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半导体生产线的控制与调度问题一直是学术界及工程界研究的热点,研究半导体生产线的一体化调度具有重要的经济和学术价值。蚁群优化算法是模拟蚁群觅食行为衍生而来的一种并行搜索算法,已在多种组合优化问题中得以成功运用。近年来,该算法在Job-Shop与Flow-Shop调度中有所应用,但由于半导体制造生产线调度的特殊复杂性,还未能成功运用于该问题求解。本文主要探索在半导体生产制造复杂环境下该理论的应用。
首先,介绍了半导体生产线,指出半导体制造生产线调度具有大规模,非零初始调度状态,设备负载不均衡,混合加工方式等特点,造成其调度问题具有特殊复杂性。其次,介绍了蚁群优化算法基本原理及其应用。
再次,在分析了半导体生产线特点以及蚁群优化算法原理和应用的基础上,分层次由浅入深展开研究。先针对半导体生产线中存在的批加工设备调度展开研究,提出考虑未来到达工件的单台批加工设备蚁群优化调度方法与并行批加工设备蚁群优化调度方法;然后以半导体生产线调度为对象,提出以瓶颈加工中心为核心的,基于蚁群优化算法的半导体生产线排程方法。该方法首先获得瓶颈加工中心排程方案,然后以其为约束,获得并行批加工设备排程方案,最后以前面的排程方案为约束,递推其他设备的排程方案,最终形成一体化调度方案。
最后,实现了基于蚁群优化算法的半导体生产调度仿真软件,整体功能是在.NET平台上实现的。利用该软件对基于蚁群优化算法的调度方案进行了验证,并与eM-Plant7.0上根据生产线建立的简单模型仿真进行对比,得到了满意的结果。