[發明專利]一種多粒度SMT產線能耗建模方法

有效

• 申請號: 202011586951.3
• 申請日: 2020-12-20
• 公開（公告）號: CN113158401B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 裴鳳雀;張晨希;李亞東;苑明海;顧文斌
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/16;G06F113/18;G06F115/06;G06F119/18
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 楊靜

本發明提出一種多粒度SMT產線能耗建模方法，其特征在于，構建三元矩陣組(屬性attribution矩陣，表示為[a]；功率power矩陣，表示為[p]；計時timer矩陣，表示為[t])利用實時屬性、功率和累計計時，實現SMT設備能耗、工藝能耗、產線能耗、訂單能耗、車間或企業能耗的實時能耗、狀態能耗與運行總能耗的建模與計算。其中，[a]矩陣為設備狀態矩陣，可通過讀取設備PLC相應地址獲取；[p]矩陣為設備啟動、休眠、運行功率矩陣，為靜態數據矩陣；[t]矩陣累計計時矩陣，在設備端可通過單位時間t與[a]矩陣乘積累加操作實現。本發明的計算過程可在數據庫中輕量化處理，無需更換智能電表等硬件設備，便可實現能耗建模與計算，為SMT產線精準在線能效優化技術、高保真物理空間?孿生空間映射技術等核心技術領域研究提供基礎，最終助力SMT產線能耗度量、預測、控制和孿生演化的實現。

技術領域

本發明是一種多粒度SMT產線能耗建模方法，隸屬于能耗檢測與能效控制領域。

背景技術

目前全球集成電路產業正進入重大調整變革期，美、日、韓以及部分歐洲國家都在不斷追加對集成電路產業的研發與制造投入。加快推進新一代集成電路的技術研發與制造能力建設，發展高新技術，搶占新一代信息技術市場制高點已成為實現經濟結構轉型的重要舉措之一。

集成電路封裝基板又可稱為IC封裝基板(integrated circuit PackageSubstrate)，提供了芯片和組裝電路板之間的電氣互連，同時為芯片提供保護、機械支撐和散熱通道，并正在承擔更多的系統集成功能。表面貼裝技術(Surface MountedTechnology，SMT)是在裸裝基板上貼片，構建集成電路芯片的載體。

盡管地方政府對集成電路封裝基板制造業大力支持，推進SMT產業，但項目組對市內及周邊地區企業調研發現，SMT技術業已成熟，但國內外競爭激烈，如何實現節能降耗，進一步壓縮工藝成本，提高單位產品能效是該行工業積極探索的問題，為集成電路及相關產品的研發、生產提供了新的契機，搶抓新一輪發展機遇，增強產品競爭力，推動產業實現跨越式發展，是當前SMT行業面臨的“卡脖子”問題。

據不完全統計，我國擁有離散制造系統和機械設備，世界保有量第一，能耗總量大，其能量利用率平均低于30％，歐美等國甚至認為實際制造所需能量僅需總耗能的15％。SMT封裝系統作為典型的離散系統，主要工藝包含數控鉆孔、電路互聯孔化、貼感光膜、曝光、顯影、蝕刻、剝膜、AOI光學檢查、印刷油墨、表面處理、通斷測試、補強/貼膠、沖切、封裝/組裝、功能性測試、外觀檢測等。通用半導體雙面柔性SMT封裝過程至少需要40道工序，生產流程長、加工設備種類多，能耗總量巨大，能效精細化管控研究意義非凡。

發明內容：

本發明提出一種多粒度SMT產線能耗建模方法，構建三元矩陣組，利用實時屬性、功率和累計計時，實現SMT設備能耗、工藝能耗、產線能耗、訂單能耗、車間或企業能耗的實時能耗、狀態能耗與運行總能耗的建模與計算。

首先構建屬性attribution矩陣(表示為[a]矩陣)，矩陣為[total×3]階矩陣，矩陣為total維橫向量，表示參與能量流建模的total臺設備；矩陣的3維列向量表征設備的三種狀態，分別表征啟動＝starting，休眠＝dormant，工作狀態＝working。[a]矩陣如下所示：

表示SMT產線n設備i在啟動階段的布爾屬性，“0”表征未處于工作狀態，“1”表征處于工作狀態；表示SMT產線n設備i在休眠階段的布爾屬性，“0”表征未處于休眠狀態，“1”表征處于休眠狀態；表示示SMT產線n設備i在工作階段的布爾屬性，“0”表征未處于工作狀態，“1”表征處于工作狀態。互斥且可同時為“0”，此時表征停機狀態。

其次，構建功率power矩陣(表示為[p]矩陣)和計時timer矩陣(表示為[t]矩陣)