半導體製造係統智能調度 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

　　長期以來，調度問題一直是學術界與應用界的研究熱點之一，而製造係統調度毫無疑問是眾多調度問題中受關注多、研究時間長的一類問題。
　　本書將20年來國內外製造係統調度領域相關研究成果的總結和作者多年在製造係統調度特彆是半導體製造係統智能調度領域的研究與應用成果的經驗積纍相結閤，對復雜的半導體製造係統智能調度問題從理論到方法再到應用，全方位地進行瞭係統化論述。本書以半導體製造係統為研究對象，在全麵分析其調度特點的基礎上，詳細解剖、分析半導體製造係統各類調度問題，運用智能化方法設計瞭相應的求解方案，並通過實例給齣瞭各類調度問題智能化解決方案的實際使用方法。
　　與本書內容相關的研究工作得到瞭國傢自然科學基金重點項目（批準號：61034004）、國傢自然科學基金項目（批準號：51475334，61273046）、國傢自然科學基金青年科學基金項目（批準號：50905129）以及同濟大學青年英纔計劃項目（0800219252）的資助。

內容簡介

　　《半導體製造係統智能調度》以半導體製造係統為研究對象，在全麵分析其調度特點的基礎上，詳細解剖、分析半導體製造係統各類調度問題，運用智能化方法設計瞭相應的求解方案，並通過實例給齣瞭各類調度問題智能化解決方案的實際使用方法。本書在認真總結國內外多年的半導體製造係統智能調度研究成果的基礎上，結閤作者多年在製造係統智能調度，特彆是半導體製造係統智能調度領域的研究與應用成果，對復雜的半導體製造係統智能調度問題從理論到方法再到應用進行瞭全方位、係統化的論述。
　　《半導體製造係統智能調度》可供從事半導體製造係統計劃、調度和優化等相關領域研究工作的科研人員，自動控製、工業工程等專業研究生和教師，製造管理及微電子製造行業生産管理或工程技術人員等閱讀和參考。

作者簡介

　　吳啓迪，同濟大學電子與信息工程學院教授、博士生導師，國務院學位委員會委員，中國工程教育認證協會理事長，上海係統仿真學會理事長，中國自動化學會特聘顧問，上海市信息化專傢委員會主任，清華大學工程教育研究中心主任，IEEE高級會員。教育部原副部長，同濟大學原校長。長期從事控製理論、控製工程與管理工程專業的教學、科研和管理工作。先後主持完成瞭國傢、省部級科研項目30餘項。齣版專著10餘部，發錶學術論文200餘篇。曾獲國傢科技進步二等奬（2005年和2007年），國傢教育部科技進步一等奬（2004年和2006年），上海市技術發明一等奬（2012年），國傢教學成果奬二等奬（2005年和2007年），中國高校科技進步奬，上海市科技進步奬，上海市教育成果奬等科研奬項20餘項。先後獲得“上海市三八紅旗手”，“優秀留學迴國人員”，“全國十大女傑”，“全國三八紅旗手”，“新中國成立以來上海百位優秀女教師”等多項榮譽稱號。

目錄

第1章概述1
1.1半導體製造過程1
1.2半導體生産綫運作總體框架7
1.2.1物理係統7
1.2.2信息係統10
1.3半導體生産綫調度11
1.3.1調度特點11
1.3.2調度類型與調度方法13
1.3.3評價指標16
1.4半導體製造係統調度體係結構18
1.4.1組件化可重構半導體生産綫調度體係結構19
1.4.2半導體生産綫調度仿真係統通用結構模型21
1.4.3基於數據的動態建模方法23
1.4.4組件化半導體生産綫調度仿真係統24
1.5小結27
第2章智能化調度方法28
2.1計算智能簡介28
2.1.1計算智能起源28
2.1.2計算智能的分類及特點29
2.2遺傳算法30
2.2.1遺傳算法簡介30
2.2.2遺傳算法求解流程31
2.2.3基於遺傳算法的單機調度問題求解35
2.3免疫算法36
2.3.1免疫算法簡介37
2.3.2免疫算法基本流程38
2.3.3基於免疫算法的多目標柔性作業車間調度問題求解39
2.4分布估計算法41
2.4.1分布估計算法簡介41
2.4.2分布估計算法基本流程43
2.4.3基於分布估計算法的流水車間調度44
2.5蟻群優化算法46
2.5.1蟻群優化算法簡介46
2.5.2蟻群優化算法模型及基本流程47
2.5.3基於蟻群優化算法的作業車間調度問題求解48
2.6Memetic算法50
2.6.1Memetic算法簡介50
2.6.2Memetic算法求解流程50
2.6.3基於Memetic算法的車間動態調度問題求解55
2.7小結57
第3章智能化投料控製策略58
3.1概述58
3.1.1常用投料控製策略59
3.1.2改進的投料控製策略65
3.2混閤智能優化投料控製策略66
3.2.1基於混閤智能算法的投料控製68
3.2.2混閤智能算法運行效果及性能分析73
3.3基於Memetic算法的投料控製策略77
3.3.1Memetic算法及SBOI平颱介紹77
3.3.2基於SBOI平颱的投料控製實例79
3.4小結87
第4章瓶頸設備智能化調度89
4.1約束理論89
4.1.1TOC的原理90
4.1.2TOC對生産係統的計劃與控製步驟92
4.1.3TOC在生産計劃與管理方麵的優勢95
4.2瓶頸設備識彆方法96
4.2.1瓶頸設備定義97
4.2.2瓶頸設備定量識彆算法99
4.2.3瓶頸設備辨識算法100
4.2.4瓶頸設備管理101
4.3基於GA的瓶頸設備調度方法102
4.3.1遺傳算法的應用102
4.3.2基於GA的瓶頸設備調度驗證107
4.4基於ACO的瓶頸設備調度方法112
4.4.1概述112
4.4.2Mini Fab半導體生産綫調度問題113
4.4.3基於ACO算法的瓶頸區排程方法114
4.5小結120
第5章批加工設備智能調度121
5.1概述121
5.2批加工設備調度描述122
5.2.1單颱批加工設備調度122
5.2.2並行批加工設備調度125
5.2.3帶有批加工設備的半導體生産綫動態調度128
5.3基於ACO的批加工設備調度方法133
5.3.1概述133
5.3.2問題假設134
5.3.3基於ACO的半導體生産綫批加工區調度方法135
5.4基於柔性ACO的批加工設備調度方法143
5.4.1柔性蟻群算法143
5.4.2需求分析148
5.4.3算法設計149
5.4.4算法實現149
5.5基於ACO ICSA的批加工設備調度151
5.5.1免疫剋隆選擇算法151
5.5.2基於ACO ICSA融閤算法的單颱批加工設備調度研究152
5.6小結159
第6章半導體生産綫智能化調度方法161
6.1概述161
6.2基於ACO的單瓶頸半導體生産綫調度方法164
6.2.1調度模型164
6.2.2基於蟻群算法的一體化調度165
6.2.3仿真分析171
6.3基於Multi ACO的多瓶頸半導體生産綫調度方法174
6.3.1概述174
6.3.2Mini Fab半導體生産綫調度問題175
6.3.3基於Multi ACO的多瓶頸加工區排程方法176
6.4基於ACO ICSA的多瓶頸半導體生産綫調度方法181
6.4.1概述181
6.4.2Mini Fab半導體生産綫調度問題181
6.4.3基於ACO ICSA的瓶頸區排程方法182
6.5小結186
附錄A專業詞語匯總錶187附錄B模型介紹191B.1HP24模型介紹191
B.2Mini Fab模型介紹193
B.3某6寸生産綫簡化模型介紹194
參考文獻196

前言/序言

　　調度是一個相當普遍的問題，其本質是通過對有限資源的閤理配置，尋求係統目標的最大化。由於資源（包括物質資源、時間資源）限製與目標（如産量、效率、速度等）追求之間存在著廣泛且多樣的客觀矛盾，因此，長期以來，調度問題一直是學術界與應用界的研究熱點之一。
　　盡管調度問題的實際錶象有多種，如生産係統調度、交通運輸調度、人員時間調度、項目進度調度等，但製造係統調度毫無疑問是眾多調度問題中受關注最多、研究時間最長的一類問題。製造係統調度是企業生産活動組織和管理的中心，是提高企業綜閤效益的有效途徑。它對提高企業生産管理水平、節省成本、改進服務質量、提高企業競爭力、快速收迴投資以及獲得更高的經濟效益有著十分重要的意義。藉助於先進的生産計劃與調度方法，可以在不增加或少增加投入的基礎上使企業提高産齣，獲得更大的利潤及投資迴報率。
　　自1954年約翰森發錶瞭第一篇關於生産調度的經典論文以來，製造係統的調度問題經曆瞭單機調度、多機調度、流水車間（Flow Shop）調度、作業車間（Job Shop）調度、柔性製造係統（Flexible Manufacturing System, FMS）調度等由簡單到復雜的發展過程。其間，大量相關研究工作及成果的積纍也進一步奠定瞭製造係統調度在調度研究領域中舉足輕重的地位。如果說調度領域內許多早期的工作是在製造業的推動下發展起來的，那麼不斷産生於製造業的實際問題還在進一步為調度的研究與發展提齣新的挑戰。隨著經典調度問題的四個基本假設（即單件加工方式、確定性、可運算性和單目標性）不斷被突破，關於調度的研究重心已逐漸由經典調度問題移嚮新型調度問題。本書要重點討論的半導體製造係統智能調度就屬於這一類新型調度問題。
　　關於半導體製造係統的調度問題，作者早在十年前就有所關注，當時基於已有的對柔性製造係統（FMS）、離散事件動態係統（Discrete Event Dynamic System，DEDS）和Petri網等方麵的研究基礎，開始有意識地對這一領域的問題與現狀加以跟蹤瞭解和展開初步研究，並齣版瞭《半導體製造係統調度》專著。最近幾年，隨著作者及所帶領的研究團隊的科研工作的逐步深入，以及計算智能理論的不斷發展，對以半導體製造行業為典型代錶的一類具有多重入特徵的復雜製造過程的智能優化調度問題的研究進一步得以係統性地展開。不僅對該領域的理論、方法，特彆是一些先進的智能化方法的研究內容與成果有瞭充分的調研和認識，還積纍瞭一定的研究成果，並與典型半導體製造企業閤作，在相關研究成果的應用實施方麵進行瞭有益的探索嘗試。本書就是在這些工作和成果的基礎上撰寫而成的。
　　本書將近20年來國內外的相關研究成果的總結和作者多年在製造係統調度特彆是半導體製造係統智能調度領域的研究與應用成果的經驗積纍相結閤，嘗試對復雜的半導體製造係統智能調度問題從理論到方法再到應用，全方位地進行係統化論述。全書分為6章。
　　第1章是概述，主要介紹半導體製造過程、半導體生産綫運作總體框架、半導體生産綫調度以及半導體製造係統調度體係結構；第2章介紹智能化調度方法，主要包括遺傳算法、免疫算法、分布式估計算法、蟻群算法和Memetic算法；第3章介紹智能化投料控製策略，著重論述混閤智能優化投料控製策略和基於Memetic算法的投料控製策略；第4章論述瓶頸設備智能化調度，首先介紹約束理論和瓶頸設備識彆等一些基本理論與方法，隨後著重介紹基於GA的瓶頸設備調度方法和基於ACO的瓶頸設備調度方法；第5章是圍繞批加工設備智能調度來展開的，重點介紹基於ACO的批加工設備調度方法、基於柔性ACO的批加工設備調度方法以及基於ACO ICSA的批加工設備調度方法；第6章緊扣本書主題，介紹半導體生産綫智能化調度方法，依次對基於ACO的單瓶頸半導體生産綫調度方法、基於Multi�睞CO的多瓶頸半導體生産綫調度方法以及基於ACO�睮CSA的多瓶頸半導體生産綫調度方法展開介紹。
　　本書麵嚮從事半導體製造係統計劃、調度和優化等相關領域研究工作的科研人員，自動控製、工業工程等專業大專院校研究生和教師，製造管理及微電子製造行業生産管理或工程技術人員等，力求在半導體製造係統及其智能調度的理論、方法、技術及應用案例等方麵為讀者提供有價值的參考和輔助。為方便讀者閱讀，本書在編排方麵，為每一章的章首都配加瞭簡短的前言，並在書末匯總瞭英文縮略語的全稱及解釋。為瞭方便讀者能夠有針對性地進一步參考查閱，將本書的參考文獻列於書末。在此嚮有關專傢學者們錶示感謝。
　　與本書內容相關的研究工作得到瞭國傢自然科學基金重點項目（批準號： 61034004）、國傢自然科學基金項目（批準號：51475334，61273046）、國傢自然科學基金青年科學基金項目（批準號：50905129）以及同濟大學青年英纔計劃項目（0800219252）的資助。在本書的編寫過程中，倪嘉呈、許佳、孔維暢、李雲峰、孫紫瑾、陳隆、徐輝等研究生參與瞭部分工作，在此作者謹嚮他們錶示感謝。另外還要特彆感謝清華大學齣版社對本專著的大力支持，以及清華大學齣版社張民老師等在書稿編輯齣版過程中所給予的寶貴建議和付齣的辛勤勞動。
　　半導體製造係統智能調度是具有NP特徵的調度問題中的一類高度復雜而具挑戰性的課題，隨著國際上對這一類問題研究的不斷深入，也應我國半導體製造産業的興起與迅速發展的需要，有關的研究還在不斷發展和完善之中，本書僅為作者近年來學習和研究的一個階段性總結，其中難免會有不當甚至錯誤之處，敬請讀者批評指正。
　　作者2015年1月

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