带驻留与资源约束的多重入集束型晶圆制造设备群调度模型与算法研究

本项目旨在研究并解决一类带驻留与资源约束的多重入集束型设备群调度问题。针对集束型设备群的复杂性、驻留性、多重入性等特点，在分析其制造流程的基础上，建立调度问题域；在拓展和完善析取图的基础上，研究基于拓展析取图调度问题域的边界条件、约束条件及问题搜索空间的描述方法；为使调度模型能处理各种约束引起的调度冲突，进行基于时间约束事件图的调度冲突求解策略研究，解决此类调度问题的建模与算法设计的瓶颈；为了有效设计调度算法，研究基于约束规划与定向搜索技术的启发式算法，并通过仿真实验进行算法性能评价；最终通过开发调度原型系统，并对项目提出的理论及方法进行应用验证。因此，通过本项目的研究可拓展调度建模理论，丰富复杂系统调度算法设计方法，并对提高集束型晶圆制造设备群的整体效率以及生产管理水平有重要的理论意义和实际应用价值。

为了解决带驻留与资源约束的多重入集束型晶圆制造设备群调度建模问题，本项目进行了一系列的理论和实验研究，取得了以下研究成果：1)系统而全面地刻画了集束型设备群调度问题的特点，并分析了影响集束型设备群调度的若干因素，包括资源约束、驻留约束和晶圆流模式约束等。2）针对在多晶圆流模式下，单臂集束型设备群的建模与调度问题，首次将吸取图和驻留约束限制引入集束型设备群调度的问题域中，时间约束集的概念来进行描述，并建立了调度问题的非线性规划模型；提出了基于时间约束集（TCSB）的逐级回溯的启发式调度方法。3）在分析了单臂和双臂模型区别的基础上，针对双臂集束型设备群调度的特殊性和复杂性，建立了双臂集束型设备群调度问题的数学模型；提出了以时间约束集为核心基于SWAP策略的调度算法。该算法以TCSB算法为核心，以SWAP策略为基础，并首次提出用虚拟化的方法解决双臂集束型设备群的调度问题。4）研究了机械手搬运过程中预防与检测死锁算法，同时研究了集成内外层的高效启发式调度算法。5）进行了仿真的实验方法与仿真实验研究，对调度算法的有效性和实用性进行了评价。通过本项目的研究拓展了带驻留与资源约束的多重入集束型晶圆制造设备群调度建模理论，对提高我国半导体制造业的科学生产与管理水平具有重要的指导意义。