晶圓製造Interbay物料運輸系統的動態調度研究

《晶圓製造Interbay物料運輸系統的動態調度研究》是依託上海交通大學，由張潔擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：晶圓製造Interbay物料運輸系統的動態調度研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張潔
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

晶圓製造Interbay物料運輸系統（簡稱Interbay系統）具有大規模、複雜性等特性，本項目研究Interbay系統的動態調度方法，建立非等效並行機調度多目標模型和多約束模型；對晶圓卡的特性進行分析，提出基於時間函式的晶圓卡多維狀態模型；研究Interbay調度問題的蟻群並行搜尋算法，提出蟻群並行搜尋路徑的信息素描述方法，提出蟻群並行搜尋空間模型以及網路空間壓縮方法；提出了基於遺傳規劃的複合啟發式調度規則的構造方法，利用生成的規則實現Interbay系統的調度；研究硬體在環仿真的數據通訊處理協定與信息實時同步機制，建立Interbay系統硬體在環仿真平台。開發晶圓製造Interbay系統動態調度原型系統，對所提出的理論及方法進行實驗驗證。本項目研究，對提高晶圓製造物料運輸系統的性能和晶圓製造系統的整體效益等具有重要的理論意義和實際套用價值。

結題摘要

本項目針對晶圓製造Interbay物料運輸系統調度問題具備的大規模、複雜、實時和動態等特性，從調度模型、調度算法、集成調度、硬體仿真等方面對Interbay系統調度方法展開了一系列研究工作。 在調度模型方面，提出了基於時間函式的晶圓卡多維狀態模型；根據Interbay系統的運輸小車、工件和運輸行為等元素與非等效並行機調度問題的機器、工件和工藝路徑等元素之間的相似性，構建了Interbay系統非等效並行機運輸調度問題；利用數據描述方法建立了針對動態干擾約束與關鍵運行性能指標的多約束、多目標模型。 在調度算法方面，將Interbay系統物料運輸調度過程映射為蟻群並行搜尋過程，建立了面向物料運輸調度問題的蟻群並行搜尋空間模型；針對非等效並行機物料運輸調度方案的蟻群搜尋過程，提出了基於動態性約束、干擾性約束和運輸時間約束的搜尋路徑信息素描述方法；提出了蟻群並行搜尋網路空間規模的修剪和壓縮方法，提高了對複雜大規模物料運輸調度問題的調度算法實時性。 在集成調度方面，針對物料運輸調度系統與晶圓加工系統之間的相互影響，分析了面向時間、產品、和成本等多個角度的晶圓製造Interbay系統與Intrabay系統集成調度需求；構建了面向晶圓製造系統Interbay與Intrabay系統集成調度的多目標協同最佳化數學模型；針對集成調度問題的複雜特性，基於遺傳規劃方法設計了複合啟發式規則生成器，利用複合規則實現晶圓製造系統的集成式調度。 在硬體仿真方面，建立了硬體系統與軟體仿真平台的數據通訊和處理協定，實現了兩者之間的數據可靠、高效的通訊和處理；設計了硬體系統與軟體仿真平台的信息實時同步機制，實現了硬體系統與軟體仿真平台信息的同步映射；利用VS.net和eM-plant等開發工具，開發了晶圓製造Interbay系統的動態調度仿真平台，並構建了軟硬體集成的硬體在環仿真系統，實驗驗證了本項目提出的Interbay系統的動態調度方法。 以上研究工作為提高晶圓物料運輸系統以及晶圓製造系統的整體效率提供了重要理論基礎，在晶圓製造實際生產過程中存在著較為廣泛的套用價值。