專利名稱：一種批準備連續(xù)單處理的預(yù)測控制調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種批準備連續(xù)單處理的預(yù)測控制調(diào)度方法，屬于生產(chǎn)計劃與調(diào)度領(lǐng)域，特別是針對半導(dǎo)體后段制造過程中電鍍工序的高速電鍍線設(shè)備的調(diào)度控制而發(fā)明。
背景技術(shù)：
生產(chǎn)管理程度的高低決定著一個企業(yè)的直接運營效益，其主要包括三個階段:生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)調(diào)度和生產(chǎn)控制。其中生產(chǎn)調(diào)度是生產(chǎn)管理領(lǐng)域內(nèi)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其承接生產(chǎn)計劃的粗略安排，同時對生產(chǎn)車間的控制給定更詳細的生產(chǎn)安排。隨著制造業(yè)自動化信息程度的提高，生產(chǎn)調(diào)度也逐漸由曾經(jīng)的人工調(diào)度而轉(zhuǎn)為自動調(diào)度。自動調(diào)度一般來說都是在實際生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)控的基礎(chǔ)上進行的，其相比于人工調(diào)度而言，具有更全面、更有效的信息來源，同樣能夠做出更為合理有效的決策方案。本發(fā)明就是在自動調(diào)度提供全面及時信息的基礎(chǔ)上的調(diào)度方法。根據(jù)實際企業(yè)的生產(chǎn)場景來進行調(diào)度方法的研究是調(diào)度方法具有實用性及其可行的關(guān)鍵。本發(fā)明針對半導(dǎo)體封裝測試生產(chǎn)過程中的特定調(diào)度環(huán)境進行方法研究。半導(dǎo)體制造主要包括三個環(huán)節(jié):芯片設(shè)計、晶圓制造(前道)、封裝測試(后道)。在這三個階段中，芯片設(shè)計領(lǐng)域技術(shù)壁壘高，專業(yè)針對性高，一直由美國、日本等發(fā)達國家所壟斷；晶圓制造技術(shù)更新?lián)Q代快、生產(chǎn)資本昂貴、制造過程復(fù)雜，很難切入生產(chǎn)；而封裝測試則是這三層結(jié)構(gòu)中技術(shù)要求最低，同時也是勞動力最密集的一個領(lǐng)域。對于中國來說，半導(dǎo)體封裝測試是半導(dǎo)體企業(yè)最早向中國轉(zhuǎn)移的產(chǎn)業(yè)，同時也是中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重心。目前我國封裝測試產(chǎn)業(yè)正迎來前所未有的發(fā)展機遇。在半導(dǎo)體生產(chǎn)計劃與調(diào)度的研究方面，目前國內(nèi)的研究單位主要有同濟大學(xué)和清華·大學(xué)。同濟大學(xué)的喬飛等人主要是進行半導(dǎo)體前道晶圓制造的調(diào)度控制研究，其理論研究頗多，已發(fā)表相關(guān)專利、書籍、期刊文獻等近百篇，研究已經(jīng)頗為全面深入；清華大學(xué)的肖晶等人主要對半導(dǎo)體后道封裝測試生產(chǎn)的調(diào)度控制進行了研究，發(fā)表文章甚少，研究還不是很深入。雖然半導(dǎo)體后段制造過程相對比較簡單。但是其也具有自己的生產(chǎn)特點，如封裝類型繁多，生產(chǎn)過程中加工任務(wù)的流動形式發(fā)生變化，某些工序存在機器的改機，存有批準備連續(xù)單處理設(shè)備等等，這些問題的存在也使半導(dǎo)體后段制造調(diào)度不同于一般的調(diào)度問題。目前，專門針對半導(dǎo)體后段制造系統(tǒng)調(diào)度方面的研究甚少，國內(nèi)無論是期刊文獻還是發(fā)明專利都基本沒有。本單位已發(fā)表解決改機問題的“一種解決改機問題的分配限定調(diào)度方法”專利，本發(fā)明著重針對半導(dǎo)體后段制造過程中電鍍工序的批準備連續(xù)單加工設(shè)備而述一種調(diào)度方法。在專利“一種用于動態(tài)調(diào)度批處理任務(wù)的方法和裝置”中，中國銀聯(lián)股份有限公司提出將批處理任務(wù)序列化為由任務(wù)節(jié)點組成的流程，然后根據(jù)任務(wù)節(jié)點的信息動態(tài)進行調(diào)度。其主要針對的是計算機系統(tǒng)中的程序作業(yè)調(diào)度，不適用于車間作業(yè)調(diào)度。在文獻“基于混沌粒子群算法的單臺批加工設(shè)備調(diào)度”中，呂鐵鑫等提出了一種基于混沌粒子群算法的雙層調(diào)度方法來解決批加工設(shè)備的調(diào)度問題，其主要解決的是批準備批處理設(shè)備的調(diào)度問題，本發(fā)明則針對的是批準備連續(xù)單處理設(shè)備的調(diào)度問題。
批準備單連續(xù)處理是指生產(chǎn)任務(wù)只有達到一定批量后才能開動機器進行加工，但是加工時，并不是所有的生產(chǎn)任務(wù)一次性進行加工，而是生產(chǎn)任務(wù)單個連續(xù)不斷的上機加工，其為流水線的方式進行連續(xù)加工生產(chǎn)，如半導(dǎo)體后道封裝測試生產(chǎn)過程中的高速電鍍線設(shè)備。批準備批處理與批準備單處理的最主要的不同就是批準備單處理時，每個加工任務(wù)的開始加工時間和結(jié)束加工時間是不一樣的；而批準備批加工的所有屬于同一批處理的加工任務(wù)的開始加工時間和結(jié)束加工時間都是一樣的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種批準備連續(xù)單處理的預(yù)測控制調(diào)度方法，進行設(shè)備開機時間的提前預(yù)測，即未到達最小批量時，機器就可啟動開始進行加工，同時保證開機后能夠滿足最小加工批量的要求。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:一種批準備連續(xù)單處理的預(yù)測控制調(diào)度方法，包括以下步驟 :步驟1:將待加工任務(wù)集初始化為所有途經(jīng)本道工序的加工任務(wù)的集合，并將集合中的加工任務(wù)根據(jù)前道工序結(jié)束時間的先后順序進行排序；將可選空閑設(shè)備集初始化為本道工序的所有加工設(shè)備的集合；步驟2:如果可選空閑設(shè)備集是不為空，且待加工任務(wù)集中的加工任務(wù)總數(shù)N大于該加工企業(yè)設(shè)定的最小加工批量，在待加工任務(wù)集中選擇前~個加工任務(wù)置于批準備加工任務(wù)集中，從可選空閑設(shè)備集中選擇一臺空閑設(shè)備，將批準備加工任務(wù)集中的所有加工任務(wù)分配給該設(shè)備，根據(jù)前道工序結(jié)束時間的先后順序?qū)⑴鷾蕚浼庸と蝿?wù)集中的所有加工任務(wù)依次記為 步驟3:開始本道工序的加工,設(shè)π χ = JI丨，即X = I ;步驟4:將前道工序的結(jié)束時間‘ H賦給本道工序的起始加工時間3，計算本道工序的所有加工任務(wù)的起始加工時間&, j ;步驟5:對于各個加工任務(wù)π i，如果前道工序的結(jié)束加工時間/」:與本道工序的起始加工時間滿足
權(quán)利要求
1.一種批準備連續(xù)單處理的預(yù)測控制調(diào)度方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:將待加工任務(wù)集初始化為所有途經(jīng)本道工序的加工任務(wù)的集合，并將集合中的加工任務(wù)根據(jù)前道工序結(jié)束時間的先后順序進行排序；將可選空閑設(shè)備集初始化為本道工序的所有加工設(shè)備的集合； 步驟2:如果可選空閑設(shè)備集是不為空，且待加工任務(wù)集中的加工任務(wù)總數(shù)N大于該加工企業(yè)設(shè)定的最小加工批量A ，在待加工任務(wù)集中選擇前.個加工任務(wù)置于批準備加 ^ IlllIl^ IUlll工任務(wù)集中，從可選空閑設(shè)備集中選擇一臺空閑設(shè)備，將批準備加工任務(wù)集中的所有加工任務(wù)分配給該設(shè)備，根據(jù)前道工序結(jié)束時間的先后順序?qū)⑴鷾蕚浼庸と蝿?wù)集中的所有加工任務(wù)依次記為7rIA2Jf X'.； 步驟3:開始本道工序的加工,設(shè)π x = JI工，即X = I ; 步驟4:將前道工序的結(jié)束時間賦給本道工序的起始加工時間Sy，計算本道工序的所有加工任務(wù)的起始加工時間; 步驟5:對于各個加工任務(wù)i，如果前道工序的結(jié)束加工時間￡^,與本道工序的起始加工時間滿足
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種批準備連續(xù)單處理的預(yù)測控制調(diào)度方法，其特征在于，如果可選空閑設(shè)備集是為空，或待加工任務(wù)集中的加工任務(wù)總數(shù)N小于最小加工批量，則從待加工任務(wù)集中選擇前道工序最早結(jié)束的加工任務(wù)，并找出所有已分配設(shè)備在本道工序中已安排加工任務(wù)的結(jié)束時間巧&晚于η砠^在前道工序的結(jié)束時間 i且與接近的設(shè)備，將π early分配給該設(shè)備進行加工，從待加工任務(wù)中刪除該加工任務(wù) ^ early ; 如果待加工任務(wù)集為空，則結(jié)束本道工序的分配，進入下一道工序的分配；否則轉(zhuǎn)至步驟2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種批準備連續(xù)單處理的預(yù)測控制調(diào)度方法，其特征在于，所述本道工序的所有加工任務(wù)的起始加工時間通過公式(I)計算，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種批準備連續(xù)單處理的預(yù)測控制調(diào)度方法，其特征在于，在滿足公式(2)的情況下，連續(xù)任務(wù)分配到同一設(shè)備％上，呈連續(xù)流水線式加工，滿足后續(xù)加工作業(yè)的開始加工時間等于當前加工作業(yè)的結(jié)束加工時間，即連續(xù)單處理的加工模式。
全文摘要
本發(fā)明公開一種批準備連續(xù)單處理的預(yù)測控制調(diào)度方法，屬于生產(chǎn)計劃與調(diào)度領(lǐng)域。批準備連續(xù)單處理是指生產(chǎn)任務(wù)只有達到一定批量后才能開動機器進行加工，但是加工時，并不是所有的生產(chǎn)任務(wù)一次性進行加工，而是生產(chǎn)任務(wù)單個連續(xù)不斷的上機加工，其為流水線的方式進行連續(xù)加工生產(chǎn)，如半導(dǎo)體后道封裝測試生產(chǎn)過程中的高速電鍍線設(shè)備。本發(fā)明的目的在于提供一種提前預(yù)測的調(diào)度控制方法，進行設(shè)備開機時間的提前預(yù)測，即未到達最小批量時，機器就可啟動開始進行加工，同時保證開機后最小加工批量的滿足。不僅滿足了企業(yè)大型設(shè)備批量開機生產(chǎn)的要求，同時又達到了Makespan要求，加速了生產(chǎn)，縮短了生產(chǎn)周期。
文檔編號G05B19/418GK103246240SQ201210429270
公開日2013年8月14日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者史海波, 姚麗麗, 劉昶, 張詩珊 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所