一種半導(dǎo)體生產(chǎn)線動態(tài)瓶頸分析方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體生產(chǎn)線動態(tài)瓶頸分析方法。首先，選取能夠表征瓶頸設(shè)備特性的關(guān)鍵參數(shù)作為瓶頸分析指標(biāo)；其次，從設(shè)備相對生產(chǎn)負(fù)荷、利用率及緩沖區(qū)隊列長度等角度，利用復(fù)合定義方法定量描述設(shè)備的綜合瓶頸度，并結(jié)合瓶頸判定機(jī)制識別瓶頸設(shè)備和獲取設(shè)備編號；再次，基于所述關(guān)鍵參數(shù)和瓶頸設(shè)備編號，利用增長修剪型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建半導(dǎo)體生產(chǎn)線瓶頸預(yù)測模型，并基于閉環(huán)控制思想動態(tài)修正網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；最后，使用單因子試驗法對影響瓶頸的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行分析，獲取瓶頸穩(wěn)定時參數(shù)的合理取值范圍；利用該方法能夠快速有效的識別瓶頸設(shè)備、預(yù)測下一時刻的瓶頸，并在關(guān)鍵參數(shù)動態(tài)影響情況下定量分析瓶頸漂移，為半導(dǎo)體生產(chǎn)線優(yōu)化調(diào)度奠定基礎(chǔ)。
【專利說明】一種半導(dǎo)體生產(chǎn)線動態(tài)瓶頸分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)線動態(tài)瓶頸分析方法，屬于半導(dǎo)體加工與自動化控制領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體生產(chǎn)線動態(tài)瓶頸分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體制造業(yè)是一個資金密集型的高科技產(chǎn)業(yè)，對經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略價值。在世界制造業(yè)中心向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移和我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展的大背景下，我國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展。為繼續(xù)保持我國半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良好勢頭和提升市場競爭力，不僅要擴(kuò)大規(guī)模而且要提高生產(chǎn)效率。而半導(dǎo)體生產(chǎn)線被認(rèn)為當(dāng)今最為復(fù)雜的制造系統(tǒng)，具有多重入、大規(guī)模、混合加工方式、多產(chǎn)品、不確定性等特點(diǎn)，其優(yōu)化調(diào)度問題成為學(xué)術(shù)界及工程界研究的熱點(diǎn)。瓶頸問題是半導(dǎo)體生產(chǎn)線優(yōu)化調(diào)度的關(guān)鍵問題，瓶頸設(shè)備成為了其制約系統(tǒng)產(chǎn)量、生產(chǎn)周期和制品水平的關(guān)鍵因素。因此，如何對瓶頸設(shè)備進(jìn)行有效地分析是半導(dǎo)體制造中提高其性能指標(biāo)的基本保證。
[0003]以往生產(chǎn)線優(yōu)化調(diào)度，均采用基于固定瓶頸的投料策略和派工規(guī)則控制生產(chǎn)。但半導(dǎo)體生產(chǎn)線不確定性等特點(diǎn)，導(dǎo)致了基于固定瓶頸的調(diào)度策略已不能滿足半導(dǎo)體生產(chǎn)線的生產(chǎn)要求。因此，需要對瓶頸設(shè)備進(jìn)行分析，掌握其漂移趨勢，使相應(yīng)的調(diào)度算法能適應(yīng)現(xiàn)代制造模式下的動態(tài)生產(chǎn)環(huán)境。目前，針對瓶頸的研究主要存在以下幾個方面的問題:(1)影響瓶頸的參數(shù)變量較多，對關(guān)鍵變量的選取直接關(guān)系到瓶頸設(shè)備分析的準(zhǔn)確性，而現(xiàn)有研究中缺乏對關(guān)鍵參數(shù)的選?。?2)在瓶頸預(yù)測方法上，大多采用基于數(shù)學(xué)分析和仿真技術(shù)的靜態(tài)預(yù)測，缺乏對工件種類、批次和設(shè)備故障等不確定性因素考慮；(3)基于固定瓶頸的調(diào)度方法，落后于瓶頸設(shè)備的變化，使得以固定瓶頸為中心制定的調(diào)度策略缺乏針對性，降低了生產(chǎn)控制的時效性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供了一種半導(dǎo)體生產(chǎn)線動態(tài)瓶頸分析方法，該方法綜合考慮了生產(chǎn)線上的信息，首先，利用設(shè)備的綜合瓶頸度結(jié)合瓶頸判定機(jī)制進(jìn)行瓶頸識別；然后，通過增長修剪型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對半導(dǎo)體生產(chǎn)線的下一時刻瓶頸進(jìn)行預(yù)測，并結(jié)合閉環(huán)控制思想動態(tài)修正網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；最后，使用單因子試驗法對影響瓶頸的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行定量分析；最終可以優(yōu)化生產(chǎn)線的參數(shù)設(shè)定、指導(dǎo)生產(chǎn)調(diào)度、提高生產(chǎn)性能指標(biāo)。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種半導(dǎo)體生產(chǎn)線動態(tài)瓶頸分析方法，該方法包括以下步驟:1、確定影響瓶頸設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)；2、數(shù)據(jù)預(yù)處理；3、設(shè)備綜合瓶頸度；4、構(gòu)建瓶頸設(shè)備預(yù)測模型；5、基于閉環(huán)控制思想動態(tài)修正模型；6、基于單因子試驗法的瓶頸分析。
[0006]如圖1所示，該半導(dǎo)體生產(chǎn)線動態(tài)瓶頸分析方法各個步驟的詳細(xì)操作過程如下。
[0007]1、確定影響瓶頸設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)。
[0008]1.1設(shè)備故障間隔時間、設(shè)備故障平均修復(fù)時間、設(shè)備平均加工時間、在制品水平(WIP)、投料策略貼現(xiàn)負(fù)載度(FDW);其中，F(xiàn)DW定義如下:
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體生產(chǎn)線動態(tài)瓶頸分析方法，其特征在于:該半導(dǎo)體生產(chǎn)線動態(tài)瓶頸分析方法包括以下步驟:(1)確定影響瓶頸設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)；(2)數(shù)據(jù)預(yù)處理；(3)設(shè)備綜合瓶頸度；(4)構(gòu)建瓶頸設(shè)備預(yù)測模型；(5)基于閉環(huán)控制思想動態(tài)修正模型；(6)基于單因子試驗法的瓶頸分析；該半導(dǎo)體生產(chǎn)線動態(tài)瓶頸分析方法各個步驟的詳細(xì)操作過程如下，(1)確定影響瓶頸設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)；(1.1)設(shè)備故障間隔時間、設(shè)備故障平均修復(fù)時間、設(shè)備平均加工時間、在制品水平即WIP、投料策略貼現(xiàn)負(fù)載度即FDW ;其中，F(xiàn)DW定義如下
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體生產(chǎn)線動態(tài)瓶頸分析方法，其特征在于:所述步驟(3)從設(shè)備相對生產(chǎn)負(fù)荷、利用率及緩沖區(qū)隊列長度角度，利用復(fù)合定義方法定量描述設(shè)備的綜合瓶頸度，并結(jié)合瓶頸判定機(jī)制識別瓶頸設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體生產(chǎn)線動態(tài)瓶頸分析方法，其特征在于:所述步驟(4)利用增長修剪型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建半導(dǎo)體生產(chǎn)線瓶頸預(yù)測模型，通過傅立葉變換的敏感度分析方法計算隱含層神經(jīng)元敏感度的大小，判斷其存在的合理性，刪除或分裂不合理的隱含層神經(jīng)元以實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，繼而對網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練直至其結(jié)構(gòu)與參數(shù)均符合預(yù)期規(guī)定的要求。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體生產(chǎn)線瓶頸分析方法，其特征在于:所述步驟(6)利用單因子試驗方法分析瓶頸，定量分析關(guān)鍵參數(shù)對生產(chǎn)線瓶頸設(shè)備的影響；為實現(xiàn)利用單因子試驗法定量分析瓶頸，采用統(tǒng)計數(shù)學(xué)知識對各種歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確定各種參數(shù)之間的連帶關(guān)系，得到主變參數(shù)對瓶頸漂移的獨(dú)立貢獻(xiàn)能力；利用條件概率函數(shù)定量描述參數(shù)間的這種連帶關(guān)系，將由主變參數(shù)改變而引起其他參數(shù)的變化影響折算到主變參數(shù)，實現(xiàn)單參數(shù)定量分析 瓶頸。
【文檔編號】G05B19/418GK103676881SQ201310686851
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】曹政才, 邱明輝, 李博, 王炅, 劉雪蓮 申請人:北京化工大學(xué)