[发明专利]半导体生产线投料控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动控制与信息技术领域的方法，具体地，涉及一种半导体生产线投料控制方法，属于先进制造技术领域。

技术背景

半导体生产线是目前世界上公认的最复杂的生产线之一。与其它制造系统相比，半导体生产线具有工艺流程复杂、多重入加工流、混合加工模式和高度不确定性等明显特征，由此造成其调度问题复杂，属于NP难题。半导体生产线上主要存在三种类型的调度：投料控制、路径调度和工件调度。投料控制处于整个调度系统的“龙头”地位，用于决定何时投入多少种类的原料到生产系统，以便在尽可能发挥系统生产能力的同时满足客户需要，与其它生产过程相比，投料控制在半导体生产线中尤其重要。

多年来，半导体生产线投料控制一直是工业工程领域的研究热点。C.R.Glassey等人1988在IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing期刊上给出一种避免饥饿(Starvation Avoidance，SA)投料策略，该策略的目标是确保足够的工件及时到达瓶颈设备以避免瓶颈设备出现饥饿，当瓶颈设备WIP降到事先既定的水平之下时，就需要投入新工件到生产线，该策略能够降低瓶颈设备的空闲率、提高产量；J W Fowler等人在2002 Production Planning and Control期刊上提出工作负荷调整(Workload Regulation，WR)投料策略，其核心思想是通过投料使半导体生产线各个加工区的工作负荷得到调整，从而达到最优性能；Q.Chao等人在2006Proceedings of the Electronic Packaging Technology Conference上将固定在制品策略与工作负荷调整策略相结合，提出一种新的WIPLOAD投料策略，实验结果证明该策略可以减小平均加工周期及其标准差，是可靠有效的。

以上投料策略虽各有优点，但是要么不考虑实时信息反馈，要么只对于瓶颈设备状态变化产生反应，对于其它意外事件的承受和处理能力不够，很少关注隐含反映实际调度环境特点及调度知识的大量相关有效数据，导致所研究成果不能直接应用于实际半导体企业。

模糊Petri网是Petri网与知识表达的结合，符合人类的思维和认知方式，在描述和分析许多物理系统乃至社会系统的并行和并发行为时具有广泛的意义。本发明鉴于模糊Petri网在知识表达和逻辑推理方面的优势，解决半导体生产线投料控制问题。

发明内容

本发明的目的在于，通过提供一种半导体生产线投料控制方法，以解决目前使用的方法在投料控制时不能很好应对各种突发状况问题，从而提供一种更加有效地智能半导体生产线控制方法。

本发明是采用以下技术手段实现的。

一种半导体生产线投料控制方法，采用模糊Petri网技术进行生产线在线投料控制，其特征包含以下步骤：

步骤1：构建投料模糊Petri网推理模型；

步骤2：构建半导体生产线在线投料机制；

步骤3：模糊Petri网模型参数设置；

所述的步骤1包括：

1.1.通过对实际半导体生产系统不确定性事件，明确投料Petri网模型的模糊推理条件库所集；

1.2.通过明确推理条件下得到的结论，确定投料Petri网推理结论库所集；

1.3.同时通过提炼积累投料决策规则，汇总推理规则集；

1.3.1.如果生产线WIP高于瓶颈设备满负荷时设定值的10％，则降低当前的投料速率；

1.3.2.如果生产线WIP低于平瓶颈设备满负荷时设定值的10％，则增加当前的投料速率；

1.3.3.如果生产线瓶颈设备利用率高于设定值(如：95％)，则降低当前的投料速率；

1.3.4.如果生产线瓶颈设备利用率低于设定值(如：90％)，则增加当前的投料速率；

1.3.5.如果有紧急订单，则降低当前的投料速率；

1.3.6.如果生产线返工量超过当前设定值的5％，则降低当前的投料速率；

1.3.7.如果瓶颈设备发生故障，则降低当前的投料速率。

1.4.建立投料模糊Petri网推理模型；

所述的步骤2利用投料模糊Petri网推理模型进行周期性决策判定；一旦意外事件发生，则立即启动该模型，根据各结论库所的可信度，判定是否修改并自行修改投料计划；