探索基于离散事件仿真的半导体生产系统建模与调度算法研究

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1、上海交通大学硕士学位论文基于离散事件仿真的半导体生产系统建模与调度算法研究姓名：孔振强申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：吕勇哉20060101基于离散事件仿真的半导体生产系统建模与调度算法研究摘要半导体制造系统是公认的最复杂的生产系统之一。半导体晶圆生产调度与控制问题是比一般FlowShop和JobShop更复杂的第三类生产线控制问题。但由于半导体制造是高投资、高收益、高风险和竞争最为激烈的产业之一，对半导体生产线的建模与优化成为近年来学术界和工程界研究的热点。传统的运筹学优化方法很难求解这类NP-Hard问题，仿真

2、建模是解决这类问题的重要方法。因此本文围绕离散事件仿真方法解决半导体生产系统调度问题而展开。本文的主要工作如下：1.综述了近十年来半导体生产线的建模与调度研究现状,并讨论了各种方法的实现细节及可实用性。2.详细研究了离散事件动态系统，包括基本理论、仿真钟的推进及仿真策略、建模方法等。3.用VC++为开发工具，利用面向对象技术和离散事件仿真方法，基于SEMATECH的标准半导体晶圆生产数据，实现了半导体生产调度仿真系统，并对现有常用的多种调度和投料算法策略进行了仿真研究。4.对调度和投料算法进行交叉仿真试验，并在对仿真结果分析的基础上，

3、分析了现有调度算法的优缺点和实用场合，并提出了自己的一些改善意见。关键词：调度；离散事件动态系统；可重入；调度策略；投料策略；仿真；建模。上海交通大学硕士学位论文STUDIESONDEDSBASEDMODELINGANDSCHEDULINGALGORITHMSFORSEMICONDUCTORWAFERFABRICATIONAbstractSemiconductorWaferFabrication(FAB)systemisoneofthemostcomplexmanufacturingsystems.Theshopfloorreal-t

4、imedispatchandcontrolofsemiconductorwaferFABaremorecomplexthantraditionalflowshop&jobshopcontrolproblemsinmanufacturing.Asthehugecapitalinvestment,highreturns,highriskandseriouscompetitionofthesemiconductorindustryintheglobalmarketplace,ithasbeenachallengeresearchanddev

5、elopmentsubjectinacademicandindustrialsocietiestodevelopagoodFABmodelandrealisticoptimizationstrategies.ItishardtosolveanNP-Hardproblembyconventionaloperationsresearchmethods.Thediscreteeventdynamicsimulation(DEDS)hasbeenoneofthemostimportantmeasurestosolvesuchkindofpro

6、blems.Thispaperfocusesonsolvingschedulingproblemsforsemiconductorwaferfabricationwithdiscreteeventsystemsimulationmethod.Themainworkinthispaperisasfollow:1.Presentsareviewofresearchinproductionmodeling,planningandschedulinginwaferfabricationuptodate,discussthespecificat

7、ionsandapplicabilityofthevariousapproaches.2.Givesadetailedstudyondiscreteenentdynamicsystem，includebasicmethodology,howtoadvancethesimulationclock,thecommonprocedure,simulationpolicyandmodelingmethods,etc.zqkong@sjtu.edu.cnPageI上海交通大学硕士学位论文3.Developsadiscreteeventsemic

8、onductorschedulingsoftwarebasedonthepublishedSEMATECHbenchmarkdatasetsrepresentinganumberoffabmodelswithanObje