[發(fā)明專利]基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210563775.0
• 申請(qǐng)日: 2012-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN103034215A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈文友;江志斌;李友
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國(guó)中

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及重入生產(chǎn)線的調(diào)度，尤其涉及一種用于可重入生產(chǎn)線的多機(jī)平行批處理調(diào)度裝置及調(diào)度方法。

背景技術(shù)

可重入生產(chǎn)線是在上世紀(jì)80年代末90年代初，由美國(guó)Kumar教授針對(duì)半導(dǎo)體芯片、膠卷等行業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)而提出的概念，并將其列為有別于Flow-shop（流線型車間）和Job-shop（單件型車間）的第三類生產(chǎn)線，即未完成產(chǎn)品沿著生產(chǎn)線進(jìn)行傳送時(shí)，有可能數(shù)次訪問同一個(gè)工作臺(tái)。批處理是指在不超過工作臺(tái)的最大加工能力時(shí)，一次可以加工多個(gè)未完成產(chǎn)品，每次實(shí)際加工多個(gè)未完成產(chǎn)品稱為批（Batch）。如在可多重入的半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)線中，爐管區(qū)等批處理機(jī)具有加工時(shí)間一般都大于非批處理機(jī)的加工時(shí)間，需要多層重入性加工，而且批處理機(jī)價(jià)格更昂貴等特性。半導(dǎo)體生產(chǎn)系統(tǒng)的瓶頸機(jī)一般為批處理機(jī)。可重入生產(chǎn)線的批處理機(jī)的合理調(diào)度控制成為調(diào)度與控制研究中的一個(gè)NP-hard問題，它制約著半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的整體績(jī)效，開展批處理機(jī)的合理調(diào)度控制研究對(duì)改善半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)線的性能具有重要意義，一直是學(xué)術(shù)界與應(yīng)用界的研究熱點(diǎn)之一。

目前，從我國(guó)乃至各國(guó)的半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)的情況看，設(shè)備更新和產(chǎn)品升級(jí)的速度非常快，生產(chǎn)線的調(diào)度方法研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上其實(shí)際發(fā)展的需要。在半導(dǎo)體可重入生產(chǎn)線上，對(duì)于批處理生產(chǎn)過程調(diào)度，采用啟發(fā)式算法較多，其中有的基于look-ahead（向前看）規(guī)模參數(shù)k，利用遺傳算法求解，有的look-ahead自適應(yīng)策略，利用等待下一工件到達(dá)算法、最小成本率算法等求解，但是兩類算法的適用環(huán)境與實(shí)際生產(chǎn)線環(huán)境有差別，所以相當(dāng)一部分具體的半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)企業(yè)的批處理生產(chǎn)調(diào)度還是憑借人的經(jīng)驗(yàn)來安排，并沒有得到有效的優(yōu)化的方法來支持，生產(chǎn)效率不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度裝置及方法，克服了具有可重入特性的半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)線的多機(jī)批處理動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)度過程中的分別基于look-ahead規(guī)模參數(shù)k和基于look-ahead自適應(yīng)策略兩類算法求解的局限性。

本發(fā)明具體解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)解決方案是：

一種基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度裝置，研究對(duì)象是多機(jī)平行批處理設(shè)備和被調(diào)度的多種產(chǎn)品，要求批處理設(shè)備的產(chǎn)品重入是許可，產(chǎn)品動(dòng)態(tài)到達(dá)，批處理機(jī)和上游設(shè)備之間產(chǎn)品停滯時(shí)間存在限制，包括七個(gè)子模塊：數(shù)據(jù)初始化模塊、遺傳算法模塊、自檢策略模塊(look-itself)、拉¹邏輯模塊、拉²邏輯模塊、推¹邏輯模塊和推²邏輯模塊。這七個(gè)子模塊形成一個(gè)封閉環(huán)。

上述基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度裝置的調(diào)度方法，包括步驟如下：

步驟1，初始化數(shù)據(jù)，收集被加工工件和批處理設(shè)備的實(shí)時(shí)信息；

步驟2，調(diào)度開始，生成觸發(fā)事件；

步驟3，開始循環(huán)檢查不同的產(chǎn)品族：產(chǎn)品族序號(hào)從1到所有的產(chǎn)品族；

步驟4，判斷沒有滿批的工件，條件：某個(gè)產(chǎn)品族的實(shí)時(shí)被調(diào)度數(shù)量<允許被加工批的最大容量，如果條件滿足，往下執(zhí)行，如果條件不滿足，跳轉(zhuǎn)到步驟9；

步驟5，判斷沒有達(dá)到最小尺寸的可用批，條件：某個(gè)產(chǎn)品族的實(shí)時(shí)被調(diào)度數(shù)量<允許被加工批的最小限量，如果條件滿足，往下執(zhí)行，如果條件不滿足，跳轉(zhuǎn)到步驟7；

步驟6，執(zhí)行拉²邏輯，主要是判斷是返工還是拉動(dòng)上游操作，再跳轉(zhuǎn)到步驟11；

步驟7，執(zhí)行拉¹邏輯,推¹邏輯，主要是判斷是開始組批還是等待，如果條件滿足，往下執(zhí)行，如果條件不滿足，跳轉(zhuǎn)到步驟11；

步驟8，執(zhí)行推²邏輯，主要是檢查時(shí)間限制條件，如果條件滿足，進(jìn)行裝載，如果條件不滿足，不進(jìn)行裝載，再跳轉(zhuǎn)到步驟11；

步驟9，執(zhí)行遺傳算法程序，主要生成優(yōu)化調(diào)度順次；

步驟10，執(zhí)行自檢策略(look-itself)，主要判斷每個(gè)裝載批的滿批和時(shí)間限制情況，如果條件滿足，進(jìn)行裝載，往下執(zhí)行，如果條件不滿足，跳轉(zhuǎn)到步驟7；

步驟11，結(jié)束循環(huán)，完成所有產(chǎn)品族的批調(diào)度，完成觸發(fā)事件；

步驟12，判斷達(dá)到終止條件，如果條件滿足，整個(gè)調(diào)度結(jié)束，如果條件不滿足，跳轉(zhuǎn)到步驟1。