[发明专利]一种半导体生产线动态负荷均衡投料控制方法

说明书

本发明涉及一种半导体生产线动态负荷均衡投料控制方法，该方法利用基于ELM的负荷均衡投料控制参数模型动态获取半导体生产线总负荷，以该半导体生产线总负荷为指导，采用负荷控制理论实现半导体生产线负荷均衡投料控制，该方法包括以下步骤：1)构建负荷均衡投料控制参数模型，以生产线实时状态及投料信息作为所述负荷均衡投料控制参数模型的输入，动态获取半导体生产线总负荷TWL_total；2)构建半导体生产线负荷均衡模型，根据半导体生产线总负荷TWL_total获得投料决策信息，包括工件优先级、投料触发机制和投料量。与现有技术相比，本发明具有投料控制实时性好、降低在制品数、缩短生产周期、提高生产效率等优点。

技术领域

本发明涉及一种自动控制领域的方法，具体地，涉及一种半导体生产线动态负荷均衡投料控制方法，属于先进制造技术领域。

背景技术

半导体生产线的控制与调度问题一直是学术界与工程界研究的热点问题。半导体生产线的优化调度与控制的研究具有重要的经济价值和学术价值。良好的调度控制策略能够帮助企业迅速响应市场的需求、提高产品满足客户需求的能力、缓解资本积累、缓冲存储空间、减少晶圆暴露于空气中的时间以及提高生产良品率。

半导体生产线上主要存在两大类型的调度：投料控制和工件调度。投料控制处于调度系统的前端，决定何时投入何种工件组合到生产线上，以达到尽可能发挥生产线生产能力以及满足客户需求的目的。与工件调度相比，投料控制具有更加重要的影响。

多年来投料控制一直是工业工程领域的研究热点。迄今已经有许多的研究成果，比较常规的方法如统一投料法、投料单投料法、固定时间间隔投料法、随机分布泊松流投料法、指数分布投料法等，这些方法一般是根据实际生产线的情况对投料单进行了相应设计，对半导体生产线的性能起到了一定的优化作用，是最早的、基于经验的算法，优化效果有限。此后研究者不断把其他的控制理论以及控制思想引入投料控制，提出了闭环投料控制算法，这种算法对生产线上的某一指标进行监控，视情况来对投料进行调整控制。监控指标可以分为两类：在制品数(Work in Process，WIP)和工作负荷(Workload)，基于这两类又衍生出了许多种改进的投料控制方法。如固定在制品(CONSTANT WIP，CONWIP)法，以WIP作为监控指标，尽量保持生产线上的WIP为预期恒定值，通过反馈对系统投料速率进行控制；避免饥饿投料控制方法(Starvation Avoidance Policy，SA)基于约束理论(Theory ofConstraints，TOC)，同时引入虚拟库存概念，以实现保证瓶颈设备的利用率；固定工作负荷(CONLOAD)投料控制方法根据瓶颈设备的日加工能力来设置目标负荷，只有当瓶颈设备的负荷小于目标负荷时，才投入新工件；负荷调整投料控制方法(Workload regulating，WR)力图通过投料来控制整个生产线的工作负荷，使工作负荷的分布与各个加工区的加工能力相适应，从而降低工件等待时间并充分利用设备加工能力。研究结果表明，这些根据生产线情况动态决定投料量的方式，比常规的静态方法在改进生产线性能指标上具有更大优势。

但是上述方法也具有各自的问题，如CONWIP会出现在制品堆积现象，CONLOAD和SA无法适应“瓶颈漂移”情况，WR理论虽然提出了控制整个生产线负荷的方法，但是在实际应用中，往往也只关注对瓶颈设备工作负荷的控制。并且，上述方法忽略了隐含生产线实际调度环境特点及调度知识的大量相关数据，导致研究成果不能直接应用于实际生产线。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种实时性好、负荷均衡性好、有利于提高生产效率的半导体生产线投料控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种半导体生产线动态负荷均衡投料控制方法，该方法利用基于ELM的负荷均衡投料控制参数模型动态获取半导体生产线总负荷，以该半导体生产线总负荷为指导，采用负荷控制理论实现半导体生产线负荷均衡投料控制，该方法包括以下步骤：