CN106033217B - 派工系统及派工方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种派工系统及派工方法。该派工系统包括用于输入生产工艺流程数据、历史生产数据和实时生产数据的输入模块；用于生产曲线计算和在制品产量权重值计算的计算模块；生产曲线为在给定设备组可用率的条件下产出速率和等待在制品数量的关系曲线，产量权重值为对下游设备组的生产曲线进行对相应等待在制品的数量求导计算后的导数值，并将同一设备组前的各个等待在制品的产量权重值由大到小进行排序以得到派工单，以及用于输出各个设备组的派工单的输出模块。本申请的技术方案从生产的全局性出发，实现了全局性生产优化策略的派工系统及其方法，继而使得生产的产量达到了最大化。

Description

派工系统及派工方法

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种派工系统及派工方法。

背景技术

半导体制造是当今最复杂的制造过程之一，具有不确定性、可重入流、混合加工、设备负载不均衡等明显区别于其它制造业的显著特点，是一典型的离散事件动态系统，因而给半导体生产线建模和优化调度带来极大的复杂性。

目前广泛采用的局部优化派工策略侧重点在于当站，通常使用的策略为先进先出，这样的派工策略仅仅局限在“本设备组”范围内，缺乏全局性考虑，对整个生产设备组的利用率并没有得到根本性的优化，从而使得派工单的派工滞后和产量下降，并出现大量设备组“窝工”的现象。针对上述问题，目前还没有有效的解决方法。

发明内容

本申请旨在提供一种派工系统及派工方法，以解决现有派工系统中派工单的输出只局限与单个设备组而缺乏全局化观念的技术问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一方面，本申请提供了一种派工系统，包括：输入模块，用于输入生产工艺流程数据、历史生产数据和实时生产数据；计算模块，包括生产曲线计算模块和在制品产量权重值计算模块；生产曲线计算模块根据历史生产数据计算生产系统中各个设备组的生产曲线，生产曲线为在给定设备组可用率的条件下产出速率和等待在制品数量的关系曲线；在制品产量权重值计算模块根据生产工艺流程数据和实时生产数据计算每个等待在制品对应于下游设备组的产量权重值，产量权重值为对下游设备组的生产曲线进行对相应等待在制品的数量求导计算后的导数值，并将同一设备组前的各个等待在制品的产量权重值由大到小进行排序以得到派工单；输出模块，用于输出各个设备组的派工单。

进一步地，历史生产数据为从MES取得的各个设备组在至少4个月以上的小时级别的等待在制品数量、产出数量和设备组可用率。

进一步地，设备组的生产曲线为：其中，V为产出速率，QWIP为历史生产数据中的所有等待在制品数量的平均值，u为设备组的平均利用率，A为历史生产数据中的设备组可用率的平均值。

进一步地，u＝MV/PeakMV，其中，MV为历史生产数据中的产出数量的平均值，PeakMV为历史生产数据中的产出数量的1/4分位值。

进一步地，在制品权重计算模块从MES实时查询获得实时生产数据，实时生产数据包括每个设备组前的各个等待在制品的数量，且在制品权重计算模块通过对生产曲线的相应等待在制品的数量进行求导后获得产量权重值。

根据本申请的另一方面，本申请提供了一种派工方法，包括以下步骤：

步骤S1、获取生产工艺流程数据、历史生产数据和实时生产数据；

步骤S2、根据历史生产数据计算生产系统中各个设备组的生产曲线，生产曲线为在给定设备组可用率的条件下产出速率和等待在制品数量的关系曲线；

步骤S3、根据生产工艺流程数据和实时生产数据计算每个等待在制品对应于下游设备组的产量权重值，产量权重值为对下游设备组的生产曲线进行对相应等待在制品的数量求导计算后的导数值，并将同一设备组前的各个等待在制品的产量权重值由大到小进行排序以得到派工单；

步骤S4、根据各个设备组的派工单进行派工。

进一步地，获取历史生产数据的步骤包括：从MES取得的各个设备组在至少4个月以上的小时级别的等待在制品数量、产出数量和设备组可用率，以作为历史生产数据。

进一步地，计算生产曲线的公式为：其中，V为产出速率，QWIP为历史生产数据中的所有等待在制品数量的平均值，u为设备组的平均利用率，A为历史生产数据中的设备组可用率的平均值。

进一步地，u＝MV/PeakMV，其中，MV为历史生产数据中的产出数量的平均值，PeakMV为历史生产数据中的产出数量的1/4分位值。

进一步地，获得产量权重值的步骤包括：从MES实时查询获得实时生产数据，实时生产数据包括每个设备组前的各个等待在制品的数量，且通过对生产曲线的相应等待在制品的数量进行求导后获得产量权重值。

进一步地，周期性执行步骤S1、步骤S2、步骤S3和步骤S4。

应用本申请的技术方案，本申请通过对输入模块中的生产工艺流程数据、历史生产数据和实时生产数据的处理，再通过计算模块计算出相应的生产曲线并对其求导数赋权重继而生成派工单并由输出模块输出，从而在当前设备组有两个或者两个以上下游设备组的时候，根据下游设备组目前所处的其生产曲线的位置来判断当前设备组到底是生产去哪个下游的产品，进而实现了全局性生产优化策略的派工系统及其方法，继而使得生产的产量达到了最大化。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请的派工系统的结构示意图；以及

图2示出了本申请的派工方法的流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

正如背景技术所述的现有技术中的派工方式缺乏全局优化策略的考虑，为了克服现有技术中存在的技术问题和实现全局优化派工并在相同时限内使得生产产量大幅上升的目的，根据本申请的一方面，提供了一种派工系统。如图1所示，该派工系统包括输入模块，用于输入生产工艺流程数据、历史生产数据和实时生产数据；计算模块，包括生产曲线计算模块和在制品产量权重值计算模块；生产曲线计算模块根据历史生产数据计算生产系统中各个设备组的生产曲线，生产曲线为在给定设备组可用率的条件下产出速率和等待在制品数量的关系曲线；在制品产量权重值计算模块根据生产工艺流程数据和实时生产数据计算每个等待在制品对应于下游设备组的产量权重值，产量权重值为对下游设备组的生产曲线进行对相应等待在制品的数量求导计算后的导数值，并将同一设备组前的各个等待在制品的产量权重值由大到小进行排序以得到派工单；输出模块，用于输出各个设备组的派工单。

本申请通过对输入模块中的生产工艺流程数据、历史生产数据和实时生产数据的处理，再通过计算模块计算出相应的生产曲线并对其求导数赋权重继而生成派工单并由输出模块输出，从而在当前设备组有两个或者两个以上下游设备组的时候，根据下游设备组目前所处的其生产曲线的位置来判断当前设备组到底是生产去哪个下游的产品，进而实现了全局性生产优化策略的派工系统及其方法，继而使得生产的产量达到了最大化。

在本申请中的一种优选实施例中，历史生产数据为从MES取得的各个设备组在至少4个月以上的小时级别的等待在制品数量、产出数量和设备组可用率。

在本申请中的数据采集中，如果是对于没有4个月的的历史数据也可以采用所具有的基本数据进行采集。对于所采集的数据越真实、时限越久和越精确，则得到的上产曲线越趋于合理，时限可以以分钟计也可以小时计。

本申请中的设备组的生产曲线为：其中，V为产出速率，QWIP为历史生产数据中的所有等待在制品数量的平均值，u为设备组的平均利用率，A为历史生产数据中的设备组可用率的平均值。

本申请中的设备组的平均利用率u＝MV/PeakMV，其中，MV为历史生产数据中的产出数量的平均值，PeakMV为历史生产数据中的产出数量的1/4分位值。

在制品权重计算模块从MES实时查询获得实时生产数据，实时生产数据包括每个设备组前的各个等待在制品的数量，且在制品权重计算模块通过对生产曲线的相应等待在制品的数量进行求导后获得产量权重值。

本申请还提供了一种自动化生产系统，包含上游生产模块，第一下游生产模块，第二下游生产模块，控制模块，控制模块根据第一下游生产模块和第二下游生产模块的当前生产数据，确定所述上游生产模块按照第一上游运行参数或第二上游运行参数运行，所述第一上游运行参数用于生产向所述第一下游生产模块输送的第一在制品，所述第二上游运行参数用于生产向所述第二下游生产模块输送的第二在制品。

根据本申请的另一方面，为了能够很好的实现全局化优化派工的策略，本申请提供了一种派工方法，具体派工流程如图2所示，包括以下步骤：步骤S1：获取生产工艺流程数据、历史生产数据和实时生产数据；步骤S2：根据历史生产数据计算生产系统中各个设备组的生产曲线，生产曲线为在给定设备组可用率的条件下产出速率和等待在制品数量的关系曲线；步骤S3：根据生产工艺流程数据和实时生产数据计算每个等待在制品对应于下游设备组的产量权重值，产量权重值为对下游设备组的生产曲线进行对相应等待在制品的数量进行求导计算后的导数值，并将同一设备组前的各个等待在制品的产量权重值由大到小进行排序以得到派工单；步骤S4：根据各个设备组的派工单进行派工。

上述派工方法通过对输入模块中的生产工艺流程数据、历史生产数据和实时生产数据的处理，再通过计算模块计算出相应的生产曲线并对其求导数赋权重继而生成派工单并由输出模块输出，从而在当前设备组有两个或者两个以上下游设备组的时候，根据下游设备组目前所处的其生产曲线的位置来判断当前设备组到底是生产去哪个下游的产品，进而实现了全局性生产优化策略的派工系统及其方法，继而使得生产的产量达到了最大化。

下面将更详细地描述根据本申请提供的派工方法的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

首先，执行步骤S1，即获取生产工艺流程数据、历史生产数据和实时生产数据。在本申请中的一种优选实施例中，获取历史生产数据的步骤包括：从MES取得的各个设备组在至少4个月以上的小时级别的等待在制品数量、产出数量和设备组可用率，以作为历史生产数据。

完成执行步骤S1之后，执行步骤S2，即根据历史生产数据计算生产系统中各个设备组的生产曲线，生产曲线为在给定设备组可用率的条件下产出速率和等待在制品数量的关系曲线。其中，优选地，计算生产曲线的公式为：其中，V为产出速率，QWIP为历史生产数据中的所有等待在制品数量的平均值，u为设备组的平均利用率，A为历史生产数据中的设备组可用率的平均值。

上述生产曲线中，优选地，u＝MV/PeakMV，其中，MV为历史生产数据中的产出数量的平均值，PeakMV为历史生产数据中的产出数量的1/4分位值。在本申请中所选取的历史生产数据中的产出数量分位值可以根据具体情况选取所需要的具体数值。

完成执行步骤S2之后，执行步骤S3，即根据生产工艺流程数据和实时生产数据计算每个等待在制品对应于下游设备组的产量权重值，产量权重值为对下游设备组的生产曲线进行对相应等待在制品的数量进行求导计算后的导数值，并将同一设备组前的各个等待在制品的产量权重值由大到小进行排序以得到派工单。

优选地，获得产量权重值的步骤包括：从MES实时查询获得实时生产数据，实时生产数据包括每个设备组前的各个等待在制品的数量，且通过对生产曲线的相应等待在制品的数量进行求导后获得产量权重值。

完成执行步骤S3之后，执行步骤S4，即根据各个设备组的派工单进行派工。在本申请提供的派工方法中，可以周期性执行步骤S1、步骤S2、步骤S3和步骤S4，从而实现设备组高效的工作，从而达到提高设备组的利用率和增加产量的目的。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

(1)本申请的技术方案从生产的全局性出发，实现了生产全局性优化的派工系统及其方法，使得各设备组的工作效率都得到极大的提高，从而实现了即使是在生产最复杂的半导体领域也能高效地、实时地实现派工单的输出及派工，从而达到了物尽其用、节约资源及一体化的生产模式。

(2)本申请从全局视觉入手，将各个设备组相互关联，设备组根据实时更新的数据进行产品的生产，生产的过程随着各设备组生产曲线的周期性变化而做出相应的周期性的变化。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种派工系统，其特征在于，所述派工系统包括：

输入模块，用于输入生产工艺流程数据、历史生产数据和实时生产数据；

计算模块，包括生产曲线计算模块和在制品产量权重值计算模块；

所述生产曲线计算模块根据所述历史生产数据计算生产系统中各个设备组的生产曲线，所述生产曲线为在给定设备组可用率的条件下产出速率和等待在制品数量的关系曲线；

所述在制品产量权重值计算模块根据所述生产工艺流程数据和所述实时生产数据计算每个等待在制品对应于下游设备组的产量权重值，所述产量权重值为对所述下游设备组的所述生产曲线进行对相应所述等待在制品的数量求导计算后的导数值，并将同一所述设备组前的各个所述等待在制品的所述产量权重值由大到小进行排序以得到派工单；

输出模块，用于输出各个所述设备组的所述派工单。

2.根据权利要求1所述的派工系统，其特征在于，所述历史生产数据为从MES取得的各个所述设备组在至少4个月以上的小时级别的等待在制品数量、产出数量和设备组可用率。

3.根据权利要求2所述的派工系统，其特征在于，所述设备组的所述生产曲线为： 其中，V为所述产出速率，QWIP为所述历史生产数据中的所有所述等待在制品数量的平均值，u为所述设备组的平均利用率，A为所述历史生产数据中的所述设备组可用率的平均值。

4.根据权利要求3所述的派工系统，其特征在于，u＝MV/PeakMV，其中，MV为所述历史生产数据中的所述产出数量的平均值，PeakMV为所述历史生产数据中的所述产出数量的1/4分位值。

5.根据权利要求1所述的派工系统，其特征在于，所述在制品权重计算模块从MES实时查询获得所述实时生产数据，所述实时生产数据包括每个所述设备组前的各个等待在制品的数量，且所述在制品权重计算模块通过对所述生产曲线的相应所述等待在制品的数量进行求导后获得所述产量权重值。

6.一种派工方法，其特征在于，所述派工方法包括以下步骤：

步骤S1、获取生产工艺流程数据、历史生产数据和实时生产数据；

步骤S2、根据所述历史生产数据计算生产系统中各个设备组的生产曲线，所述生产曲线为在给定设备组可用率的条件下产出速率和等待在制品数量的关系曲线；

步骤S3、根据所述生产工艺流程数据和所述实时生产数据计算每个等待在制品对应于下游设备组的产量权重值，所述产量权重值为对下游设备组的所述生产曲线进行对相应所述等待在制品的数量求导计算后的导数值，并将同一所述设备组前的各个所述等待在制品的所述产量权重值由大到小进行排序以得到派工单；

步骤S4、根据各个所述设备组的派工单进行派工。

7.根据权利要求6所述的派工方法，其特征在于，获取所述历史生产数据的步骤包括：从MES取得的各个所述设备组在至少4个月以上的小时级别的等待在制品数量、产出数量和设备组可用率，以作为所述历史生产数据。

8.根据权利要求7所述的派工方法，其特征在于，计算所述生产曲线的公式为： 其中，V为所述产出速率，QWIP为所述历史生产数据中的所有所述等待在制品数量的平均值，u为所述设备组的平均利用率，A为所述历史生产数据中的所述设备组可用率的平均值。

9.根据权利要求8所述的派工方法，其特征在于，u＝MV/PeakMV，其中，MV为所述历史生产数据中的所述产出数量的平均值，PeakMV为所述历史生产数据中的所述产出数量的1/4分位值。

10.根据权利要求6所述的派工方法，其特征在于，获得所述产量权重值的步骤包括：从MES实时查询获得所述实时生产数据，所述实时生产数据包括所述每个所述设备组前的各个等待在制品的数量，且通过对所述生产曲线的相应所述等待在制品的数量进行求导后获得所述产量权重值。

11.根据权利要求6至10中任一项所述的派工方法，其特征在于，周期性执行所述步骤S1、所述步骤S2、所述步骤S3和所述步骤S4。