【摘要】：當(dāng)前,隨著計(jì)算機(jī)、電子、通信等高科技產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,印制電路板(PCB)的需求迅猛增長(zhǎng),PCB合拼下料技術(shù)作為減少生產(chǎn)調(diào)整成本和提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵技術(shù),越來越受到PCB生產(chǎn)廠商的重視。本文圍繞著PCB合拼排樣優(yōu)化問題展開深入研究,主要研究?jī)?nèi)容慨括如下:首先,描述了PCB合拼排樣優(yōu)化問題的概念,分析了該問題與標(biāo)準(zhǔn)二維矩形排樣問題的異同點(diǎn),給出了數(shù)學(xué)模型,并針對(duì)PCB合拼排樣優(yōu)化問題的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了“分而治之”的求解思路和框架。其次,研究了PCB分組優(yōu)化算法。針對(duì)PCB優(yōu)化目標(biāo)的特殊性,提出了一種“樣板-復(fù)制”的求解策略,并采用啟發(fā)式算法對(duì)PCB進(jìn)行分組,保證了每組PCB能按照數(shù)量比例合拼在“樣板”上,通過“復(fù)制”相同的拼板,減少最終拼板種類,并結(jié)合實(shí)例驗(yàn)證了該算法的有效性。然后,研究了帶工藝約束的PCB排樣算法。總結(jié)了PCB排樣問題的約束條件,建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)對(duì)數(shù)學(xué)模型以及問題特殊性的分析,改進(jìn)了基于NFP的最低重心放置策略,通過對(duì)PCB不同旋轉(zhuǎn)角度以及不同組合姿態(tài)的NFP計(jì)算,保證了PCB在滿足約束的條件下,可同時(shí)求解放置位置和姿態(tài)。本文還提出了基于適應(yīng)度計(jì)算的排樣算法優(yōu)化PCB排樣順序,提高了獲得可行解的幾率,最后結(jié)合實(shí)例驗(yàn)證了該算法的有效性。最后,基于提出的PCB合拼排樣優(yōu)化算法以及企業(yè)實(shí)際需求,設(shè)計(jì)開發(fā)了PCB合拼拼板排樣軟件系統(tǒng)。從典型的應(yīng)用結(jié)果來看,本文提出的PCB合拼排樣優(yōu)化算法與PCB傳統(tǒng)拼板方法相比,效果比較良好,為企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率提供了技術(shù)保證。
[Abstract]:At present, with the rapid development of high-tech industries such as computer, electronics, communication and so on, the demand for printed circuit board (PCB) grows rapidly. PCB cutting-off technology is regarded as the key technology to reduce the cost of production adjustment and improve the production efficiency. More and more attention has been paid to PCB manufacturers. The main contents of this paper are as follows: firstly, the concept of PCB joint layout optimization problem is described, and the similarities and differences between this problem and the standard two-dimensional rectangular layout problem are analyzed, and the main research contents are as follows: first, the concept of PCB joint layout optimization problem is described, and the similarities and differences between this problem and the standard 2D rectangular layout problem are analyzed. The mathematical model is given, and the solution idea and frame of "divide and conquer" are designed according to the characteristics of PCB joint layout optimization problem. Secondly, the PCB grouping optimization algorithm is studied. In view of the particularity of the optimization goal of PCB, a solution strategy of "template-copy" is put forward, and the heuristic algorithm is used to group the PCB, which ensures that each group of PCB can be put together on the "template" according to the proportion of quantity. By "copying" the same splice, the final type of puzzle is reduced, and the effectiveness of the algorithm is verified by an example. Then, the PCB layout algorithm with process constraints is studied. The constraint conditions of PCB layout problem are summarized, and the corresponding mathematical model is established. According to the analysis of the mathematical model and the particularity of the problem, the lowest center of gravity placement strategy based on NFP is improved. By calculating the NFP of PCB with different rotation angles and different combined attitude, it is guaranteed that PCB can solve the placement position and attitude simultaneously under the condition of satisfying the constraints. In this paper, a scheduling algorithm based on fitness calculation is proposed to optimize the PCB layout order, which improves the probability of obtaining feasible solutions. Finally, the effectiveness of the algorithm is verified by an example. Finally, based on the proposed PCB assembly layout optimization algorithm and the actual requirements of the enterprise, a software system for PCB collage layout is designed and developed. From the typical application results, compared with the traditional PCB collage method, the optimization algorithm of PCB assembly layout proposed in this paper has a better effect, which provides a technical guarantee for enterprises to reduce production costs and improve production efficiency.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN41

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