[发明专利]一种半导体生产线动态负荷均衡投料控制方法

权利要求书

1.一种半导体生产线动态负荷均衡投料控制方法，其特征在于，该方法利用基于极限学习机ELM的负荷均衡投料控制参数模型动态获取半导体生产线总负荷，以该半导体生产线总负荷为指导，采用负荷控制理论实现半导体生产线负荷均衡投料控制，该方法包括以下步骤：

1)构建负荷均衡投料控制参数模型，以生产线实时状态及投料信息作为所述负荷均衡投料控制参数模型的输入，动态获取半导体生产线总负荷TWL_total；

2)构建半导体生产线负荷均衡模型，根据半导体生产线总负荷TWL_total获得投料决策信息，包括工件优先级、投料触发机制和投料量；

所述负荷均衡投料控制参数模型的构建过程包括：

101)利用复杂制造系统生产调度仿真平台仿真获得原始样本集；

102)从所述原始样本集中筛选最优样本；

103)采用极限学习机ELM方法建立负荷均衡投料控制参数模型，并利用所述最优样本对所述负荷均衡投料控制参数模型进行训练；

所述负荷均衡投料控制参数模型中，半导体生产线负荷采用折算负荷法进行度量，即设备k的折算负荷TWL_k表示为：

其中，表示设备k可加工工序的前道工序集，表示集合中每道工序h的在制品集合，PT_ik为工件i在设备k上的加工时间，PR_ik为工件i对设备k的折算因子，所述折算因子PR_ik的计算公式为：

其中，E_ik为工件i相对于设备k的上游设备集合，PC_m表示设备m的加工能力，TWL_m为设备m的负荷；

所述半导体生产线负荷均衡模型表示为：

其中，SI为半导体生产线负荷均衡系数，表征生产线负荷按生产线设备加工能力分布的状况；TWL_k为设备k的负荷；为半导体生产线设备负荷的平均值；n为半导体生产线设备总数；ω_k为设备k的约束权重，所述约束权重ω_k的计算公式为：

其中，util_k、util_j分别为设备k与j的利用率。

2.根据权利要求1所述的半导体生产线动态负荷均衡投料控制方法，其特征在于，所述筛选最优样本具体包括：

121)对原始样本集中的数据进行数据归一化；

122)对各样本进行性能评价，根据综合评价值筛选最优样本，所述综合评价值的表达式为：

其中，CI_j表示第j条样本的综合评价值，y(j,i)为第j条样本的第i维性能指标数据的评分，ω_i为第i维性能指标的权重。

3.根据权利要求1所述的半导体生产线动态负荷均衡投料控制方法，其特征在于，所述工件优先级的计算公式为：

其中，为工件i在一个计划周期内会被瓶颈设备加工的负荷；CR_i为工件i的临界比；

的计算公式为：

其中，为工件i在瓶颈设备的加工时间；代表工件i在计划周期内到达瓶颈设备的折算因子；

CR_i的计算公式为：

其中，d_i为工件i的预期交货期，CT_i为工件i的加工周期，T_now为当前时间。

4.根据权利要求1所述的半导体生产线动态负荷均衡投料控制方法，其特征在于，所述投料触发机制的触发条件包括：

a)瓶颈区在计划周期内产生饥饿状态；

b)存在紧急工件；

c)有加工区处于饥饿状态；

d)系统总负荷小于预期总负荷。

5.根据权利要求4所述的半导体生产线动态负荷均衡投料控制方法，其特征在于，所述瓶颈区在计划周期内产生饥饿状态是指：瓶颈区负荷小于阈值ω^B为瓶颈设备的约束权重。