监测方法、监测设备和贴装机的制作方法

专利名称：监测方法、监测设备和贴装机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种监测方法，尤其涉及一种监测多个生产设备中每一个的操作状态的监测方法，其中所述多个生产设备构成生产元件装配板的生产线。
背景技术：
通常，在放置有多个诸如贴装机的生产设备的生产线中，生产设备的各种状态是基于生产设备评估的，并且仅对经历评估后的每个生产设备相应地执行控制。
近年来，例如，已经提出了一种贴装机，该贴装机通过在将元件装配到板上的同时频繁控制电源供应以节省能量来生产元件装配板(例如，参考日本特许公开专利申请No.2003-264399)。这种贴装机通过自主地评估这种处理单元中的每个的当前状态，例如处理单元是处于等待状态还是处于操作暂停状态，控制对贴装机的处理单元的电源供应和供电中断。这种贴装机以这样的方式促进能量节省。
同时，生产元件装配板所需的材料，例如焊料和粘合剂会由于氧化等而遭受品质退化，除非在打开它们的包装之后一定的时间内将其消耗掉。诸如焊料的材料的这种质量劣化导致元件装配板的缺陷以及降低成品率。诸如球栅阵列(BGA)的需要焙烘的元件需要再次烘焙，除非在打开它们的封装之后在一定时间内将它们消耗掉。于是，使用其有效期已过的元件也会导致元件装配板的缺陷并降低成品率。通常，为了防止元件装配板的这种缺陷，由人工进行对所用材料，例如焊料、粘合剂和BGA的有效期的管理。
此外，在生产所述板等的生产线中，重要的是如何提高生产率而尽可能不停止生产线。有鉴于此，已经提出一种元件不足预先通知设备，其为操作员提供何时发生将被装配到板上的元件的不足的预先通知，并显示该预先通知(例如，日本特许公开专利申请No.2000-244184)。
然而，常规的致力于促进能量节省的贴装机是通过自主评估其处理单元的各种状态而实现这点的。出于这个原因，在电源供应中断时新板被输送到这种常规贴装机的情况下，贴装机需要启动对生产板所需的处理单元的电源供应，以便开始将元件装配到板上。不过，每个处理单元在供电开始后进入稳定状态，这需要一定的时间。因为在该一定长度的时间内，虽然板已经到达且准备好元件装配，但是不能进行元件装配，所以这导致了生产效率不好的问题。换言之，由于常规贴装机仅关注是否有板被输送到该贴装机而不关注板输送到另一贴装机，因此在进行操作或不操作贴装机的控制时，在贴装机之间存在时间延迟的问题。
此外，由于必须管理材料和元件的有效期对于贴装机的操作员来说是很重的负担，因此如果该操作员不小心使用已过有效期的元件来生产元件装配板，则会发生质量劣化的问题。
此外，根据常规的元件不足预先通知设备，尽管能够预先通知何时将会发生元件的不足，但这种设备不会显示其中应当进行元件替换的顺序。
如果从早于其他元件用完的元件开始进行元件替换，这种元件替换顺序未必是最佳的。这是因为，除了元件之外，生产线还使用多种材料，例如焊料和粘合剂，它们也需要替换，且分别需要不同长度的时间来进行替换。此外，由于这种材料放置在分散的不同存储点，因此替换材料所需的时间因替换材料的操作员的位置而不同。
因此，如果以上述替换顺序进行元件替换，可能导致的问题是，构成生产线的每台设备(如贴装机)的停工期更长。换言之，根据常规的元件不足预先通知设备，可以在单个贴装机级上预先通知何时会发生每个馈送器的元件的不足，这种常规设备具有的问题在于不能提供一种对策，其允许在整个生产线水平上提取发生元件不足的时刻并基于该提取的时刻使因元件不足导致的生产线操作损失最小化。

发明内容
本发明鉴于上述问题而设想的，本发明的一个目的在于提供一种监测方法等，其能够在整条生产线的水平上提高在生产线中生产元件装配板的效率。
本发明的另一目的在于提供一种监测方法等，其能够促进构成生产线的生产设备(如贴装机)中每一个的能量节省，而不会降低生产元件装配板的效率且不会导致质量下降。
本发明的又一目的是提供一种监测方法等，其能够确定可以减少构成生产线的每个设备的停工期的材料替换顺序。
为了实现上述目的，根据本发明的监测方法是一种监测生产线的操作状态的监测方法，该生产线通过将元件装配到板上来生产元件装配板，所述方法包括监测组成所述生产线的生产设备中每一个的操作状态；以及基于所述监测的结果执行下述控制，即允许组成所述生产线的生产设备中包括的一个或多个贴装机中的每个高效地生产元件装配板。
利用上述结构，能够基于组成生产线的生产设备中每一个的操作状态执行诸如提高另一贴装机的生产效率的控制；基于这些多个贴装机中的每个的操作状态执行诸如提高多个贴装机的生产效率的控制；以及等等。通过执行诸如提高不同于经受监测的生产设备的贴装机的生产效率的控制，或者通过执行诸如提高多个贴装机的生产效率的控制，能够在整个生产线的水平上提高生产效率。
优选地，在所述监测中，监测所述生产设备中至少一个生产设备的操作状态，并且所述执行上述控制的步骤包括基于所述监测的结果使一个或多个所述贴装机进入操作状态或非操作状态，一个或多个所述贴装机中的每个都不同于经受所述监测的所述生产设备。
利用上述结构，利用一个生产设备的操作状态来控制另一个贴装机的操作状态。结果，能够预计板到达该另一个贴装机的时刻，由此确定为生产设备通电的时刻，使得当板到达该生产设备时该生产设备的功率状态等是稳定的。这就能够促进每个贴装机的能量节省而不会降低生产元件装配板的效率。
注意，除了用于将元件装配在板上的贴装机之外，其操作状态受到监测的贴装机可以包括向板上印刷焊料的焊料印刷机；向板上涂敷粘合剂的粘合剂分散器；回流炉，其通过加热已装配元件的板而熔化焊料等，然后将元件固定到各个板上；等等。
更优选地，上述监测方法还包括监测其有效期需要管理的用于生产所述元件装配板的材料或元件，并在开始使用所述材料或元件之后过去预定时间段的情况下输出告警。
利用上述结构，在开始使用材料或元件之后过去预定时间段的情况下输出告警。这样就能够不依赖人工管理材料和元件的有效期，从而提高元件装配板的质量，这是因为利用已过有效期的元件来生产元件装配板的可能更小。
更优选地，所述监测包括在所述生产线中提取多个耗尽发生点，每个所述耗尽发生点是对其给出指示接近材料耗尽的预先通知的点；以及从所述耗尽发生点中识别位于所述生产线最下游的最底下的耗尽发生点，且所述执行控制的步骤包括通过确定行进路线来确定材料替换顺序，所述行进路线允许操作员首先到达对应于所述最下游耗尽发生点的材料存储点，然后行进到其他耗尽发生点和与各个耗尽发生点对应的材料存储点，所述材料替换顺序是操作员在沿着所确定的行进路线行进时在各个耗尽发生点替换材料的顺序。
利用上述结构，能够首先替换在生产线的最下游的材料。结果，没有产品留存在最下游，从而获得提高的生产效率和降低的停工期。
更优选地，所述监测包括在所述生产线中提取多个耗尽发生点，每个所述耗尽发生点是对其给出指示接近材料耗尽的预先通知的点，且所述控制的执行包括通过确定具有最短必要时间的行进路线来确定材料替换顺序，所述行进顺序允许所述操作员在最短的时间内行进到耗尽发生点和与各个耗尽发生点对应的材料存储点并在各耗尽发生点处供应材料，所述材料替换顺序是所述操作员在沿着所确定的行进路线行进时在各个耗尽发生点替换材料的顺序。
利用这种结构，可以确定允许在最短时间内替换材料的材料替换顺序。这就能够提供一种确定可以减少组成生产线的每个设备的停工期的材料替换顺序的方法。
更优选地，在所述确定所述材料替换顺序中，确定具有最大数量材料的材料替换顺序，所述数量的材料为若干材料，每种材料需要比材料耗尽宽限时间更短的时间段来完成材料替换，其中所述材料耗尽宽限时间是从给出预先通知时到材料耗尽实际发生时的一个时间段。
利用这种结构，确定了一种材料替换顺序，其允许在给出指示材料耗尽的预先通知到材料耗尽实际发生时的时间段内完成材料替换。这就能够提供一种确定可以减少组成生产线的每个设备的停工期而尽可能地不停止这种设备中每一个的操作的材料替换顺序的方法。
更优选地，在所述确定所述材料替换顺序中，在与要供应给各耗尽发生点的材料对应的材料存储点中合并其彼此间距离不大于预定阈值的材料存储点，然后确定具有最短行程或最短行程时间的行进路线，所述行进路线允许操作员行进到在合并后剩余的材料存储点，由此确定所述材料替换顺序。
通过合并彼此相距不远的材料存储点，操作员能够一次从材料存储点取出多种类型的材料并替换多种类型的材料。结果，减少了在材料存储点和耗尽发生点之间行进的返回行程时间。这就能够提供一种确定可以降低材料替换所需时间并减少组成生产线的每个设备的停工期而尽可能地不停止这种设备中每一个的操作的材料替换顺序的方法。
注意，不仅能够将本发明实施为包括特征步骤的上述监测方法，还可以将其实施为其单元包括在上述监测方法中包括的特征步骤的监测设备，并且可以实施为使计算机执行在上述监测方法中包括的特征步骤的程序。应当指出，这种程序可以分布于诸如光盘-只读存储器(CD-ROM)的存储介质上以及诸如因特网的通信网络上。
如上所述，本发明能够提供一种监测方法等，其能够在整个生产线的水平上提高在生产线上生产元件装配板的效率。
本发明还能够提供一种监测方法等，其能够促进构成生产线的生产设备(如贴装机)中每一个的能量节省，而不会降低生产元件装配板的效率以及导致质量下降。
本发明还能够提供一种监测方法等，其能够确定可以减少组成生产线的每个设备的停工期的材料替换顺序。
与本申请的技术背景有关的更多信息在此全文引入于2005年3月31日提交的日本专利申请No.2005-104110的公开内容以及于2005年1月27日提交的日本专利申请No.2005-19206的公开内容，包括其说明书、附图和权利要求书。


通过以下结合附图进行的对本发明的描述，本发明的这些和其他目的、优点和特征将变得更加明显，附图示出了本发明的特定实施例。在附图中图1是示出元件装配系统结构的外视图；图2是示出生产线管理器结构的功能方框图；图3是示出生产线管理器对组成生产线的设备执行的过程的流程图；图4是示出与能量节省相关的贴装机的主要构成元件的方框图；图5是示出生产线管理器结构的功能方框图；图6是示出生产线管理器从每个生产设备收集的信息的图表；图7是描述生产线管理器所执行的过程的图示；图8是示出生产线管理器对任意生产设备执行的过程的流程图；图9是示出将被显示在屏幕上的生产线操作状态的图示；图10是示出元件装配系统整体结构的外视图；图11是示出材料替换顺序确定设备的内部结构的方框图；图12是示出持有由贴装机装配的一种类型元件的元件馈送器的例子的图示；图13是示出操作面板的例子的图示；图14是总结了提高材料替换效率所要注意的点的表格；图15是总结了确定材料替换顺序的过程中所用的各点以及表示各点的符号的表格；
图16是示出基于材料种类的材料替换所需的时间和行程的表格；图17是示出确定材料替换顺序的过程的流程图；图18是示出耗尽发生点的图示，针对耗尽发生点给出指示材料耗尽以及示出材料替换顺序的预先通知；图19是示出操作员行程的图表；图20是示出材料替换顺序的图示；图21是总结了材料替换所需的总所需时间和过程完成时间的表格；图22是总结了材料替换所需的总所需时间和过程完成时间的表格；图23是示出材料替换顺序的图示；图24是总结了材料替换所需的总所需时间和过程完成时间的表格；图25是示出材料替换顺序的图示；和图26是示出显示在信息输出设备的显示器上的最终材料替换顺序的图示。
具体实施例方式
下文参考附图描述根据本发明实施例的元件装配系统。
(第一实施例)图1是示出根据本发明第一实施例的元件装配系统的结构的外视图。
元件装配系统110是用于生产元件装配板的系统，通过从上游生产设备向下游生产设备输送每块板来将元件装配在板上。元件装配系统110包括储料器114和130、焊料印刷机116、传送器118和126、粘合剂分散器(adhensive dispenser)120、贴装机122和124、回流炉128和生产线管理器112。
储料器114和130均是储备板的设备。在生产线中，储料器114位于最上游而储料器130位于最下游。换言之，储料器114储备其上还未装配元件的板，而储料器130储备其上已经装配有元件的成品元件装配板。
焊料印刷机116是用于在板上印刷焊膏的设备。传送器118和126均是用于输送板的设备。粘合剂分散器120是用于向板上涂覆粘合剂的设备。贴装机122和124均是用于在板上装配元件的设备。回流炉128是这样的设备，其通过加热已装配有元件的板而熔化焊料等，然后将元件固定到各个板上。
分别由焊料印刷机116和粘合剂分散器120使用的焊料和粘合剂需要对有效期进行管理。一些由贴装机122和124使用的材料，例如BGA，需要对有效期进行管理。
生产线管理器112连接到构成生产线的所有上述生产设备，其是通过允许或中断对各生产设备的电源供应而控制电源供应的设备。
注意，生产线管理器112和每个生产设备是经由诸如Ethernet(注册商标)、RS232C和远程I/O的通信装置连接的。
图2是示出生产线管理器112的结构的功能方框图。
生产线管理器112是用于通过使构成生产线的生产设备操作或不操作而控制生产设备的处理设备。生产线管理器112包括操作状态监测单元144、设备控制指示单元302、生产线状态显示单元151、通信单元156、显示单元158和总线160。
通信单元156是用于与组成生产线的每个生产设备通信的处理单元。
操作状态监测单元144是用于监测每个生产设备的操作状态的处理单元。
设备控制指示单元302是用于基于由操作状态监测单元144监测的每个生产设备的操作状态而执行下述控制，即使组成生产线的每个生产设备能够高效地生产元件装配板的处理单元。设备控制指示单元302执行的过程包括使显示单元158显示在每个生产设备上执行的控制的细节；经由通信单元156向每个生产设备通知显示单元158所显示的细节；等等。
生产线状态显示单元151是用于使下述显示单元158显示生产线中每个生产设备的操作状态的处理单元。
显示单元158是用于在其上显示操作状态、告警、控制细节等的显示屏。
总线160是用于将组成生产线管理器112的每个处理单元互连的信号线。
图3是示出生产线管理器112对构成生产线的设备执行的处理的流程图。
操作状态监测单元144监测每个生产设备的操作状态(S302)。注意，被监测的生产设备可以是组成生产线的所有生产设备或者可以是一个或多个特定生产设备。
设备控制指示单元302基于操作状态监测单元144获得的监测结果确定这样的控制细节，比如使得组成生产线的每个生产设备能够高效地生产元件装配板(S304)。注意，被控制的生产设备可以预先确定或者可以基于监测结果来确定。
设备控制指示单元302使显示单元158显示所确定的控制细节(S306)。或者，设备控制指示单元302通过通信单元156向受控制的每个生产设备发送控制细节。接收到控制细节的每个生产设备基于所接收的控制细节执行必要的处理。
生产线状态显示单元151使显示单元158显示生产线中每个生产设备的操作状态(S308)。
如上所述，根据第一实施例，可以的是基于组成生产线的每个生产设备的操作状态执行诸如提高另一贴装机的生产效率的控制；基于这些多个贴装机的操作状态执行诸如提高多个贴装机的生产效率的控制；等等。通过执行诸如提高不同于被控制的生产设备的贴装机的生产效率的控制，或者通过执行诸如提高多个贴装机的生产效率的控制，能够在整个生产线水平上提高生产效率。
(第二实施例)接着，给出对根据本发明第二实施例的元件装配系统的描述。第二实施例提供了对第一实施例中所述的元件装配系统的更为具体的描述。
根据第二实施例的元件装配系统的结构与图1所示的相同，因此在这里不再重复其详细说明。
图4是示出与能量节省相关的贴装机122的主要构成元件的方框图。
作为其主要构成元件，贴装机122包括中央处理单元(CPU)172、通信单元174、传感器176、电源控制单元178、负载控制单元180、空气控制单元182、制动器184、电磁阀186和轴控制监测器188。
通信单元174是与生产线管理器112通信的处理单元。CPU 172是通过通信单元174与生产线管理器112通信的处理单元且向下述处理设备中的每一个发出指令。
传感器176被装备在从其将板输送到贴装机122中的位置(在下文中也称为“板输入位置”)和从其将板从贴装机122中输送出的位置(在下文中也称为“板输出位置”)，该传感器分别检测板已经被输送到贴装机122中或从贴装机122中输送出。传感器176相当于监测装置，用于监测每个生产设备的操作状态。
制动器184被装备在贴装机122的板输入位置处，其是用于在异常情况下停止将板输送到贴装机122的设备。
电磁阀186是这样一种设备，其在贴装机122通过拾取嘴(图中未示出)真空抽吸电子元件时调节被使用的空气的流动并利用气压将元件装配到板上。空气控制单元182是用于控制电磁阀186的打开/关闭的设备。
每个轴控制监测器188都是用于移动拾取头(图中未示出)的监测器，拾取头在各个轴向上具有多个拾取嘴。负载控制单元180是用于控制每个轴控制监测器188的转数、旋转方向等的处理单元。电源控制单元178是用于控制是否向负载控制单元180供电的处理单元。
在贴装机122的组成元件中，CPU 172、通信单元174和传感器176一直是激活的，而其他处理单元需要基于来自CPU 172的指令激活。组成图1所示的生产线的其他生产设备也具有与图4所示的同样的组成元件。
图5是示出生产线管理器112的结构的功能方框图。生产线管理器112中包括的每个单元都相当于操作控制装置，用于通过使相应的生产设备操作或不操作而对它们进行控制。
图5示出了图2所示的生产线管理器112的更为详细的结构。
生产线管理器112包括制动器控制指示单元142、操作状态监测单元144、设备操作指示单元146、设备激活时间计算单元148、指定时间确认单元150、生产线状态显示单元151、告警输出单元152、生产指示单元154、通信单元156、显示单元158和总线160。
通信单元156是用于与组成生产线的每个生产设备通信的处理单元。
制动器控制指示单元142是用于经由通信单元156发送控制每个生产设备的制动器184的指令的处理单元。
操作状态监测单元144是用于监测每个生产设备的操作状态的处理单元。
设备操作指示单元146是用于经由通信装置156向每个生产设备发送指令以操作或不操作其的处理单元。
设备激活时间计算单元148是用于为每个生产设备计算设备激活时间的处理单元，设备激活时间即生产设备被激活的时间。注意，设备激活时间计算单元148可以计算其中每个生产设备被激活的时间段或时间间隔，取代激活每个生产设备时的时间。例如，设备激活时间计算单元148可以计算时间间隔等，表示应当在当前时间之后多少分钟激活每个生产设备。
指定时间确认单元150是用于确认当前时间是否在打开材料/元件(例如焊料、粘合剂)的封装之后的指定期间之内以及需要对有效期进行管理的处理单元。
生产线状态显示单元151是用于使下述显示单元158显示生产线中每个生产设备的操作状态的处理单元。
告警输出单元152是用于在指定时间确认单元150判定当前时间超过指定时间期间的情况下输出告警的处理单元。显示单元158是用于在其上显示操作状态、告警等的显示屏。
生产指示单元154是用于经由通信装置156向每个生产设备发送指令以开始生产的处理单元。
总线160是用于将组成生产线管理器112的每个处理单元互连的信号线。
图6是示出生产线管理器112从每个生产设备收集的信息的图表。
生产线管理器112从每个生产设备收集如下多条信息，分别表示四种事件“板输入事件”、“板输出事件”、“板到达事件”和“板通过事件”。
“板输入事件”是表示板被输送到除储料器114和130以及传送器118和126之外的生产设备中的事件。在装备在每个生产设备的传感器176检测到板已经被输送到那里的情况下，每个生产设备都将该事件发送到生产线管理器112。
“板输出事件”是表示板被从除储料器114和130以及传送器118和126之外的生产设备中输送出去的事件。在装备在每个生产设备的传感器176检测到板已经被从那里输送出去的情况下，每个生产设备都将该事件发送到生产线管理器112。
“板到达事件”是在装备在传送器118或126的传感器176检测到板已经到达时发送到生产线管理器112的事件。
“板通过事件”是在装备在传送器118或126的传感器176检测到板已经通过时发送到生产线管理器112的事件。
接着，参考图7和图8，对生产线管理器112执行的过程进行描述。
注意，将如下七点定义为生产线管理器112的过程的前提条件1)时间Tair应当被预先定义为从每个生产设备接收到设备激活指令时到其气压升高且生产设备进入稳定状态时的一段时间；2)时间TPower应当被预先定义为从每个生产设备接收到设备激活指令时到其功率状态变得稳定时的一段时间；3)装备到各传送器118和126的传感器176应当全部由生产线管理器112管理；4)传送器118和126的移动速度应当始终恒定，且生产线管理器112应当掌控该速度；5)生产线管理器112应当能够掌控每个生产设备i的节拍时间(tact time)Tcycle(i)；6)时间Twait应当被预先定义为从不输送任何板到每个生产设备进入空转状态时的一段时间；以及7)生产线管理器112应当能够掌控以下时间焊料供应时间，即应当向焊料印刷机116供应焊料的时间；粘合剂供应时间，即应当向粘合剂分散器120供应粘合剂的时间；元件供应时间，即应当向贴装机122和124供应需要焙烘的元件的时间。此外，应当预先定义指定时间，即焊料、粘合剂和元件中每种的有效期，且生产线管理器112应当掌控这种时间。
如图7所示，以下描述假定，当所有生产设备都处于非操作状态时，第一板190被输送到焊料印刷机116中，焊料印刷机116是储料器114之后的最上游第二个设备，且假定输送这块板190的时间为T(以下也称为“板输送时间T”)。
图8是示出生产线管理器112对任意生产设备i执行的处理的流程图。
当板被输送到焊料印刷机116中时，焊料印刷机116向生产线管理器112发送板输入事件，且生产线管理器112的操作状态监测单元144检测到存在输入板(图8中的S102)。
在检测到存在输入板的时候，设备激活时间计算单元148计算生产设备i的设备激活时间Tactive(i)(S104)。设备激活时间Tactive(i)是在已经在板输送时间T将板190输送到生产设备1中的情况下应当激活生产设备i的时间。设备激活时间Tactive(i)是通过下述过程确定的。
这里，考虑生产设备n，使用以下等式(1)确定板到达时间Tarrive(n)，即板190到达生产设备n的时间<等式1>
Tarrive(n)=T+Σi=1n-1Tcycle(i)---(1)]]>
换言之，通过向板输送时间T加上从生产设备1到生产设备(n-1)的生产设备周期节拍时间Tcycle(i)，可以获得板到达时间Tarrive(n)。不过，如果在板到达时间Tarrive(n)激活生产设备n，那么即使板190已经到达生产设备n，在其气压和电源变得稳定之前也不能对板190进行生产操作。因此，为了在板190到达时对板190开始生产操作，必须在板190到达之前激活生产设备n。使用如下等式(2)确定设备激活时间Tactive(n)<等式2>
Tactive(n)＝Tarrive(n)-max(Tair，Tpower)…(2)其中max(a，b)表示a和b的最大值。
换言之，通过让生产设备n在板到达时间Tarrive(n)之前max(Tair，Tpower)时间(即气压和电源二者都变得稳定所需的一段时间)操作，能够与板190输送到生产设备n中同时开始板190的生产操作。
接着，设备激活时间计算单元148检查生产设备i的设备激活时间Tactive(i)是否晚于当前时间(S106)。
在直到设备激活时间Tactive(i)之前还有时间的情况下(S106中的“是”)，设备激活时间计算单元148一直等待直到设备激活时间Tactive(i)(S108)，并再次检查生产设备i的设备激活时间Tactive(i)是否晚于当前时间(S106)。
在当前时间已经是设备激活时间Tactive(i)的情况下，设备操作指示单元146在设备激活时间Tactive(i)向生产设备i发送设备激活指令(S110)。在已经接收到设备激活指令的生产设备i中，CPU172分别向电源控制单元178和空气控制单元182发送有关通电和有关气压控制的指令，以使生产设备i进入操作状态。
在发送上述指令之后操作状态监测单元144检查生产设备i是否已经被激活(S112)。在生产设备i未被激活的情况下(S112中的“否”)，操作状态监测单元144检查生产设备i是否处于异常情形，制动器控制指示单元142操控生产设备i的制动器184，以发送指令来停止将任何板190输送到生产设备i中(S114)。之后，再次执行发送设备激活指令的过程(S110)。
同时，在已经正常激活生产设备i的情况下(S112中的“是”)，指定时间确认单元150检查当前时间是否处于打开焊料印刷机116所用的焊料的包装之后的指定时间段之内(S116)。在超过指定时间段使用焊料的情况下(S116中的“否”)，告警输出单元152使显示单元158显示告警，比如“请替换焊料”(S118)。
此外，指定时间确认单元150检查当前时间是否处于打开粘合剂分散器120所用的粘合剂包装之后的指定期间之内(S120)。在超过指定时间段使用粘合剂的情况下(S120中的“否”)，告警输出单元152使显示单元158显示告警，比如“请替换粘合剂”(S118)。
此外，指定时间确认单元150检查当前时间是否处于打开贴装机122或124所用的需要烘焙的元件的封装之后的指定期间内(S122)。在超过指定时间段使用元件的情况下(S122中的“否”)，告警输出单元152令显示单元158显示告警，例如“请替换BGA元件”(S118)。
在输出告警的过程(S118)之后，操作员用指定期间之内的焊料/粘合剂/烘焙元件替换超过指定期间的焊料/粘合剂/烘焙元件(S119)。在替换之后，再次执行S116和之后的过程。
在焊料、粘合剂和烘焙元件都在指定期间之内的情况下(S116中的“是”，S120中的“是”和S122中的“是”)，生产指示单元154向生产设备i发送指令以开始生产操作(S124)。响应于这种指令，生产设备i开始生产操作。
接着，操作状态监测单元144判断从检测到板190从每个生产设备中被输送出之后是否经过预定时间段(S126)。在未经过预定时间段的情况下(S126中的“否”)，操作状态监测单元144一直等待，直到经过预定时间段，而在已经经过预定时间段的情况下(S126中的“是”)，设备激活指示单元向生产设备i发送指令以使已经经过指定时间段的生产设备i进入空转状态(S128)。响应于该指令，生产设备i的CPU 172指示电源控制单元178停止向轴控制监测器188供电并指示空气控制单元182停止从生产设备i进出空气。
注意，生产线管理器112的生产线状态显示单元151使显示单元158显示如图9所示的屏幕。换言之，由显示单元158显示的屏幕示出了一目了然的生产线操作状态。屏幕上显示了如下内容生产线的外视图；表示生产设备i处于操作状态的图标102；表示生产设备i处于未操作状态的图标100；以及表示板的位置的图标104。
如上所述，在根据本发明第二实施例的元件装配系统110中，生产线管理器112监测每个生产设备是处于操作状态还是处于未操作状态，即，存在/缺少应当执行生产操作的板，从而能够仅在需要时操作每个生产设备。这种结构使得能够促进能量节省。
此外，使生产设备在板到达时各生产设备变稳定的时刻工作。因此，不会出现虽然板已到达而不能开始生产操作的问题。这种结构使得能够促进能量节省而不会降低生产效率。
此外，由于焊料、粘合剂和BGA的有效期管理是自动进行的，因此能够防止发生元件装配板的质量下降。
应当注意，虽然已经基于本发明第二实施例的元件装配系统对本发明进行了描述，但本发明不限于第二实施例。
例如，取代做出判断以使生产设备进入空转状态(图8中的S126)，可以基于预定生产计划使生产设备进入空转状态。更具体而言，在表示时间间隔的值超过参考值的情况下可以使生产设备进入空转状态，该时间间隔表示类型A的板的生产完成与在生产计划中计划下一步生产的类型B的板开始生产之间的时间段。此外，在生产线中的某生产设备已经进入维护状态的情况下，可以使下一级的生产设备进入空转状态。
此外，组成生产线的每个生产设备(例如贴装机122)可以具有生产线管理器112的功能。
此外，本发明可以具有这种结构，其中，在生产线管理器112的显示单元158上显示的信息可以显示在组成生产线的每个生产设备的显示单元上。本发明还可以具有这样的结构，其中，能够利用每个生产设备的操作单元等来远程操控生产线管理器112。
此外，在上述第二实施例中，虽然生产线管理器112向生产设备发送设备激活指令(图8中的S110)且已经接收到这种设备激活指令的生产设备自行进入操作状态，但是还有可能的是，生产线管理器112控制这种生产设备的显示单元来显示设备激活指令的细节。除指令“激活生产设备”之外，设备激活指令的细节包括其激活时间或激活时刻等。注意，设备激活指令的细节可以显示在生产线管理器112的显示单元上或显示在操作员所用的移动终端装置的显示单元上。
(第三实施例)接着，给出对根据本发明第三实施例的元件装配系统的描述。第三实施例提供了第一实施例中所述的元件装配系统的更具体描述。
下文参考附图描述根据本发明第三实施例的元件装配系统。
图10是示出第三实施例的元件装配系统整体结构的外视图。
元件装配系统200是用于在板220上装配电子元件以及确定在接收到表示元件装配所需材料耗尽的预先通知时替换这种材料时的顺序的系统。元件装配系统200包括焊料印刷机228、粘合剂分散器230、贴装机232到240、材料替换顺序确定设备222、信息收集设备224和信息输出设备226。
材料替换顺序确定设备222、信息收集设备224和信息输出设备226对应于参考图2所述的根据第一实施例的生产线管理器112。
材料替换顺序确定设备222对应于生产线管理器112的操作状态监测单元144、设备控制指示单元302和生产线状态显示单元151。信息收集设备224对应于生产线管理器112的通信单元156。信息输出设备226对应于显示单元158。
焊料印刷机228是用于在板220上印刷焊膏的设备。粘合剂分散器230是用于在板220上涂覆粘合剂的设备。
贴装机232到236的每个都是用于将电子元件装配到板220上的设备。贴装机232到236中的每个利用模块型头将例如0603芯片元件(尺寸为0.6mm×0.3mm的元件)的微芯片元件高速地装配在板220上。贴装机238和240的每个都是用于将电子元件装配到板220上的设备。可以向每个贴装机238和240的模块型头附接各种类型的拾取嘴或从其拆除各种类型的拾取嘴，从而能够将各种元件装配到板220上。然而，注意，贴装机可以是用于利用高速旋转的旋转头来装配元件的旋转型贴装机。
首先从焊料印刷机228输送板220，然后顺序输送到粘合剂分散器230和贴装机232到240。此后，将板220输送到回流炉(图中未示出)，在回流炉中固定装配在板220上的元件。
信息收集设备224通过网络连接到焊料印刷机228、粘合剂分散器230和贴装机232到240，其是用于收集分别表示如下内容的多条信息的设备焊料印刷机228消耗的焊料的剩余量；粘合剂分散器230消耗的粘合剂的剩余量；以及每个贴装机232到240消耗的元件的剩余数量。
材料替换顺序确定设备222是其操作包括如下内容的设备基于信息收集设备224收集的表示焊料、粘合剂和元件，即材料的剩余量/数量的各条信息确定发出表示材料耗尽的预先通知的时刻；确定替换每种材料的顺序；等等。注意焊料、粘合剂和元件仅仅是例子，因此信息收集设备224还可以收集生产元件装配板所需的任何其他材料的信息。
信息输出设备226是用于显示指示材料耗尽的预先通知和材料替换顺序的设备。
信息收集设备224、材料替换顺序确定设备222和信息输出设备226均是构成普通的计算机的每个元件。
图11是示出材料替换顺序确定设备222的内部结构的方框图。
材料替换顺序确定设备222包括表面贴装装置(SMD)剩余数量信息收集单元274、焊料剩余量信息收集单元276、粘合剂剩余量信息收集单元278、初始值数据库(DB)266、材料耗尽预先通知点判断单元268、材料替换顺序确定单元270、显示控制单元272、SMD元件位置信息收集单元262和SMD元件架(sheft)管理单元264。
SMD剩余数量信息收集单元274是用于经由信息收集设备224收集将被装配到板220上的SMD元件的剩余数量的处理单元，该SMD元件例如芯片元件、四线平坦封装(QFD)和小外形封装(SOP)。
焊料剩余量信息收集单元276是用于经由信息收集设备224收集将被印刷到板220上的焊料的剩余量的处理单元。
粘合剂剩余量信息收集单元278是用于经由信息收集设备224收集将被涂覆到板220上的粘合剂的剩余量的处理单元。
SMD元件位置信息收集单元是用于基于元件类型经由信息收集设备224收集指示装配SMD元件的相应贴装机232到240的位置的信息的处理单元。
SMD元件架管理单元264是用于管理存储SMD元件的相应架的处理单元。
初始值DB 266是存储如下所述的图16所示的表格的数据库，该表格表示材料替换所需的时间和行程。
材料耗尽预先通知点判断单元268是用于基于SMD元件位置信息收集单元262、SMD剩余数量信息收集单元274、焊料剩余量信息收集单元276和粘合剂剩余量信息收集单元278收集的相应信息，判断发生表示材料耗尽的预先通知的点的处理单元。
材料替换顺序确定单元270是用于确定材料替换顺序的处理单元，在材料耗尽预先通知点判断单元268判断为表示已经发生材料耗尽的预先通知的点的点处，该材料替换顺序允许以最短的时间替换材料。
显示控制单元272是用于使信息输出设备226显示由材料替换顺序确定单元270确定的材料替换顺序的处理单元。
图12是示出持有由每一贴装机232到240装配的一种类型元件的元件馈送器的例子的图示。元件馈送器250连接到卷盘251，持有元件的元件带缠绕在其上。在缠绕卷盘251上的元件带被送入每个贴装机内部的同时进行元件的装配。当附在元件带上的元件的剩余数量快耗尽时，执行被称为“接续”的操作以连接新的元件带，由此能够不停止贴装机的操作而进行元件带的替换。
元件馈送器250具有操作面板252，用于显示元件带的剩余量等；通知连接该元件馈送器250的贴装机必须替换元件带；等等。
图13是示出操作面板252的例子的图示。操作面板252包括发光二极管(LED)54等，用于通知剩余的元件数量快耗尽。
以下描述确定材料替换顺序的方法。
为了高效替换材料有几点需要注意。
图14是总结提高材料替换效率所要注意的点的表格。
如图14所示，要注意的第一点是，应当朝向下游级较早地执行材料替换。这是因为生产线节拍时间取决于回流炉的节拍时间。换言之，不能使生产线节拍时间短于回流炉的节拍时间。因此必须总在回流炉中进行板的焊接。为了允许这点，不可以停止刚好位于回流炉紧前面的组成生产线的设备(例如贴装机)的操作。
第二个要注意的点是应当在附接在带上的元件耗尽之前用新元件带代替缠绕在卷盘251上的元件带。这里，用新元件带代替元件带被公知为“接续”，其中，将接近耗尽的元件带的后缘连接到新元件带并用缠绕有该新元件带的卷盘251代替当前使用的卷盘251。这是必须的，因为一旦发生元件耗尽，应当将元件带与卷盘251作为一个整体加以替换，平均起来，这样耗费的时间超过将当前元件带连接到具有新元件的元件带的接续所需的时间的两倍。
在本实施例中，生产线中的材料替换顺序是利用车辆路线选择问题(VRP)确定的，这是一种递送路线选择问题。
应当将以下五个条件(条件1到条件5)作为VRP的固有前提条件(条件1)每个操作员都应当无差错地返回到该操作员出发的点(以下简称“参考点”)；(条件2)应当有一个操作员将材料递送到已经发生材料耗尽的点(以下也称为“耗尽发生点”)；(条件3)每个操作员应当被允许向多个耗尽发生点提供材料；(条件4)一定要向耗尽发生点无差错地递送必需量/数量的材料；以及(条件5)每个操作员一次能够提供的材料的量/数目应当有上限。
此外，如下所述的条件6被用作可变更的前提条件。
(条件6)应当在应用VRP之前确定材料存储点的数量，其可以是一个或多个点。
以下描述假定对应于条件6的材料存储点的数量是多个，且为了简单操作员的数目是一个。
图15是总结了在下述过程中所用的各个点以及表示其的符号的表格。
“参考点”表示操作员所处的参考点，由符号“Po”表示。
“材料存储点”是放置替换用的材料的位置，即，操作员取材料的位置。注意，在材料类型差异用“n”表示的情况下，由符号“Dn”表示材料存储点。以下描述也假设符号“n”表示材料类型的差异。
“耗尽发生点”表示发生表示材料耗尽的预先通知，即请求材料供应的点。“耗尽发生点”由符号“Pn”表示。
“材料搜索时间”表示操作员在材料存储点搜索并找到所需材料所需要的时间，由符号“Sn”表示。
“最大可能携带量”表示操作员一次能够携带的材料的最大量/数量，由符号“C”表示。
“材料耗尽宽限时间”表示从给出材料耗尽的预先通知时到实际发生材料耗尽时的时间，由符号“Rn”表示。
“材料替换时间”表示在耗尽发生点替换材料所需的时间，由符号“Cn”表示。
图16是示出基于材料种类的材料替换所需的时间和行程的表格。
以材料类型01(n＝01)为例，该表格示出了材料耗尽宽限时间R01为260秒，材料搜索时间S01为30秒，以及材料替换时间C01为90秒。假设在图16中“#n”表示材料类型编号。
该表格还示出了从参考点Po到材料存储点D01之间的距离为3米，类似地，从参考点Po到耗尽发生点P01的距离P01为2.5米。
这里，假设操作员的移动速度为1.389(米/秒)，从参考点Po到材料存储点D01移动所需的时间为2.2秒(＝3米/1.389(米/秒))。
考虑特定的情形，以下描述由材料替换顺序确定设备222所执行的每个处理。图17是示出确定材料替换顺序的过程的流程图。
首先，材料耗尽预先通知点判断单元268基于从SMD元件位置信息收集单元262、SMD剩余数量信息收集单元274、焊料剩余量信息收集单元276和粘合剂剩余量信息收集单元278输出的相应信息提取所有的当前耗尽发生点Pn(S201)。这里，如图18所示，假设提取了四个耗尽发生点P01到P04。
接着，材料替换顺序确定单元270选择与各耗尽发生点Pn对应的材料存储点Dn，即向各耗尽发生点Pn供应的材料所处的材料存储点Dn，并计算其中每两个材料存储点Dn之间的距离都最短的最短路径(S202)。这里，如图18所示，选择了四个材料存储点D01到D04。考虑参考图14所述的要注意的第一点，这种选择是基于如下前提条件做出的，即，操作员首先行进到与位于最下游的耗尽发生点Pn对应的材料存储点Dn。可以利用例如旅行商问题确定最短路径。在这种情况下，将商人所去的市镇看作除参考点Po之外的材料存储点Dn，将市镇之间的距离(即旅行商问题的成本)看作每两个材料存储点Dn之间的行程，确定最短路径，使得商人需要行进的总距离是最短的。将在每两个市镇之间行进的行程时间看作一个成本，可以确定具有最小总行程时间的路线。
操作员首先行进到与位于最下游耗尽发生点Pn对应的材料存储点Dn，然后根据利用旅行商问题确定的路线行进到后续的耗尽发生点。在到达最后的材料存储点Dn之后，操作员可以返回参考点Po而走完最短路径。因此，在图18所示的例子中，操作员首先离开参考点Po，行进到与位于最下游的耗尽发生点P04对应的材料存储点D04。然后，操作员顺序地行进到材料存储点D03、D01和D02，最后返回到参考点Po。
如图19所示，操作员的各个行程如下从参考点Po到材料存储点D04为20米；从材料存储点D04到材料存储点D03为8米；从材料存储点D03到材料存储点D01为15米；从材料存储点D01到材料存储点D02为0.5米；从材料存储点D02到参考点Po为3.5米。因此，这些距离之和47米为操作员的最短行程。
当然，应当理解，操作员在向材料存储点Dn行进的时候向对应的耗尽发生点Pn供应材料。例如，在向材料存储点D03前行时，操作员在到达材料存储点D03时在耗尽发生点P03供应材料，然后向下一个材料存储点D01前行。
通过上述过程，已经确定了材料替换顺序的初始方案。后续过程利用VRP确定材料替换顺序。
材料替换顺序确定单元270基于在计算最短路径的过程(S202)中确定的初始方案确定(1)操作员向所有耗尽发生点Pn提供材料并完成材料替换所需的总所需时间，以及(2)在每个耗尽发生点Pn处完成材料替换过程的时间(以下简称“过程完成时间”)(S203)。此时，材料替换顺序确定单元270基于在计算最短路径的过程中确定的行进到材料存储点Dn的最短路径以及要在每个材料存储点Dn和对应的耗尽发生点Pn之间进行往返运动，确定总所需时间和每个过程完成时间(S203)。注意，过程完成时间是假设操作员开始材料替换的时间为0而确定的时间。换言之，如图20所示，操作员离开参考点Po行进到材料存储点D04，在那里操作员拿出材料然后行进到耗尽发生点P04，在那里操作员供应材料，并返回材料存储点D04。接着，操作员行进到材料存储点D03并执行同样的过程。操作员对#1和#2号材料类型执行同样的往返运动，然后操作员最后返回到参考点Po。注意，图20中的虚线箭头表示材料的来回输送。
图21是总结了材料来回输送所需的总所需时间和过程完成时间的表格。
从左侧开始的第一列表示在计算最短路径的上述过程(S202)中确定的行进到参考点Po和材料存储点Dn的顺序。第二列表示在第一列所示的行进顺序中参考点Po和每个材料存储点Dn之间的行程。第三列表示通过就时间而言计算第二列所示的每个行程而获得的每个行程时间。
第四列表示元件搜索时间Sn，即在每个材料存储点Dn中搜索并找到所需类型的材料所需的时间。第五列表示在每个材料存储点Dn和对应的耗尽发生点Pn之间行进的返回行程。第六列表示通过就时间而言计算第五列所示的每个行程而获得的每个行程时间。第七列表示在每个耗尽发生点Pn中需要花费的材料替换时间Cn。
第八列表示在每个耗尽发生点Pn处完成材料替换所需的必要时间，即，如下时间之和第三列中所示的行程时间；第四列中所示的材料搜索时间Sn；第六列中所示的行程时间；以及第七列中所示的材料替换时间Cn。
第九列表示直到在每个耗尽发生点Pn处完成材料替换所需的必要时间，假设操作员离开参考点Po的时间为0秒。换言之，第九列表示将第八列中所示的每个耗尽发生点Pn的材料替换时间累加所得的累积时间。第十列表示材料耗尽宽限时间Rn，即在发生每种材料耗尽之前的宽限时间。
第十一列表示在材料替换时是否应停止生产线。更具体而言，对于被指示为“没有必要”的材料，在材料替换时不停止生产线，从而能够不停止生产线而进行材料替换。另一方面，对于被指示为“必要”的一种材料，不能不停止生产线而进行材料替换。换言之，当比较第九列所示的过程完成时间与第十列所示的材料耗尽宽限时间的结果是过程完成时间比宽限时间更早到达时，指示为“没有必要”，否则就指示为“必要”。
接着，材料替换顺序确定单元270搜索可能导致生产线停止的可互换的材料存储点(下文简称为“可互换的材料存储点”)(S204)。更具体而言，材料替换顺序确定单元270通过改变材料存储点Dn的顺序得出行进到材料存储点Dn的每种可能的行进顺序，并为每种得到的行进顺序生成如图22所示的表格。应当以和查看图21所示的表格相同的方式查看图22所示的表格。基于图22所示的表格，材料替换顺序确定单元270从行进到材料存储点Dn和耗尽发生点Pn的所有行进顺序中选择一个行进顺序，其能够不停止生产线而替换最大数量类型的材料(在“生产线停止”一列中“没有必要”的数量最大的行进顺序)。
此时，在有可互换的材料存储点的情况下(S205中的“是”)，互换这种材料存储点(S206)。“有可互换的材料存储点”这种情况表示这样一种情况，即，与改变之前初始的行进顺序相比，在过程S204中确定的行进顺序包括更大数量的能够不停止生产线而进行材料替换的材料类型。在这种情况下，材料替换顺序确定单元270改变材料存储点Dn的行进顺序。
例如，图22示出，在上述互换过程(S206)之后，与图21中的表格所示的数量相比，“生产线停止”一列中所示的“没有必要”的数量从一个增加到两个。图中还示出，与图21所示的总所需时间(584.3秒)相比总所需时间稍有缩短(574.9秒)。图23是示出在互换过程(S206)之后的材料替换顺序的图示。图中示出，操作员离开参考点Po，按顺序行进到材料存储点D02、D01和D03，同时向与各材料存储点对应的耗尽发生点供应材料，然后返回参考点Po。
接着，材料替换顺序确定单元270搜索能够合并作为一个材料存储点处理的材料存储点Dn(S207)。“材料存储点Dn能够被合并”的情况是指满足以下条件的情况多个材料存储点Dn之间的距离不大于预定阈值T1；从这些多个材料存储点Dn携带的材料总量不大于最大携带量C。这里，材料替换顺序确定单元270生成能够合并的材料存储点Dn的每种可能组合并针对合并后的所获行进顺序生成图24所示的表格。材料替换顺序确定单元270从所有的材料存储点Dn的行进顺序中选择具有最小总所需时间的行进顺序。应当以和查看图21和图22所示的表格相同的方式查看图24所示的表格。注意，在图25所示的材料存储点Dn中，材料存储点D01和材料存储点D02被合并，材料存储点D03和材料存储点D04被合并。
在有能够合并的材料存储点Dn的情况下(S208中的“是”)，材料替换顺序确定单元270采用在过程S207中从能够合并的材料存储点Dn的组合中搜索的具有最小总所需时间的组合并相应地合并材料存储点Dn(S209)。图24示出了进行合并的例子。以这种方式合并材料存储点Dn的结果是，操作员从材料存储点Dn取走两种或多种材料并一次行进到对应的两个或更多耗尽发生点Pn以替换材料。
材料存储点D01和材料存储点D02被如上所述合并。因此，由于从材料存储点D02到材料存储点D01的行程可以忽略，因此与材料类型#01对应的第二列中的行程和第三列中的行程时间均为0。不过，虽然材料存储点D03和材料存储点D04被合并，从材料存储点D03到材料存储点D04的距离却不能忽略。因此，对应于#04号材料类型，分别给出正常行程和正常行程时间作为第二列中的行程和第三列中的行程时间，而不是给出值0。注意，判断行程和行程时间是否可忽略是基于行程是否不大于预定阈值T2做出的。
这里，对图24中第五列所示的“耗尽发生点之间的返回行进”进行描述。材料存储点D02和材料存储点D01被合并。出于这个原因，与#02号材料类型对应的返回行程“6.0”表示操作员从材料存储点D02行进到耗尽发生点P02并随后行进到耗尽发生点P01所行进过的距离。与#01号材料类型对应的返回行程“1.5”表示操作员从耗尽发生点P01行进到材料存储点D01所行进过的距离。如图24所示，与图22所示的574.9秒的总所需时间相比，这种合并过程获得了更短的569.8秒的总所需时间。
材料替换顺序确定单元270判断两个总所需时间之间的差异是否落在预定范围内(S210)。更具体而言，材料替换顺序确定单元270比较互换材料存储点Dn的过程(S206)或合并材料存储点Dn的过程前后的总所需时间，并在该比较表明的这种差值不大于预定阈值的情况下判定两个总所需时间之间的差值落在预定范围内(S210中的“是”)，并且在差值落在预定范围内时确定该材料替换顺序为最短路径(S211)。
在差值未落在预定范围内的情况下(S210中的“否”)，材料替换顺序确定单元270重复搜索可互换的材料存储点Dn的过程(S204)和后续的过程。
图26是示出显示在信息输出设备226的显示器上的最终材料替换顺序的图示。如图26所示，箭头表示操作员的行进路线，圆圈内的消息表示操作员在材料存储点Dn处应当取出的材料类型。注意，由于装备在诸如贴装机的设备上的告警灯闪烁以及元件馈送器250的操作面板252的LED 54闪烁，操作员可能实际知道每个耗尽发生点Pn的位置。
注意，上述显示可以由操作员所用的移动终端装置的显示单元显示。在这种情况下，以下选项是可能的可以利用全球定位系统(GPS)基于操作员的位置显示操作员的路线；移动终端装置识别材料替换历史并在其屏幕上提供指令，指出操作员应当行进到的下一位置；等等。
或者，可以通过为每个耗尽发生点和每个材料存储点预先装备告警灯以及通过由材料替换顺序确定设备222使装备到操作员要行进到的下一位置的告警灯闪烁来表示操作员应当行进到的下一位置。
如上所述，根据本发明的第三实施例，利用VRP确定材料替换顺序。这就能够确定使得能够以最短时间执行材料替换的材料替换顺序。
此外，通过执行图17所示的过程中的过程S201到S202，能够优先在生产线的下游级中执行材料替换。这有助于操作流程进入到回流炉。
因此，能够尽可能地在不停止生产线情况下替换材料。
已经基于本发明第三实施例的元件装配系统对本发明进行了描述，但本发明不限于第三实施例。
例如，第三实施例是利用一个操作员进行描述的，但是可以有多个操作员。
此外，在上述计算行进到材料存储点Dn的最短路径的过程(图17中的S202)中使用了旅行商问题来确定最短路径，可以使用任何其他方法确定最短路径。
此外，在第三实施例中在上述计算行进到材料存储点Dn的最短路径的过程(图17中的S202)中，基于操作员首先行进到与位于生产线最下游的耗尽发生点Pn对应的材料存储点Dn的前提条件确定操作员所沿路线的初始方案，不过也可以在后续过程(图17中的S203到S211)中确定具有最短所需时间的路线，同时保留这种前提条件，即，操作员首先行进到与位于最下游的耗尽发生点Pn对应的材料存储点Dn。
或者，在计算行进到材料存储点Dn的最短路径的过程(图17中的S202)中，可以忽略上述前提条件(操作员首先行进到与位于生产线最下游的耗尽发生点Pn对应的材料存储点Dn)确定操作员所沿路线的初始方案。
此外，组成生产线的每个生产设备(例如贴装机232)可以具有材料替换顺序确定设备222的功能。
此外，本发明可以具有这种结构，其中，在材料替换顺序确定设备222的显示单元上显示的信息可以显示在组成生产线的每个生产设备的显示单元上。本发明还可以具有这样的结构，其中，能够利用每个生产设备的操作单元等来远程操控材料替换顺序确定设备222。
尽管以上仅详细描述了本发明的一些示范性实施例，本领域的技术人员将容易理解的是，在不实质背离本发明的新颖教导和优点的情况下有可能在示范性实施例中做出很多修改。因此，所有这种修改都将包括在本发明的范围之中。
工业实用性本发明适于用作监测包括贴装机、焊料印刷机、粘合剂分散器等的生产线的监测设备等。
本发明还适于用作在生产线中确定材料替换顺序的方法，尤其是用于确定在用于在板上装配电子元件的生产线中的材料替换顺序的方法。
权利要求
1.一种监测生产线的操作状态的监测方法，所述生产线通过将元件装配到板上来生产元件装配板，所述方法包括监测组成所述生产线的生产设备中的每一个的操作状态；以及基于所述监测结果执行下述控制，即允许组成所述生产线的所述生产设备中包括的一个或多个贴装机中的每个高效地生产元件装配板。
2.根据权利要求1所述的监测方法，其中在所述监测的步骤中，监测所述生产设备中至少一个的操作状态，并且所述执行上述控制的步骤包括基于所述监测结果使一个或多个所述贴装机进入操作状态或非操作状态，一个或多个所述贴装机中的每一个都不同于经历所述监测的所述生产设备。
3.根据权利要求2所述的监测方法，其中在所述监测的步骤中，检测所述板是否已经被输送到所述生产设备中的一个预定生产设备中，且在所述使贴装机进入操作状态或非操作状态的步骤中，确定激活感兴趣的贴装机的激活时刻，使得当所述板到达所述感兴趣的贴装机时所述感兴趣的贴装机处于操作状态，所述感兴趣的贴装机包括在所述贴装机中且位于所述预定生产设备的下游。
4.根据权利要求3所述的监测方法，其中在所述使贴装机进入操作状态或非操作状态的步骤中，还在所确定的激活时刻激活所述感兴趣的贴装机。
5.根据权利要求3所述的监测方法，其中在所述使贴装机进入操作状态或非操作状态的步骤中，还显示或发送用于在所述确定的激活时刻激活所述感兴趣的贴装机的指令。
6.根据权利要求5所述的监测方法，其中在所述使贴装机进入操作状态或非操作状态的步骤中，还使移动终端装置显示用于在所述确定的激活时刻激活所述感兴趣的贴装机的指令。
7.根据权利要求2所述的监测方法，其中在所述监测的步骤中，检测所述板是否已经被输送到所述生产设备中的一个预定生产设备中，且所述使贴装机进入操作状态或非操作状态的步骤包括获得板输入时刻，所述板输入时刻是所述板已经被输送到所述预定生产设备中的时刻；基于所述板输入时刻和位于感兴趣的每个贴装机和所述预定生产设备之间的生产设备中的至少一个生产设备的生产节拍时间确定激活所述感兴趣的每个贴装机的激活时刻，使得当所述板到达所述感兴趣的每个贴装机时所述感兴趣的每个贴装机处于操作状态，所述感兴趣的每个贴装机包括在所述贴装机中且位于所述预定生产设备的下游；并且在所述预定激活时刻激活感兴趣的所述每个贴装机。
8.根据权利要求7所述的监测方法，其中所述确定所述激活时刻的步骤包括基于所述板输入时刻和位于感兴趣的每个贴装机和所述预定生产设备之间的生产设备中的至少一个生产设备的生产节拍时间计算板到达时刻，所述板到达时刻是所述板到达感兴趣的每个贴装机的时刻；以及确定出早于所述板到达时刻的时刻为激活感兴趣的每个贴装机的激活时刻，所述时刻早了从感兴趣的每个贴装机被激活时到感兴趣的每个贴装机进入稳定状态时的时间段。
9.根据权利要求8所述的监测方法，其中从感兴趣的每个贴装机被激活时到感兴趣的每个贴装机进入稳定状态时的所述时间段是以下时间段之一从感兴趣的每个贴装机所用的空气的气压升高时到感兴趣的每个贴装机进入稳定状态时的时间段；以及从感兴趣的每个贴装机通电时到感兴趣的每个贴装机进入稳定状态时的时间段。
10.根据权利要求9所述的监测方法，其中从感兴趣的每个贴装机被激活时到感兴趣的每个贴装机进入稳定状态时的所述时间段是以下时间段中较大的一个从感兴趣的每个贴装机所用的空气的气压升高时到感兴趣的每个贴装机进入稳定状态时的时间段；以及从感兴趣的每个贴装机通电时到感兴趣的每个贴装机进入稳定状态时的时间段。
11.根据权利要求2所述的监测方法，其中在所述监测的步骤中，对于所述贴装机中的每个，判断从所述贴装机输送出所述板之后是否已经过去预定时间段，并且在所述使贴装机进入操作状态或非操作状态的步骤中，在所述判断的步骤中判断出从所述贴装机输送出所述板之后已经过去所述预定时间段的情况下，使所述贴装机中的每个进入非操作状态。
12.根据权利要求2所述的监测方法，其中在所述使贴装机进入操作状态或非操作状态的步骤中，对于所述贴装机中的每个，基于生产规划判断在所确定的时间段内是否所述板没有被输送到所述贴装机中，并基于所述判断的结果，使所述贴装机中的每个进入非操作状态。
13.根据权利要求2所述的监测方法，其中在所述监测的步骤中，对于所述生产设备中的每个，监测所述生产设备是否已经进入维护状态，且在所述使贴装机进入操作状态或非操作状态的步骤中，使位于所述生产设备中的相应一个生产设备下游的一个或多个贴装机进入非操作状态，根据所述监测结果判断所述生产设备中的相应一个生产设备已经进入维护状态。
14.根据权利要求2所述的监测方法，还包括监测其有效期需要管理的、用于生产所述元件装配板的材料或元件，并在开始使用所述材料或元件之后已经过去预定时间段的情况下输出告警。
15.根据权利要求14所述的监测方法，其中其有效期需要管理的所述材料为焊料或粘合剂。
16.根据权利要求14所述的监测方法，其中其有效期需要管理的所述元件为球栅阵列(BGA)。
17.根据权利要求1所述的监测方法，其中所述监测的步骤包括在所述生产线中提取多个耗尽发生点，所述耗尽发生点中的每个是对其给出指示接近材料耗尽的预先通知的点；以及从所述多个耗尽发生点中识别位于所述生产线最下游的最底下的耗尽发生点，且所述执行上述控制的步骤包括通过确定行进路线来确定材料替换顺序，所述行进路线允许操作员首先到达与所述最下游耗尽发生点对应的材料存储点，然后行进到其他耗尽发生点和与所述各个耗尽发生点对应的材料存储点，所述材料替换顺序是操作员在沿着所确定的行进路线行进时在所述各个耗尽发生点替换材料的顺序。
18.根据权利要求17所述的监测方法，其中在所述确定所述材料替换顺序的步骤中，通过确定具有最短行程或最短行进时间的行进路线来确定所述材料替换顺序，所述行进路线允许所述操作员首先到达与所述最下游耗尽发生点对应的所述材料存储点，然后行进到与所述各个耗尽发生点对应的所述材料存储点。
19.根据权利要求18所述的监测方法，其中在所述确定所述材料替换顺序的步骤中，确定具有最小行进路线总成本的材料替换顺序，所述总成本为在假定所述耗尽发生点中两个任意点之间的行程或行进时间为一个成本的情况下确定的成本之和。
20.根据权利要求18所述的监测方法，其中在所述确定所述材料替换顺序的步骤中，通过确定具有最短必要时间的行进路线来确定所述材料替换顺序，所述行进路线允许所述操作员在最短的时间内行进到所述耗尽发生点和与所述各个耗尽发生点对应的材料存储点并在所述各个耗尽发生点处供应所述材料。
21.根据权利要求20所述的监测方法，其中在所述确定所述材料替换顺序的步骤中，确定具有最大数量材料的所述材料替换顺序，所述数量的材料为若干材料，每种材料需要以比材料耗尽宽限时间更短的时间段来完成材料替换，其中所述材料耗尽宽限时间是从给出所述预先通知时到材料耗尽实际发生时的时间段。
22.根据权利要求20所述的监测方法，其中在所述确定所述材料替换顺序的步骤中，通过在与要供应给所述各个耗尽发生点的材料对应的材料存储点中合并其彼此间距离不大于预定阈值的材料存储点，然后确定具有最短行程或最短行进时间的行进路线，来确定所述材料替换顺序，其中所述行进路线允许操作员行进到在合并后剩余的材料存储点。
23.根据权利要求17所述的监测方法，其中所述生产线包括所述一个或多个贴装机，其中每个贴装机都将元件装配到板上，以及所述生产线中消耗的材料是由所述一个或多个贴装机装配的元件、焊料和粘合剂中至少一种。
24.根据权利要求17所述的监测方法，还包括在屏幕上显示所确定的材料替换顺序。
25.根据权利要求24所述的监测方法，其中在所述显示的步骤中，在操作员所用的移动终端装置的屏幕上显示所述材料替换顺序。
26.根据权利要求1所述的监测方法，其中所述监测的步骤包括在所述生产线中提取多个耗尽发生点，所述耗尽发生点中的每一个是对其给出指示接近材料耗尽的预先通知的点；并且所述执行所述控制的步骤包括通过确定具有最短必要时间的行进路线来确定材料替换顺序，所述行进顺序允许所述操作员在最短的时间内行进到所述耗尽发生点和与所述各个耗尽发生点对应的所述材料存储点并在所述各个耗尽发生点处供应材料，所述材料替换顺序是所述操作员在沿着所确定的行进路线行进时在所述各个耗尽发生点替换材料的顺序。
27.一种监测生产线的操作状态的监测设备，所述生产线通过将元件装配到板上来生产元件装配板，所述设备包括监测单元，用于监测组成所述生产线的生产设备中的每一个的操作状态；以及控制单元，用于基于由所述监测单元执行的监测的结果执行下述控制，即允许组成所述生产线的所述生产设备中包括的一个或多个贴装机中的每个高效地生产所述元件装配板。
28.根据权利要求27所述的监测设备，其中所述监测单元用于监测所述生产设备中至少一个的操作状态，以及所述控制单元包括操作控制单元，用于基于由所述监测单元执行的监测的结果，使一个或多个所述贴装机进入操作状态或非操作状态，一个或多个所述贴装机中的每个都不同于由所述监测单元监测的所述生产设备。
29.根据权利要求27所述的监测设备，其中所述监测单元包括提取单元，用于在所述生产线中提取多个耗尽发生点，每个所述耗尽发生点是对其给出指示接近材料耗尽的预先通知的点，以及所述控制单元包括替换顺序确定单元，用于通过确定具有最短必要时间的行进路线来确定材料替换顺序，所述行进顺序允许操作员在最短的时间内行进到所述耗尽发生点和与各个耗尽发生点对应的材料存储点并在所述各个耗尽发生点处供应材料，所述材料替换顺序是所述操作员在沿着所确定的行进路线行进时在所述各个耗尽发生点替换材料的顺序。
30.根据权利要求29所述的监测设备，还包括显示控制单元，用于在屏幕上显示由所述替换顺序确定单元确定的材料替换顺序。
31.一种用于将元件装配在板上的贴装机，所述贴装机包括监测单元，用于监测组成生产线的生产设备中每一个的操作状态，所述生产线用于通过将元件装配到板上来生产元件装配板；以及控制单元，用于基于由所述监测单元执行的监测的结果执行下述控制，即允许组成所述生产线的所述生产设备中包括的一个或多个贴装机中的每个高效地生产所述元件装配板。
32.根据权利要求31所述的贴装机，其中所述监测单元用于监测组成所述用于生产所述元件装配板的所述生产线的所述生产设备中至少一个的操作状态，以及所述控制单元包括操作控制单元，用于基于由所述监测单元执行的监测的结果使一个或多个所述贴装机进入操作状态或非操作状态，一个或多个所述贴装机中的每个都不同于由所述监测单元监测的所述生产设备。
33.根据权利要求32所述的贴装机，其中所述监测单元用于检测所述板是否已经被输送到所述生产设备中的一个预定生产设备中，以及所述操作控制单元用于确定激活感兴趣的贴装机的激活时刻，使得当所述板到达所述感兴趣的贴装机时所述感兴趣的贴装机处于操作状态，所述感兴趣的贴装机包括在所述贴装机中且位于所述预定生产设备的下游；以及在所述预定激活时刻激活所述感兴趣的贴装机。
34.根据权利要求32所述的贴装机，其中所述监测单元用于检测所述板是否已经被输送到所述生产设备中的一个预定生产设备中，以及所述操作控制单元用于确定激活感兴趣的贴装机的激活时刻，使得当所述板到达所述感兴趣的贴装机时所述感兴趣的贴装机处于操作状态，所述感兴趣的贴装机包括在所述贴装机中且位于所述预定生产设备的下游；以及显示或发送用于在所确定的激活时刻激活所述感兴趣的贴装机的指令。
35.根据权利要求31所述的贴装机，其中所述监测单元包括提取单元，用于在包括所述贴装机的所述生产线中提取多个耗尽发生点，每个所述耗尽发生点是对其给出指示接近材料耗尽的预先通知的点，并且所述控制单元包括替换顺序确定单元，用于通过确定具有最短必要时间的行进路线来确定材料替换顺序，所述行进顺序允许操作员在最短的时间内行进到所述耗尽发生点和与各个耗尽发生点对应的材料存储点并在所述各个耗尽发生点处供应材料，所述材料替换顺序是所述操作员在沿着所确定的行进路线行进时在所述各个耗尽发生点替换材料的顺序。
36.根据权利要求35所述的贴装机，还包括显示单元，用于在屏幕上显示由所述替换顺序确定单元确定的材料替换顺序。
37.一种监测生产线的操作状态的程序，所述生产线通过将元件装配到板上来生产元件装配板，所述程序包括监测组成所述生产线的生产设备中每个的操作状态；以及基于所述监测的结果执行下述控制，即允许组成所述生产线的所述生产设备中包括的一个或多个贴装机中的每个高效地生产所述元件装配板。
38.根据权利要求37所述的程序，其中在所述监测中，监测所述生产设备中至少一个的操作状态，并且所述执行所述控制包括基于所述监测的结果使一个或多个所述贴装机进入操作状态或非操作状态，一个或多个所述贴装机中的每个都不同于经受所述监测的所述生产设备。
39.根据权利要求37所述的程序，其中所述监测包括在所述生产线中提取多个耗尽发生点，每个所述耗尽发生点是对其给出指示接近材料耗尽的预先通知的点；以及所述执行所述控制包括通过确定具有最短必要时间的行进路线来确定材料替换顺序，所述行进顺序允许操作员在最短的时间内行进到所述耗尽发生点和与所述各个耗尽发生点对应的材料存储点并在所述各个耗尽发生点处供应材料，所述材料替换顺序是所述操作员在沿着所确定的行进路线行进时在所述各个耗尽发生点替换材料的顺序。
全文摘要
该监测方法能够在整个生产线的水平上提高生产元件装配板的效率，其是一种监测生产线的操作状态的监测方法，该生产线通过将元件装配到板上来生产所述元件装配板，所述方法包括监测步骤(S302)，监测组成所述生产线的生产设备中每个的操作状态；以及控制步骤(S304到S306)，基于所述监测步骤(S302)的结果执行下述控制，即允许组成所述生产线的生产设备中包括的一个或多个贴装机中的每个高效地生产所述元件装配板。
文档编号H05K13/04GK101052927SQ20068000112
公开日2007年10月10日 申请日期2006年1月19日 优先权日2005年1月27日
发明者西田裕吉, 丝濑和彦 申请人:松下电器产业株式会社