多組合設(shè)備的Petri網(wǎng)建模及優(yōu)化調(diào)度.pdf

1、分類號(hào)：UDC：密級(jí)：學(xué)校代號(hào)：11845學(xué)號(hào)：1120701014廣東工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文(工學(xué)博士)多組合設(shè)備的Petri網(wǎng)建模及優(yōu)化調(diào)度朱清華指導(dǎo)教師姓名、職稱：魚(yú)殛騏教授學(xué)科(專業(yè))或領(lǐng)域名稱：工些工程學(xué)生所屬學(xué)院：扭電工程堂院論文答辯日期：2Q!墨生魚(yú)且摘要摘要大規(guī)模半導(dǎo)體芯片制造中，晶圓尺寸越來(lái)越大而組合設(shè)備(clustertools)能提供單片晶圓加工功能，組合設(shè)備作為高度自動(dòng)化高效的集成制造系統(tǒng)在近二十多年得到廣泛應(yīng)用。

2、它由一個(gè)傳輸模塊(機(jī)械手)和若干個(gè)加工模塊組成。生產(chǎn)效率更高的多組合設(shè)備(multicluStert001)代表了近幾年組合設(shè)備發(fā)展的趨勢(shì)。它由多個(gè)組合設(shè)備通過(guò)緩沖區(qū)級(jí)聯(lián)形成線性或樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是最復(fù)雜的制造系統(tǒng)之一。因?yàn)榫彌_區(qū)模塊互連造成組合設(shè)備之間耦合，某個(gè)組合設(shè)備的生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間波動(dòng)可能會(huì)在其余組合設(shè)備中連鎖傳播，多個(gè)機(jī)械手難以同步協(xié)作。所以，多組合設(shè)備的調(diào)度給我們帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)?？紤]產(chǎn)業(yè)界普遍應(yīng)用的多組合設(shè)備的配置和運(yùn)行要求，本文

3、研究加工主導(dǎo)型單臂機(jī)械手、緩沖區(qū)容量為1的多組合設(shè)備的調(diào)度，并考慮了機(jī)械手移動(dòng)時(shí)間。對(duì)這種情況，已有研究表明，1晶圓周期調(diào)度不能達(dá)理論上生產(chǎn)節(jié)拍的下界值，而且發(fā)現(xiàn)多組合設(shè)備調(diào)度中存在最優(yōu)的肛晶圓調(diào)度，其最優(yōu)缸晶圓調(diào)度有時(shí)亦不能達(dá)生產(chǎn)節(jié)拍的下界值。而且已有研究沒(méi)有統(tǒng)一的模型能夠分析其運(yùn)行的三個(gè)階段：初始暫態(tài)過(guò)程，穩(wěn)態(tài)過(guò)程，和終止暫態(tài)過(guò)程。對(duì)這種配置的多組合設(shè)備，本文研究了其Petri網(wǎng)建模和最優(yōu)1晶圓周期調(diào)度問(wèn)題，主要完成了如下工作。用面

4、向資源的Petri網(wǎng)對(duì)多組合設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行建模，特別對(duì)機(jī)械手在卸載晶圓之前的等待事件進(jìn)行了分析。Petri網(wǎng)中引入顏色與受控機(jī)制解決了緩沖區(qū)的資源共享沖突，引入表示虛擬晶圓的特殊令牌，以統(tǒng)一的方式描述了多組合設(shè)備運(yùn)行的初始暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)和終止暫態(tài)三個(gè)階段。在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)得出單臺(tái)組合設(shè)備的生產(chǎn)節(jié)拍是模塊加工時(shí)間、機(jī)械手移動(dòng)／裝載晶圓／卸載晶圓時(shí)間和機(jī)械手等待時(shí)間的函數(shù)，揭示了機(jī)械手等待時(shí)間如何影響組合設(shè)備的生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間。研究了線性結(jié)構(gòu)多組合設(shè)