[发明专利]基于封闭环的可重入多机批处理调度装置及方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及重入生产线的调度，尤其涉及一种用于可重入生产线的多机平行批处理调度装置及调度方法。

背景技术

可重入生产线是在上世纪80年代末90年代初，由美国Kumar教授针对半导体芯片、胶卷等行业的生产特点而提出的概念，并将其列为有别于Flow-shop（流线型车间）和Job-shop（单件型车间）的第三类生产线，即未完成产品沿着生产线进行传送时，有可能数次访问同一个工作台。批处理是指在不超过工作台的最大加工能力时，一次可以加工多个未完成产品，每次实际加工多个未完成产品称为批（Batch）。如在可多重入的半导体芯片生产线中，炉管区等批处理机具有加工时间一般都大于非批处理机的加工时间，需要多层重入性加工，而且批处理机价格更昂贵等特性。半导体生产系统的瓶颈机一般为批处理机。可重入生产线的批处理机的合理调度控制成为调度与控制研究中的一个NP-hard问题，它制约着半导体制造系统的整体绩效，开展批处理机的合理调度控制研究对改善半导体芯片生产线的性能具有重要意义，一直是学术界与应用界的研究热点之一。

目前，从我国乃至各国的半导体芯片生产的情况看，设备更新和产品升级的速度非常快，生产线的调度方法研究远远跟不上其实际发展的需要。在半导体可重入生产线上，对于批处理生产过程调度，采用启发式算法较多，其中有的基于look-ahead（向前看）规模参数k，利用遗传算法求解，有的look-ahead自适应策略，利用等待下一工件到达算法、最小成本率算法等求解，但是两类算法的适用环境与实际生产线环境有差别，所以相当一部分具体的半导体芯片生产企业的批处理生产调度还是凭借人的经验来安排，并没有得到有效的优化的方法来支持，生产效率不高。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的技术问题，提供一种基于封闭环的可重入多机批处理调度装置及方法，克服了具有可重入特性的半导体芯片生产线的多机批处理动态实时调度过程中的分别基于look-ahead规模参数k和基于look-ahead自适应策略两类算法求解的局限性。

本发明具体解决其技术问题所采用的技术解决方案是：

一种基于封闭环的可重入多机批处理调度装置，研究对象是多机平行批处理设备和被调度的多种产品，要求批处理设备的产品重入是许可，产品动态到达，批处理机和上游设备之间产品停滞时间存在限制，包括七个子模块：数据初始化模块、遗传算法模块、自检策略模块(look-itself)、拉¹逻辑模块、拉²逻辑模块、推¹逻辑模块和推²逻辑模块。这七个子模块形成一个封闭环。

上述基于封闭环的可重入多机批处理调度装置的调度方法，包括步骤如下：

步骤1，初始化数据，收集被加工工件和批处理设备的实时信息；

步骤2，调度开始，生成触发事件；

步骤3，开始循环检查不同的产品族：产品族序号从1到所有的产品族；

步骤4，判断没有满批的工件，条件：某个产品族的实时被调度数量<允许被加工批的最大容量，如果条件满足，往下执行，如果条件不满足，跳转到步骤9；

步骤5，判断没有达到最小尺寸的可用批，条件：某个产品族的实时被调度数量<允许被加工批的最小限量，如果条件满足，往下执行，如果条件不满足，跳转到步骤7；

步骤6，执行拉²逻辑，主要是判断是返工还是拉动上游操作，再跳转到步骤11；

步骤7，执行拉¹逻辑,推¹逻辑，主要是判断是开始组批还是等待，如果条件满足，往下执行，如果条件不满足，跳转到步骤11；

步骤8，执行推²逻辑，主要是检查时间限制条件，如果条件满足，进行装载，如果条件不满足，不进行装载，再跳转到步骤11；

步骤9，执行遗传算法程序，主要生成优化调度顺次；

步骤10，执行自检策略(look-itself)，主要判断每个装载批的满批和时间限制情况，如果条件满足，进行装载，往下执行，如果条件不满足，跳转到步骤7；

步骤11，结束循环，完成所有产品族的批调度，完成触发事件；

步骤12，判断达到终止条件，如果条件满足，整个调度结束，如果条件不满足，跳转到步骤1。