CN115102965A - 用于半导体物料仓储设备的secsgem通讯转换系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换系统及方法，系统包括：仓储系统对接的上位系统层，用于接收仓储系统反馈的搬运信息和状态信息，以及发送业务命令和信息；服务层，所述服务层与所述仓储系统对接的上位系统层通讯连接，用于对所述仓储系统对接的上位系统层发送的业务命令和信息进行监听及分类整理，对不同类型的业务命令和信息分别进行逻辑判断，并执行对应操作，最后将执行结果上报至所述仓储系统对接的上位系统层。本发明可满足多种设备通讯兼容性，能够快速集成、降低运维成本。

Description

用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换系统及方法
技术领域
本发明涉及半导体制造过程中物料自动化仓储技术领域，具体涉及一种用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换系统及方法。
背景技术
随着集成电路在日常生活中的普遍应用，半导体产品的需求相对也大幅提升，为了满足集成电路的大量需求，大部分的半导体制造企业都以提高产能及合格率为优先目标。在半导体制造企业中，晶片通常是采用批量的搬运方式，然而通过人力搬运不仅效率低，也容易发生危险、且搬运过程中存在芯片污染、芯片碰撞破碎等不确定因素。为解决人工搬运所带来的风险及不确定因素，自动物料搬运系统(AMHS：Automatic MaterialHandling System)应运而生，并且已经广泛应用在半导体制造行业中。
自动物料搬运系统(AMHS)又包括自动仓储柜(STOCKER)、工业搬送机器人(如自动导航车，即AGV；工程间搬送小车等)及相关控制系统，这些系统都与物料控制系统(MCS：Material Control System)进行交互，针对不同功能设备有不同的通讯内容。在半导体制造业中，目前国内外的设备自动化联网通讯协议均基于国际半导体设备与材料协会(SEMI)制定的连接性标准SECSGEM协议，但是每种设备的系统都要客制化，做到兼容多种设备要造成很大的开发成本和运维成本，并且开发周期长、实施成本和学习成本高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换系统及方法，以达到满足多种设备通讯兼容性、快速集成、降低运维成本的目的。
本申请提供以下技术方案：一种用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换系统，包括：
仓储系统对接的上位系统层，用于接收仓储系统反馈的搬运信息和状态信息，以及发送业务命令和信息；
服务层，所述服务层与所述仓储系统对接的上位系统层通讯连接，用于对所述仓储系统对接的上位系统层发送的业务命令和信息进行监听及分类整理，对不同类型的业务命令和信息分别进行逻辑判断，并执行对应操作，最后将执行结果上报至所述仓储系统对接的上位系统层。
根据本申请实施例的一种实施方式，所述服务层包括：
状态管理模块，用于采集所述业务命令和信息中的状态，所述状态包括仓储系统的控制命令、仓储系统中的存储状态以及仓储系统的报错状态，并实时进行状态的切换变更和推送；
问询类消息模块，用于处理所述业务命令和信息中的问询类消息，所述问询类消息包括仓储设备主动问询的存储货位消息和仓储系统在线消息；
控制类消息传递模块，用于处理所述业务命令和信息中的控制类消息，所述控制类消息包括仓储系统中货位搬运的控制消息，以及远程控制仓储系统进行状态切换的控制消息；
事件上报模块，用于对所述状态管理模块、所述问询类消息模块和所述控制类消息传递模块中的消息进行统一管理，并进行消息数据的上报；
接收消息反馈模块，用于对所述仓储系统对接的上位系统层发送的业务命令和信息进行监听，并将监听到的业务命令和信息反馈至所述状态管理模块。
根据本申请实施例的一种实施方式，所述服务层还包括：
连接控制模块，用于对所述仓储系统对接的上位系统层和服务层之间的通信状态进行管理。
根据本申请实施例的一种实施方式，所述问询类消息模块在处理问询类消息时，待调用端写入所需数据后，进行消息数据的格式拼装，最终发送给所述仓储系统对接的上位系统层。
根据本申请实施例的一种实施方式，所述控制类消息传递模块在处理控制类消息时，首先进行消息解析和拆分，再反馈至调用端，当调用端处理完成后，再次进行消息数据的格式拼装并发送至所述仓储系统对接的上位系统层。
根据本申请实施例的一种实施方式，所述的SECSGEM通讯转换系统还包括：
通讯层，所述服务层与所述仓储系统对接的上位系统层通过所述通信层建立通讯连接。
根据本申请实施例的一种实施方式，所述的SECSGEM通讯转换系统还包括：
数据层，用于将所述服务层与所述仓储系统对接的上位系统层之间相互传输的信息进行整合，并找出信息数据差异点，同时进行数据同步。
根据本申请实施例的一种实施方式，所述仓储系统对接的上位系统层包括MCS系统、EAP系统、MES系统。
本申请实施例还提供一种用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换方法，包括：
仓储系统对接的上位系统层接收仓储系统反馈的搬运信息和状态信息后，向服务层发送业务命令和信息；
服务层对所述仓储系统对接的上位系统层发送的业务命令和信息进行监听及分类整理，对不同类型的业务命令和信息分别进行逻辑判断，并执行对应操作，最后将执行结果上报至所述仓储系统对接的上位系统层。
根据本申请实施例的一种实施方式，所述服务层将监听到的业务命令和信息分为问询类消息和控制类消息，并分别进行处理；
所述问询类消息包括仓储设备主动问询的存储货位消息和仓储系统在线消息；
所述控制类消息包括仓储系统中货位搬运的控制消息，以及远程控制仓储系统进行状态切换的控制消息。
与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：本发明实施例可实现快速引用中间服务，集成多种设备与MCS通讯，使每个下层系统与通讯服务耦合度最低，便于系统维护，提升工作效率，降低运维和学习成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例的用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换系统架构；
图2是本发明实施例的用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
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发明，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换系统，包括：
仓储系统对接的上位系统层，用于接收仓储系统反馈的搬运信息和状态信息，以及发送业务命令和信息；
其中，所述搬运信息包括搬运目标，即，具体搬动哪个阁位的FOUP(Front OpeningUnified Pod前开式晶圆传送盒)；所述状态信息包括通过上位系统层来判断仓储系统的当前状态，包括了离线，在线等状态；所述业务命令包括所述搬运信息中的搬运目标、仓储系统的当前在线状态，以及搬运路线，从A位置搬运到B位置，搬运形式，包括通过上位系统层控制仓储系统与天车进行配合，还包括仓储系统可自行根据阁位信息以及当前的工序信息进行自动搬运、发送信息进行人工搬运，以及或与搬运机器人配合。
本实施例中，所述仓储系统对接的上位系统层也称半导体厂系统层，是指本实施例的SECSGEM通讯转换系统中对接的相关方，有MCS系统、EAP系统、MES系统，其负责接收和发送相关业务命令和信息。
通讯层，所述服务层与所述仓储系统对接的上位系统层通过所述通信层建立通讯连接。
通讯层是用于在该系统中与上位系统层建立一个通信的桥梁，通过socket通信技术进行所有信息的交互。
服务层，所述服务层与所述仓储系统对接的上位系统层通讯连接，用于对所述仓储系统对接的上位系统层发送的业务命令和信息进行监听，并对监听到的业务命令和信息进行分类整理，对不同类型的业务命令和信息分别进行逻辑判断，并执行对应操作，最后将执行结果上报至所述仓储系统对接的上位系统层。
具体地，本实施例中的服务层分为6大模块，分别为状态管理模块、问询类消息模块、控制类消息传递模块、连接控制模块、事件上报模块、接收消息反馈模块。由于本发明中此系统是针对半导体物料仓储系统消息转换进行的技术改进，由于行业内通讯消息过多而且数据格式特殊，所以本发明分为两大类消息模块，一个问询类消息模块，一个控制类消息传递模块；把所有由MCS系统、ERP系统主动发过来的消息，按照“可控制性”、“询问消息”进行整理，把传统的所有消息归纳为2种类型，进行消息传输和解析。
状态管理模块，用于采集所述业务命令和信息中的状态，所述状态包括仓储系统的控制命令、仓储系统中的存储状态以及仓储系统的报错状态，并实时进行在线和离线状态，以及工作模式的切换变更和推送，独立解决状态显示以及系统状态的模块管理。
问询类消息模块，是为了解决通讯信息消息太多以及结构不明确而创建的单独模块，只针对问询类的消息进行处理，因此只用于处理所述业务命令和信息中的问询类消息。
所述问询类消息包括仓储设备主动问询的存储货位消息，包括暂存时间、初始地、目的地，以及仓储系统在线消息。
控制类消息传递模块，是为了解决通讯消息太多，单独对控制相关的信息进行一个分类，因此只用于处理所述业务命令和信息中的控制类消息。
所述控制类消息包括仓储系统中货位搬运的控制消息，以及远程控制仓储系统进行状态切换的控制消息。
连接控制模块，用于对所述仓储系统对接的上位系统层和服务层之间的通信状态进行管理，可以进行通信连接的启用和关闭。
事件上报模块，用于对所述状态管理模块、所述问询类消息模块和所述控制类消息传递模块中的消息进行统一管理，并进行消息数据的上报；
接收消息反馈模块，主要处理接收消息后进行反馈给其他关联者，这样可对信息的回馈进行统一处理；具体是用于对所述仓储系统对接的上位系统层发送的业务命令和信息进行监听，并将监听到的业务命令和信息反馈至所述状态管理模块。
数据层，用于将所述服务层与所述仓储系统对接的上位系统层之间相互传输的信息进行整合，并找出信息数据差异点，同时进行数据同步，达到三方信息数据的统一。
本发明实施例为了解决多种设备通讯兼容性，开发一种通讯消息转换中间服务系统，该系统可采用C#开发语言，简单易用，并且符合SEMI协议。同时，本发明实施例的系统可以快速集成、降低运维和学习成本，采用模块分离方式进行开发，模块间低耦合高内聚性。
接下来，以半导体物料仓储设备-stocker设备的应用对本发明实施例详细说明。
作为半导体仓储设备，涉及到存储的功能是最主要的，因此在工厂作业车间，stocker(自动仓储柜)与工厂的上位系统，MCS(物料控制系统)系统等对接，由MCS系统派发存储任务给stocker系统，然后stocker系统内部把任务解析和转成本体机械相关的命令，再进行控制硬件进行搬运动作，达到存储的功能。
例如：MCS下发搬送任务，stocker进行存储的流程。
首先假如FOUP(前开式晶圆传送盒Front Opening Unified Pod)已经到达stocker自动口内口后，此时stocker系统则会主动发送消息至MCS，通知MCS系统FOUP已经到达，可以进行搬运了，此时“上报事件”为CarrierWaitIn，接下来MCS则会发送搬运命令“控制类消息传递”
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接下来是接收消息反馈模块进行命令解析；
当stocker通过本发明实施例的系统中“接收消息反馈”模块进行数据解析和拆解，然后将具体相应数据，例如：CARRIERID、SOURCE、DEST等数据解析后，然后转换成硬件可识别的命令，例如：00 00 00 0D 00 00 06 0C 00 00 04 92 AD 97 21 01 00，进行控制搬运到命令中所提的位置“10104”，完成该整体流程，此流程用到的系统层有：通讯层进行底层消息通讯和服务层中的事件上报、控制类消息传递、接收消息反馈。命令的收发、解析等过程均通过多层通信控制，效率及可靠性高。
如图2所示，本发明另一实施例还提供一种用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换方法，包括：
仓储系统对接的上位系统层接收仓储系统反馈的搬运信息和状态信息后，向服务层发送业务命令和信息；
其中，所述搬运信息包括搬运目标，所述状态信息包括仓储系统的当前在线状态，所述业务命令包括所述搬运信息中的搬运目标、仓储系统的当前在线状态，以及搬运路线和搬运形式；
服务层对所述仓储系统对接的上位系统层发送的业务命令和信息进行监听，并将监听到的业务命令和信息分为问询类消息和控制类消息，分别对不同类型的业务命令和信息分别进行逻辑判断，并执行对应操作，最后将执行结果上报至所述仓储系统对接的上位系统层。
以半导体设备自动仓储柜STK(STOCKER)为例子，具体流程而言，首先与所述仓储系统对接的上位系统层进行连接，如果连接失败会自动重新连接，如果连接成功，则进行下一步骤，进行监听通讯消息，如果监听失败则会自动重新监听，直到监听到消息为止，监听到的消息又分为：问询类消息和控制类消息两种，系统会根据这两种类型，进行不同逻辑判断；如上位问询类消息，此时应该等待调用者写入所需数据后，进行格式拼装，最终发送给仓储系统对接的上位系统层，完成本次任务；如果是控制类消息，首先进行消息解析和拆分，然后通知给调用者，当调用者处理完成后，再次拼装消息体进行发给仓储系统对接的上位系统层，完成次分支动作。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换系统，其特征在于，包括：
仓储系统对接的上位系统层，用于接收仓储系统反馈的搬运信息和状态信息，以及发送业务命令和信息；
服务层，所述服务层与所述仓储系统对接的上位系统层通讯连接，用于对所述仓储系统对接的上位系统层发送的业务命令和信息进行监听及分类整理，对不同类型的业务命令和信息分别进行逻辑判断，并执行对应操作，最后将执行结果上报至所述仓储系统对接的上位系统层。
2.根据权利要求1所述的用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换系统，其特征在于，所述服务层包括：
状态管理模块，用于采集所述业务命令和信息中的状态，所述状态包括仓储系统的控制命令、仓储系统中的存储状态以及仓储系统的报错状态，并实时进行状态的切换变更和推送；
问询类消息模块，用于处理所述业务命令和信息中的问询类消息，所述问询类消息包括仓储设备主动问询的存储货位消息和仓储系统在线消息；
控制类消息传递模块，用于处理所述业务命令和信息中的控制类消息，所述控制类消息包括仓储系统中货位搬运的控制消息，以及远程控制仓储系统进行状态切换的控制消息；
事件上报模块，用于对所述状态管理模块、所述问询类消息模块和所述控制类消息传递模块中的消息进行统一管理，并进行消息数据的上报；
接收消息反馈模块，用于对所述仓储系统对接的上位系统层发送的业务命令和信息进行监听，并将监听到的业务命令和信息反馈至所述状态管理模块。
3.根据权利要求2所述的用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换系统，其特征在于，所述服务层还包括：
连接控制模块，用于对所述仓储系统对接的上位系统层和服务层之间的通信状态进行管理。
4.根据权利要求2所述的用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换系统，其特征在于，所述问询类消息模块在处理问询类消息时，待调用端写入所需数据后，进行消息数据的格式拼装，最终发送给所述仓储系统对接的上位系统层。
5.根据权利要求2所述的用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换系统，其特征在于，所述控制类消息传递模块在处理控制类消息时，首先进行消息解析和拆分，再反馈至调用端，当调用端处理完成后，再次进行消息数据的格式拼装并发送至所述仓储系统对接的上位系统层。
6.根据权利要求1至5任一项所述的用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换系统，其特征在于，所述的SECSGEM通讯转换系统还包括：
通讯层，所述服务层与所述仓储系统对接的上位系统层通过所述通信层建立通讯连接。
7.根据权利要求1所述的用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换系统，其特征在于，所述的SECSGEM通讯转换系统还包括：
数据层，用于将所述服务层与所述仓储系统对接的上位系统层之间相互传输的信息进行整合，并找出信息数据差异点，同时进行数据同步。
8.根据权利要求1所述的用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换系统，其特征在于，所述仓储系统对接的上位系统层包括MCS系统、EAP系统、MES系统。
9.一种用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换方法，其特征在于，包括：
仓储系统对接的上位系统层接收仓储系统反馈的搬运信息和状态信息后，向服务层发送业务命令和信息；
服务层对所述仓储系统对接的上位系统层发送的业务命令和信息进行监听及分类整理，对不同类型的业务命令和信息分别进行逻辑判断，并执行对应操作，最后将执行结果上报至所述仓储系统对接的上位系统层。
10.根据权利要求9所述的用于半导体物料仓储设备的SECSGEM通讯转换方法，其特征在于，所述服务层将监听到的业务命令和信息分为问询类消息和控制类消息，并分别进行处理；
所述问询类消息包括仓储设备主动问询的存储货位消息和仓储系统在线消息；
所述控制类消息包括仓储系统中货位搬运的控制消息，以及远程控制仓储系统进行状态切换的控制消息。
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