基于仿真的半導體物料搬運系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化.pdf

1、半導體行業(yè)競爭日趨激烈，為使企業(yè)在競爭中占據(jù)有利地位，必須不斷提高準時交貨率，降低生產(chǎn)周期等來滿足市場不斷變化的市場需求。在300mm 的半導體晶圓制造系統(tǒng)中，為提高搬運效率、減少人工搬運等而應運而生的自動物料搬運系統(tǒng)扮演著重要的角色。自動物料搬運系統(tǒng)的性能指標在很大程度上影響著整個生產(chǎn)系統(tǒng)的性能。因此，本文結合國內(nèi)外已有的研究成果，對自動物料搬運系統(tǒng)的調(diào)度問題進行系統(tǒng)和深入的研究。
　　 針對Intrabay 系統(tǒng)，提出了系統(tǒng)

2、的仿真模型框架，包括輸入、仿真模型和控制與輸出三大部分，其中仿真模型包括了投料模塊、生產(chǎn)模塊、運輸模塊和調(diào)度模塊，控制模塊集成了基于響應面和啟發(fā)式算法的仿真優(yōu)化方法。根據(jù)仿真模型框架，本文應用Arena 仿真軟件對Intrabay 系統(tǒng)建立了仿真模型。
　　 針對自動物料搬運系統(tǒng)，提出了一套動態(tài)調(diào)度方案，該方案根據(jù)關鍵因子和等待比例兩個系統(tǒng)狀態(tài)變量將系統(tǒng)狀態(tài)分為緊急批量調(diào)度、長等待時間調(diào)度和非長等待時間調(diào)度，并為各個狀態(tài)選取了相

3、應的候選調(diào)度規(guī)則。為求解優(yōu)化的動態(tài)調(diào)度方案，應用系統(tǒng)仿真模型框架的各個模塊，并分別結合響應面優(yōu)化方法和遺傳算法進行求解。優(yōu)化后的仿真結果表明，響應面優(yōu)化和遺傳算法優(yōu)化得到的動態(tài)調(diào)度方案均比靜態(tài)使用最長等待時間規(guī)則調(diào)試方案獲得更好的性能指標，其中遺傳算法不論在優(yōu)化結果和求解效率均優(yōu)于響應面優(yōu)化方法。
　　 為能進一步提高Intrabay 系統(tǒng)的性能，將投料調(diào)度和作業(yè)調(diào)度與運輸系統(tǒng)綜合考慮，提出了一套集成的動態(tài)調(diào)度方案，該方案除了以

4、上運輸系統(tǒng)的調(diào)度以外，根據(jù)自動貨架可得率將系統(tǒng)狀態(tài)分為高可得率和低可得率調(diào)度，根據(jù)等待加工作業(yè)隊列長度將系統(tǒng)狀態(tài)分為長隊列和短隊列調(diào)度，同樣也為以上四個狀態(tài)確定了候選規(guī)則。應用遺傳算法與仿真模型結合求得優(yōu)化的集成動態(tài)調(diào)度方案，實驗仿真結果表明，該方案能在運輸調(diào)度的基礎上進一步提高系統(tǒng)的整體性能。
　　 研究表明，通過優(yōu)化自動物料搬運系統(tǒng)的投料調(diào)度、作業(yè)調(diào)度和運輸調(diào)度，可以獲得更好的準時交貨率、生產(chǎn)周期、在制品量和等待時間指標，因