晶圓制造車間整體式自動(dòng)化物料運(yùn)輸系統(tǒng)調(diào)度方法研究.pdf

1、由于能夠有效地縮短物料的搬運(yùn)時(shí)間，整體式的自動(dòng)化物料運(yùn)輸系統(tǒng)逐漸成為國(guó)內(nèi)外晶圓代工企業(yè)的首選。但是，與分離式的自動(dòng)化物料運(yùn)輸系統(tǒng)相比，在整體式的自動(dòng)化物料運(yùn)輸系統(tǒng)中，需要同時(shí)調(diào)度的小車及搬運(yùn)任務(wù)大量增加，小車的堵塞及沖突事件也更加頻繁，如何讓物料運(yùn)輸系統(tǒng)高效的運(yùn)行變得更加困難。因此，本課題以整體式的自動(dòng)化物料運(yùn)輸系統(tǒng)作為研究對(duì)象，希望通過(guò)深入研究整體式自動(dòng)化物料運(yùn)輸系統(tǒng)的調(diào)度方法，達(dá)到縮短晶圓的平均搬運(yùn)時(shí)間和平均等待時(shí)間的目標(biāo)。針對(duì)整體

2、式自動(dòng)化物料運(yùn)輸調(diào)度問(wèn)題的特點(diǎn)，本文從運(yùn)輸小車的派工及運(yùn)輸路徑規(guī)劃兩個(gè)角度對(duì)整體式自動(dòng)化物料運(yùn)輸系統(tǒng)的調(diào)度問(wèn)題展開研究，主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　1）研究了運(yùn)輸小車派工及運(yùn)輸路徑規(guī)劃的兩階段調(diào)度方法。在第一階段，以運(yùn)輸任務(wù)的搬運(yùn)時(shí)間之和最小為目標(biāo)，建立了運(yùn)輸小車實(shí)時(shí)調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，然后，基于改進(jìn)匈牙利算法建立了一種新的運(yùn)輸小車實(shí)時(shí)派工方法。在第二階段，針對(duì)運(yùn)輸小車的運(yùn)輸路徑規(guī)劃子問(wèn)題，則以離線最短運(yùn)輸路徑和實(shí)時(shí)交通信息為基礎(chǔ)，建

3、立運(yùn)輸路徑動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法。
　　2）建立了運(yùn)輸小車派工與路徑規(guī)劃的集成優(yōu)化模型。首先，以運(yùn)輸小車的最大搬運(yùn)時(shí)間最小為目標(biāo)，建立小車派工與運(yùn)輸路徑集成優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型。其中，小車的派工模型是主模型，而小車的運(yùn)輸路徑優(yōu)化模型是子模型。此外，通過(guò)分析自動(dòng)化物料運(yùn)輸系統(tǒng)中的運(yùn)輸小車、晶圓卡和運(yùn)輸順序等元素與并行機(jī)調(diào)度問(wèn)題的機(jī)器、工件和加工順序等的等價(jià)關(guān)系，指出小車的派工模型具有非等效并行機(jī)的特點(diǎn)。然后，從時(shí)間和空間兩個(gè)維度對(duì)運(yùn)輸小車的運(yùn)輸路徑

4、進(jìn)行描述，建立了描述小車運(yùn)輸過(guò)程的時(shí)空網(wǎng)絡(luò)模型。
　　3）研究了小車派工與路徑規(guī)劃集成的物料運(yùn)輸調(diào)度方法。結(jié)合運(yùn)輸小車派工問(wèn)題的特點(diǎn)，對(duì)蟻群優(yōu)化算法的搜索空間、信息素描述及搜索過(guò)程進(jìn)行了針對(duì)性的設(shè)計(jì)，進(jìn)而建立了基于蟻群優(yōu)化的運(yùn)輸小車派工方法?；谥髂Ｐ偷那蠼饨Y(jié)果生成運(yùn)輸小車的初始運(yùn)輸路徑，然后，結(jié)合描述運(yùn)輸過(guò)程的時(shí)空網(wǎng)絡(luò)模型檢測(cè)沖突的路段及時(shí)間點(diǎn)，最后通過(guò)迭代順序路徑生成啟發(fā)式規(guī)則建立最終的最優(yōu)運(yùn)輸路徑。
　　同時(shí)，通過(guò)仿真

5、實(shí)驗(yàn)對(duì)本文提出的模型和算法進(jìn)行了驗(yàn)證，并進(jìn)一步研究了不同的路徑規(guī)劃方法與派工方法結(jié)合所構(gòu)成的物料運(yùn)輸調(diào)度方法的性能差異及適用范圍，并深入分析了導(dǎo)致這些差異性的原因。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與文獻(xiàn)中的FEFS、LWT、RBD和HABOR等調(diào)度方法相比，本文提出的調(diào)度方法能夠更加有效地縮短晶圓的平均搬運(yùn)時(shí)間和平均等待時(shí)間。最后，以上海某晶圓制造企業(yè)為案例背景，設(shè)計(jì)開發(fā)了晶圓制造車間的自動(dòng)化物料運(yùn)輸調(diào)度原型系統(tǒng)。根據(jù)調(diào)研和分析得到的系統(tǒng)需求，完成了原型