CN104252654A - 设备断供排程系统及方法 - Google Patents

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许磊
羌志良
程杰
杨颖�
尹俊
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Abstract

本发明公开了一种设备断供排程系统及方法。所述设备断供排程系统包括查询模块，用于查询与设备相关的信息；线性规划模块，用于依据由查询模块获得的数据，计算得到在设定期限中总产能损失情况；及输出模块，用于输出设备断供排程表。通过对厂区内所有设备（组）的设定期限的利用率预期，即每一设备每日计划产能和每一设备组对每日产能的权重，结合目前设备状态，即每一项断供事件、耗时、对设备组供货量的损失、以及容差范围，应用线性规划计算出优化的设备断供排程方案，从而能够尽可能的减少断供对生产线的影响，进而提高生产效率，缩短生产周期。

Description

设备断供排程系统及方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种设备断供排程系统及方法。
背景技术
由于半导体生产制造的复杂性和精密性，其制造设备也是极为复杂多样，且必须定期维护检测以确保设备的各项指标都在设定范围内，以避免出现严重错误。
然而，目前在安排半导体设备进行保养、测机、隐患消除等断供事件的时候，往往出现动作下去之后，因上游设备供货速率增长或者特定产品到达，而导致没有足够的机台可供使用，甚至对于特定产品根本没有可用机台的情况。这将严重的影响工厂设备的整体效率和生产周期，甚至影响到工厂出货，从而有损竞争力。
目前，一种常见做法是：由制造部下属各区专人对口工程部门，共同维护排程的电子表格，据此安排设备停工。维护方式主要为：由工程部门提供停工类目、时间以及该项目预计消耗的时间，然后由制造部对应人员据此填写该类目实施的日期。
但是，这种方式并不能足够有效的避免上述描述中提到的问题，这是由于制造部门判断的依据来自于该人员对于生产线的预计，而半导体制造过程的复杂度和变化度是超出人员的可控范围，同时不同区之间的相关设备项目往往不能一起考虑，因此制造部管理人员应对判断错误的方式基本上都是延期实施断供项目，而延期到设备容忍上限又会导致质量问题。
因此，目前的做法还有待改善，以避免或者减少可能对生产制造带来的损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设备断供排程系统及方法，以解决现有技术中在进行设备断供排程时可能对生产线产生影响的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种设备断供排程系统用于在设定期限中统筹安排设备进行保养维护，包括：
查询模块，用于查询与设备相关的信息；
线性规划模块，用于依据由所述查询模块获得的数据，计算得到在设定期限中总产能损失情况；
输出模块，用于输出设备断供排程表。
可选的，对于所述的设备断供排程系统，所述设备相关的信息包括：
在设定期限中设备的容差范围，在所述容差范围中的设备进行断供事件所需时间；
设备的分组方式；
设备的静态单位时间生产能力；及
设备组的每日产量需求；
其中所述设备组包括至少一台设备。
可选的，对于所述的设备断供排程系统，所述线性规划模块包括：
解空间，所述解空间为每一设备进行断供事件的许可日期，所述许可日期符合所述容差范围的要求；
约束条件，所述约束条件为每日每一设备组的剩余产量大于等于当日当设备组的产量需求；
目标函数，所述目标函数为总产能损失函数，定义为设定期限内每日产能损失之和，其中每日产能损失由各设备组加权求和而得。
可选的，对于所述的设备断供排程系统，所述剩余产量为所述设备组静态产量之和与进行断供事件导致产量损失之和的差，每一断供事件导致的产能损失为每一断供事件所需事件与进行断供事件的设备的静态单位时间生产能力的乘积。
可选的，对于所述的设备断供排程系统，所述每一设备组的每日产能的权重W为u/(1-u)，其中u为设备的平均利用率。
可选的，对于所述的设备断供排程系统，所述设备的平均利用率为设备每日跑货量除以每日计划产能。
可选的，对于所述的设备断供排程系统，所述设定期限为两周或者一个月。
相应的，本发明提供一种利用如上所述的设备断供排程系统获得设备断供排程的方法，包括：
计算每一设备的每日计划产能；
计算每一设备组对每日产能的权重；
计算每一设备的每一项断供事件、耗时、对设备组供货量的损失、以及容差范围；
建立规划求解方程，所述规划求解方程的解为每一台设备断供事件的计划日期；
得到最优解。
可选的，对于所述的设备断供排程的方法，所述规划求解方程的约束条件为每日每一设备组的剩余产能大于等于当日当设备组的产量需求；所述规划求解方程的优化方向为设定期限内总产能损失最小。
与现有技术相比，在本发明提供的设备断供排程系统及方法中，通过对厂区内所有设备（组）的设定期限的利用率预期，结合目前设备状态，应用线性规划计算出优化的设备断供排程方案，从而能够尽可能的减少断供对生产线的影响，进而提高生产效率，缩短生产周期。
附图说明
图1为本发明实施例的设备断供排程系统的方块图；
图2为本发明实施例的设备断供排程方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提供的设备断供排程系统及方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
首先请参考图1，本发明提供一种设备断供排程系统，所述设备断供排程系统1包括：
查询模块11，用于查询与设备相关的信息；具体的，所述与设备相关的信息包括：
在设定期限中设备的容差范围，即在设定期限中的哪个时间段中必须进行断供事件，在所述容差范围中的设备进行断供事件所需时间；设备的分组方式；设备的静态单位时间生产能力；及设备组的每日产量需求，所述设备组包括至少一台设备；在本发明中，所述设定期限主要依据设备的保养时限而定，例如是两个星期，或者是一个月，以便既能够满足设备的保养需求，又能够简化排程数据，便于获得最佳情况；
线性规划模块12，用于依据由查询模块11获得的数据，计算得到在设定期限中总产能损失情况；具体的，所述线性规划模块包括：
解空间，所述解空间为每一设备进行断供事件的许可日期，即在生产允许的情况下可以进行例如保养等断供事件的日期，所述许可日期符合所述容差范围的要求；
约束条件，所述约束条件为每日每一设备组的剩余产量大于等于当日当设备组的产量需求；所述剩余产量为所述设备组静态产量之和与进行断供事件导致产量损失之和的差，每一断供事件导致的产能损失为每一断供事件所需事件与进行断供事件的设备的静态单位时间生产能力的乘积。
目标函数，所述目标函数为总产能损失函数，定义为设定期限内每日产能损失之和，其中每日产能损失由各设备组加权求和而得，所述每一设备组的每日产能的权重W=u/(1-u)，其中u为设备的平均利用率，所述设备的平均利用率的计算方法为设备每日跑货量除以每日计划产能。
输出模块13，用于输出设备断供排程表。
请继续参考图1，所述查询模块11从服务器2处查询得到所述与设备相关的信息，所述服务器1包括但不限于例如MES系统、EAP系统、工业工程师数据库（IE database）等，之后将相关信息传递给线性规划模块12，通过各参数的限定及约束条件等，计算出设备断供事件的计划日期，并传递给输出模块13，以便形成设备断供排程表，此外，传递模块13还可以将设备断供排程表经过网络系统传送到工程部的各个部门，经由技术人员协同以对相关设备4进行维护保养等操作。
进一步的，考虑到设备断供事件需要工程部安排技术人员甚至由厂家的专业人员前来处理，为了避免在设备断供排程系统安排出排程表后，却由于人力限制不能够在设定日期进行断供事件，所述查询模块查询的与设备相关的信息还应当包括技术人员可用情况，即在设定期限中技术人员是否能够完成断供事件，这通常通过与相关部门的直接交流便可获知。
相应的，本发明提供一种利用如上所述的设备断供排程系统获得设备断供排程的方法，请参考图2，主要包括：
步骤S1：计算每一设备的每日计划产能；
步骤S2：计算每一设备组对每日产能的权重；
步骤S3：计算每一设备的每一项断供事件、耗时、对设备组供货量的损失、以及所述容差范围；
步骤S4：建立规划求解方程，所述规划求解方程的解为每一台设备断供事件的计划日期；其中，所述规划求解方程的约束条件为每日每一设备组的剩余产能大于等于当日当设备组的产量需求；所述规划求解方程的优化方向为设定期限内总产能损失最小；所述总产能损失的计算方法为：在设定期限内每日产能的损失之和，其中每日产能损失由各设备组加权求和而得，所述每一设备组的每日产能的权重W=u/(1-u)，其中u为设备的平均利用率，所述设备的平均利用率的计算方法为设备每日跑货量除以每日计划产能；
步骤S5：得到最优解。
上述设备断供排程的方法基本包含了生产中所应考虑的情况，能够最大程度上缩短生产周期，提高生产效率。需要说明的是，在有些情况下，可以视需要简化排程方法，例如已知断供事件不会对设定期限产生影响，则可仅针对每日计划产能进行调整，这既能够在一定程度上缩短生产周期，也能够降低或许排程表的难度。当然，为了达到最佳的提升效率，还须全局优化，即采用上文所述方法进行排程，这在大规模生产中能够获得更强劲的竞争力。
与现有技术相比，在本发明提供的设备断供排程系统及方法中，通过对厂区内所有设备（组）的设定期限的利用率预期，结合目前设备状态，应用线性规划计算出优化的设备断供排程方案，从而能够尽可能的减少断供对生产线的影响，进而提高生产效率，缩短生产周期。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种设备断供排程系统，用于在设定期限中统筹安排设备进行保养维护，其特征在于，包括：
查询模块，用于查询与设备相关的信息；
线性规划模块，用于依据由所述查询模块获得的数据，计算得到在设定期限中总产能损失情况；
输出模块，用于输出设备断供排程表。
2.如权利要求1所述的设备断供排程系统，其特征在于，所述设备相关的信息包括：
在设定期限中设备的容差范围，在所述容差范围中的设备进行断供事件所需时间；
设备的分组方式；
设备的静态单位时间生产能力；及
设备组的每日产量需求；
其中，所述设备组包括至少一台设备。
3.如权利要求2所述的设备断供排程系统，其特征在于，所述线性规划模块包括：
解空间，所述解空间为每一设备进行断供事件的许可日期，所述许可日期符合所述容差范围的要求；
约束条件，所述约束条件为每日每一设备组的剩余产量大于等于当日当设备组的产量需求；
目标函数，所述目标函数为总产能损失函数，定义为设定期限内每日产能损失之和，其中每日产能损失由各设备组加权求和而得。
4.如权利要求3所述的设备断供排程系统，其特征在于，所述剩余产量为所述设备组静态产量之和与进行断供事件导致产量损失之和的差，每一断供事件导致的产能损失为每一断供事件所需事件与进行断供事件的设备的静态单位时间生产能力的乘积。
5.如权利要求3所述的设备断供排程系统，其特征在于，所述每一设备组的每日产能的权重W为u/(1-u)，其中u为设备的平均利用率。
6.如权利要求5所述的设备断供排程系统，其特征在于，所述设备的平均利用率为设备每日跑货量除以每日计划产能。
7.如权利要求1所述的设备断供排程系统，其特征在于，所述设定期限为两周或者一个月。
8.一种利用如权利要求1～7任一项所述的设备断供排程系统获得设备断供排程的方法，其特征在于，包括：
计算每一设备的每日计划产能；
计算每一设备组对每日产能的权重；
计算每一设备的每一项断供事件、耗时、对设备组供货量的损失、以及容差范围；
建立规划求解方程，所述规划求解方程的解为每一台设备断供事件的计划日期；
得到最优解。
9.如权利要求8所述的设备断供排程的方法，其特征在于，所述规划求解方程的约束条件为每日每一设备组的剩余产能大于等于当日当设备组的产量需求；所述规划求解方程的优化方向为设定期限内总产能损失最小。
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