CN1324559A - 用于自动配置机的配置头的计算机辅助的吸移管选择以及用于给在吸移管选择中的预定吸移管类型分配元件的方法和设备 - Google Patents

Abstract

按照逆“贪心”方法或按照一系列流方法或按照一个线性程序给不同吸移管类型的吸移管分配元件,由此保证在所有可能的分配满足连续1特征时,用自动配置机配置印刷电路板能为预定周期数提供一个最优解。

Description

用于自动配置机的配置头的计算机 辅助的吸移管选择以及用于给 在吸移管选择中的预定吸移 管类型分配元件的方法和设备

本发明涉及用于自动配置机的配置头的计算机辅助的吸移管选择以及给在吸移管选择中的预定吸移管类型分配元件。

用自动配置机把元件例如电阻、晶体管、电容等放置在印刷电路板内的预定位置。这通过使用一个配置头把元件从元件库经过印刷电路板传输到各个位置，接着放置而实现。

通常使用各种类型的配置头。一种这样的配置头例如是所谓的SP-头(高速配置器头)，用它可以接收来自元件库的多个元件，传送并连续放置在印刷电路板上。

一个SP-配置头具有多个段(通常有6或者12段)，其上可以各叠置一个吸移管。通过吸移管(pipette)可以接收和放置元件。有多种不同的吸移管类型，用它们每次可以放置不同类型的元件。通过SP-配置头用元件配置印刷电路板通常分多次迭代(周期)实现，在每次迭代中配置头每次首先取它所能处理的最大数目的元件，接着以和配置头取出时同样的顺序放置把它们在印刷电路板上。为一个周期所需要的时间只在很小程度上依赖于在该周期内接收和放置的元件的数目，这样为配置需要的尽可能小的周期数表示在配置范围内时间关键的准则。

因此希望，在单个周期内接收和放置尽可能多的元件，亦即避免放置时的“空隙”，以便使配置所有元件需要的周期数最小。

在[1]中说明了所谓的连续1特征的验证方法。如果连续1特征存在，则该方法从[1]隐含提供元件类型全部允许的顺序。

由[2]知道所谓的非周期超图特征的验证方法，它具有一个线性综合性。

由[3]知道一种解流问题的方法。

在[4]中公开了一种为优化解整数线性程序的所谓的分支和切割方法。

本发明的任务是，为配置头和预定的一批要通过该配置头放置的元件说明一种方法和设备，其用于选择要在配置头上安装的吸移管和用于给在吸移管选择中出现的吸移管类型分配元件，通过该方法或者设备可以用尽可能少的周期数实现用预先给定的元件配置印刷电路板。该任务通过按照独立权利要求的特征的方法以及通过具有按照独立权利要求的特征的设备解决。

用于自动配置机的配置头的计算机辅助的吸移管选择以及用于在吸移管的选择中以预定周期数z给预定吸移管类型分配元件的方法包括下述步骤：

使用-一个存储的具有要放置的元件类型的元件的各相关数的元件类型表B，-元件类型的一个元件类型顺序，-一个存储的可用吸移管类型的吸移管类型表P和一个分配表E，该表说明哪一种元件类型可以用哪一类型吸移管放置，

从元件类型顺序出发为吸移管类型p∈P建立一个吸移管类型顺序，使得成立：p1≤p2→(l(p1)＜l(p2))∨((l(p1)=l(p2))∧(f(p1)≥f(p2)))，

式中-p1,p2∈P表示不同的吸移管类型，-l(p),p∈P，由l(p)=max{b∈B|(b,p)∈E}定义，-f(p),p∈P，由f(p)=min{b∈B|(b,p)∈E}定义，

连续以下述方式把元件以由元件类型顺序给出的一个顺序分配给吸移管类型：

如果为一种元件类型存在吸移管类型，给其尚未以周期数z的任意倍数分配多个元件，则首先给该吸移管类型按照吸移管类型顺序以下述方式分配元件，即分配的元件数尽可能补足周期数z的下一倍数；

然后如果还保留有该元件类型的元件，则把它按照吸移管类型顺序分配给最后可能的吸移管类型，

从分配给一种吸移管类型的元件的数目中确定必须从该吸移管类型中选择的吸移管的数目。

另外一种用于自动配置机的配置头的计算机辅助的吸移管选择以及用于在吸移管选择中以预定周期数z给预定吸移管类型分配元件的方法包括下述步骤：

使用-一个存储的具有要放置的元件类型的元件的各相关数的元件类型表B，-一个存储的可用吸移管类型的吸移管类型表P和一个分配表E，该表说明哪一种元件类型可以用哪一类型吸移管放置，

验证是否存在一种允许的元件类型顺序，亦即下式是否成立：(b1,p)∈E,(b2,p)∈E,b1≤b≤b2→(b,p)∈E，式中：--b1,b2,b表示元件类型表B的元件，--(b,p)∈E,b∈B,p∈P，表示可以用吸移管类型p的一个吸移管放置元件类型b的一个元件的情况，

从允许的元件类型顺序出发为吸移管类型p∈P建立一个吸移管类型顺序，使得成立：

p1≤p2→(l(p1)＜l(p2))∨((l(p1)=l(p2))∧(f(p1)≥f(p2)))，

式中-p1,p2∈P表示不同的吸移管类型，-l(p),p∈P，由l(p)=max{b∈B|(b,p)∈E}定义，-f(p),p∈P，由f(p)=min{b∈B|(b,p)∈E}定义，

连续以下述方式把元件以由元件类型顺序给出的一个顺序分配给吸移管类型：

如果为一种元件类型存在吸移管类型，给其尚未分配周期数z的任意倍数的多个元件，则首先给该吸移管类型按照吸移管类型顺序以下述方式分配元件，即分配的元件数尽可能补足周期数z的下一倍数；

然后如果还保留有该元件类型的元件，则把它按照吸移管类型顺序分配给最后可能的吸移管类型，

其中，从分配给一种吸移管类型的元件数目中确定从该吸移管类型中必须选择的吸移管的数目。

一种用于自动配置机的配置头的计算机辅助的吸移管选择以及用于在吸移管选择中以预定周期数z给预定吸移管类型分配元件的设备，包括：-一个存储器，用于存储元件类型表B、吸移管类型表P、和分配表E，-与该存储器连接的处理器，它如此装备，使得能够执行下述步骤：使用-一个存储的具有要放置的元件类型的元件的各相关数的元件类型表B，-元件类型的一个元件类型顺序，-一个存储的可用吸移管类型的吸移管类型表P和一个分配表E，该表说明哪一种元件类型可以用哪一类型吸移管放置，

从元件类型顺序出发为吸移管类型p∈P建立一个吸移管类型顺序，使得成立：p1≤p2→(l(p1)＜l(p2))∨((l(p1)=l(p2))∧(f(p1)≥f(p2)))，式中

-p1,p2∈P表示不同的吸移管类型，

-l(p),p∈P，由l(p)=max{b∈B|(b,p)∈E}定

 义，

-f(p),p∈P，由f(p)=min{b∈B|(b,p)∈E}定

 义，

其中，连续以下述方式把元件以由元件类型顺序给出的一个顺序分配给吸移管类型：

如果为一种元件类型存在吸移管类型，给其尚未分配周期数z的任意倍数的多个元件，则首先给该吸移管类型按照吸移管类型顺序以下述方式分配元件，即分配的元件数尽可能补足周期数z的下一倍数；

然后如果还保留有该元件类型的元件，则把它按照吸移管类型顺序分配给最后可能的吸移管类型，

其中，从分配给一种吸移管类型的元件数中确定从该吸移管类型中必须选择的吸移管的数目。

另外一种用于自动配置机的配置头的计算机辅助的吸移管选择以及用于在吸移管的选择中以预定周期数z给预定吸移管类型分配元件的设备包括：

-一个存储器，用于存储元件类型表B、吸移管类型表P、和分配表E，

-与该存储器连接的处理器，它如此装备，使得能够执行下述步骤：

使用

-一个存储的具有要放置的元件类型的元件的各相关数的元件类型表B，

-一个存储的可用吸移管类型的吸移管类型表P和一个分配表E，该表说明哪一种元件类型可以用哪一类型吸移管放置，

验证是否存在一种允许的元件类型顺序，亦即是否成立：

(b1,p)∈E,(b2,p)∈E,b1≤b≤b2→(b,p)∈E，

式中：

--b1,b2,b表示元件类型表B的元件，

--(b,p)∈E,b∈B,p∈P，表示可以用吸移管类型p的一个吸移管放置的元件类型b的一个元件的情况，

其中，从允许的元件类型顺序出发为吸移管类型p∈P建立一个吸移管类型顺序，使得成立：

p1≤p2→(l(p1)＜l(p2))∨((l(p1)=l(p2))∧(f(p1)≥f(p2)))，

式中

-p1,p2∈P表示不同的吸移管类型，

-l(p),p∈P，由l(p)=max{b∈B|(b,p)∈E}定义，

-f(p),p∈P，由f(p)=min{b∈B|(b,p)∈E}定义，

其中，连续以下述方式把元件以由元件类型顺序给出的顺序分配给吸移管类型：

如果为一种元件类型存在吸移管类型，给其尚未分配周期数z的任意倍数的多个元件，则首先给该吸移管类型按照吸移管类型顺序以下述方式分配元件，即分配的元件数尽可能补足周期数z的下一倍数；

然后如果还保留有该元件类型的元件，则把它按照吸移管类型顺序分配给最后可能的吸移管类型，

其中，从分配给一种吸移管类型的元件数中确定从该吸移管类型中必须选择的吸移管的数目。

本发明的特征在于，可以用预先给定的元件在尽可能少的周期数中、部分甚至在最优周期数中执行对印刷电路板的配置，这将极大地加快配置。

根据权利要求2的方法检验元件给各预定吸移管类型可能分配的所谓的连续1特征，亦即试图询问是否存在一个允许的元件类型顺序。

本发明优选的改进从从属权利要求产生。

如果不满足连续1特征，则在一个改进方案中有利地减少元件类型可能分配给吸移管类型的量E：从元件类型和吸移管类型连续为每一吸移管类型分配各吸移管类型尽可能多的元件，使得为产生的分配表E存在元件类型的一个元件类型顺序，使成立：

(b1,p)∈E,(b2,p)∈E,b1≤b≤b2→(b,p)∈E，

为吸移管类型p∈P在该改进方案的范围内建立一个吸移管类型顺序，使成立：

p1≤p2→(l(p1)＜l(p2))∨((l(p1)=l(p2))∧(f(p1)≥f(p2)))，

并且以由元件类型顺序给出的一个顺序以下述方式给吸移管类型分配元件：

如果为一种元件类型存在吸移管类型，给其尚未分配周期数z的任意倍数的多个元件，则首先给这些吸移管类型按照吸移管类型顺序以下述方式分配元件，即分配的元件数尽可能补足周期数z的下一倍数；

然后如果还保留有该元件类型的元件，则把它按照吸移管类型顺序分配给最后的可能的吸移管类型。从分配给一种吸移管类型的元件数中确定从该吸移管类型中必须选择的吸移管的数目。

该改进方案虽然不再保证一个最优解，但是在实际中表示出非常好的结果。

此外，对于不存在允许的元件类型顺序的场合，通过解一系列流问题确定要确定的解。

对于不存在允许的元件类型顺序的场合，可以检验是否能为元件类型对吸移管类型的可能分配按照分配表E确定一定量的具有吸移管类型的树作为树节点，使得能够放置一个元件b的一定量吸移管类型p(b)中的每一个与感生的一定量树的分图相关，并且当可以确定一个这样数量的树时可以在其后把吸移管类型按拓扑排序，而要确定的解通过解一系列流问题确定。

通过这一安排用最小的需要周期数实现配置。

在另一个优选的安排中提供，对于不存在允许顺序的场合，检验是否可以为元件类型对吸移管类型的可能分配按照分配表确定一定量具有吸移管类型的树作为树节点，使得能够放置一个元件b的一定量吸移管类型p(b)中的每一个与感生的一定量树的分图相关。当不能确定一个这样数量的树时，则从分配表E删除元件，直到能够可以确定这样一个数量的树。要确定的解通过解一系列流问题确定。

这一改进方案，它虽然不再能保证一个最优解，但是在实际中表示出非常好的结果。

流问题可以按照下述规定建立： $\underset{p:(b,p)\∈E}{\mathrm{\Σ}}{x}_{\mathrm{bp}}=n_b---\∀b\∈B$ $\underset{p:(b,p)\∈E}{\mathrm{\Σ}}{x}_{\mathrm{bp}}\≤c_p---\∀p\∈P$

这里

-n_b规定要放置的元件类型b∈E的一个元件数，

-c_p,p∈P表示一个预定的界限，通过它的变化建立一个流问题系列，

-一个第一解变量x_bp规定，通过吸移管类型p∈P的一个吸移管放置元件类型b∈B的多少元件。

对于不存在允许顺序的场合，可以检验是否能为元件类型对吸移管类型的可能分配按照分配表确定一定量的具有吸移管类型的树作为树节点，使得能够放置一个元件b的一定量吸移管类型p(b)中的每一个与感生的一定量树的分图相关。当不能确定一个这样数量的树时可以通过解一个线性程序确定要确定的解。

线性程序可以按照下面的规定建立： $\underset{p:(b,p)\∈E}{\mathrm{\Σ}}{x}_{\mathrm{bp}}=n_b---\∀b\∈B$ $\underset{p:(b,p)\∈E}{\mathrm{\Σ}}{x}_{\mathrm{bp}}\≤y_p\·z---\∀p\∈P$ $\underset{p\∈P}{\mathrm{\Σ}}{y}_p>k$

式中

-n_b规定元件类型b∈E要放置的元件数，

-一个第一解变量x_bp规定，通过吸移管类型p∈P的一个吸移管放置元件类型b∈B的多少元件，

-一个第二解变量yp规定，选择吸移管类型p∈P的多少吸移管，

-k表示配置头的段数，

-x,y≥0，是整数。

通过这一改进也保证，使用最优的周期数执行配置。

这些改进既适用于方法，也适用于设备，这里，处理器每次都如此配置，使得能按照改进方案实现这些方法。

附图中表示了本发明的一个实施例，下面详细说明。

图1表示一个流程图，其中表示该实施例的方法步骤；

图2表示一个自动配置机的草图；

图3a和3b是元件对吸移管类型满足连续1特征的可能分配的草图；

图4a和4b是在吸移管类型排序前和后元件和吸移管类型的可能分配的草图；

图5a和5b是满足非周期超图特征的可能分配的草图。

图2表示带有一个传送带区202的自动配置机201，该传送带包括元件存储区。在元件存储区内包含有由自动配置机201在印刷电路板203上的预定配置位置204配置的元件。元件205由配置头-SP头或者IC头-接收，传送到配置位置并放置在印刷电路板203上的各配置位置。

配置头具有为接收不同吸移管类型的吸移管p∈P的段，用这些吸移管每次可以接收、传送和放置不同的元件。

每次可以使用同一数量的吸移管类型放置的不同的元件类型可以收集在所谓的元件类中，并把全体作为一个元件类型处理。

亦即适用：当两个元件可以用确切同一吸移管类型放置时这两个元件属于同一元件类。

自动配置机201具有一个设备206，其具有一个存储器207和一个与存储器207连接的处理器208。

在存储器207中存储有下述表：

-一个元件类型表B，其内存储有要往印刷电路板203上配置的元件类型连同各元件数。

-一个吸移管类型表P，其内存储有可用吸移管类型。

-一个分配表E，其内说明可以用哪一种吸移管类型放置哪一种元件类型。

按照下面说明的方法，确定为配置印刷电路板203要在SP配置头上装备的吸移管。配置头装备有相应吸移管类型的吸移管，而印刷电路板203用元件205按照预定的配置和预定的配置位置204配置。

为理解方便，可以以双列图的形式表示分配表E(参见图3a和图3b)。

在图左侧的节点(参见图3a)表示元件类型，而在该双列图右侧的节点表示吸移管类型。在图左和右侧的节点之间的连接说明可以使用各吸移管类型的一个吸移管放置各元件类型的一个元件。

为给吸移管分配元件并因此为配置印刷电路板203选择不同吸移管类型的吸移管，执行在图1中表示的方法步骤。

一次配置至少用一个周期执行，这里，一个周期每次表示一个过程，在该过程中配置头接收、传送和向印刷电路板203的相应预定的配置位置204放置可预先给定数目，最大为其容量，的元件。

其目的是保持为一次配置所需要的周期数为尽可能少。下面说明的方法为至少预定数目的周期迭代执行。

这里选择下述优选方式，用该方式为预定数目的周期规定或确定在下面说明的吸移管选择问题的一个解，使得一个这样的解对于预定数目的周期不存在。

如果存在一个解，则该方法结束，如果找不出任何解，则周期数一直增加并且执行解该吸移管选择问题的方法，直到确定一个周期数，为该周期数存在一个解。

可以按照下述直观地陈述这一优选方式。它为最小周期数z规定一个普通的下限us和一个上限os。

该方法按照下述步骤执行：

1．设定z=us。

2．为吸移管选择问题找出一个允许解。如果不存在一个允许解并且尚未达到为周期数z的上限os，则设定z=z+1，并重复步骤2。

结果表明，多数优化的周期数通过下限us或者通过us+1给出，使得为确定吸移管选择问题的解大多数迭代本方法一次或者两次就够了。

在每次迭代中，亦即每次对于预定数目的周期执行下面说明的为确定元件对吸移管分配的方法。

在第一步骤(步骤101)内，为元件类型对不同吸移管类型的可能分配检验是否满足连续1特征。

连续1特征在下面的条件成立时给出：

可以就一定量的元件类型规定一个元件类型顺序，使得成立

(b1,p)∈E,(b2,p)∈E,b1≤b≤b2→(b,p)∈E

这里，使用

--b1,b2,b表示元件类型表B的元件，

--(b,p)∈E,b∈B,p∈P，表示可以用吸移管类型p的一个吸移管放置元件类型b的一个元件的场合，

下面，一个这样的元件类型顺序作为允许的元件类型顺序表示。

图3a和图3b表示一个满足连续1特征的可能分配的例子。

两个双列图(图3a，图3b)表示元件类型bj(j=1,...,m)、吸移管类型pi(i=1,...,n)和元件对吸移管类型允许分配的量。

在3b的图中，如此安排元件类型，使得为所有吸移管类型p∈P一个接一个直接接续能够用各吸移管类型p∈P放置的元件类型。因而给出连续1特征。

为检验连续1特征，使用在[1]中说明的方法，使用该种方法可以在线性的运行时间中检验数据记录的连续1特征。如果存在连续1特征，则[1]中的方法隐式提供元件类型全部允许的顺序。

如果存在具有连续1特征的一个吸移管选择问题的事例，则在第二步骤(步骤102)中执行在后面作为逆”贪心”方法表示的并在其方法步骤中详细说明的方法。

使用逆”贪心(greedy)”方法，对于预定周期数z规定一个需要的最小吸移管数，以便用z个周期放置所有要放置的元件。同时确定元件对不同吸移管类型的吸移管的相应分配以及各吸移管类型p∈P的吸移管数。

如果需要的吸移管数不大于在配置头上的段数，则找到吸移管选择问题为z个周期的一个解，否则，不存在一个这样的解。

在执行该方法前，为吸移管类型如此建立一个吸移管类型顺序，使得成立：

p1≤p2→(l(p1)＜l(p2))∨((l(p1)=l(p2))∧(f(p1)≥f(p2)))，

式中

-p1,p2∈P表示不同的吸移管类型，

-l(p),p∈P，由l(p)=max{b∈B|(b,p)∈E}定义，

-f(p),p∈P，由f(p)=min{b∈B|(b,p)∈E}定义，

图4a和图4b表示在图3a和3b中开始的关于吸移管类型顺序的例子。在图4b的图中除元件类型外还适当安排吸移管类型。

在逆”贪心”方法(步骤102)中，在由元件类型顺序给出的一个顺序中以下述方式连续分配元件：

●如果为一种元件类型存在吸移管类型，给其尚未分配周期数z的任意倍数的多个元件，则首先给该吸移管类型按照吸移管类型顺序以下述方式分配元件，使得分配的元件数尽可能补足周期数z的下一倍数；

●然后如果还保留有该元件类型的元件，则把它按照吸移管类型顺序分配给最后可能的吸移管类型。从分配给一种吸移管类型的元件数中确定从该吸移管类型中必须选择的吸移管的数目。

下面形式为编程语言C的一个计算机程序的程序段表示逆”贪心”方法的一种可能的实现。

在该程序段中用x[bp],y[p],n[b],t[b]等表示一个第一解变量x_bp，一个第二解变量y_p，参数n_b,t_b等。这里，t_b由t_b=max{p∈P|(b,p)∈E}定义。

    For (j=1；j≤|p|；j++)
    {
    for (i=f[p[j]]；i ≤l[p[j]]；i++)
       {
       if (p[j]==t(b[i]))
      {
      x[b[i],p[j]]=n[b[i]]；
      m[p[j]]+=x[b[i],p[j]]；
      n[b[i]]-=x[b[i],p[j]]；
      }
    else
       break；
    }
     while((i≤|B|) && (m[p[j]] mod z！=0))
    {
    gap=z-(m[p[j]] mod z)；
    x[b[i],p[j]]=min{n[b[i]],gap}；
    m[p[j]]+=x[b[i],p[j]]；
    n[b[i]]-=x[b[i],p[j]]；
    i=i+1；
    }
    y[p[j]]=[m[p[j]]/z]；
    }

在图6a的图中为另一个简单的例子表示出逆”贪心”方法和由其产生的分配。假定下面的输出情况。

对于5个元件类型，每次规定一个由一个数字给出的要在印刷电路板203上配置的元件的数量。这意味着，在该例中，必须配置各元件类型的下述元件：

-第一元件类型：20个元件；

-第二元件类型：10个元件；

-第三元件类型：15个元件；

-第四元件类型：7个元件；

-第五元件类型：20个元件；

为该配置有3种不同的吸移管类型可用。与吸移管类型一起表示的节点上的数字分别规定由该方法确定的各吸移管类型的吸移管数y_p(第二解变量)。

因此产生下述吸移管对不同吸移管类型的分配：

-第一吸移管类型：4个吸移管；

-第二吸移管类型：1个吸移管；

-第三吸移管类型：7个吸移管；

在该例中，确定为6个周期的分配。

第一元件类型的元件只能用第一吸移管类型放置，如通过图表中两个节点的连接所示。

第二元件类型的元件既可以用第一也可以用第二吸移管类型的吸移管放置。

第三元件类型的元件既可以用第一也可以用第二或者第三吸移管类型的吸移管放置。

第四元件类型的元件可以通过第二吸移管类型的吸移管和通过第三吸移管类型的吸移管放置。

第五元件类型的元件只能通过第三吸移管类型的吸移管放置。

在逆”贪心”方法102中，用第一元件类型的元件开始，对于它所有元件都在6个周期中分配给第一吸移管类型的吸移管。在该6个周期中总共需要第一吸移管类型的4个吸移管(6×4=24)，以便把第一元件类型的所有20个元件用第一吸移管类型的吸移管放置。因此，第一元件类型的20个元件分配给第一吸移管类型的吸移管。

接着把第二元件类型的元件(10个元件)分配给吸移管。第一吸移管类型的吸移管在6个周期中还有4个元件(24-20=4个元件)的空闲容量，它们可以在这6个周期中由第一吸移管类型的吸移管放置。因此第二元件类型的10个元件中的4个分配给第一吸移管类型的吸移管，因为，在分配时只要可能，吸移管就用元件“填满”。第二元件类型剩下的6个元件分配给第二吸移管类型的一个吸移管，因为第二吸移管类型的一个吸移管在6个周期中总共可以放置6个元件。

在另一步骤中，把第三元件类型的元件(15个元件)分配给吸移管。第一吸移管类型的吸移管和第二吸移管类型的吸移管已被占用，所以第三元件类型的15个元件分配给第三吸移管类型的吸移管。为此需要第三吸移管类型的7个吸移管。同样第四元件类型的7个元件和第五元件类型的20个元件分配给第三吸移管类型的吸移管。用第三吸移管类型的7个吸移管总共可以放置7×6=42个元件。这正好是应该由第三元件类型、第四元件类型和第五元件类型的元件放置的元件数。

因此，为按照逆”贪心”方法(步骤102)为6个周期的分配存在一个解，并且配置可以按照这一分配继续进行。该方法的结果通过所需要的各吸移管类型的吸移管数和通过元件对吸移管类型的分配给出。

需要强调，下面还要说明，逆”贪心”方法对于为可能的分配满足连续1特征的情况说明吸移管选择问题的一个最优解。

如果不满足连续1特征的话，则可能不再保证该解在数学意义上表示吸移管选择问题的一个最优解。

如果不给出连续1特征(参见步骤101)，则执行另外一个变体(步骤103或者步骤104)，其在后面说明。

在一个第一探索法(步骤103)的范围内从一个空图出发，亦即一定数量的元件类型和吸移管类型，但是没有分配，它以通常方式满足连续1特征，连续观察单个吸移管类型p∈P，并把尽可能多的分配(Kanten)(p,b)∈E添加给该图，而不丢失连续1特征。在产生的图上，它现在包含比原来图表较少的分配，但满足连续1特征，现在执行上面说明的逆”贪心”方法。

可以在本方法的另一个变体亦即在另一步骤(步骤104)中如此进行，即尝试具有下述特征的可能的分配，其在以后作为非周期超图特征表示：

存在以吸移管类型作为节点的一定量的树W(森林W)，使得可以放置元件b的一定量吸移管类型中的每一个P(b)与森林W感生的分图相关。

如果满足非周期超图特征，则吸移管类型按照森林W拓扑排序，亦即为吸移管类型规定一个线性顺序。

[2]中公开了一种检验非周期超图特征的方法，它具有一种线性综合性。

为说明这一特征，图5a和图5b表示出一个具有元件类型和吸移管类型的分配表(图5a)和一个具有所需特征的森林；数字定义一种希望的线性顺序(图5b)。

如果满足非周期超图特征，则在另一步骤(步骤105)中执行下面作为”贪心”流方法说明的方法。吸移管选择问题作为一个流问题系列PAP_c按照下述步骤陈述：

(PAP_c) $\underset{p:(b,p)\∈E}{\mathrm{\Σ}}{x}_{\mathrm{bp}}=n_b---\∀b\∈B$ $\underset{p:(b,p)\∈E}{\mathrm{\Σ}}{x}_{\mathrm{bp}}\≤c_p---\∀p\∈P$

式中

-nb规定元件类型b∈E的一个要放置的元件数，

-c_p,p∈P表示一个预定的界限，通过它的变化建立一个流问题系列，

-一个第一解变量x_bp规定，通过吸移管类型p∈P的一个吸移管放置元件类型b∈B的多少元件。

为解这样的一个流问题，使用[3]中说明的方法。

为解吸移管选择问题，使用下面表示的计算机程序，用该程序解出上述类型流问题的一个系列，其中，界限c_p(程序中为c[p])变化。吸移管类型的线性顺序通过p1≤p2≤...≤p|P|给出。

    for (j=1；j≤|P|；j++)

    C[p[j]]=[nges/z]*z；

    for(j=1；j≤|P|；j++)

    for(C[p[j]]=0；C[p[j]]≤[nges/z]*z；C[p[j]]+=z)

    if (is_feasible(PAPc))

      {

      y[p[j]]=C[p[j]]/z；

      break；

      }

分配亦即为x_bp的值从每次最后的流问题的解产生。此外成立：如果 $\underset{p\∈P}{\mathrm{\Σ}}{y}_p>k,$ 这里k表示配置头的段数，则不存在具有周期数z的解。

如果对非周期超图特征的检验(步骤104)产生一个否定的结果，亦即不满足该特征，则执行后面说明的两种可能的方法中的一种方法(步骤106或者步骤107)。

在一个第一变体(步骤106)中，在一个第二探索法的范围内执行一种方法，通过该方法从分配图中解出分配，使得按照上述方法可以建立一个具有非周期超图特征的森林W。有利的是，这里要注意，解出尽可能少的分配。接着对产生的图执行”贪心”流方法。

需要强调，可以对吸移管类型P的每一个线性顺序执行”贪心”流方法。当用”贪心”流方法找不到任何解时，则在一般场合不保证不存在任何解。尽管如此，用”贪心”流方法还是能得到很好的结果。

对第二探索法(步骤106)的另外一种可选方案是可以把吸移管选择问题作为一个整数线性程序陈述和解决，或者确定其不允许性。线性程序PAP_z为吸移管选择问题按照下面的规定陈述： $\underset{p:(b,p)\∈E}{\mathrm{\Σ}}{x}_{\mathrm{bp}}=n_b---\∀b\∈B$ $\underset{p:(b,p)\∈E}{\mathrm{\Σ}}{x}_{\mathrm{bp}}\≤y_p\·z---\∀p\∈P$ $\underset{p\∈P}{\mathrm{\Σ}}{y}_p\text{>k}$

式中

-n_b规定元件类型b∈E的一个要放置的元件数，

-一个第一解变量x_bp规定，通过吸移管类型p∈P的一个吸移管放置元件类型b∈B的多少元件，

-一个第二解变量yp规定，选择吸移管类型p∈P的多少吸移管，

-k表示配置头段数，

-x、y≥0，是整数。

一个整数线性程序通过公知的分支和切割方法最优解决，如在[4]中所述。

如果按照上述方法确定了元件对不同吸移管类型的吸移管的分配并因此确定了吸移管或者吸移管类型对配置头的分配，则按照该种分配使用确定的吸移管执行配置。

各方法变体的选择依赖于为执行该方法可用的计算时间进行。在本文件中引用了下述出版物：

[1]W.L.HSU，用于连续1特征的简单测试，在计算机科学上的演讲稿：算法和计算，卷650,S.450-468,1992

[2]R.E.Tarjan,M.Yannakakis，简单的线性时间算法以用于测试脊索(Chordality)图像，测试无环性超图像以及有选择地降低无环性超图像，SIAM J.Comput.,Vol.13,S.566-579,1984

[3]R.K.Ahuja et al，网络流，学徒礼堂，S.207-242和255-258,1993

[4]G.L.Nemhauser,L.A.Wolsey，整数和组合的优化，Wiley,New York,S.349-379,1988

Claims (24)

1．用于自动配置机的配置头的计算机辅助的吸移管选择以及用于在吸移管的选择中以预定周期数z给预定吸移管类型分配元件的方法，其中使用-一个存储的具有要放置的元件类型的元件的各相关数的元件类型表B，-元件类型的一个元件类型顺序，-一个存储的可用吸移管类型的吸移管类型表P和一个分配表E，该表说明哪一种元件类型可以用哪一类型吸移管放置，

从元件类型顺序出发为吸移管类型p∈P建立一个吸移管类型顺序，使得成立：

p1≤p2→(l(p1)＜l(p2))∨((l(p1)=l(p2))∧(f(p1)≥f(p2)))，式中-p1,p2∈P表示不同的吸移管类型，-l(p),p∈P，由l(p)=max{b∈B|(b,p)∈E}定义，-f(p),p∈P，由f(p)=min{b∈B|(b,p)∈E}定义，其中，连续以下述方式把元件以由元件类型顺序给出的一个顺序分配给吸移管类型：如果为一种元件类型存在吸移管类型，给其尚未以周期数z的任意倍数分配多个元件，则首先给该吸移管类型按照吸移管类型顺序以下述方式分配元件，即分配的元件数尽可能补足周期数z的下一倍数；然后如果还保留有该元件类型的元件，则把它按照吸移管类型顺序分配给最后可能的吸移管类型，其中，从分配给一种吸移管类型的元件的数目中确定必须从该吸移管类型中选择的吸移管的数目。

2．用于自动配置机的配置头的计算机辅助的吸移管选择以及用于在吸移管的选择中以预定周期数z给预定吸移管类型分配元件的方法，其中使用-一个存储的具有要放置的元件类型的元件的各相关数的元件类型表B，-一个存储的可用吸移管类型的吸移管类型表P和一个分配表E，该表说明哪一种元件类型可以用哪一类型吸移管放置，

验证是否存在一种允许的元件类型顺序，亦即下式是否成立：(b1,p)∈E,(b2,p)∈E,b1≤b≤b2→(b,p)∈E,式中：--b1,b2,b表示元件类型表B的元件，--(b,p)∈E,b∈B,p∈P，表示可以用吸移管类型p的一个吸移管放置元件类型b的一个元件的情况，其中，从允许的元件类型顺序出发为吸移管类型p∈P建立一个吸移管类型顺序，使得成立：

p1≤p2→(l(p1)＜l(p2))∨((l(p1)=l(p2))∧(f(p1)≥f(p2)))，式中-p1,p2∈P表示不同的吸移管类型，-l(p),p∈P，由l(p)=max{b∈B|(b,p)∈E}定义，-f(p),p∈P，由f(p)=min{b∈B|(b,p)∈E}定义，其中，连续以下述方式把元件以由元件类型顺序给出的一个顺序分配给吸移管类型：如果为一种元件类型存在吸移管类型，给其尚未以周期数z的任意倍数分配多个元件，则首先给该吸移管类型按照吸移管类型顺序以下述方式分配元件，即分配的元件数尽可能补足周期数z的下一倍数；然后如果还保留有该元件类型的元件，则把它按照吸移管类型顺序分配给最后可能的吸移管类型，其中，从分配给一种吸移管类型的元件的数目中确定必须从该吸移管类型中选择的吸移管的数目。

3．根据权利要求2的方法，

-其中，对于允许的元件类型顺序不存在的场合，减少分配表E：从元件类型和吸移管类型出发，连续为每一吸移管类型分配对各吸移管类型尽可能多的元件，使得对于结果分配表E存在元件类型的一个元件类型顺序，使得成立：

(b1,p)∈E,(b2,p)∈E,b1≤b≤b2→(b,p)∈E，

-其中，为吸移管类型p∈P建立一个吸移管类型顺序，使得成立：

p1≤p2→(l(p1)＜l(p2))∨((l(p1)=l(p2))∧(f(p1)≥f(p2)))，-其中，连续以下述方式把元件以由元件类型顺序给出的一个顺序分配给吸移管类型：如果为一种元件类型存在吸移管类型，给其尚未以周期数z的任意倍数分配多个元件，则首先给该吸移管类型按照吸移管类型顺序以下述方式分配元件，即分配的元件数尽可能补足周期数z的下一倍数；然后如果还保留有该元件类型的元件，则把它按照吸移管类型顺序分配给最后可能的吸移管类型，-其中，从分配给一种吸移管类型的元件的数目中确定必须从该吸移管类型中选择的吸移管的数目。

4．根据权利要求2的方法，

其中，对于允许的元件类型顺序不存在的场合，要确定的解通过解一系列流问题确定。

5．据权利要求2的方法，

-对于允许的元件类型顺序不存在的场合，检验是否能为元件类型对吸移管类型的可能分配按照分配表E确定一定量的具有吸移管类型的树作为树节点，使得能够放置一个元件b的一定量吸移管类型p(b)中的每一个与感生的一定量树的分图相关，

-其中，当可以确定一个这样数量的树时，要确定的解通过解一系列流问题确定。

6．根据权利要求2的方法，

-其中，对于允许的顺序不存在的场合，检验是否能为元件类型对吸移管类型的可能分配按照分配表确定一定量的具有吸移管类型的树作为树节点，使得能够放置一个元件b的一定量吸移管类型p(b)中的每一个与感生的一定量树的分图相关，

-其中，当不能确定一个这样数量的树时，则从分配表E中删除元件，直到可以确定一个这样数量的树时，

-其中，要确定的解通过解一系列流问题确定。

7．根据权利要求4到6中一个权利要求的方法，

其中，按照下面的规定建立该系列流问题： $\underset{p:(b,p)\∈E}{\mathrm{\Σ}}{x}_{\mathrm{bp}}=n_b----\∀b\∈B$ $\underset{p:(b,p)\∈E}{\mathrm{\Σ}}{x}_{\mathrm{bp}}\≤c_p-----\∀p\∈P$

式中

-nb规定元件类型b∈E的一个要放置的元件数，

-c_p,p∈P表示一个预定的界限，通过它的变化建立一个流问题系列，

-一个第一解变量x_bp规定，通过吸移管类型p∈P的一个吸移管放置元件类型b∈B的多少元件。

8．根据权利要求2的方法，

-其中，对于允许的顺序不存在的场合，检验是否能为元件类型对吸移管类型的可能分配按照分配表确定一定量的具有吸移管类型的树作为树节点，使得能够放置一个元件b的一定量吸移管类型p(b)中的每一个与感生的一定量树的分图相关，

-其中，当不能确定一个这样数量的树时，要确定的解通过解一个线性程序确定。

9．根据权利要求8的方法，

其中，线性程序按照下面的规定建立： $\underset{p:(b,p)\∈E}{\mathrm{\Σ}}{x}_{\mathrm{bp}}=n_b----\∀b\∈B$ $\underset{p:(b,p)\∈E}{\mathrm{\Σ}}{x}_{\mathrm{bp}}\≤y_p\·z---\∀p\∈P$ $\underset{p\∈P}{\mathrm{\Σ}}{y}_p>k$

式中

-n_b规定元件类型b∈E的一个要放置的元件数，

-一个第一解变量x_bp规定，通过吸移管类型p∈P的一个吸移管放置元件类型b∈B的多少元件，

-一个第二解变量yp规定，选择吸移管类型p∈P的多少吸移管，

-k表示配置头段数，

-x,y≥0，是整数。

10．根据权利要求9的方法，

其中，使用一种分支和切割方法解所述线性程序。

11．根据权利要求1到10中一个权利要求的方法，

为各个不同的周期数多次执行该方法。

12．根据权利要求1到11中一个权利要求的方法，

其中，把确定的吸移管分配给配置头和用配置头把元件放置在印刷电路板上。

13．用于自动配置机的配置头的计算机辅助的吸移管选择以及

用于在吸移管的选择中以预定周期数z给预定吸移管类型分配元件的设备，

-一个存储器，用于存储元件类型表B、吸移管类型表P、和分配表E，-与该存储器连接的处理器，它如此装备，使得能够执行下述步骤：使用-一个存储的具有要放置的元件类型的元件的各相关数的元件类型表B，-元件类型的一个元件类型顺序，-一个存储的可用吸移管类型的吸移管类型表P和一个分配表E，该表说明哪一种元件类型可以用哪一类型吸移管放置，

从元件类型顺序出发为吸移管类型p∈P建立一个吸移管类型顺序，使得成立：

p1≤p2→(l(p1)＜l(p2))∨((l(p1)=l(p2))∧(f(p1)≥f(p2)))，式中-p1,p2∈P表示不同的吸移管类型，-l(p),p∈P，由l(p)=max{b∈B|(b,p)∈E}定义，-f(p),p∈P，由f(p)=min{b∈B|(b,p)∈E}定义，其中，连续以下述方式把元件以由元件类型顺序给出的一个顺序分配给吸移管类型：如果为一种元件类型存在吸移管类型，给其尚未以周期数z的任意倍数分配多个元件，则首先给该吸移管类型按照吸移管类型顺序以下述方式分配元件，即分配的元件数尽可能补足周期数z的下一倍数；然后如果还保留有该元件类型的元件，则把它按照吸移管类型顺序分配给最后可能的吸移管类型，其中，从分配给一种吸移管类型的元件的数目中确定必须从该吸移管类型中选择的吸移管的数目。

14．用于自动配置机的配置头的计算机辅助的吸移管选择以及用于在吸移管的选择中以预定周期数z给预定吸移管类型分配元件的设备

-一个存储器，用于存储元件类型表B、吸移管类型表P、和分配表E，-与该存储器连接的处理器，它如此装备，使得能够执行下述步骤：其中，-一个存储的具有要放置的元件类型的元件的各相关数的元件类型表B，-一个存储的可用吸移管类型的吸移管类型表P和一个分配表E，该表说明哪一种元件类型可以用哪一类型吸移管放置，

验证是否存在一种允许的元件类型顺序，亦即下式是否成立：(b1,p)∈E,(b2,p)∈E,b1≤b≤b2→(b,p)∈E，式中：--b1,b2,b表示元件类型表B的元件，--(b,p)∈E,b∈B,p∈P，表示可以用吸移管类型p的一个吸移管放置元件类型b的一个元件的情况，其中，从允许的元件类型顺序出发为吸移管类型p∈P建立一个吸移管类型顺序，使得成立：

p1≤p2→(l(p1)＜l(p2))∨((l(p1)=l(p2))∧(f(p1)≥f(p2)))，式中-p1,p2∈P表示不同的吸移管类型，-1(p),p∈P，由l(p)=max{b∈B|(b,p)∈E}定义，-f(p),p∈P，由f(p)=min{b∈B|(b,p)∈E}定义，其中，连续以下述方式把元件以由元件类型顺序给出的一个顺序分配给吸移管类型：如果为一种元件类型存在吸移管类型，给其尚未以周期数z的任意倍数分配多个元件，则首先给该吸移管类型按照吸移管类型顺序以下述方式分配元件，即分配的元件数尽可能补足周期数z的下一倍数；然后如果还保留有该元件类型的元件，则把它按照吸移管类型顺序分配给最后可能的吸移管类型，其中，从分配给一种吸移管类型的元件的数目中确定必须从该吸移管类型中选择的吸移管的数目。

15．根据权利要求14的设备，

其中，如此装备所述处理器，使得

-对于允许的元件类型顺序不存在的场合，减少分配表E：从元件类型和吸移管类型出发，连续为每一吸移管类型分配对各吸移管类型尽可能多的元件，使得对于结果分配表E存在元件类型的一个元件类型顺序，使得成立：

(b1,p)∈E,(b2,p)∈E,b1≤b≤b2→(b,p)∈E，

-为吸移管类型p∈P建立一个吸移管类型顺序，使得成立：

p1≤p2→(l(p1)＜l(p2))∨((l(p1)=l(p2))∧(f(p1)≥f(p2)))，-连续以下述方式把元件以由元件类型顺序给出的一个顺序分配给吸移管类型：如果为一种元件类型存在吸移管类型，给其尚未以周期数z的任意倍数分配多个元件，则首先给该吸移管类型按照吸移管类型顺序以下述方式分配元件，即分配的元件数尽可能补足周期数z的下一倍数；然后如果还保留有该元件类型的元件，则把它按照吸移管类型顺序分配给最后可能的吸移管类型，-从分配给一种吸移管类型的元件的数目中确定必须从该吸移管类型中选择的吸移管的数目。

16．根据权利要求14的设备，

其中，如此装备所述处理器，使得对于允许的元件类型顺序不存在的场合，要确定的解通过解一系列流问题确定。

17．根据权利要求14的设备，

其中，如此装备所述处理器，使得

-对于允许的元件类型顺序不存在的场合，检验是否能为元件类型对吸移管类型的可能分配按照分配表E确定一定量的具有吸移管类型的树作为树节点，使得能够放置一个元件b的一定量吸移管类型p(b)中的每一个与感生的一定量树的分图相关，

-当可以确定一个这样数量的树时，要确定的解通过解一系列流问题确定。

18．根据权利要求14的设备，

其中，如此装备所述处理器，使得

-对于允许的顺序不存在的场合，检验是否能为元件类型对吸移管类型的可能分配按照分配表确定一定量的具有吸移管类型的树作为树节点，使得能够放置一个元件b的一定量吸移管类型p(b)中的每一个与感生的一定量树的分图相关，

-当不能确定一个这样数量的树时，则从分配表E中删除元件，直到可以确定一个这样数量的树时，

-其中，要确定的解通过解一系列流问题确定。

19．根据权利要求16到18中一个权利要求的设备，

其中，如此装备所述处理器，使得按照下面的规定建立该系列流问题： $\underset{p:(b,p)\∈E}{\mathrm{\Σ}}{x}_{\mathrm{bp}}=n_b---\∀b\∈B$ $\underset{p:(b,p)\∈E}{\mathrm{\Σ}}{x}_{\mathrm{bp}}\≤c_p---\∀p\∈P$

式中

-nb规定元件类型b∈E的一个要放置的元件数，

-c_p,p∈P表示一个预定的界限，通过它的变化建立一个流问题系列，

-一个第一解变量x_bp规定，通过吸移管类型p∈P的一个吸移管放置元件类型b∈B的多少元件。

20．根据权利要求14的设备，

其中，如此装备所述处理器，使得

-对于允许的顺序不存在的场合，检验是否能为元件类型对吸移管类型的可能分配按照分配表确定一定量的具有吸移管类型的树作为树节点，使得能够放置一个元件b的一定量吸移管类型p(b)中的每一个与感生的一定量树的分图相关，

-当不能确定一个这样数量的树时，要确定的解通过解一个线性程序确定，作为可能的顺序陈述。

21．根据权利要求14的设备，

其中，如此装备所述处理器，使得线性程序按照下面的规定建立： $\underset{p:(b,p)\∈E}{\mathrm{\Σ}}{x}_{\mathrm{bp}}=n_b---\∀b\∈B$ $\underset{p:(b,p)\∈E}{\mathrm{\Σ}}{x}_{\mathrm{bp}}\≤y_p\·z----\∀p\∈P$ $\underset{p\∈P}{\mathrm{\Σ}}{y}_p>k$

式中

-n_b规定元件类型b∈E的一个要放置的元件数，

-一个第一解变量x_bp规定，通过吸移管类型p∈P的一个吸移管放置元件类型b∈B的多少元件，

-一个第二解变量yp规定，选择吸移管类型p∈P的多少吸移管，

-k表示配置头段数，

-x,y≥0，是整数。

22．根据权利要求21的设备，

其中，如此装备所述处理器，使得使用一种分支和切割方法解所述线性程序。

23．根据权利要求13到22中一个权利要求的设备，

其中，如此装备所述处理器，使得为各个不同的周期数多次执行该方法。

24．具有根据权利要求13到23中一个权利要求的设备的自动配置机，

具有一个为存储元件的元件存储器，

具有一个为接收吸移管的配置头，

具有至少一个为接收元件的吸移管，

具有一个配置设备，用于在印刷电路板上配置元件。

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