Sequencing of component placement operations and feeder assignment in the production of printed circuit boards

Abstract

VI ÖZET Otomatik elektronik parça takıcı makineleri, elektronik sanayiinde, Bilgisayarla Bütünleşik îmalat Sistemlerinin önemli ögelerindendir. Bu makineler, seri hareketli besleyicilerden sağlanan elektronik parçalan, elektronik devre kartları üzerinde, önceden belirlenmiş yerlerine çakarlar. Çakışların sıralanması, parçaların besleyiciye atanması, ürerim hızım ve verimini doğrudan etkilemektedir. Bu sebeple, hızlı, hatasız ve güvenli parça yerleştirmeleri ile bu makineler, firmaların önemli bir rekabet öğesi durumuna gelmişlerdir. Bu çalışmada amaç, baskılı devre kartlarının verimli üretimi için bir altyapı oluşturulmasını sağlamak üzere, parçaların çakış sırasının ve parça tiplerinin besleyiciye atanmasının iyi düzenlenerek üretim hızının arttırılmasıdır. Bu amaca yönelik olarak, yöneylem araştırması modellerine ve çözüm yöntemlerine dayanan, bir sezgisel çözüm metodu oluşturulmuş ve uygulanmıştır. Bu yöntem, çakışların eniyi şekilde sıralanması ile birlikte, parçaların besleyiciye en uygun olarak atanmasını içeren ana problemi, sıralı bir çözüm metodu kullanarak ardarda çözülen iki bağlantılı altprobleme ayrıştırmaktadır. Bu problemlerden ilki, dört boyutlu bir asimetrik Gezgin Satıcı Problemi, diğeri ise Karesel Atama Problemi olarak modellenmiş ve çözülmüştür. Çalışmanın sonunda, bir takım test problemleri üzerinde yapılan araştırmaların sonuçlan verilmiş ve elektronik sanayiinde bilgisayar destekli üretimde karşılaşılan tipik bir problem ele alınmış ve tartışılmıştır. Aynca, gerek incelenen esas problem, gerekse de çözüm yönteminde kullanılan Gezgin Satıcı ve Karesel Atama problemi için kapsamlı bir literatür taraması da yapılmış ve çalışmada sunulmaktadır.

ABSTRACT Automatic electronic component insertion machines are integral parts of Computer Integrated Manufacturing (CIM) Systems in electronics industry. These machines insert electronic components, supplied from sequential feeders, into predefined locations on a printed circuit board. The sequencing of the insertion operations and the assignment of the component types to feeders directly influence production rate and machine productivity. Therefore, through their fast, error free and reliable component placement operations, these machines become an important factor for the competitiveness of the firm. In this study, the objective is to improve the productivity in Printed Circuit Board production by optimizing component insertion sequence and feeder assignments. In order to achieve this, a heuristic solution procedure based on well known operations research models and solution procedures is developed and implemented. In this procedure, the above mentioned and interrelated component sequencing and feeder cell assignment problems are taken up iteratively, first one leading to a four dimensional asymmetric traveling salesman problem and the second one leading to a quadratic assignment problem. Results will be presented for some test problems. An implementation in a TV set production facility will also be presented and discussed. Also included in this study is an extensive literature survey on research related to the problem investigated as well as to the Traveling Salesman and Quadratic Assignment problems.