[发明专利]一种多粒度SMT产线能耗建模方法

说明书

本发明提出一种多粒度SMT产线能耗建模方法，其特征在于，构建三元矩阵组(属性attribution矩阵，表示为[a]；功率power矩阵，表示为[p]；计时timer矩阵，表示为[t])利用实时属性、功率和累计计时，实现SMT设备能耗、工艺能耗、产线能耗、订单能耗、车间或企业能耗的实时能耗、状态能耗与运行总能耗的建模与计算。其中，[a]矩阵为设备状态矩阵，可通过读取设备PLC相应地址获取；[p]矩阵为设备启动、休眠、运行功率矩阵，为静态数据矩阵；[t]矩阵累计计时矩阵，在设备端可通过单位时间t与[a]矩阵乘积累加操作实现。本发明的计算过程可在数据库中轻量化处理，无需更换智能电表等硬件设备，便可实现能耗建模与计算，为SMT产线精准在线能效优化技术、高保真物理空间‑孪生空间映射技术等核心技术领域研究提供基础，最终助力SMT产线能耗度量、预测、控制和孪生演化的实现。

技术领域

本发明是一种多粒度SMT产线能耗建模方法，隶属于能耗检测与能效控制领域。

背景技术

目前全球集成电路产业正进入重大调整变革期，美、日、韩以及部分欧洲国家都在不断追加对集成电路产业的研发与制造投入。加快推进新一代集成电路的技术研发与制造能力建设，发展高新技术，抢占新一代信息技术市场制高点已成为实现经济结构转型的重要举措之一。

集成电路封装基板又可称为IC封装基板(integrated circuit PackageSubstrate)，提供了芯片和组装电路板之间的电气互连，同时为芯片提供保护、机械支撑和散热通道，并正在承担更多的系统集成功能。表面贴装技术(Surface MountedTechnology，SMT)是在裸装基板上贴片，构建集成电路芯片的载体。

尽管地方政府对集成电路封装基板制造业大力支持，推进SMT产业，但项目组对市内及周边地区企业调研发现，SMT技术业已成熟，但国内外竞争激烈，如何实现节能降耗，进一步压缩工艺成本，提高单位产品能效是该行工业积极探索的问题，为集成电路及相关产品的研发、生产提供了新的契机，抢抓新一轮发展机遇，增强产品竞争力，推动产业实现跨越式发展，是当前SMT行业面临的“卡脖子”问题。

据不完全统计，我国拥有离散制造系统和机械设备，世界保有量第一，能耗总量大，其能量利用率平均低于30％，欧美等国甚至认为实际制造所需能量仅需总耗能的15％。SMT封装系统作为典型的离散系统，主要工艺包含数控钻孔、电路互联孔化、贴感光膜、曝光、显影、蚀刻、剥膜、AOI光学检查、印刷油墨、表面处理、通断测试、补强/贴胶、冲切、封装/组装、功能性测试、外观检测等。通用半导体双面柔性SMT封装过程至少需要40道工序，生产流程长、加工设备种类多，能耗总量巨大，能效精细化管控研究意义非凡。

发明内容：

本发明提出一种多粒度SMT产线能耗建模方法，构建三元矩阵组，利用实时属性、功率和累计计时，实现SMT设备能耗、工艺能耗、产线能耗、订单能耗、车间或企业能耗的实时能耗、状态能耗与运行总能耗的建模与计算。

首先构建属性attribution矩阵(表示为[a]矩阵)，矩阵为[total×3]阶矩阵，矩阵为total维横向量，表示参与能量流建模的total台设备；矩阵的3维列向量表征设备的三种状态，分别表征启动＝starting，休眠＝dormant，工作状态＝working。[a]矩阵如下所示：

表示SMT产线n设备i在启动阶段的布尔属性，“0”表征未处于工作状态，“1”表征处于工作状态；表示SMT产线n设备i在休眠阶段的布尔属性，“0”表征未处于休眠状态，“1”表征处于休眠状态；表示示SMT产线n设备i在工作阶段的布尔属性，“0”表征未处于工作状态，“1”表征处于工作状态。互斥且可同时为“0”，此时表征停机状态。

其次，构建功率power矩阵(表示为[p]矩阵)和计时timer矩阵(表示为[t]矩阵)