討零件槽幾何形狀對整體插取件作業的影響。
研究結果顯示零件槽幾何形狀對整體插取件作業完成時間確實有顯著的影響,而本研究所設計之零件槽較傳統之零件槽可減少整體插取件作業完成時間至少28%以上,相信這對於PC自動化組裝系統製造業者而言,應該具有重要的參考價值。
誌 謝……………………………………………………...Ⅰ
中文摘要……………………………………………………...Ⅱ
目 錄……………………………………………………...Ⅲ
表 目 錄……………………………………………………...Ⅴ
圖 目 錄……………………………………………………...Ⅵ
第一章緒論
1.1研究背景與動機………………………………………………..1
1.2研究目的………………………………………………………..2
1.3研究步驟………………………………………………………..3
第二章文獻回顧
2.1機械手臂插、取件作業模式回顧……………………………..6
2.2插、取件作業時間計算………………………………………..6
2.3PCB自動化組裝機型與演算法回顧…………………………..8
第三章零件槽幾何形狀設計
3.1橫向排列式圓盤型零件槽……………………………………15
3.1.1機型介紹………………………………………………...15
3.1.2組裝步驟………………………………………………...17
3.2同心圓環型零件槽……………………………………………19
3.2.1機型介紹………………………………………………..19
3.2.2組裝步驟………………………………………………..20
3.3機械手臂較適起始位置………………………………………22
第四章零件槽幾何形狀分析
4.1分析方法………………………………………………………25
4.2橫向排列圓盤型零件槽分析…………………………………27
4.2.1子零件槽中相鄰兩元件間移動距離…………………...27
4.2.2任兩元件間平均移動距離計算方法…………………...28
4.2.3平均移動距離上限值計算式…………………………...30
4.2.4平均移動距離下限值計算式…………………………...35
4.3同心圓排列環型零件槽………………………………………46
4.3.1各環子零件槽中相鄰兩元件間移動距離……………...46
4.3.2任兩元件間平均移動距離計算方法…………………...48
4.3.3平均移動距離上限值計算式…………………………...48
4.3.4平均移動距離下限值計算式…………………………...56
4.4分析結果………………………………………………………62
第五章實例探討
5.1傳統PCB自動插、取件問題啟發式演算法………………..67
5.1.1旅行推銷員問題……………………………………..67
5.1.2TSP啟發式演算法…………………………………..69
5.1.3二次指派問題………………………………………..73
5.1.4QAP啟發式演算法………………………………….74
5.2本研究使用的PCB自動插、取件問題啟發式演算法……..75
5.2.1安裝順序啟發式演算法……………………………..75
5.2.2整體組裝步驟較佳化啟發式解法…………………..81
5.3實例驗證………………………………………………………86
5.3.1問題的產生…………………………………………..86
5.3.2TA參數決定…………………………………………87
5.3.3計算結果……………………………………………..93
第六章結論與未來研究方向
6.1結論……………………………………………………………95
6.2未來研究方向…………………………………………………96
參考文獻…………………………………………………….………..97
附錄一………………………………………………………………..103
附錄二………………………………………………………………..111
表 目 錄
表4.1起點子零件槽內層各子零件槽中被標示叉號的元件預估個數……………………………………………………………….54
表4.2較適用之子零件槽規格表……………………………………64
表4.3零件槽中任兩元件間平均移動距離實例比較表……………65
表5.1 First-Improvement交換法程式碼執行方式………………...80
表5.2門檻數列長度執行時間………………………………………90
表5.3國際題庫例題測試數據………………………………………90
表5.4最適參數測試誤差值…………………………………………93
表5.5一片PCB插、取件作業完成時間比較表…………………..94
圖 目 錄
圖1.1研究步驟流程圖………………………………………………..4
圖2.1長條型零件槽機型模組………………………………………..8
圖2.2雙機械手臂PCB自動化組裝系統機型……………………...10
圖2.3雙零件槽PCB自動化組裝系統機型………………………...10
圖2.4圓型元件抓頭PCB自動化組裝系統機型……….……...…...11
圖2.5圓型零件槽PCB自動化組裝系統機型模組……………..….12
圖3.1橫向排列式圓盤型零件槽機型示意圖………………………16
圖3.2橫向排列圓盤型零件槽組裝步驟示意圖……………………17
圖3.3同心圓環狀排列零件槽各環元件格數………………………19
圖3.4同心圓排列環型零件槽機型示意圖…………………………20
圖3.5長條型零件槽機械手臂起始位置示意圖……………………23
圖3.6單一圓盤型零件槽機械手臂起始位置示意圖………………23
圖3.7橫向排列圓盤型零件槽機械手臂起始位置示意圖…………24
圖4.1圖解計算元件移動之圓形路徑的半徑………………………27
圖4.2橫向排列圓盤型零件槽中任兩元件間平均移動距離計算流程圖………………………………………………………………31
圖4.3相鄰子零件槽中元件間移動距離示意圖……………………32
圖4.4以第1個子零件槽為起點時,整體零件槽中任兩元件間平均移動距離計算式示意圖…………………………………………34
圖4.5橫向排列圓盤型零件槽中各元件被抓取機率之計算流程…37
圖4.6橫向排列圓盤型零件槽中,元件移動距離平方倒數總和計算示意圖……………………………………………………………38
圖4.7同心圓排列環型零件槽中任兩元件間平均移動距離計算步驟流程圖…………………………………………………………49
圖4.8第n環子零件槽外層元件移動距離示意圖…………………51
圖4.9第n環子零件槽內層元件移動距離示意圖…………………53
圖4.10同心圓排列環型零件槽中各元件被抓取機率之計算流程…59
圖4.11改善趨勢示意圖………………………………………………63
圖5.1PCB插件順序啟發式解法執行架構圖………………………77
圖5.2插件順序例題…………………………………………………76
圖5.3節點交換法流程圖……………………………………………78
圖5.4整體組裝步驟啟發式解法執行架構…………………………83
圖5.5元件起始配置位置示意圖……………………………………82
1.王國探,指導教授:韓復華,「巨集啟發式解法在求解大型規模旅行推銷員問題之研究」,中華民國第五屆運輸網路研討會論文集,逢甲大學,民國八十九年六月,頁195-204。
2.柯彥行,指導教授:張百棧,「以下限值為主應用在印刷電路板插件順序的啟發式方法的問題與檢討」,元智大學工業工程研究所碩士論文,民國八十四年六月。
3.陳建緯,指導教授:韓復華,「大規模旅行推銷員問題之研究:鄰域搜尋法與巨集啟發式解法之應用」,國立交通大學運輸工程與管理研究所碩士論文,民國九十年五月。
4.賀力行,汪光夏,「以同步工程為架構的彈性機器人組裝系統」,Proceedings of 1995 CIIE National Conference,頁60-66。
5.賀力行,張靖,李泰琳,「印刷電路板零件槽之幾何設計對降低插、取件成本之研究」,第十二屆全國自動化科技研討會論文集,國立虎尾技術學院,民國九十年五月,頁129-130。
6.賀力行,張靖,李泰琳,「印刷電路板零件槽幾何形狀對其安裝成本影響」,2001PCB製造技術研討會論文集,元智大學,民國九十年六月,頁81-89。
7.楊智凱,指導教授:韓復華,「以門檻接受法改善TSP與VRP路網成本之研究」,國立交通大學土木研究所運公館組碩士論文,民國八十七年六月。
8.葉心蘋,指導教授:徐旭昇,「應用禁制搜尋法求解優先順序旅行推銷員問題之研究」,元智大學工業工程研究所碩士論文,民國八十八年六月。
9.韓復華,張靖,「車輛路線問題研究:SA、TA、NM、SSS與交換型啟發式解法之綜合應用分析」,國立交通大學國科會專題研究計劃,計劃編號:NSC-85-2211-E-009-023,民國八十五年七月。
10.韓復華,卓裕仁,「巨集啟發式解法在TSP與VRP上之應用:參數設定與執行機制之探討」,中華民國第五屆運輸網路研討會論文集,逢甲大學,民國八十九年六月,頁72-82。
11.韓復華,楊智凱,「門檻接受法在TSP問題上之應用」,運輸計劃季刊,第25卷,第2期,民國八十四年,頁163-188。
12.Althofer, I., & K.U. Koschnick, “On the Convergence of Threshold Accepting”, Ap plied Mathematics and Optimization, Vol. 24, 1991, pp.183-195.
13.Bazaraa, M. S., and M. D. Sherali(1980).”Benders’ Partitioning Scheme Applied to A New Formulation of the Quadratic Assignment Problem”, Naval Research Logistics Quarterly 27,pp.29-41.
14.Burkard, R. E. and F. Rendl(1984).”A thermodynamically Motivated Simulation Procedure for Combinatorial Optimization Problems”, European Journal of Operational of Operational Research 17, pp.169-174.
15.Bodin, L., B.L. Golden, A. Assad & M. Ball, “Routing and Scheduling of Vehicle and Crew: The State of Art”, Special Issue of Computers and Operations Research, Vol. 10, No.2, 1983, pp.63-211.
16.Collin Wang, Li-Hsing Ho, Hsin-Ilin Fu*,Yi-Chen Su,”A Magazine Assignment Heuristic For Robotic Assemble Using the Dynamic Pick-and place Approach”, International Journal of Industrial Engineering,4(1),24-33,1997.
17.Collin Wang, Li-Hsing Ho,David J. Cannon, ”Heuristics for Assembly Sequencing and Relative Magazine Assignment for Robotic Assembly”, Computers ind. Engnn Vol.00, No. 0,PP.1-9,1997.
18.Dueck, G. & T. Scheuer, ”Threshold Accepting:A General Purpose Optimization Algorithm Appearing Superior to Simulated Annealing”, Journal of Computational Physics, Vol.90, 1990, pp.161-175.
19.Glover. F. & C. Mcmillan, “The General Employee Scheduling Problem:An Integration of MS and AI”, Computers anf Operations Research, Vol.13, 1986, pp.563-573。
20.Golden B. L.,and Jr. W. R. Stewart, “Empirical Analysis of Heuristics”, in: E. L. Lawler, J. K. Lenstra, A. H. G. Rinnooy Kan, and D. B. Shmoys(eds.), The Traveling Salesman Problem. A Guided Tour of Combinatorial Optimization, Wiley, Chichester, 1985,pp. 207-249.
21.Hansen. P., “The Steepest Ascent Mildest Descent Heuristic for Combinatorial Programming”, Comgress on Nimerical Methods in Combinatorial Optimization.
22.Holland. J.H.,” Adaptation in Natural & Artificial System”, University of Michigan Press, Ann Arbor, 1975.
23.Jonathan F. Bard, Raymond W. Clayton, Thomas A. Feo, “Machine Setup and Component Placement in Printed Circuit Board Assembly”, International Journal of Flexible Manufacturing Systems, 6(1994):5-31.
24.Karp R. M., “A Patch Algorithm For the Nonsymmetric Traveling Salesman Problem”, SLAM Jouranl on Computing, Vol.8, 1979, pp.561-573.
25.Katsuhisa Ohno, Zhihong Jn, Salah E. Elmaghraby,”An optimal assembly mode of multi-type printed circuit boards”, Computers & Industrial Engineering 36,451-471,1999.
26.Kirkpatrick. S., C.D. Gelatt & M.p. Vecchi, “Optimization by Simulated Annealing”, Science, Vol.220, 1983, pp.671-680.
27.Lin S., “Computer Solutions of the Traveling Salesman Problem”, Bell System Computer Journal, Vol.44, 1965, pp.2245-2269.
28.Mike Johnsson, Timo Leipälä, Olli Nevalainen,”Determing the
Manual Setting Order of Components on PC Boards”, Journal of Manufacturing Systems Vol.15/No.3,1996.
29.Maniezzo, V. and M. Dorigo(1995),”Algodesk:An Experimental Comparison of Eight Evolutionary Heuristics Applied to the Quadratic Assignment Problem”, European Journal of Operational Research, 81, pp.188-204
30.Osman, I.H. & Kelly, J.P., “Meta-heuristics:an Overview”, in I.H. Osman and J.P. Kelly(eds.),Meta-heuristics:Theory and Applications, Kluwer Academic Publishers, Massachusetts, 1996, pp.1-21.
31.Reinelt, G., “The Traveling Salesman:Computational Solutions for TSP Applications”, Springer-Verlag, Berlin, 1994.
32.Reinelt, G., “TSPLIB:A Traveling Salesman Problem Library”,
ORSA Journal on Computing, Vol.3, No.4, 1991, pp.376-384.
33.Reza H. Ahmadi and Panagiotis Kouvelis, “Staging Problem of a Dual Delivery Pick-And-Place Machine in Printed Circuit Card Assembly”, Operations Research, Vol.42, NO.1, 1992.
34.Rosenkrantz D.J., R. E. Stearns, and P. M. Lewis, Ⅱ, “An Analysis of Several Heuristics for the Traveling Salesman Problem”, SLAM Fournal in Computing, Vol.6, 1977, pp.563-581.
35.Skorin-Kapov, J.(1990).”Tabu Search Applied to the QAP”, ORSA Journal on Computing,vol.2,No.1,Winter.pp 33-45.
36.Suryanarayanan, J. K.,B. L. Golden, and Q. Wang(1991).”A New Heuristic for the Linear Placement Problem”, Computers Operations Research, Vol 18, No. 3, pp.255-262.
37.TSPLIB:http://www.iwr.uni-heidelberg.de/iwr/comopt/
software/TSPLIB95/.
38.Timo LEIPALA and Oilli NEVALAINEN, ”Optimization of the
movements of a component placement machine”, European Journal of Operational Research 38,167-177,(1989)
39.Wilhelm, M. R. and T. L. Ward(1987).”Solving Quadratic
Assignment Problem by Simulated Annealing”, IIE Transactions, pp. 107-119.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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