《可重入生產線產品生產周期的分析和控制》是依託西安交通大學，由鄢超波擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：可重入生產線產品生產周期的分析和控制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鄢超波
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
作為半導體製造最重要的生產組織方式，可重入生產線的研究一直備受關注。可重入生產線產品生產周期的分析和控制不僅可以提高半導體產出率、降低製造成本，而且有助於縮短企業對市場需求變化的回響時間，降低市場需求預測不準的風險。然而，可重入生產線的可重入特性以及複雜的系統動態使得有效建模和分析非常困難，現有的研究幾乎只能依賴於仿真模型。由於仿真模型的不可或缺以及解析方法可以高效分析的特點，本項目借鑑流水生產線穩態性能的近似解析分析方法，用基於仿真的準解析方法分析可重入生產線穩態性能（即吞吐率TP，在制品量WIP，產品生產周期LT）和投料速率之間的解析關係。為了控制實際系統中產品的生產周期，本項目基於實際系統中緩衝區在制品量設計了一個反饋控制率，通過控制投料速率使得產品的生產周期到達給定的期望值。最後，用大量數值仿真實驗驗證上述分析方法和反饋控制率的有效性。
結題摘要
製造系統中過長的產品生產周期和高能耗低能效的問題非常突出，這些問題對社會、經濟和環境都有著至關重要的影響。本項目的研究內容之一是針對半導體製造的可重入生產線中產品生產周期難以高效評估和縮短的挑戰，對可重入生產線進行簡化建模，即只保留可重入生產線的瓶頸加工中心，而將非瓶頸加工中心建模成時間延遲，從而得到可重入生產線的簡化模型。利用該簡化模型，分析產品的生產周期和投料速率之間的定量關係，並提出開環和閉環控制策略，將產品生產周期控制在預期值附近，以達到控制產品生產周期的目的。從理論上來說，該研究填補了解析分析可重入生產線產品生產周期的空白，並設計開環和閉環控制策略有效控制產品的生產周期。從工程上來說，該研究為可重入生產線的管理提供了新的範式，即在控制產品生產周期在預期範圍的同時最大化吞吐率。本項目的研究內容之二是針對製造系統中的高能耗低能效問題，在伯努利串列線中對該能耗最佳化問題進行建模和分析，求解得到系統中機器效率組合的最優解。從理論上來說，該研究求解了能耗最佳化問題在伯努利串列線中的最優解，並對該最優解進行了靈敏度分析，克服了只能用啟發式算法求解得到次優解而無法得到最優解的挑戰。從工程上來說，該最優解能在保證系統吞吐率的前提下，最小化系統能耗，為在實際的製造系統中節能減排提供了重要的工具。
