专利名称：一种解决改机问题的限定分配调度方法
技术领域：
本发明涉及一种解决改机问题的限定分配调度方法，具体针对半导体后段制造过程中出现的由于不同封装外型可选设备相同、加工材料不同或者工夹具不同而导致的改机现象或者换产现象。
背景技术：
随着制造业自动化信息程度的提高，实施信息化的生产组织管理和优化决策成了制造业迅速发展的迫切需要。生产调度作为生产组织管理的一个关键模块，其安排的是否有效与合理直接影响企业的经济效益。目前，有关生产调度方面的研究在理论界已经达到鼎盛时期，尤其是近几年来，智能算法在排产调度过程中的应用，通过合理优化的调度方案能够使多个排产性能指标的实现。然而，由于实际企业中的产品种类多、设备数量大、生产约束规则复杂等原因往往导致理论上的这些所谓的先进算法不可行。根据企业的实际生产场景来进行调度方法的研究是实施可行排产系统调度的关键。本发明就是针对半导体生产过程中的特定调度环境进行方法研究。在半导体生产计划与调度的研究方面，目前国内的研究单位主要有同济大学和清华大学。尤其是同济大学的吴启迪、乔飞、李莉等人对半导体制造系统调度的研究颇深，发表或出版相关方面的期刊文献、发明专利、书籍很多。通过阅读其成果可知，他们主要是针对半导体前段制造系统的调度方法进行的研究。半导体前段制造指的是晶圆处理部分，后段指的是封装测试部分，这两个阶段一般在不同的企业生产。前道制造系统存在可重入调度问题，被理论界公认属于不同于Job-shop、Flow-Shop系统调度的第三类调度问题。目前半导体后段制造过程相对比较简单。但是其也具有自己的生产特点，如生产过程中加工任务的流动形式发生变化，由于不同的封装外型可共用设备而导致许多工序的设备存在换产现象等等。这些问题的存在也使半导体后段制造调度不同于一般的调度问题。目前，专门针对半导体后段制造系统调度方面的研究，无论是期刊文献还是发明专利都基本没有。本发明着重针对半导体后段制造过程中“改机现象”而描述一种调度方法。这里的“改机现象”又称为“换产现象”，指同一设备上更换加工品种的现象，这种现象常会导致设备上加工材料或者工夹具的更换，从而引起一定的时间及成本代价的产生。在文献“生产调度决策模型研究”中，卢向南提出采用与前一任务性质相近者优先的加工规则以降低换产成本。文献中并没有对该方法做详细的介绍，同时该方法也仅是以降低换产成本这个单一目标作为性能评价指标，并未考虑到资源利用均衡的问题。如果仅是考虑降低换产成本，则很可能导致严重的生产不平衡问题产生。在实际半导体生产运行中，由于加工半导体的设备价格昂贵，企业一般不允许设备空闲。为了提高设备利用率，现场调度人员一般不考虑改机成本问题，改机频率很高，从而造成生产时间和生产成本代价的大量产生
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种能够解决由于改机不合理而造成的时间、成本等代价的损失和设备利用不均衡问题，避免改机频繁现象的发生，同时又提高了设备整体利用率限定分配调度方法。本发明为实现上述目的所采用的技术方案是一种解决改机问题的限定分配调度方法，，用于调度半导体后段制造过程中的多个加工任务在多个加工设备中的工序，其特征在于，包括以下步骤步骤1 将待加工任务集初始化为途经本道工序的所有加工任务的集合，将未分配设备集初始化为本道工序的所有加工设备的集合；所述未分配设备集是未分配任何加工任务的设备；步骤2 从待加工任务集中，选择前道工序最早完工的加工任务π i，其加工条件为δ h，未分配设备集不为空，转到步骤3 ；未分配设备集为空，转到步骤4 ；步骤3 统计与加工条件Sh相同的设备总计数量 计算加工条件为5h的允许最大设备分配数量
权利要求
1.一种解决改机问题的限定分配调度方法，用于调度半导体后段制造过程中的多个加工任务在多个加工设备中的工序，其特征在于，包括以下步骤步骤1 将待加工任务集初始化为途经本道工序的所有加工任务的集合，将未分配设备集初始化为本道工序的所有加工设备的集合；所述未分配设备集是未分配任何加工任务的设备；步骤2 从待加工任务集中，选择前道工序最早完工的加工任务JIi,其加工条件为Sh，未分配设备集不为空，转到步骤3 ；未分配设备集为空，转到步骤4 ；步骤3 统计与加工条件δ h相同的设备总计数量；计算加工条件为δh的允许最大设备分配数量Yt/—i 'Sh ,Jyyth 1式中，Mj为第j道工序的设备总数，、，；表示满足加工条件δ h的加工任务i在第j道工序的加工时间，「/(jc)1表示f(x)的向上取整；如果/ <NSh，则从未分配设备集中选择一台设备分配给加工任务、进行加工，将该设备的加工条件设置为S h，同时将该设备从未分配设备集中删除；如果^Ngh，则从已分配加工条件Sh的设备中选择最早完工的设备分配给加工任务η i，从待加工任务集中删除加工任务η i，转至步骤5 ；步骤4 在满足加工条件δ h的设备集中选择最早结束加工任务的设备；在满足另一加工条件S other的设备集中选择最早结束加工任务的设备；如果满足mU 遍^(2)则将加工任务^分配给满足加工条件Sh的设备集中最早结束加工任务的设备；否则，将加工任务L分配给满足加工条件S。thCT的设备集中的最早结束加工任务的设备，进行改机生产，从待加工任务集中删除加工任务H i，转至步骤5 ；公式⑵中，表示已分配加工条件Sh的所有加工设备的最早结束时间；表示已分配加工条件S。thCT的所有加工设备的最早结束时间；Ry为工序j的改机时间；f表示代价因子，是将成本代价折合为时间代价的因子，f > 1，同样改机时间情况下，当改机成本代价较高时，则f较大；步骤5 检查待加工任务集是否为空，如果为空，则结束本道工序的分配，进入下一道工序的分配；否则，返回到步骤2。
2.根据权利要求1所述的一种解决改机问题的限定分配调度方法，其特征在于，所述步骤3中如果<NSh，则加工任务π 1在含有改机问题的工序j中的起始加工时间和结束加工时间为=五 ’广i(3)五U = ^M1J + tMlJ式中，I,，;表示加工任务H i在工序j的开始加工时间；^^表示加工任务H i在工序j的结束加工时间；、；表示加工任务JI i在工序j的加工时间；如果之N5h，则加工任务π 1在含有改机问题的工序j中的起始加工时间和结束加工时间为
3.根据权利要求1所述的一种解决改机问题的限定分配调度方法，其特征在于，所述步骤4中，如果满足公式0)，则加工任务、在含有改机问题的工序j中的起始加工时间和结束加工时间为公式(4)所示；如果不满足公式0)，则加工任务、在含有改机问题的工序j中的起始加工时间和结束加工时间为
4.根据权利要求2或3所述的一种解决改机问题的限定分配调度方法，其特征在于，所述在含有改机问题的工序j的设备Mk上的各个加工任务的起始加工时间和结束加工时间为
5.根据权利要求1所述的一种解决改机问题的限定分配调度方法，其特征在于，还包括改机提前预测，通过步骤4判断是否进行改机，当判断得知设备Mk需要进行改机时，则当设备Mk完成已分配的加工任务后就可以开始进行改机，无需等到下一加工任务到达后才开始改机，计算改机的开始时间为
全文摘要
本发明涉及一种解决改机问题的限定分配调度方法，具体针对半导体后段制造过程中出现的由于不同封装外型可选设备相同、加工材料不同或者工夹具不同而导致的改机现象或者换产现象。本发明包括步骤1初始化；步骤2未分配设备集不为空，转到步骤3；未分配设备集为空，转到步骤4；步骤3统计与加工条件δh相同的设备总计数量计算加工条件为δh的允许最大设备分配数量；步骤4对是否满足公式(2)的情况分别考虑；步骤5加工任务集为空，则结束本道工序的分配，进入下一道工序的分配；否则，返回到步骤2。本发明能够解决由于改机不合理而造成的时间、成本等代价的损失和设备利用不均衡问题；避免了改机频繁现象的发生；提高了设备整体利用率。
文档编号G05B19/418GK102393687SQ20111027378
公开日2012年3月28日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日
发明者刘昶, 史海波, 姚丽丽, 孙德厂, 韩忠华 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所