[發(fā)明專利]一種基于蝙蝠算法的多頭貼片機貼裝效率優(yōu)化方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011084519.4
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112188825B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐學(xué)峰;邵云峰;李博川;董寧;曹桂平
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥安迅精密技術(shù)有限公司
• 主分類號: H05K13/00
• 分類號: H05K13/00;G06N3/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙) 34115
• 代理人: 高微微

本發(fā)明公開了一種基于蝙蝠算法的多頭貼片機貼裝效率優(yōu)化方法及系統(tǒng)，S1：構(gòu)建貼片機貼裝的主體編碼和隱層編碼；S2：對主體編碼采用隨機整數(shù)編碼方式初始化一組序列，得到初始化種群；S3：構(gòu)建適應(yīng)度函數(shù)，計算得到初始化種群中每個蝙蝠的適應(yīng)度值，得到最優(yōu)蝙蝠位置；S4：采用漢明距離調(diào)整速度更新，將第i只蝙蝠在t次迭代時的速度與當(dāng)前最優(yōu)蝙蝠位置相聯(lián)系；S5：通過位置更新計算當(dāng)前蝙蝠位置，該當(dāng)前蝙蝠位置作為局部最優(yōu)的路徑；S6：對主體編碼進(jìn)行變異，循環(huán)步驟S2至S5，得到貼片機貼裝的全局最優(yōu)路徑，以優(yōu)化貼片機貼裝效率；通過本申請?zhí)嵘饲蠼赓N裝過程優(yōu)化問題的計算效率和求解精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及貼片裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于蝙蝠算法的多頭貼片機貼裝效率優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

貼片機廣泛應(yīng)用于印刷電路板的裝配生產(chǎn)線中，一條SMT生產(chǎn)線的生產(chǎn)速度是由貼片機來決定的，因此貼片機是整個生產(chǎn)線的核心技術(shù)部分，對貼片機的元器件貼裝工藝進(jìn)行優(yōu)化、縮短貼裝時間有著十分重要的現(xiàn)實意義和工程價值。在實際生產(chǎn)過程中，若貼裝時間過長將導(dǎo)致絲印在PCB板上焊膏失效，從而使再流焊接的效果變差，并嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。

目前關(guān)于多頭拱架式貼片機貼裝效率問題的算法應(yīng)用大致分成兩大類，一種是啟發(fā)式算法，另一種是群智能優(yōu)化算法。一般而言，群智能優(yōu)化算法與啟發(fā)式算法相比具有更好的求解質(zhì)量，但采用常規(guī)的如遺傳算法、螞蟻算法等群智能優(yōu)化算法求解，通常存在個體編程長度冗長的情況，導(dǎo)致計算效率低和最優(yōu)解精度差的缺陷，隨著元件數(shù)量的增加，計算量會成指數(shù)級增長，由此引起的缺陷將表現(xiàn)得更加突出，這使得僅使用群智能優(yōu)化算法求解上述問題受到了一定限制。另一方面，群智能優(yōu)化算法所解決問題的規(guī)模通常被限制在有限的結(jié)點數(shù)范圍之內(nèi)，這使得在實際應(yīng)用中問題的最優(yōu)解常常無法得到。而對于啟發(fā)式算法來說，問題的規(guī)模一般沒有限制，但該算法在大多數(shù)的情況下得不到最優(yōu)解，只能是近似最優(yōu)解。

另一方面，遺傳算法作為常用的群智能優(yōu)化算法用于解決貼裝優(yōu)化問題的方法，但在實際應(yīng)用中，遺傳算法會有如下方面的不足：在遺傳算法中，交叉算子通過模擬自然界生物的雜交過程對個體進(jìn)行交叉操作，不斷產(chǎn)生新個體、增加種群的多樣性、擴大尋優(yōu)范圍，從而使得遺傳算法具有較強的搜索能力，可是交叉算子在遺傳算法擴展求解空間，并達(dá)到全局最優(yōu)的過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。正是由于交叉算子對遺傳算法的性能如此重要，交叉算子的設(shè)計和實現(xiàn)與所研究的問題密切相關(guān)。

在實際的應(yīng)該過程中，采用常用的整數(shù)交叉算子有PMX(Partial-MappedCrossover)、OX(Order Crossover)、PBX(Position-based Crossover)、OBX(Order-BasedCrossover)和CX(Cycle Crossover)等，通過對比測試發(fā)現(xiàn)使用這幾類交叉算子時，存在搜索能力改善不顯著，收斂速度較慢，對解的破壞性大，難以達(dá)到預(yù)期的優(yōu)化效果不足。這就導(dǎo)致工作人員會將大量時間花費在算法的改善，難以有更多的精力關(guān)注在實際的應(yīng)用場景，在一定程度上偏移了工作重點。

發(fā)明內(nèi)容

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，為了提升求解貼裝過程優(yōu)化問題的計算效率和求解精度，本發(fā)明以蝙蝠算法作為貼裝效率優(yōu)化的主要算法，并結(jié)合啟發(fā)式算法進(jìn)一步提升求解貼裝過程優(yōu)化問題的計算效率和求解精度。

一種基于蝙蝠算法的多頭貼片機貼裝效率優(yōu)化方法，包括：

S1：構(gòu)建貼片機貼裝的主體編碼和隱層編碼，所述主體編碼包括送料槽分配和元件貼裝序列，所述隱層編碼包括貼裝頭分配和貼裝頭吸取順序；

S2：對主體編碼采用隨機整數(shù)編碼方式初始化一組序列，得到初始化種群；

S3：以貼裝頭完成貼裝過程移動的總運動距離最短和貼裝頭最小吸取次數(shù)為目標(biāo)建立貼片機貼裝的適應(yīng)度函數(shù)，計算得到初始化種群中每個蝙蝠的適應(yīng)度值，得到最優(yōu)蝙蝠位置；

S4：采用漢明距離調(diào)整速度更新，將第i只蝙蝠在t次迭代時的速度與當(dāng)前最優(yōu)蝙蝠位置相聯(lián)系；