“十二五”国家重点图书出版规划项目·21世纪先进制造技术丛书：PCB组装车间工艺规划和调度的动态集成优化 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李宗斌，杜轩，李鸥 著

图书标签:

• PCB组装
• SMT
• 工艺规划
• 调度优化
• 先进制造
• 智能制造
• 工业4
• 0
• 生产管理
• 物流管理
• 仿真优化

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030379412

版次：1

商品编码：11279436

包装：平装

丛书名： 21世纪先进制造技术丛书

开本：16开

出版时间：2013-06-01

用纸：胶版纸

页数：184

字数：232000

正文语种：中文

内容简介

　　多任务、多设备的PCB组装车间中PCB分配、元件分配及PCB组装顺序等优化问题都是典型的复杂组合优化问题，当问题规模增大时，其计算复杂性导致求解困难，传统优化方法无法在合理时间内实现优化求解。是目前国内外学术界研究的难点问题。针对以上难点问题，《21世纪先进制造技术丛书：PCB组装车间工艺规划和调度的动态集成优化》提出了一整套创新的理论和方法，用于解决多任务、多设备的PCB组装车间工艺规划和调度的动态集成优化问题。《21世纪先进制造技术丛书：PCB组装车间工艺规划和调度的动态集成优化》介绍的集成建模的理论、方法和模型约束下的多目标混合优化算法具有创新性，能对复杂大规模生产系统的动态集成优化提供新的理论和方法支持。成果具有重要的理论意义和工程应用价值。《21世纪先进制造技术丛书：PCB组装车间工艺规划和调度的动态集成优化》的读者对象为PCB组装企业、科研单位中从事PCB组装系统工艺规划、生产管理等工作的管理人员和工程技术人员，高等院校相关专业的教师、研究生。

内页插图

目录

《21世纪先进制造技术丛书》序
前言

第1章 绪论
1.1 概述
1.1.1 问题描述
1.1.2 PCB组装概述
1.2 相关研究现状与进展
1.2.1 PCB组装工艺规划的研究现状与进展
1.2.2 PCB组装调度的研究现状与进展
1.2.3 工艺规划与调度集成的研究现状与进展
1.2.4 目前研究工作存在的问题
1.3 研究目的与内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 本书的主要研究内容与特色
1.4 全书的结构安排
参考文献

第2章 PCB组装工艺规划与调度集成的体系结构
2.1 PCB组装工艺规划与调度集成研究框架
2.2 多色集合理论简介
2.2.1 多色集合基本概念
2.2.2 多色集合的运算
2.2.3 多色图
2.3 PCB可组装性分析
2.3.1 当前PCB设计与组装生产存在的主要问题
2.3.2 PCB可组装分析研究内容
2.3.3 PCB设计文件的数据格式
2.3.4 PCB组装分析的数据模型
2.3.5 PCB可组装性分析系统结构
2.4 PCB组装工艺规划
2.4.1 PCB组装工艺优化问题结构
2.4.2 设备层PCB组装工艺优化
2.4.3 车间层PCB组装工艺优化
2.5 PCB组装调度
2.5.1 PCB组装调度问题及其特点
2.5.2 PCB组装调度与工艺规划的关系
2.6 遗传算法概述
2.6.1 遗传算法实现方式及特点
2.6.2 遗传算法中的复杂约束处理
2.6.3 多目标优化遗传算法
2.6.4 多目标元胞遗传算法
2.7 本章小结
参考文献

第3章 转塔式贴片机的PCB组装过程优化
3.1 转塔式贴片机结构及贴装过程分析
3.2 转塔式贴片机的并行贴装过程模型
3.2.1 PCB工作台移动时间
3.2.2 供料架移动时间
3.2.3 转盘转动时间
3.2.4 元件取贴时间
3.2.5 PCB组装时间优化模型
3.3 基于PS模型的混合遗传算法设计
3.3.1 组装元件的多色集合表示
3.3.2 染色体编码与解码
3.3.3 基于PS围道矩阵的种群初始化
3.3.4 遗传操作
3.3.5 适应度计算
3.4 转塔式贴片机贴装过程优化结果分析
3.5 本章小结
参考文献

第4章 多贴装头动臂式贴片机的PCB组装过程优化
第5章 复合式贴片机的PCB组装过程优化
第6章 PCB组装生产线上PCB分配与元件分配优化
第7章 基于多色集合的PCB组装工艺规划与调度集成建模技术
第8章 PCB组装工艺规划与调度集成优化方法研究
第9章 PCB组装规划原型系统实现

前言/序言

《PCB组装车间工艺规划与调度：理论、方法与实践》 内容简介 本书深入探讨了现代电子制造领域中至关重要的一个环节——印刷电路板（PCB）组装车间，并着重于其工艺规划和生产调度的动态集成优化问题。在“十二五”国家重点图书出版规划项目的支持下，本丛书旨在为21世纪的先进制造技术发展提供坚实理论基础和实践指导，而本书则聚焦于PCB组装这一具体而复杂的制造场景。 随着电子产品更新换代速度的加快以及产品设计的日益复杂化，PCB组装车间面临着前所未有的挑战。如何在有限的资源条件下，实现多品种、小批量、高效率、高质量的生产，成为企业提升核心竞争力的关键。传统的工艺规划和生产调度往往独立进行，缺乏有效的联动，导致资源利用率低下、生产周期延长、交货期难以保证等一系列问题。本书正是为了解决这些痛点而生，系统性地阐述了如何将工艺规划和生产调度这两个相互依赖、相互影响的过程进行动态集成，并实现优化。 核心内容概览 本书共分为四个主要部分，层层递进，从理论基础到具体方法，再到实际应用，力求全面而深入地解析PCB组装车间的动态集成优化问题。 第一部分：理论基础与问题建模 本部分首先为读者构建起理解PCB组装车间复杂性的理论框架。我们将从PCB组装的基本流程入手，详细介绍SMT（表面贴装技术）、THT（通孔插件技术）等核心工艺，以及相关的设备类型、工艺参数、物料流转等基本概念。在此基础上，深入分析PCB组装车间的典型特征，如高度的柔性化需求、动态变化的工作负荷、设备间的异构性、人员技能的差异性等。 接着，我们将重点阐述工艺规划和生产调度这两个核心环节的内涵与相互关系。工艺规划涉及如何根据产品需求，在众多的制造工艺和工序中选择最优的路径，确定设备的加工顺序、参数设置、以及物料准备等。而生产调度则是在工艺规划的基础上，如何将具体的生产任务分配给特定的设备和人员，并规划其作业时间，以最大化生产效率，最小化等待时间。 本书强调“动态集成优化”的核心理念，这要求我们打破传统规划与调度的界限。动态性体现在对生产过程中突发事件（如设备故障、物料短缺、订单变更等）的快速响应能力，以及随时间推移而不断调整最优策略的能力。集成性则意味着工艺规划和生产调度需要实时协同，相互反馈，形成一个统一的决策系统。 为了实现这种动态集成优化，本书将引入先进的数学建模方法。我们将利用图论、离散事件仿真、数学规划（如整数规划、混合整数线性规划）等工具，对PCB组装车间的生产过程进行精确描述和建模。同时，针对工艺路线选择、设备分配、工序排序等具体问题，提出相应的优化模型，为后续算法设计奠定基础。 第二部分：动态集成优化方法论 本部分是本书的核心技术所在，我们将详细介绍实现PCB组装车间工艺规划和生产调度动态集成优化的关键方法和算法。 在工艺规划方面，我们将探讨如何构建面向动态环境的柔性工艺规划方法。这包括： 基于约束的工艺规划（CBP）：利用人工智能技术，将各种制造约束（如设备能力、物料可用性、加工时间、质量要求等）显式地表示出来，并通过推理引擎生成满足所有约束的工艺方案。 面向对象的工艺规划：将PCB产品、设备、工序等封装成对象，通过对象间的交互和组合来生成工艺方案，增强了方法的模块化和可重用性。 知识工程与专家系统：将资深工程师的经验和知识转化为规则库，用于指导工艺路线的选择和参数的设定，特别是在处理复杂或非标准产品时具有重要价值。 在生产调度方面，我们将重点介绍适用于复杂制造环境的调度算法： 启发式调度算法：如先进先出（FIFO）、最早完工时间（ECT）、最小加工时间（SPT）等，提供快速但可能非最优的解决方案，适用于实时响应。 元启发式搜索算法：如遗传算法（GA）、粒子群优化（PSO）、模拟退火（SA）等，能够在大规模、复杂调度问题中寻找高质量的解，适用于离线优化和策略生成。 强化学习（RL）调度：通过让调度代理与环境交互学习最优的调度策略，能够处理动态变化的环境，实现自适应调度。 多目标优化调度：考虑到生产中通常存在多个冲突的目标（如最小化生产周期、最大化设备利用率、最小化在制品库存、最大化产品质量等），本书将介绍多目标优化技术，并给出Pareto最优解的求解方法。 更重要的是，本部分将详细阐述如何将工艺规划与生产调度进行“动态集成”。我们将重点介绍： 耦合式规划与调度模型：建立一个统一的数学模型，同时考虑工艺路线的选择和作业的调度，实现两者的一体化优化。 迭代式协同优化：先进行初步的工艺规划，然后基于此进行调度，再根据调度结果反馈调整工艺规划，反复迭代直至达到满意解。 基于仿真的动态集成：利用离散事件仿真技术，构建车间运行的虚拟模型。通过在仿真环境中测试不同的工艺规划和调度策略，评估其性能，并进行动态调整，实现鲁棒性强的优化方案。 实时决策支持系统：设计一个集成的软件系统框架，能够实时接收生产数据，调用优化算法，并输出动态调整的工艺规划和调度指令，实现车间生产的智能化管理。 第三部分：系统实现与工程应用 本部分将理论方法转化为实际可行的工程解决方案。我们将详细讨论构建一个PCB组装车间动态集成优化系统的关键要素。 数据采集与处理：强调实时、准确的数据采集在动态优化中的重要性。介绍MES（制造执行系统）、SCADA（数据采集与监控系统）等在数据收集中的作用，以及数据清洗、特征提取等预处理技术。 软件平台架构设计：提出一个模块化、可扩展的系统架构，包括数据管理模块、建模与优化模块、仿真模块、可视化与监控模块、接口模块等。 关键技术实现细节：针对具体的优化算法，给出其在软件系统中的实现细节和性能优化策略。例如，如何高效实现遗传算法的交叉和变异操作，如何优化粒子群算法的参数设置，如何进行大规模仿真的并行计算等。 用户界面与可视化：设计直观易用的用户界面，通过甘特图、流程图、数据报表等多种可视化方式，清晰地展示生产计划、设备状态、任务分配等信息，方便操作人员理解和干预。 集成到现有生产管理体系：探讨如何将本书提出的优化系统与企业现有的ERP（企业资源计划）、APS（高级计划与排程）等系统进行无缝集成，实现信息共享和流程协同。 第四部分：案例分析与未来展望 为了充分展示本书理论和方法的有效性，本部分将提供具体的PCB组装车间动态集成优化案例研究。 典型场景案例：选取不同规模和复杂度的PCB组装车间，如手机主板组装、汽车电子控制单元（ECU）组装、消费电子产品组装等，详细分析其面临的挑战，并应用本书介绍的方法进行优化。 仿真实验与结果分析：通过仿真实验，对比优化前后的生产指标（如生产周期、吞吐量、设备利用率、在制品数量、准时交货率等），量化展示动态集成优化的成效。 实际生产部署经验：分享在实际生产线部署优化系统过程中遇到的问题和解决方案，提供宝贵的工程实践经验。 最后，本书将对PCB组装车间工艺规划与调度的未来发展趋势进行展望。我们将探讨人工智能、大数据、物联网（IoT）、数字孪生等前沿技术在未来智能制造中的应用前景，以及如何进一步提升PCB组装车间的自动化、智能化和柔性化水平，为读者提供前瞻性的思考。 本书的特点 理论性与实践性的完美结合：本书在严谨的理论基础上，深入探讨了实际工程应用中的关键问题，并给出了可行的解决方案。 动态集成优化视角：创新性地将工艺规划和生产调度进行动态集成，打破了传统孤立的思维模式。 面向先进制造技术：紧扣21世纪先进制造技术的主题，融合了最新的优化算法和智能化技术。 体系化与条理性：内容结构清晰，逻辑性强，便于读者循序渐进地学习和理解。 丰富的案例支撑：通过详细的案例分析，增强了理论方法的说服力和实用性。 本书适合高等院校相关专业的师生、电子制造企业的工艺工程师、生产计划与调度人员、制造系统优化专家以及对先进制造技术感兴趣的读者阅读。通过学习本书，读者将能够深刻理解PCB组装车间动态集成优化的复杂性，掌握解决该问题的先进理论方法，并具备设计和实施相关优化系统的能力，从而在激烈的市场竞争中获得优势。

评分☆☆☆☆☆

作为一名研究先进制造技术的学者，我一直关注着如何将理论模型应用于工业生产实践。这本书的题目恰好是我一直以来研究的重点方向。《PCB组装车间工艺规划和调度的动态集成优化》，这个题目本身就充满了挑战性和前沿性。我预计书中会深入探讨“动态”和“集成”这两个核心概念。在“动态”方面，我猜想作者会提出一系列能够应对生产环境不确定性的方法，例如考虑设备磨损、工人技能差异、市场需求波动等因素对生产计划的影响，并提出相应的鲁棒性优化或自适应控制策略。在“集成”方面，我认为书中会强调不同层次的优化目标之间的协调，比如如何在保证生产效率的同时，兼顾成本控制、质量管理，甚至能源消耗和环境保护。我特别期待书中能够展示具体的数学模型、算法设计，以及通过仿真或实际案例来验证这些方法的有效性。这本书如果能提供一套可复制、可推广的优化框架，那将是理论研究的一大突破。

评分☆☆☆☆☆

这本书虽然封面看起来有些“硬核”，但它真正触及了现代制造业最核心的竞争力之一。我是一名初入PCB组装行业的项目经理，对于如何将理论知识转化为实际的生产效益，一直感到迷茫。这本书的出现，就像黑暗中的一盏明灯，让我看到了一个系统性的解决方案。我印象深刻的是“动态集成优化”这个概念，它暗示着书本内容不仅仅停留在静态的流程设计，而是强调了在变化万千的生产环境中，如何让工艺规划和调度能够实时调整，协同工作。我特别想知道，书中是如何构建这样一个动态系统的？是通过什么样的技术手段？比如，是否引入了人工智能、大数据分析，或者更先进的运筹学方法？我猜想，书中可能提供了具体的模型框架，以及如何在实际的车间环境中落地这些模型。对于我们这些需要管理项目、控制成本、保证交付的管理者来说，一本能够提供实际操作指导，帮助我们提升生产效率、降低运营成本的书籍，其价值是无法估量的。这本书的出现，让我看到了提升企业竞争力的希望。

评分☆☆☆☆☆

这本《PCB组装车间工艺规划和调度的动态集成优化》给我最直观的感受是，它真正关注到了生产现场的“活”的问题。我是一名在PCB组装车间一线工作多年的车间主任，每天面对的就是机器的运转、人员的调度、物料的流转，还有那无处不在的突发状况。我们常常会发现，理论上的完美方案在实际执行中会遇到各种各样的阻碍。这本书的“动态集成优化”理念，我觉得非常贴合我们的实际需求。我非常好奇，书中是如何把工艺规划和生产调度这两个看似独立，实则紧密相连的环节“集成”起来的。是不是通过一套强大的信息系统，能够实时采集生产数据，然后驱动工艺参数的调整和生产计划的动态重排？我希望书中能够详细阐述这种集成的机制，以及如何克服在实际操作中可能遇到的数据采集难题、系统兼容性问题，或者人员培训成本高等。能够真正解决现场难题，提升生产效率和产品质量的书，才是我们最需要的。

评分☆☆☆☆☆

我最近刚读完一本名为《PCB组装车间工艺规划和调度的动态集成优化》的书，作为一名在电子制造行业摸爬滚打了多年的工艺工程师，这本书给我的触动真的很大。虽然我无法一一列举书中的具体细节，但我能深刻感受到作者在理论研究和实践应用之间架起了一座坚实的桥梁。在实际工作中，我们经常会遇到工艺流程优化、设备调度排产等一系列复杂的问题，往往顾此失彼，难以达到最优解。这本书似乎为我们提供了一个全新的视角，强调“动态集成优化”，这几个词精准地戳中了我们痛点。我猜想，书中一定深入探讨了如何将原本分散的工艺规划和生产调度环节进行有效的融合，并通过动态的反馈机制来实现持续改进。我尤其好奇，作者是如何处理在生产过程中可能出现的各种突发状况，比如设备故障、物料短缺、订单变更等，以及如何利用先进的算法或模型来快速响应并重新优化整个生产流程，以最小的代价保证生产的连续性和效率。这本书的理论深度和工程实用性，让我对其内在的算法、模型和应用案例充满了期待，相信它能为我们解决实际生产难题提供有力的指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我留下深刻印象的是其“动态集成优化”的标题，让我立刻联想到现代复杂制造系统所面临的挑战。我是一名关注供应链和运营管理的咨询顾问，经常需要帮助客户解决生产效率瓶颈和资源配置问题。在PCB组装这样的高科技、高效率要求的行业，如何实现工艺流程的灵活性和生产调度的敏捷性，是提升竞争力的关键。这本书的“动态集成”理念，我理解为它不仅关注如何“规划”和“调度”，更强调的是这种规划和调度如何在生产过程中不断地“优化”和“调整”，并且是“集成”的，意味着不同环节之间的协同。我猜想，书中可能提供了一种全新的视角，打破了传统上将工艺设计和生产排产割裂开来的模式。我非常好奇，作者是如何实现这种“动态集成”的？是否引入了先进的仿真技术、数据挖掘，或者人工智能算法来模拟和预测生产过程，并基于这些预测进行实时的优化决策？这本书如果能提供一套行之有效的解决方案，帮助企业实现生产流程的智能化和精益化，那将是极具商业价值的。