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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft automatisierte Fertigungsumgebungen und betrifft
insbesondere das Disponieren bzw. die zeitliche Ablaufsteuerung
in einer automatisierten Fertigungsumgebung.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Zunehmende
technologische Erfordernisse und die weltweite Nachfrage nach modernen
elektronischen Bauelementen haben zu einer noch nicht da gewesenen
Nachfrage nach komplexen integrierten Schaltungen im großen Umfange
geführt.
Der Wettbewerb in der Halbleiterindustrie erfordert, dass Produkte
in möglichst
effizienter Weise gestaltet, hergestellt und vermarktet werden.
Dies erfordert Verbesserungen in der Fertigungstechnologie, um mit
den schnellen Entwicklungen in der elektronischen Industrie Schritt
zu halten. Zur Erfüllung
dieser Forderungen werden viele technologische Fortschritte im Hinblick
auf Materialien und Verarbeitungsanlagen gemacht und es steigt auch
die Anzahl der Gestaltungsformen integrierter Schaltungen deutlich
an. Diese Verbesserungen erfordern auch eine effiziente Ausnutzung
von Rechnerressourcen und anderen modernsten Anlagen, um nicht nur
die Gestaltung und die Herstellung sondern auch das Disponieren, Steuern
und Automatisieren des Fertigungsprozesses zu unterstützen.
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Im
Hinblick auf die Herstellung gilt, dass integrierte Schaltungen
oder Mikrochips aus modernen Halbleiterbauelementen aufgebaut sind,
die zahlreiche Strukturen oder Strukturelemente enthalten, die typischerweise
einige Mikrometer groß sind.
Die Strukturelemente werden in lokalen Bereichen eines Halbleitersubstrats
angeordnet, und diese sind leitend, nicht leitend oder halbleitend
(diese werden in definierten Bereichen mit Dotierstoffen leitend
gemacht). Der Herstellungsprozess beinhaltet im Allgemeinen das
Bearbeiten einer Anzahl an Scheiben mittels einer Reihe von Fertigungsanlagen.
Jede Prozessanlage führt
einen oder mehrere von vier grundlegenden Operationen aus, die nachfolgend
detaillierter erläutert
sind. Die vier grundlegenden Operationen werden entsprechend dem
Gesamtprozess so durchgeführt,
dass schließlich
die fertiggestellten Halbleiterbauelemente erzeugt werden.
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Integrierte
Schaltungen werden aus Scheiben aus einem halbleitenden Substratmaterial
hergestellt. Während
des Fertigungsprozesses werden Materialschichten hinzugefügt, entfernt
und/oder behandelt, um integrierte elektrische Schaltungen zu schaffen,
die das Bauelement bilden. Die Fertigung umfasst im Wesentlichen
die folgenden vier grundlegenden Operationen:
Beschichten oder
Hinzufügen
dünner
Schichten diverser Materialien auf eine Scheibe, aus der ein Halbleiterbauelement
erzeugt wird;
Strukturieren oder Entfernen ausgewählter Bereiche
von hinzugefügten
Schichten;
Dotieren oder das Anordnen spezieller Mengen an
Dotierstoffen in ausgewählten
Bereichen der Scheibe durch Öffnungen
in den hinzugefügten
Schichten; und
Wärmebehandeln
oder Erwärmen
und Abkühlen
der Materialien, um gewünschte
Wirkungen in der bearbeiteten Scheibe zu erzeugen.
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Obwohl
es nur vier grundlegende Operationen gibt, können diese auf sehr viele unterschiedliche
Weisen kombiniert werden, abhängig
von dem speziellen Fertigungsprozess. Siehe beispielsweise Peter
Van Zant, Mikrochipherstellung, ein praktischer Führer für die Halbleiterbearbeitung
(3. Ausgabe 1997, McGraw-Hill Companies, Inc.) (ISBN 0-07-067250-4).
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Eine
effiziente Verwaltung einer Fertigungsstätte zur Herstellung von Produkten,
etwa von Halbleiterchips, erfordert das Überwachen diverser Aspekte
des Fertigungsprozesses. Beispielsweise ist es typischerweise wünschenswert,
die Menge des verfügbaren
Rohmaterials zu überwachen,
den Status der gerade bearbeiteten Produkte und den Status und die
Verfügbarkeit
von Maschinen und Anlagen in jedem Prozessschritt zu kennen. Eine
der wichtigsten Entscheidungen besteht darin auszuwählen, welches
Los in einer gewissen Anlage zu einer gewissen Zeit bearbeitet werden
soll. Ferner erfordern die meisten Maschinen, die in dem Fertigungsprozess
eingesetzt werden, eine Disponierung bzw. eine Zeiteinteilung für routinemäßige präventive Wartungsprozeduren
(„PM") und Anlagenqualifizierungsprozeduren
(„Qual"), sowie andere diagnostische
Prozeduren und Wiederaufbereitungsprozeduren, die in regelmäßiger Weise
ausgeführt
werden müssen,
so dass das Ausführen
dieser Prozeduren den Fertigungsprozess selbst nicht negativ beeinflusst.
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Eine
Lösungsvariante
in dieser Hinsicht ist ein automatisiertes „Fertigungsausführungssystem" („MES"). Zu Beispielen
kommerziell erhältlicher
MES-Systeme gehören
WORKSTREAM, das von Applied Materials, Inc. verfügbar ist, und SIVIEW, das von
International Business Machines, Inc. erhältlich ist. Ein automatisiertes
MES ermöglicht
es einem Anwender, den Status von Maschinen und Anlagen oder „Einheiten" in einer Fertigungsumgebung
zu beobachten und zu einem gewissen Grade zu manipulieren. Ferner
ermöglicht es
das MES, dass Lose oder zu verarbeitende Werkstücke ausgegeben und überwacht
werden, um damit eine Verwaltung der Ressourcen in höchst effizienter
Weise zu ermöglichen.
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Insbesondere
in Reaktion auf MES-Anfragen hin gibt ein Anwender angeforderte
Information in Bezug auf die gerade bearbeiteten Produkte und den
Status der Einheit ein. Wenn beispielsweise ein Anwender eine PM
an einer speziellen Einheit ausführt,
zeichnet der Bediener das Ausführen
der PM (ein „Ereignis") in einem MES-Bildschirm
auf, um die in der MES-Datenbank abgelegte Information in Bezug
auf den Status dieser Einheit zu aktualisieren. Wenn alternativ
eine Einheit wegen Reparatur oder Wartung anzuhalten ist, gibt der
Bediener diese Information in die MES-Datenbank ein, die dann eine
Verwendung dieser Einheit verhindert, bis diese nachfolgend wieder
als betriebsfähig
erklärt
ist.
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MES-Systeme,
die zum Verfolgen von Losen und Maschinen ausreichend sind, weisen
jedoch einige Nachteile auf, wovon die gravierendsten die Passivität, der Mangel
an einer vorausschauenden Zeitplanung und die Unfähigkeit
zur Unterstützung
hoch automatisierter Fertigungsoperationen sind. Aktuelle MES-Systeme
hängen
im Wesentlichen von dem Bedienungspersonal zur Überwachung des Fabrikzustandes
und zum Initiieren von Aktivitäten
zur richtigen Zeit ab. Beispielsweise beginnt ein Los seine Verarbeitung
nicht, bevor ein Wafer-Fabriktechniker („WFT") den geeigneten MES-Befehl ausgibt.
Vor der Bearbeitung muss ein WFT einen MES-Befehl ausgeben, um das
Los von dem automatisierten Materialhandhabungssystem („AMHS") mit ausreichendem
Vorlauf abzurufen, wobei dieser Vor lauf so geplant ist, dass das
Los an der Maschine verfügbar
ist, wenn die Maschine verfügbar
ist. Wenn der WFT das Los nicht ausreichend frühzeitig abruft, oder die Initiierung
der Bearbeitung zur frühesten
verfügbaren
Zeit nicht durchführt,
steht die Maschine im Leerlauf und die Produktion wird nachteilig
beeinflusst.
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In
einer weiteren Vorgehensweise für
die Fabrikverwaltung wird ein AMHS, das zuvor kurz erwähnt ist, typischerweise
in Verbindung mit einem MES eingesetzt. Ein AMHS transportiert während des
Prozessablaufs Material von einem Punkt zu einem anderen. Beispielsweise
ist es in einer Halbleiterfertigungsstätte („fab") wünschenswert,
sobald ein Los das Scheiben die Bearbeitung in einer speziellen
Prozessanlage durchlaufen hat, das Los von einer Ladestation der
Prozessanlage bei der nächst
möglichen
Gelegenheit zu entfernen. Sobald der WFT eine Benachrichtigung erhält, dass
das Los bearbeitet ist und in Wartestellung ist, gibt er einen Befehl
an das AMHS aus, um ein leeres Fahrzeug zum Transport des Loses
zum nächsten
Ziel abzuschicken. Es kann einige Minuten dauern, bis die Benachrichtigung
gesendet und empfangen wird, und bis der WFT den Befehl ausgibt
und schließlich
das Fahrzeug eintrifft. Obwohl dies nicht viel erscheint, kann sich
die Verzögerung
schnell im Laufe der Zeit aufaddieren. Beispielsweise wird in einem
Prozessablauf mit 750 Prozessoperationen eine Verzögerung von
3 Minuten pro Operation zu einer gesamten Verzögerung von 37,5 Stunden.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eines oder mehrere der zuvor
genannten Probleme zu lösen oder
zumindest zu reduzieren.
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Überblick über die
Erfindung
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Die
Erfindung ist in den diversen Aspekten und Ausführungsformen ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Anwendung bei der Disponierung bzw. Zeiteinteilung
in einem automatischen Prozessablauf, derart, dass Fahrzeuge für einen
Materialtransport vor dem Beginn eines Auftrags für den Transport
bereitgestellt werden. Das Verfahren umfasst das Disponieren eines
Materialtransports in dem Prozessablauf; und das Anfordern einer
Bereitstellung eines Fahrzeuges für den Materialtransport für eine vorbestimmte
Zeitdauer vor dem Materialtransport. Die Vorrichtung umfasst in
diversen Aspekten einen Computer und ein Computersystem das programmiert
ist, das Verfahren in einem automatisierten Prozessab lauf auszuführen, und
umfasst ein computerlesbares Programmspeichermedium, das mit Befehlen
codiert ist, die bei der Ausführung
eine derartiges Verfahren einrichten.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung kann durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in
Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in
denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und in
denen:
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1 schematisch
einen Teil einer speziellen Ausführungsform
eines Prozessablaufs zeigt, der gemäß der vorliegenden Erfindung
aufgebaut und ausgeführt
wird;
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2 eine
spezielle Ausführungsform
eines Verfahren zeigt, das gemäß der vorliegenden
Erfindung praktiziert wird;
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3 schematisch
in einer Teilblockansicht ausgewählte
Bereiche der Hardware und der Software der Computereinrichtungen
aus 1 darstellt;
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4 konzeptionell
einen Zeitplan von festgelegten Terminen bzw. Aufträgen zeigt;
und
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5 schematisch
eine Situation zeigt, in der ein festgelegter Termin bzw. Auftrag
geändert
wird, um eine unerwartet lange Zeitdauer für einen vorhergehenden zeitlich
festgelegten Auftrag zu berücksichtigen; und
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6 konzeptionell
eine spezielle Ausführungsform
der Vorrichtung aus 1 zeigt, d. h. einen Teil eines
Prozessablaufs aus einer Halbleiterfertigungsstätte darstellt.
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Obwohl
die Erfindung diversen Modifizierungen und alternativen Formen unterliegen
kann, sind dennoch spezielle Ausführungsformen hierin beispielhaft
in den Zeichnungen gezeigt und detailliert beschrieben. Es sollte
jedoch beachtet werden, dass die Beschreibung spezieller Ausführungsformen
nicht dazu beabsichtigt ist, um die Erfindung auf die speziellen
offenbarten Formen einzuschränken,
sondern es ist vielmehr beabsichtigt, alle Modifizierungen, Äquivalente
und Alternativen abzudecken, die innerhalb des Grundgedankens und Schutzbereichs
der Erfindung liegen, wie sie durch die angefügten Patentansprüche definiert
ist.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Es
werden nun anschauliche Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben. Der Klarheit halber werden nicht alle
Merkmale einer tatsächlichen
Ausführungsform
in dieser Beschreibung dargelegt. Es ist jedoch zu beachten, dass
bei der Entwicklung einer derartigen tatsächlichen Ausführungsform
zahlreiche implementationsspezifische Entscheidungen getroffen werden
müssen,
um die speziellen Ziele der Entwickler zu erreichen, etwa die Verträglichkeit
mit systemabhängigen
und geschäftsabhängigen Rahmenbedingungen,
die sich von einer Implementation zur anderen unterscheiden können. Ferner
ist zu beachten, dass ein derartiger Entwicklungsaufwand eine Routinemaßnahme für den Fachmann
im Besitze der vorliegenden Offenbarung darstellt, selbst wenn die
Entwicklung komplex und zeitaufwendig ist.
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1 zeigt
konzeptionell einen Teil einer speziellen Ausführungsform eines Prozessablauf 100,
der gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebaut ist und abgearbeitet wird. Der Prozessablauf 100 erzeugt
Halbleiterbauelemente. Die Erfindung kann jedoch auf andere Arten
von Fertigungsprozessen angewendet werden. Somit können in
dem zuvor erläuterten
Prozessablauf 100 die Lose 130 aus Scheiben 135 in
allgemeinerer Weise als „Material" in dem Prozessablauf 100 bezeichnet
werden. Die Prozessanlagen 115 und darin ausgeführte Prozesse
müssen
jedoch nicht notwendigerweise mit der Herstellung von Halbleiterbauelementen
in allen aufgeführten
Ausführungsformen
befasst sein. Der Einfachheit halber und für ein besseres Verständnis der
Erfindung wird die Terminologie, die sich auf die Halbleiterherstellung
bezieht, bei der Beschreibung der Erfindung im Zusammenhang mit
den dargestellten Ausführungsformen
beibehalten.
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Der
dargestellte Bereich des Prozessablaufs 100 umfasst zwei
Stationen 105, wobei jede Station 105 eine Rechnereinrichtung 110 aufweist,
die mit einer Prozessanlage 115 in Verbindung steht. Die
Stationen 105 kommunizieren miteinander über entsprechende
Kommunikationsverbindungen 120. In der dargestellten Ausführungsform
bilden die Rechnereinrichtungen 110 und die Kommunikationsverbindung 120 einen
Teil eines größeren Rechnersystems,
beispielsweise eines Netzwerks 125. Die Prozessanlagen 115 sind
in 1 so dargestellt, dass diese Lose 130 aus
Schreiben 135 bearbeiten, die schließlich zu integrierten Schaltungsbauelementen
werden. Die Prozessanlage 115 kann eine Fertigungsanlage
sein, die zur Herstellung eines Teils der Scheiben 135 verwendet
wird, d. h. um die Scheiben 135 zu beschichten, zu strukturieren,
zu dotieren, oder mit Wärme
zu behandeln. Oder aber die Prozessanlage 115 kann eine
Messanlage sein, die zum Bewerten des Verhaltens diverser Teile
des Prozessablaufs 100 verwendet wird.
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Der
Prozessablauf 100 umfasst ferner Bereiche eines MES 137,
eines automatisierten Materialhandhabungssystems („AMHS") 128, einer
Prozessressource (beispielsweise einer WIP-Bevorratungsstation) 150, und
andere integrierte Fabriksteuerungseinheiten. Zum Zwecke der Darstellung
sind zwei Prozessressourcen 155a, 155b ebenfalls
dargestellt. Das MES 137 und das AMHS 128 enthalten
entsprechend Softwarekomponenten 141 bzw. 142.
Das AMHS 138 „handhabt" die Lose 130 und
ermöglicht
ihren Transport von einer Station 105 zu einer anderen,
sowie zu anderen Positionen in dem Prozessablauf 100. Das
MES 127 und die Prozessressourcen 150, 155a, 155b arbeiten
in konventioneller Weise und werden in entsprechender Weise verwendet.
Die Prozessressource 150 ist eine WIP-Bevorratungsstation und wird verwendet,
die Lose 130 zwischen Prozessoperationen in den Prozessanlagen 115 aufzubewahren.
Zu beachten ist, dass in alternativen Ausführungsformen die Prozessressource 150 beispielsweise
eine „gerade
in Arbeit"- (WIP)-
Bevorratungsstation, ein „gerade
in Arbeit"- Träger oder
ein Zwischenspeicher sein kann.
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Der
Transport eines Materials z. B. eines Loses 120 von einem
Punkt zu einem weiteren in den Prozessablauf 100 wird manchmal
auch als eine „Bewegung
bzw. Transport" bezeichnet.
Die dargestellten Ausführungsformen
sind in dem Zusammenhang eines „Transports" von einem Punkt
oder einer Quelle zu einem zweiten Punkt oder einem Ziel dargestellt.
Z. B. kann ein Los 130 von der Station 140 einer
Quelle, d. h. der Prozessanlage 115 mit der Station 140,
zu einem Ziel, beispielsweise der Prozesssressource 150 „bewegt bzw.
transportiert" werden.
In einem derartigen Falle wird das Los 130 typischersweise
zu der Prozessressource 150 bewegt, die der Prozessanlage 115 am
nächsten
liegt, in der die nächste
Prozessoperation für
das Los 130 ausgeführt
wird. Im Allgemeinen gibt es vier Arten an Bewegungen bzw. Transportaktivitäten, die
auftreten: von einer ersten Prozessanlage 115 zu einer
ersten Prozessressource 150, von einer ersten Prozessressource 150 zu
einer zweiten Prozessanlage 115, von einer ersten Prozessressource 155a zu
einer zweiten Pro zessressource 155b, von der zweiten Prozessressource 155b zu
einer zweiten Prozessanlage 115 und von der ersten Prozessanlage 115 zu
der zweiten Prozessanlage 115.
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Genauer
gesagt in einer Halbleiterfertigungsstätte gibt es typischerweise
zwei Arten an Materialtransporten – einem Materialtransport innerhalb
einer Produktionsbucht und einen Materialtransport zwischen Produktionsbuchten.
Materialtransporte zwischen Produktionsbuchten transportieren Lose
zwischen Buchten (nicht gezeigt) der Fertigungsstätte. Materialtransporte
innerhalb von Produktionsbuchten transportieren Lose 130 zu
unterschiedlichen Positionen innerhalb der gleichen Bucht. Somit
beinhaltet ein typischer Materialtransport eines Loses 130 von
einer Prozessanlage 115 zu einer weiteren Prozessanlage 115,
die in einer anderen Bucht angeordnet ist, mindestens drei Materialtransporte:
einen Materialtransport innerhalb der Bucht von der Station einer
ersten Prozessanlage 115 zu einer Bevorratungsstation (nicht
gezeigt) in der Bucht dieser Anlage; einen Materialtransport zwischen
Buchten von der Bevorratungsstation zu einer weiteren Bevorratungsstation
(ebenfalls nicht gezeigt), die in der gleichen Bucht wie die zweite
Prozessanlage 115 liegt; und den abschließenden Materialtransport
innerhalb der Bucht von dieser Bevorratungsstation zur Ladestation
der zweiten Prozessanlage 115. Zu beachten ist, dass in
diesen Ausführungsformen
ein Materialtransport zwischen zwei Prozessanlagen 115 tatsächlich mindestens
zwei Anteile von Materialtransporten aufweist, einen Materialtransport
von einer Prozessanlage 115, beispielsweise einer Bevorratungsstation 150 oder
zu einer anderen Prozessressource, und einen Materialtransport von
der WIP-Ressource zu der nächsten
Prozessanlage 115.
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Jedoch
ist die Erfindung nicht auf Materialtransporte zwischen einer Prozessressource 150 und
einer Prozessanlage 115 beschränkt. In einigen Ausführungsformen
wird ein sogenanntes „einheitliches
AMHS" eingesetzt.
Ein einheitliches AMHS ermöglicht
Materialtransport direkt zwischen Prozessanlagen 115, ohne
dass an einer dazwischenliegenden WIP-Ressource angehalten wird. Somit gibt
es in einigen Ausführungsformen lediglich
einen Materialtransport zwischen Prozessoperationen in unterschiedlichen
Prozessanlagen 115. Folglich muss keine Prozesssressource 150 zwischen
den Prozessanlagen 115 des Prozessablaufs 100 in diesen
alternativen Ausführungsformen
vorgesehen sein. Im Allgemeinen können folgende Arten an Materialtransporten
in einem Prozessablauf, etwa dem Prozessablauf 100, vorgefunden
werden:
von einer ersten Prozessanlage 115 zu einer
zweiten Prozessanlage 115;
von einer ersten Prozessanlage 115 zu
einer Prozessressource 150 und der Prozessressource 150 zu
einer zweiten Prozessanlage 115; und
von einer ersten
Prozessanlage 115 zu einer ersten Prozessressource 155a,
von der ersten Prozessressource 155a zu einer zweiten Prozessressource 155b und
von der zweiten Prozessressource 155b zu einer zweiten Prozessanlage 115.
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Zu
beachten ist, dass die zuletzt genannte Situation auf diverse Situationen
ausgeweitet werden kann, in denen mehr als zwei Prozessressource
beteiligt sind. Jedoch werden in der dargestellten Ausführungsform die
Materialtransporte durch die beteiligten Bewegungen bzw. Transportaktivitäten disponiert.
Somit kann in der dargestellten Ausführungsform ein Materialtransport
ein Materialtransport sein von:
einer ersten Prozessanlage 115 zu
einer Prozessressource 150;
einer ersten Prozessressource 155a zu
einer zweiten Prozessressource 155b;
von der Prozessressource 150 zu
der zweiten Prozessanlage 115;
der zweiten Prozessressource 155b zu
einer zweiten Prozessanlage 115; und
der ersten Prozessanlage 115 zu
der zweiten Prozessanlage 115.
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Jedoch
ist diese Liste nur anschaulicher Natur und ist in keiner Weise
vollständig.
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In 2 ist
ein Verfahren 200 gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt. Im Allgemeinen beginnt das Verfahren 200 bei
der Disponierung bzw. Zeiteinteilung (bei 203) eines Materialtransports
(beispielsweise eine Bewegung der Lose 130 in 1)
in dem Prozessablauf (beispielsweise dem Prozessablauf 100 in 1).
In der dargestellten Ausführungsform
beinhaltet dies, wie dies nachfolgend detailliert erläutert ist,
dass insbesondere ein Auftrag bzw. ein Termin für den Materialtransport zu
einem Zeitpunkt in der Zukunft im Voraus disponiert wird. Das Verfahren 200 fordert
dann (bei 206) eine Bereitstellung eines Fahrzeugs 1 bzw.
eines Transportmittels 160 (d. h. ein leeres Transportmittel
an der Quellenposition für
den Transport zum Zeitpunkt des Beginns des Transports) für den Materialtransport
eine vorbestimmte Zeitdauer vor diesem Zeitpunkt an. Die Art und
die Natur des Transportmittels 160 ist implementationsspezifisch
und hängt
von einer Reihe von Faktoren ab, etwa der Ausgestaltung des AMHS 138 und
des zu transportierenden Materials.
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Beispielsweise
ist in der dargestellten Ausführungsform
das Material ein Los 130 aus Scheiben 135, die
jeweils in 1 gezeigt sind, und die in einem
Frontseiten öffnenden
einheitlichen Behälter
(„FOUP") oder Träger (nicht
gezeigt) angeordnet sind. Somit ist das Transportmittel bzw. Fahrzeug 160 ein
geführtes
Transportmittel, das an der Decke befördert wird. Jedoch kann in
einigen Ausführungsformen
das Material beispielsweise ein Retikel sein. In einer derartigen
Ausführungsform
ist das Transportmittel 160 ein Teil eines Retikel-Handhabungsssytems,
wie es im Stand der Technik bekannt ist. Das Material kann in noch
anderen Arten in weiteren Ausführungsformen
vorgesehen sein, und die Gestaltung des Transportmittels 160 kann
entsprechend variieren. In nicht vollständig automatisierten Fertigungsstätten kann
ein Techniker 165 stattdessen angewiesen werden, das Material
zu transportieren, in welchem Falle der Techniker 165 als
das Transportmittel betrachtet werden kann.
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Um
das Verständnis
der vorliegenden Erfindung besser zu vertiefen, werden ausgewählte technische Details
der dargestellten Ausführungsform
im Weiteren erläutert.
Es sei wieder auf 1 verwiesen; wie zuvor erwähnt ist,
kann die Rechnereinrichtung 110 ein Teil eines größeren Computersystems 125 durch
Anbindung über
die Kommunikationsleitung 120 sein. Zu beispielhaften Computersystemen
gehören
Einrichtungen mit Nahbereichsnetzwerken („LAN"), Weitbereichsnetzwerken („WAN"), Systembereichsnetzwerken
(„SAN"), Intranetzwerken
oder sogar das Internet. In dem Computersystem 125 ist
eine Klieenten/Dienstleister-Architektur mit Netzwerk eingesetzt,
und umfasst daher einen Server 145, während in alternativen Ausführungsformen eine
Punkt-Punkt-Architektur eingesetzt ist. Somit kann in einigen alternativen
Ausführungsformen
die Rechnereinrichtung 110 direkt mit einer anderen Einrichtung
kommunizieren.
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Die
Kommunikationsverbindungen 120 können kabellose Verbindungen
sein, können
Koaxialkabel, Glasfasern oder verdrillte Leitungspaare sein, um
nur einige Beispiele zu nennen. Das Computersystem 125, wenn
es in entsprechenden Ausführungsformen
eingesetzt ist, und die Kommunikationsverbindungen 120 sind implementationsspezifisch
und können
in einer beliebigen bekannten Art und Weise verwendet werden. Das Computersystem 125 kann
geeignete Kommunikationsprotokolle, die im Stand der Technik bekannt
sind, verwenden, beispielsweise das Übertragungssteuerprotokoll/Internetprotokoll
(„TCP/IP").
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3 zeigt
ausgewählte
Bereiche der Hardware bzw. des Softwareaufbaus der Rechnereinrichtung 110,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung programmiert und betrieben wird. Das in 1 gezeigte
Computersystem 125 ist ein verteiltes Computersystem, das
ein hohes Maß an
Flexibilität
im Hinblick auf die Lage der einzelnen Softwarekomponenten ermöglicht.
Zur einfacheren Darstellung zeigt 3 eine Reihe
von Softwarekomponenten des Prozessablaufs 100, die in
einer einzelnen Rechnereinrichtung 110 vorgesehen sind, die
typischerweise jedoch in separaten Rechnereinrichtungen 110 in
einer anderen Ausführungsform
enthalten sind. Im Gegensatz dazu sind einige Aspekte der Hardware
und der Softwarearchitektur (beispielsweise die einzelnen Karten,
das Basiseingabe/Ausgabe-System
(„BIOS"), Eingangs/Ausgangs-Treiber
etc.) nicht gezeigt. Diese Aspekte werden der Einfachheit halber
weggelassen, um die vorliegende Erfindung nicht unnötig zu verdunkeln.
Wie der Fachmann im Besitze der vorliegenden Offenbarung erkennt,
enthalten die Software- und Hardwarearchitekturen der Rechnereinrichtung 110 jedoch
viele derartiger Routinemerkmale.
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In
der dargestellten Ausführungsform
ist die Rechnereinrichtung 110 ein Arbeitsplatzrechner,
wobei ein Unix-gestütztes
Betriebssystem 300 verwendet ist, wobei die Erfindung jedoch
nicht darauf eingeschränkt ist.
Die Rechnereinrichtung 110 kann in nahezu jeder Art an
elektronischer Recheneinrichtung, etwa einem Notebook-Computer,
einem Tischrechner, einem Minicomputer, einer Rechneranlage oder
einem Supercomputer eingesetzt werden. Die Rechnereinrichtung 110 kann
sogar in einigen alternativen Ausführungsformen ein Prozessor
oder eine Steuerung sein, die in der Prozessanlage 115 eingebettet
ist. Die Erfindung ist auch nicht auf Unix-gestützte Betriebssysteme beschränkt. Es
können
alternative Betriebssysteme (beispielsweise Windows-gestützte Betriebssysteme
oder Diskettenbetriebssystem („DOS") gestützte Systeme
verwendet werden. Die Erfindung ist nicht auf die spezielle Ausführungsart
der Rechnereinrichtung 110 beschränkt.
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Die
Rechnereinrichtung 110 umfasst ferner einen Prozessor 305,
der mit einem Speicher 310 über einen Systembus 315 in
Verbindung steht. Der Speicher 310 enthält typischerwei se zumindest
eine Festplatte (nicht gezeigt) und einen Speicher mit wahlfreiem
Zugriff („RAM") (ebenfalls nicht
gezeigt). Die Rechnereinrichtung 110 kann in einigen Ausführungsformen
ferner einen mobilen Speicher, etwa eine optische Diskette 330 oder
ein elektromagnetisches Diskettenlaufwerk 335 oder eine
andere Form, etwa ein Magnetbandlaufwerk (nicht gezeigt) oder ein
Zip-Diskettenlaufwerk (nicht gezeigt) aufweisen. Die Rechnereinrichtung 110 umfasst
einen Bildschirm 340, eine Tastatur 345 und eine
Maus 350, die zusammen mit der zugehörigen Anwenderschnittstellensoftware 355 eine
Anwenderschnittstelle 360 bilden. Die Anwenderschnittstelle 360 ist
in der dargestellten Ausführungsform
eine graphische Anwenderschnittstelle („GUI"), obwohl dies für die Einrichtung der Erfindung
nicht erforderlich ist.
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Jede
Rechnereinrichtung 110 umfasst in der dargestellten Ausführungsform
ein Softwaremittel 365, das in dem Speicher 360 enthalten
ist. Die spezielle in 3 gezeigte Rechnereinrichtung 110 umfasst
ferner ein „Transporttermindisponiermittel" (MAS) 375 und
einen „Stationsverwalter" 377, deren
Funktionen nachfolgend vollständiger
erläutert
sind und in dem Speicher 310 enthalten sind. Zu beachten
ist, dass die Softwaremittel 365, das MAS 375 und
der Stationsverwalter 377 in dem Prozessablauf 100 in
anderen Stelen als der Rechnereinrichtung 110 enthalten
sein können.
Die Lage der Softwaremittel 365, das MAS 375 und
des Stationsverwalters 377 sind für die Umsetzung der Erfindung
nicht wesentlich. Zu beachten ist ferner, dass andere Rechnereinrichtungen 110 keine
derartigen Mittel aufweisen, oder diese in anderen Rechnereinrichtungen 110 als
mehrere Softwaremittel 365, MAS 375 und Stationsverwalter 377,
die darin enthalten sind, vorgesehen sind, da dies nicht wesentlich
ist für
die vorliegende Erfindung. Softwarekomponenten 141, 142 des
Steuerungssystems für
ein automatisches MES 137 und das AMHS 138 (zuerst
in 1 dargestellt) sind ebenfalls in mindestens einer
Rechnereinrichtung 110 enthalten. Wie bei den bzw. dem
Softwaremittel(n) 365, das MAS 375 und dem Stationsverwalter 377 können die
Softwarekomponenten 141, 142 irgendwo innerhalb
des Prozessablaufs 100 enthalten sein.
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Gemäß der 1 und 3 repräsentieren
die Softwaremittel 365 jeweils eine gewisse „Fertigungsbereichseinheit", beispielsweise
ein Los 130, eine Prozessanlage 115 oder eine
Prozessressource 150. Die Softwaremittel 365 disponieren
Aktivitäten
für Lose
aus Scheiben 135 und steuern deren Verlauf im Fertigungsprozess.
Zusätzlich
zu diesen Aufgaben bilden die Softwaremittel 365 eine Schnittstelle
zu den Softwarekomponenten 141, 142 des MES 137 und
des AMHS 138 und den Prozessanlagen 115. Die Art
und Weise, in der diese Schnittstellenbildung und Integration vonstatten
geht, ist implementationsspezifisch und hängt vom Aufbau von der Konfiguration
des MES 137, des AMHS 138 und der anderen Fabriksteuerungssysteme ab.
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Gemeinsam
disponieren die Softwaremittel 365 u. a. eine oder mehrere
Bearbeitungsoperationen für jedes
Los 130 in einer speziellen qualifizierten Prozessanlage 115 einschließlich von
Transporten und erforderlichen Dienstleistungen im Voraus. Dies
beinhaltet, dass Entscheidungen über
die Optimierung getroffen werden, etwa das Bearbeiten eines nicht
vollständigen
Stapels, im Gegensatz zum Warten auf eintreffende Lose 130,
und das Disponieren entsprechender präventiver Wartungsphasen („PM"), oder dass Qualifizierungsprüfungen („Qual") spezielle Vorgaben
erfüllen.
Die Softwaremittel 365 disponieren Aktivitäten. Bewirken das
Ausführen
disponierter bzw. geplanter Aktivitäten (etwa einen Lostransport
und dessen Bearbeitung); Überwachen
Fabrikzustände,
den Zustand von Aufträgen
bzw. Terminen und von Lärmzuständen in
der Fabrik, die für
die disponierten Aktivitäten
relevant sind; und Reagieren auf Zustandsänderungen, die sich aus disponierten
oder nicht disponierten Aktivitäten
ergeben.
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Die
Softwaremittel 365 disponieren die Lose 130 für die Bearbeitung
in den Prozessanlagen 115 und Materialtransporte, die für das rechtzeitige
Eintreffen für
die Bearbeitung erforderlich sind. Somit gibt es zumindest zwei
Arten an Terminen bzw. Aufträgen,
die zu disponieren sind: Beareitungsaufträge und Transportaufträge – obwohl
in den meisten Ausführungsformen
auch andere Arten an Aufträgen
bzw. Terminen verwendet werden. Das Disponieren von Materialtransporten
durch die Softwaremittel 365 bildet das „Disponieren
eines Materialtransports in dem Prozessablauf" (203 in 2)
in dieser speziellen Ausführungsform.
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Die
Softwaremittel 365 disponieren eine oder mehrere Prozessoperationen
frühzeitig;
d. h., sie warten nicht darauf, dass eine aktuelle Prozessoperation
oder ein Materialtransport zu Ende ist, bevor der nächste Materialtransport
oder die Prozessoperation disponiert wird. Typischerweise disponieren
die Softwaremittel 365 eine gewisse Anzahl an Prozessoperationen
im Voraus, und die Materialtransporte werden so disponiert, dass
sie die Forderungen für
die disponierten Prozessoperationen erfüllen. Jedoch kann die genaue
Anzahl an Prozessoperationen, die im Voraus disponiert werden, von
Faktoren abhängig
sein, etwa der Priorität
der gerade bearbeiteten Lose 130, die Berücksichtigung
von fortschrittlichen Prozesssteuerungsstrategien und von Losgruppen
in einem Vorbearbeitungszustand.
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Ein „Termin
bzw. Auftrag" ist
eine Zeitdauer, in der eine gewisse Aktivität nach Zeitplan bzw. nach Disponierung
auftritt, und ist durch eine Auftragsstartzeit („TS") und eine Auftragsendzeit („TE") definiert. Der
Auftrag ist typischerweise innerhalb eines „Festlegungsfensters („CW") definiert. Ein
Festlegungsfenster ist ein Zeitfenster, in welchem die Prozessanlage 115 vorgesehen
ist, den „Auftrag", der durch eine
früheste
Startzeit für
die Bearbeitung („EST") und eine späteste Auslieferungszeit
(„LDT") definiert ist,
zu erfüllen.
Zu beachten ist, dass, wie nachfolgend weiter erläutert ist,
nicht alle Arten an Aufträgen
entsprechende Festlegungsfenster besitzen. Nichts desto trotz beinhaltet
der Kalender 670 sowohl den Auftrag [TS, TE], und dessen
Festlegungsfenster CW [EST, LDT], falls anwendbar, und diese gespeicherte
Information wird in der dargestellten Ausführungsform verwendet, um das „Angebot" zu formulieren.
-
4 zeigt
konzeptionell einen Kalender 400 mit gespeicherter Information
im Hinblick auf Bearbeitungsaufträge für ein Los 130 in mehreren
Prozessanlagen 115. In 4 besitzt
das Los 130 die gebuchten Bearbeitungsaufträge APP1 bis APP4 für die Prozessanlagen
T1 bis T4. Diese
Zeitinformation für
das Los 130 ist wie folgt:
T1:
APT1[t4, t5], CW1[t1, T8]
T2: APT2[t6, t9], CW2 [t3, t13]
T3: APT3[t11, t12], CW3[t7, t15]
T42:APT4[t14,
t16], CW4[t10, t19]
-
Zu
beachten ist, dass einige der Festlegungsfenster überlappen,
dass aber keine der Aufträge überlappen.
-
Wie
zuvor erläutert
ist, enthält
nicht jede Art eines Auftrags ein „Festlegungsfenster". Z. B. enthalten in
der dargestellten Ausführungsform
Transportaufträge
für Materialtransport
zu und von Bearbeitungsaufträgen
kein Befestigungsfenster, sondern lediglich Zeitdauern. Zu beachten
ist jedoch, dass in alternativen Ausführungsformen Festlegungsfenster
verwendet werden können,
in denen die Transportaufträge
ausgeführt werden.
Der Kalender 400 umfasst ferner Transportaufträge M1 bis M6 für einen
Materialtransport zu und von den Aufträ gen APT1 bis
APT4. Ein Transportauftrag ist durch eine
Zeitdauer und eine Transportstartzeit, eine Transportauslieferungszeit
oder beides definiert. Typischerweise ist die vorbestimmte Zeit,
bei der die Bereitstellung eines Transportmittels für einen
gegebenen Transportauftrag erfolgt (beispielsweise der Transportauftrag
M1) relativ zu einer Auftragsendzeit definiert.
Andererseits ist ein Transportauftrag (beispielsweise der Transportauftrag
M2) zum Entfernen eines Loses 130 von
einer Ladestation 140 einer Prozessanlage 115 in Bezug
auf eine Auftragsstartzeit definiert.
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Wie
nachfolgend weiter erläutert
wird, besitzt ein Transportauftrag, der unmittelbar einem Bearbeitungsauftrag
vorausgeht, eine disponierte Transportendzeit, die gleich ist der
disponierten Startzeit des Bearbeitungsauftrags. Eine Ausnahme besteht
für Pufferanlagen,
die einen betriebsbereiten Träger
erfordern, um die Prozessanlage 115 vor dem Bearbeitungsauftrag
zu beladen. In diesem Falle besitzt der Transportauftrag eine Transportendzeit,
die gleich ist der disponierten Startzeit für den Auftrag des Behältereingangs.
Somit sind die Transportaufträge
M1 bis M4 so disponiert,
dass sie mit der Zeit der entsprechenden nachfolgenden Bearbeitungsaufträge APT1 bis APT4 nach Zeitplan
beginnen (oder in einigen Fällen
entsprechend den Aufträgen für den Behältereingang).
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In ähnlicher
Weise besitzt ein Transportauftrag, der unmittelbar auf einen Bearbeitungsauftrag
folgt, eine Transportstartzeit, die entsprechend der geplanten Endzeit
des Bearbeitungsauftrags disponiert ist. Wiederum besteht eine Ausnahme
für Pufferanlagen,
die einen Behältereingang
erfordern, um die Prozessanlage 115 nach dem Bearbeitungsauftrag
zu entladen. In diesem Falle besitzt der Transportauftrag eine disponierte Transportstartzeit,
die gleich ist der disponierten Endzeit für den Transportbehältereingangsauftrag.
Somit sind die Transportaufträge
M2 bis M5 so disponiert,
dass sie zeigen, wie die Bearbeitungsaufträge APT1 bis
APT4 (oder in einigen Fällen die Transportbehältereingangsaufträge) entsprechend
dem Zeitablaufplan enden. Jedoch können in einigen Ausführungsformen
konfigurierbare Ankunftszeiten vor dem Bearbeitungsauftrag enthalten
sein, der die Zeit definiert, bei der Materialien für eine gegebene
Prozessanlage 115 zur Bearbeitung auszuliefern sind.
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Es
sind viele Techniken zum Disponieren von Aufträgen im Stand der Technik bekannt,
und es kann jede dieser Techniken eingesetzt werden. In einer speziellen
Ausführungsform
werden jedoch Aufträge
unter Anwendung eines Vertragsverhandlungsprotokolls entspre chend
einem Modell mit freiem Markt disponiert. In dem Modell mit freiem
Markt des Vertragsverhandlungsprotokolls ist das Disponieren von
Aktionen, die durch die Softwaremittel 365 initiiert werden
mit Budgets, Kosten und Verhältnissen,
die mit der Bearbeitung in einem Vertragsverhandlungsprotokoll beteiligt
sind, befasst. Um ein Vertragsverhandlungsprotokoll zum Zuordnen von
Ressourcen weiter zu implementieren, wird eine Kombination aus Budgets,
Kosten und Verhältnissen
angewendet, um ein Lösungsmodell
mit freiem Markt einzurichten.
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Die
Kombination aus Budgets, Kosten und Verhältnissen ist so aufgebaut,
dass ein „gewünschtes" Verhalten erreicht
wird, beispielsweise das Einhalten von Terminen, die effektive Auslastung
von Maschinen, etc. Genauer gesagt, es wird den Losen 130 ein „Budget" zugewiesen, das
ein Softwaremittel 365 verwendet, um die Bearbeitungsdienstleistungen
zu erreichen. In ähnlicher
Weise beaufschlagt die Prozessanlage 115 Verbraucher für die von
der Prozessanlage repräsentierten
Dienstleistungen, z. B. die Verarbeitungszeit. Der Betrag des Budgets,
den das Los 130 aufbringen will, hängt davon ab, wie sehr das
Los im Zeitplan bleiben muss, und der von der Prozessanlage 115 verlangte
Betrag hängt
davon ab, wie sehr diese ihren Zeitplan auffüllen muss. Das Los 130 fordert
Dienstleistungen mehr oder minder aggressiv in Abhängigkeit
von ausgewählten
Faktoren ab, etwa der Priorität
oder einer Verspätung.
Die Prozessanlagen 115 stellen derartige Dienstleistungen
mehr oder weniger aggressiv in Abhängigkeit von einer Reihe von
Faktoren zur Verfügung,
etwa dem Anteil an Freiraum in ihren Kalendern. Zusammen wirken
die Softwaremittel 365 für die Verbraucher und Dienstleister
von Prozessdienstleistungen derart, dass die Lose 130 den
Prozessablauf 100 in einer zeitgerechten und effizienten
Weise durchlaufen.
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6 zeigt
das Verhandeln und das Disponieren von Bearbeitungsaufträgen in dem
Prozessablauf 100, wobei auch das Disponieren von Transportaktivitäten zur
Erfüllung
der Bearbeitungsaufgaben eingeschlossen ist. In der dargestellten
Ausführungsform
enthält
der Prozessablauf 100 mindestens zwei Arten an Softwaremitteln 365:
ein
Losdisponiermittel („LSA") 605, das
das Los 130 für
Disponierzwecke vertritt; und
ein Maschinendisponiermittel
(„MSA") 610, das
die Prozessanlage 115 für
Disponierzwecke vertritt.
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Obwohl
dies nicht gezeigt ist, sind in der dargestellten Ausführungsform
auch andere Arten von Mitteln enthalten.
-
Beispielsweise
beinhaltet die dargestellte Ausführungsform
Ressourcendisponiermittel („RSA", nicht gezeigt),
die gewisse Prozessressourcen repräsentieren (beispielsweise Retikel,
Platzhalterscheiben, Trägerbehälter, WFT,
Wartungstechniker). Die dargestellte Ausführungsform umfasst ferner PM-Disponiermittel („PMSA", ebenfalls nicht
gezeigt), die Anlagen-PM und Qual für Disponierzwecke in entsprechenden
Prozessanlagen 115 repräsentieren,
wobei keine entsprechenden Mittel gezeigt sind. Die PMSA disponieren
Wartungsprozeduren und bei Bedarf Qualifizierungsprozeduren, die
regelmäßig ausgeführt werden,
um eine Prozessanlage 115 in gutem Funktionszustand zu
halten. Die Lose 130, die Prozessanlage 115, die
Ressourcen und die PM's
und Quals besitzen alle entsprechende „Bearbeitungsmittel", obwohl diese mit
Ausnahme des Losbearbeitungsmittels („LPA") 695 nicht gezeigt sind, an
die die Disponiermittel die Steuerung übergeben, wenn es Zeit ist,
das Ausführen
disponierter Aktivitäten
zu initiieren.
-
Jedes
Softwaremittel 365, das anstelle einer gewissen Einheit
in dem Prozessablauf 100 disponiert, unterhält einen
Kalender, beispielsweise den in 4 gezeigten
Kalender mit Terminen bzw. Aufträgen,
wie dies in der dargestellten Ausführungsform der Fall ist. Beispielsweise
unterhält
das LSA 605 einen Kalender 685 und das MSA 610 unterhält einen
Kalender 670. In ähnlicher
Weise besitzen PM's
und Qual's ebenso
entsprechende Disponiermittel (nicht gezeigt), um die PM's und Qual's für die Prozessanlagen 115 des
Prozessablaufs 100 in einem PM- und Qual-Kalender (nicht
gezeigt) zu disponieren. Die Art der disponierten Aufträge in einem
gegebenen Kalender hängt
wesentlich von der Art der Einheit ab, die das den Kalender unterhaltende Softwaremittel 365 repräsentiert.
Somit unterhält
das LSA 605 den Kalender 685 und speichert darin
nicht nur Bearbeitungsaufträge,
etwa die Bearbeitungsaufträge
APP1 bis APP4 in 4 für sein entsprechendes
Los 130, sondern auch Transportaufträge, etwa die Transportaufträge M1 bis M6, die ebenfalls
in 4 gezeigt sind. Jedoch tauchen Aufträge für PM und
Qual (nicht gezeigt), die in den Kalendern für PM, Qual auftauchen, und
die Prozessanlagen 115 nicht in dem Kalender 685 auf,
der von dem LSA 605 unterhalten wird. Insbesondere ist
das LSA 605 zum Disponieren aktueller und künftiger
Aufgaben für
ein spezifiziertes Los 130 in dem Prozessablauf 100 verantwortlich.
Zu diesen Aufgaben gehören
Fertigungsprozesse und Materialhandhabungen, die erforderlich sind,
um das Los 120 vom Rohstoff Silizium in ein spezielles
Halblei terprodukt umzuwandeln. Ein LSA 605 verwendet einen
Kalender 685, um die disponierten Aufgaben zu verfolgen.
Der Kalender 685 enthält
eine geordnete Ansammlung von Aufträgen, beispielsweise die Aufgabe 675,
die aktive und künftige
Aufgaben repräsentieren,
die von dem LSE 605 zu disponieren sind, und die die Bearbeitungsdienstleistungen
bereitstellen, die für
die Aufgabe erforderlich sind. Der Kalender 685 des LSA 605 kann
diverse Arten an Aufträgen
einschließlich:
Losbearbeitung, Eintreffen von Trägerbehältern, das Ausgeben von Trägerbehältern, Transportaktivitäten, Zuführen von
Material und maximale Transportaufträge beinhalten. Die Arten der von
dem LSA 605 disponierten Aufträge und eine kurze Beschreibung
davon sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Obwohl diese diversen Auftragsarten
unterschiedliche Attribute enthalten können, gibt es einige gemeinsame
Attribute, zu denen die geplante Startzeit, die geplante Endzeit
und eine abgeschätzte
Dauer für
die Aufgabe und ein Auftragszustand gehören.
-
Tabelle
1: Aufträge,
die von dem LSA gebucht sind
-
Das
MSA 610 unterhält
einen Kalender 670 mit Aufträgen, beispielsweise dem Auftrag 676,
der entsprechende Zuweisungen der Prozessanlage 115 zur
Bereitstellung von Prozessdienstleistungen, d. h. Prozesszeit, repräsentiert.
Die von dem MSA 610 in dem Kalender 670 disponierten
Arten an Aufträgen
sind in der Tabelle 2 dargelegt. Zu beachten ist, dass es keinen
Transportauftrag gibt. Wohingegen der Transportauftrag für einen
Materialtrans port explizit den Disponiervorgang des LSA 605 beschränkt, wird
das Disponieren des MSA 610 nur implizit, d. h. indirekt,
durch Vorgang beeinflusst. Zu beachten ist jedoch, dass der von
dem MSA 610 im dem Kalender 670 disponierte Losbearbeitungsauftrag 676 dem
Bearbeitungsauftrag 675 entspricht, der von dem LSA 605 in
dem Kalender 685 disponiert wird.
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Tabelle
2: Aufträge,
die von dem MSA gebucht sind
-
Das
Disponieren eines LSA 605 Transportauftrags von z. B. der
Station 145 oder den Prozessressourcen 150, 155 in 1 zu
einer Maschinenstation (beispielsweise der Station 145 in 1)
wird deutlich von dem MSA 610 beeinflusst, das so disponiert
ist, um den Bearbeitungsauftrag im Anschluss an den Transportauftrag
auszuführen.
Das MSA 610 besitzt einen entsprechenden Bearbeitungsauftrag 676 in
seinem Kalender. Das MAS 610 disponiert Stationsreservierungen
in einer Weise, wie dies nachfolgend detaillierter beschrieben ist.
Wenn eine Station für
das LSA 605 disponiert wird, werden zwei Attribute des
Bearbeitungsauftrags aktualisiert. Es werden die Stationszuordnungs-
und die Stationsverfügbarkeits-
Zeitattribute aktualisiert, wenn eine Station disponiert wird. Das
Disponieren der Station wird anfänglich
ausgeführt,
wenn der Bearbeitungsauftrag disponiert wird, kann jedoch nachfolgend
durch das MSA 610 revidiert werden. Der Transportauftrag
wird so disponiert bzw. zeitlich festgelegt, dass das Los 130 zu
dem Zeitpunkt an der Station ausgeliefert wird, wenn die Station
verfügbar
ist. Somit beeinflusst das MSA 610 das Disponieren der
Transportaufträge durch
die Verwaltung der Ladestationen für die Prozessanlage 115.
-
Das
Disponieren von Ladestationen durch das MSA 610 wir durch
die Art der Anlage, die das MSA 610 repräsentiert,
beeinflusst. Eine konfigurierbare Eigenschaft mittels der Maschinenart
spezifiziert die früheste
Zeit, an der ein Los 130 an einer Ladestation vor seinem
Bearbeitungsauftrag eintreffen kann. Für Maschinenarten, die Lose
sehr schnell bearbeiten, kann dieser Wert auf einen größeren Wert
festgelegt werden, um damit diese Anlagenart mit Losen versorgt
zu halten. Für
Anlagenarten, die Lose langsamer bearbeiten, kann dieser Wert auf
einen kleineren Wert festgelegt werden, um damit die Disponierflexibilität zu verbessern und
nicht unnötigerweise
die Maschinenladestationen auszulasten. Ferner ist die Ladestationverfügbarkeitszeit
in einem Rahmen konfigurierbar von „genau rechtzeitig" für einen
Bearbeitungsauftrag bis zu einer deutlichen Zeitdauer vor dem Bearbeitungsauftrag.
In Reaktion auf diese Eigenschaften und auf das nachfolgende Verändern dieser
Eigenschaften disponiert/oder neu disponiert das LSA 605 die
Transportauftragsstartzeit und den Zielort.
-
In
der dargestellten Ausführungsform
erzeugt und verwendet das LSA 605 „Helfer"-Disponierklassenobjekte,
um unterschiedliche Arten an Aufträgen zu disponieren und zu manipulieren.
Ein Beispiel eines derartigen Helferklassenobjekts ist das MAS 375,
das zuerst in 3 gezeigt wurde. Das MAS 375 wird
insbesondere verwendet, um Transportaufträge und maximale Transportaufträge zu disponieren
und zu manipulieren. Ein Transportauftrag repräsentiert die Aufgabe, das Los 130 oder
ein Transportmittel 160, das das Los 130 enthält, von
einem speziellen „Quellenort
oder Ursprungsort" zu
einem speziellen „Zielort" zu bewegen oder
zu transportieren. Spezielle Maschinenladestationen, wie WIP-Bevorratungsstationen,
WIP-Einrichtungen, Scheibensortierer und bahninterne Vorratsbehälter („UTS", die manchmal auch
als Speicher mit „Nullflächenbedarf" bezeichnet werden)
sind Beispiele von Orten, die Quellen oder Ziele sein können.
-
Die
Einrichtung des MAS 375 hängt von der Implementierung
des AMHS 138 und seiner Darstellung in dem Datenspeicher 390 ab.
Z. B. kann das AMHS 138 zwischen 190 Buchten oder innerhalb
von Buchten vorgesehen sein, die unterschiedliche Mengen an Materialtransporten
für das
MAS 375 durch unterschiedliche Systemarten, wie sie zuvor
beschrieben sind, repräsentieren.
Die Art und Weise, in der das MAS 375 von der Implementierung abhängt im Vergleich
zu der Implementierung des Prozessablaufs 100 und des AMHS 138, ist
für den
Fachmann im Besitze der vorliegenden Offenbarung ersichtlich. Z.
B. können
Materialtransporte als „zwischen
Buchten" kategorisiert
werden, was ein Transport von einer Bevorratungsstation zu einer
anderen Bevorratungsstation sein kann, oder die Transporte können „buchteninterne
Transporte" sein,
was etwas anderes ist als eine Bewegung von einer Bevorratungsstation
zu einer weiteren Bevorratungsstation. Zwischen-Buchten- und Buchten-interne
Materialtransporte können
daher in unterschiedlicher Weise eingerichtet werden. Jedoch beinhalten
nicht alle Ausführungen
eines AMHS 138 sowohl Zwischenbuchtentransporte und Buchten-interne
Materialtransporte in Abhängigkeit
von ihrem Grad der Automatisierung. Somit kann die Ausführungsart
des MAS 375 auch von der Gestaltung des AMHS abhängen.
-
Transportaufträge sind
aus der Sicht der Softwaremittel 365 in der dargestellten
Ausführungsform
relativ fein strukturiert, können
aber in alternativen Ausführungsformen
grob strukturiert sein. Wenn beispielsweise ein Los von einem Punkt
A zu einem Punkt C transportiert werden muss, gibt es einen Auftrag
vom Punkt A zum Punkt B und einen weiteren Auftrag vom Punkt B zum
Punkt C (anstatt dass ein einzelner Auftrag von Punkt A zum Punkt
C ausgeführt
wird). Ein Transportauftrag kann einen Transport zwischen Buchten
oder einen Buchten-internen Materialtransport in Abhängigkeit
von den Werten der Quellen- und
Zielorte repräsentieren.
Wenn beide Orte WIP-Bevorratungsstationen sind, kann der Materialtransport
als ein Transport zwischen Buchten betrachtet werden; ansonsten
wird der Materialtransport als ein Buchten-interner Transport betrachtet.
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Das
LSA 605 verwendet das MAS 375 in der dargestellten
Ausführungsform
in mindestens drei Arten an Zusammenhängen. Der erste ist „allgemeines
Disponieren", wobei
das Disponieren von Transportaufträgen und Bearbeitungsaufträgen unter
Gleichgewichtsbedingungen vonstatten geht. Der zweite ist das „Initialisierungsdisponieren", wobei das Disponieren
während
der Initialisierung des Prozessablaufs 100 geschieht. Der dritte
ist „reaktives
Disponieren", wobei
das Disponieren in Reaktion auf ein gewisses Ereignis in dem Prozessablauf 100 auftritt.
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Insbesondere
wenn ein LSA 605 einen Losbearbeitungsauftrag disponiert,
verwendet es das MAS 375, um Transportaufträge zu disponieren,
um damit das Los 130 von einer aktuellen Position (oder
wenn die aktuelle Position sich ändert,
vom Ziel – wenn
bekannt) zu der Prozessanlage 115 zu transportieren, in
der der Losbearbeitungsauftrag disponiert ist. Dies wird hierin
als „allgemeines
Disponieren" bezeichnet.
Im Wesentlichen ist der Zustand der Fertigungsstätte bekannt und das Disponieren
geschieht auf der Grundlage dieser Kenntnis.
-
Ein
LSA 605 und diverse Helferdisponierklassen reagieren ebenso
auf eine Zustandsänderung
in der Fertigungsstätte,
die das Los beeinflusst, auf Auftragsänderungen, die durch Dienstleistungsanbietermittel hervorgerufen
werden, und auf Alarmereignisse (etwa Alarmereignisse, die angeben,
dass ein Auftrag über sein
disponiertes Ende hinaus andauert). Das MAS 375 wird verwendet,
um Transportaufträge
in Reaktion auf diese Bedingungen zu manipulieren. Dies wird im
Weiteren als „reaktives" Disponieren bezeichnet.
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Wenn
der gesamte Prozessablauf 100 oder ein Teil davon aus einem
gewissen Grund zum Stillstand kommt, wird dieser initialisiert,
wenn er wieder in Gang gesetzt wird. Ein Teil dieser Initialisierung
enthält
das Bestimmen des Zustand der Fertigungsstätte, beispielsweise wo diverse
Lose 130 sind, wie der aktuelle Zustand der Prozessanlagen 115 ist.
Eines oder mehrere der Lose 130 müssen transportiert werden und
die entsprechenden Transportaufträge müssen disponiert werden. Dies
wird hierin als „Initialisierungsdisponierung" bezeichnet.
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In
der dargestellten Ausführungsform
beginnt das LSA 605 das Verhandeln in einer Sitzung für eine allgemeine
Disponierung durch öffentliches
Ausgeben einer Angebotsanforderung 625 an das MSA 610.
Das MSA 610 gibt für
jede qualifizierte Prozessanlage 115 ein oder mehrere Angebote 660 an
das LSA 605 für
die Bearbeitung des Loses 130 ab. Das LSA 605 akzeptiert
eines der Angebote 660. Das LSA 605 bestätigt dann das
ausgewählte
Angebot 660 mit einer Nachricht 665 an das MSA 610.
Das MSA 610 validisiert das ausgewählte Angebot 660 in
seinem Kalender 670, d. h. es wird sichergestellt, dass
das ausgewählte
Angebot 660 noch eingerichtet werden kann. Das MSA 610 erkennt,
dass das Zeitfenster für
das ausgewählte
Angebot 660 noch offen ist, disponiert den Auftrag 675 und
sendet eine „angebotsbestätigte"-Nachricht 680 zu
dem LSA 605. Das LSA 605 disponiert dann den Auftrag 675 in
seinem eigenen Kalender 685. Wenn die Startzeit für den disponierten
Bearbeitungsauftrag ermittelt wird, geben die Disponiermittel 605, 610 die
Steuerung an entsprechende Bearbeitungsmittel, d. h. das LPA 695,
ab. Wenn ein Auftrag beendet ist, beginnen das LSA 605 und
das MSA 610 ihren nächsten
Auftrag, wenn der ent sprechende Zeitpunkt erreicht ist. Wenn der
Zeitpunkt nicht erreicht ist, geben das LSA 605, MSA 610 einen
Alarm aus und warten auf die Ausgabe des Alarms, wodurch angegeben
wird, dass der Zeitpunkt zum Beginnen des nächsten Auftrags erreicht ist.
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Somit
werden Bearbeitungsaufträge,
beispielsweise die Bearbeitungsaufträge 675, 676 in
Kalendern gebucht, beispielsweise den Kalendern 685, 670,
die von jedem Disponiermittel unterhalten werden, beispielsweise
dem Disponiermitteln 605, 610. Sobald der Bearbeitungsauftrag 675 gebucht
ist, disponiert das LSA 605 Transportaufträge zum Transportieren
der Lose 130 zu dem Ort der Prozessanlage 115,
die dem neu gebuchten Bearbeitungsauftrag 675 entspricht.
Es sei unter Bezugnahme auf 1 und 6 angenommen,
dass die Lose 120, die in der ersten Prozessanlage 115 bearbeitet
werden, durch eine Ladestation 140 ausgegeben werden und
an der Ladestation 145 der zweiten Prozessanlage 115 für den disponierten
Bearbeitungsauftrag 675 abgegeben werden müssen. Jedes
LSA 605 besitzt ein entsprechendes MAS 375, das
für diesen
Zweck aufgerufen wird. Das MAS 375 disponiert die Aufträge für die Lose 130,
so dass diese zwischen dem Quellen- und Zielort transportiert wird,
beispielsweise der ersten und der zweiten Prozessanlage 115 und
damit von der Ladestation 140 zu der Ladestation 145.
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Wie
der Fachmann im Besitze der vorliegenden Offenbarung erkennt, enthält der Prozessablauf
eine Reihe von Handhabungskomponenten, wovon lediglich einige gezeigt
sind, etwa Bevorratungsstationen, Scheibensortierer, Transportbahn-interne
Speichereinrichtungen, in denen gerade Produkte bearbeitet werden („WIP"). Beispielsweise
zeigt 1 drei Prozessressourcen 150, 155a, 155b.
Das MAS 375 bestimmt die geeigneten Materialtransporte,
die erforderlich sind, so dass das Los 130 einen bestätigten Bearbeitungsauftrag 675 erfüllen kann
oder bei Bedarf wird ein vorhergehender Behältereingangsauftrag, der mit
dem Bearbeitungsauftrag 675 verknüpft ist, bestimmt. Zu diesem
Zweck erhält
das MAS 375 die aktuelle Position (wenn der Bearbeitungsauftrag
der nächste
Auftrag ist) oder die künftige
Position (wenn der Bearbeitungsauftrag mehr als einen Prozessschritt
in der Zukunft liegt) des Loses 130 von einem Datenspeicher 690,
der ein Teil des in 1 gezeigten Computersystems 125 ist.
Der Datenspeicher 690 kann einen beliebigen geeigneten Aufbau
aufweisen, und kann tatsächlich
mehrere Datenstrukturen (nicht gezeigt) enthalten. Der Datenspeicher 690 wird
verwendet, um eine Fülle
von Informationen zu speichern, die bei der automatisierten Steuerung
der Fertigungsstätte
verwendetet werden können,
und die enthält:
Verknüpfungen
zwischen diversen Anlageneinheiten, beispielsweise die Zuordnung
der nächstliegenden
Bevorratungsstation für
eine Prozessanlage;
die Dauer gewisser Ereignisse in der Fertigungsstätte, beispielsweise
die Dauer von Prozessoperationen, die disponiert werden könnten oder
die Dauer von Materialtransporten von einer Position zu einer weiteren;
die
Lage gewisser Fertigungsbereichseinheiten, beispielsweise die Lage
von Losen oder beweglichen Ressourcen; und
die Zustände der
Fertigungsstätte.
-
Somit
enthält
der Datenspeicher 605 Daten, die die Definition und den
Zustand des AMHS 138 und den Status der Fertigungsstätte als
Ganzes angeben.
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Der
Datenspeicher 690 enthält
folglich Information, etwa die aktuelle Position eines Behälters (nicht gezeigt),
der das Los 130 enthält.
Der Datenspeicher 690 enthält ferner Daten, die die Abhängigkeit
zwischen diversen Prozessstationen 105 und dem AMHS 138 angeben,
so dass die Materialtransporte, die zum Erreichen eines einzelnes
Punktes in den Prozessablauf 100 erforderlich sind, bestimmt
werden können.
Basierend auf der Quellenposition oder Ursprungsposition, der Zielposition
und der Startzeit des Auftrags bestimmt das MAS 375 die
geeigneten Materialtransporte und disponiert Transportaufträge in dem
Kalender 685 des LSA 605.
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In
der dargestellten Ausführungsform
disponiert das MAS 375 den bzw. die Transportaufträge „genau rechtzeitig". Das LSA 605 ruft
typischerweise das MAS 375 auf, wenn ein aktueller Bearbeitungsauftrag
nahezu abgeschlossen ist. Das LSA 605 disponiert im Voraus
einen „nächsten" Bearbeitungsauftrag 675,
wie dies zuvor beschrieben ist, und das MAS 375 disponiert
Materialtransporte, die für
diesen nächsten
Bearbeitungsauftrag 675 erforderlich sind (oder bei Bedarf
einen Trägereingangauftrag,
der mit dem nächsten
Bearbeitungsauftrag 675 verknüpft ist).
-
Das
MAS 375 disponiert einen Materialtransport, der unmittelbar
beginnt, oder zumindest so bald wie dies vernünftigerweise praktikabel ist,
nachdem der aktuelle Bearbeitungsauftrag abgeschlossen ist, um das bearbeitete
Los 130 aus der Ladestation 140 herauszubringen.
Es ist wünschenswert,
das Los 130 aus der Station 140 der Prozessanlage 115 wegzutransportieren,
sobald die Bearbeitung abgeschlossen ist, um zu ermöglichen,
dass andere Lose 130 die Ladestation 130 der Prozessanlage 115 ohne
Verzögerung
benutzen können.
Zu beachten ist, dass im Falle von Pufferprozessanlagen 115,
die ein Ausladen benötigen,
das MAS 375 den Materialtransport so disponiert, dass dieser
nach dem Behälterabgangauftrag
beginnt, anstatt bei Ende des Bearbeitungsauftrags.
-
Jedoch
kann in gewissen Fällen
der Rest der Materialtransporte zu der Zielposition verzögert werden, um
störende
Transportaktivitäten
zu vermeiden, die durch nachfolgende Ereignisse unnötig sein
können.
Beispielsweise kann der mit dem Transportauftrag verknüpften Bearbeitungsauftrag
zurückgezogen
werden, so dass es nicht wünschenswert
ist, den Materialtransport zu der frühestmöglichen Zeit zu beginnen. Eine
Verzögerung
kann auch vorteilhaft sein, um die Flexibilität bei der Ladestationszuordnung
beizubehalten, beispielsweise wenn ein Los mit höherer Priorität rasch
eine Ladestation benötigt.
Ferner kann eine Station besetzt sein und es kann eine Verzögerung wünschenswert
sein, um abzuwarten, bis die Ladestation frei ist.
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Zu
beachten ist, wie zuvor dargelegt ist, dass gewisse Arten von Prozessanlagen 115 ein „Einladen" und „Ausladen" benötigen. Diese
Prozesse werden auch als „Behältereingang" und „Behälterabgang" bezeichnet. D. h.,
die Lose 130 müssen
in die Prozessanlage 115 eingeladen werden, wenn sie dort
eintreffen und bevor sie bearbeitet werden. Typischerweise müssen sie
auch nach dem Ende der Bearbeitung ausgeladen werden. Das MAS 375 disponiert
in diesem Falle Materialtransporte so, dass die Lose 130 an
der Prozessanlage 115 „gerade rechtzeitig" eintreffen, um vor
der Bearbeitung eingeladen zu werden. Es werden Behältereingang-
und Behälterabgang-Aufträge zusammen
mit einem Bearbeitungsauftrag in der „Angebot bestätigt"-Nachricht 665 von
einem MSA 615 zu dem LSA 605 zurückgegeben.
Bevor das MSA 610 diese Aufträge zurückgibt, muss das MSA 615 unter
Umständen
mit einem RSA (nicht gezeigt), das eine Anlageneinladeressource
repräsentiert,
verhandeln. Diese Verhandlungen werden in ähnlicher Weise zwischen dem
LSA 605 und dem MSA 610 ausgeführt, wie dies in 6 zuvor
beschrieben ist.
-
Somit
enthält
in den Verhandlungen zwischen dem LSA 605 und dem MSA 610 dieses
nicht nur den Bearbeitungsauftrag 675, sondern auch zugeordnete
Behältereingangs/Behälterabgangs-Aufträge, die
erforderlich sind. Das LSA 605 und das RSA disponieren
tatsächlich
Behältereingangs-/Behälterabgangs-Aufträge (nicht
gezeigt) für
das Los 130 und der Anlagenladeressource (ebenfalls nicht
gezeigt) in den entsprechenden Kalendern. Wenn daher die Prozessanlage 115 ein
Einladen erfordert, disponiert das MAS 375 Transportaufträge für das Los 130,
so dass dieses zeitgerecht zum Einladen anstatt zum Bearbeiten eintrifft.
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Die
zeitliche Auflösung
der Transportaufträge
ist in dieser speziellen Ausführungsform
relativ fein. Abhängig
von der Ausführungsart
kann beispielsweise der Materialtransport von der ersten Prozessanlage 115 in 1 zu
der zweiten Prozessanlage 115 Materialtransporte von der
Ladestation 140 zu einer Quellenbevorratungsstation 155a,
die der ersten Prozessanlage 115 am nächsten liegt, von der Quellenbevorratungsstation 155a zu
einer Zielbevorratungsstation 115b und von der Zielbevorratungsstation 155b zu
der Ladestation 145 der zweiten Prozessanlage 115 enthalten.
Zu beachten ist, dass die Quellen- und Zielbevorratungsstationen 155a, 155b typischerweise
die nächstliegenden
verfügbaren
Ladestationen für
die Quellen- und Zielposition sind, wie sie durch die Information
in dem Datenspeicher 690 festgelegt ist. In der dargestellten
Ausführungsform
werden jedoch Transportaufträge
von der Quellenposition (beispielsweise der Station 140)
zu der Zielposition (beispielsweise der Station 145) oder
zu einer Prozessressource (beispielsweise einem transportinternen
Speicher), der der Zielposition am nächsten liegt, disponiert. Ob
der Transportauftrag direkt zu der Zielposition oder zu der Prozessressource,
die dem Ziel am nächsten
liegt, stattfindet, hängt
von einer Reihe von implementationsspezifischen Faktoren ab, etwa
der Zeit (beispielsweise der aktuellen Zeit, der nächsten Bearbeitungsauftragsstartzeit),
der Transportdauer und der Stationsverfügbarkeit ab.
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In
diesem Zusammenhang kann die Station 140 als eine „Quellenposition" und die Station 145 als
eine „Zielposition" betrachtet werden,
von bzw. zu denen die Lose 130 transportiert werden müssen, um
einen gebuchten Bearbeitungsauftrag zu erfüllen. Die Quellenposition und
die Zielposition können
eine beliebige Komponente des AMHS 138 oder des Prozessablaufs 100 sein.
Somit kann anstelle der Prozessanlagenstationen 140, 145 eine
Reihe von Handhabungskomponenten vorgesehen sein, die nicht gezeigt
sind, etwa Bevorratungsstationen, Scheibensortierter, transportinterne
Speicher, Einrichtungen für
gerade be arbeitende Produkte („WIP"), um nur einige
Beispiele zu nennen. Dieser Grad an Unterteilung führt zu einer
Abhängigkeit
der Implementierung des MAS 375 von der Beschreibung des
AMHS 138 in dem Datenspeicher 690.
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Sobald
der Materialtransport disponiert ist (in 2 bei 203),
fordert das LSA 605 (in 2 bei 206) das
Bereitstellen eines Transportmittels, beispielsweise des Transportmittels 160 in 1,
für den
entsprechenden Materialtransport an, wobei dies eine vorbestimmte
Zeitdauer zuvor geschieht. Man nehme an, dass der Auftrag APP1 in dem Kalender 500, der in 5 gezeigt
ist, aktuell in der ersten Prozessanlage 115 abgearbeitet
wird, die in 1 gezeigt ist. Der Auftrag APP1 besitzt eine disponierte Endzeit, die eine
gewisse Sicherheit bietet, in welcher Zeit die vorliegende Prozessoperation
beendet ist. Wie gezeigt wird der nachfolgende Transportauftrag
M2 so disponiert, dass dieser zur gleichen
Zeit beginnt, wenn das Ende des Auftrags APP1 disponiert
ist, um das fertiggestellte Los 130 aus der Station 140 abzutransportieren,
wie dies auch in 1 gezeigt ist.
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Wenn
der Auftrag APP1 gebucht wird, setzt das
LSA 605 einen Alarm 697 für die vorbestimmte Zeitdauer
vor dem Ende des Bearbeitungsauftrags APP1.
Zu beachten ist, dass das Ende des Bearbeitungsauftrags APP1 gleich ist dem Beginn des Transportauftrags
M2. Die vorbestimmte Zeitdauer ist in der
dargestellten Ausführungsform
in üblichen
Einheiten der Zeit, d. h. in Minuten und Sekunden, definiert. Die
vorbestimmte Zeitdauer wird aus fabrikinternen Maßeinheiten,
die in dem Datenspeicher 690 abgelegt sind, berechnet oder abgerufen.
In einigen Ausführungsformen
ist ein Maß,
das in dem Datenspeicher 690 abgelegt ist, die abgeschätzte Zeit,
die benötigt
wird, um ein Transportmittel 160 an jedem von mehreren
gegebenen Punkten in dem Prozessablauf 100 bereitzustellen.
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Zu
beachten ist, dass das in dem Speicher 690 abgelegte Maß nicht
das eigentliche Maß der
vorbestimmten Zeit sein muss. Man nehme beispielsweise an, dass
das Maß ein
Zeitmaß ist,
das für
das Bereistellen eines Transportmittels 160 an einer speziellen
Zielprozessanlage 115 in einem Prozessablauf 100 erforderlich
ist. Wenn in einer gegebenen Ausführungsform ein Transportmittel 160 so
bereitgestellt wird, dass es gerade rechtzeitig für einen
disponierten Materialtransport eintrifft, dann wird die vorbestimmte
Zeit auf das abgerufene Maß festgelegt.
In einigen Ausführungsformen
kann es jedoch wünschenswert
sein, das Transportmittel 160 so bereitzustellen, dass
es vor dem Beginn des Materialtransports eintrifft. Man nehme an,
dass in einer Ausführungsform
gewünscht
ist, dass ein Transport mittel 160 35 Sekunden auf den Beginn
des Materialtransports wartet. Dann wird die vorbestimmte Zeit auf
das abgerufene Maß plus
35 Sekunden festgelegt.
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Zu
beachten ist, dass in einigen Ausführungsformen die vorbestimmte
Zeitdauer in weniger üblichen Maßeinheiten
definiert sein kann. Z. B. wird in der dargestellten Ausführungsform
eine Reihe von „Zuständen" den Aufträgen zugewiesen.
Ein Bearbeitungsauftrag, der Auftrag APP1,
enthält
einen Übergang
von einem „aktiven" Zustand zu einem „nahezu
abgeschlossenen" Zustand.
Beispielsweise geht eine 15 Minutige Prozessoperation in „aktiv" über, wenn diese beginnt und
kann in einen „nahezu
abgeschlossen" Zustand
bei 13 Minuten des Vorgangs übergehen.
Der Übergangspunkt
ist eine Funktion des Prozessvorgangs. Jedoch kann für die vorliegenden
Zwecke die vorbestimmte Zeitdauer als die Zeit definiert werden,
bei der der Prozessvorgang von „aktiv" in „nahezu abgeschlossen" übergeht.
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Wenn
der Alarm 697 ausgelöst
wird, wird das LSA 605 aufgefordert, den Transportauftrag
M2 in Gang zu setzen. Das LSA 605 sendet
eine Nachricht 699 an das AMHS 138, um das AMHS 138 über den
Zeitpunkt in Kenntnis zu setzen, an dem der Transportauftrag M2 beginnt. Die Nachricht 699, die
den Transport anfordert, enthält
nicht nur die Startzeit für
den Transportauftrag, sondern auch eine Kennung für das zu
transportierende Material, die Quellenposition für den Transport und die Zielposition
für den
Transport. Bei Empfang der Nachricht 699 stellt das AMHS 138 das
Transportmittel 160 bereit. Somit dient die Nachricht 699,
die zu der vorbestimmten Zeitdauer gesendet wird, wie dies zuvor
beschrieben ist, auch als eine Anforderung, um das Transportmittel 160 bereitzustellen.
Anders gesagt, das AMHS 138 leitet die Bereitstellungsanforderung
aus der Nachricht 699 ab und die Nachricht 699 bildet
eine implizierte Anforderung, um das Transportmittel 160 bereitzustellen.
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Somit
fordert in dieser Ausführungsform
das LSA 605 das Bereitstellen des Transportmittels an (in 2 bei 206),
indem das AMHS 138 durch die Nachricht 699 benachrichtigt
wird, den Materialtransport zu initiieren. In dieser speziellen
Ausführungsform
wird daher das Bereitstellen des Transportmittels (in 2 bei 206)
als ein Teil des Materialtransports betrachtet. Zu beachten ist
jedoch, dass die Erfindung nicht darauf eingeschränkt ist.
In alternativen Ausführungsformen
kann das LSE 605 beispielsweise einen Alarm lediglich für den Zweck
erzeugen, dass eine Expressanforderung (nicht gezeigt) für das Bereitstellen
des Transportmittels (in 2 bei 206) gesendet
wird. Dies kann wiederum von dem AMHS 138 als eine Benachrichtigung
aufgefasst werden, den Materialtransport zu initiieren. Oder alternativ
kann das LSA 605 die Nachricht 699 senden, um
das AMHS 638 zu benachrichtigen, das Bereistellen (in 2 bei 206)
anzufordern und es kann eine separate Anforderung (nicht gezeigt)
zum Initiieren des Materialtransports erfolgen. Zu beachten ist,
dass in jeder der beiden Möglichkeiten
die Zeit zum Bereistellen des Transportmittels (in 2 bei
206) gleich sein kann zu der Zeit, in der der Alarm 697 gesetzt
wird. D. h., das LSA 605 kann den Alarm 697 so
festlegen, dass dieser mit der vorbestimmten Zeitdauer vor dem Materialtransport
ausgegeben wird.
-
Wie
zuvor erläutert
ist, wird in der dargestellten Ausführungsform das Transportmittel
(in 2 bei 206) so bereitgestellt, dass es „gerade
rechtzeitig" für den Materialtransport
eintrifft, so dass das Transportmittel bereits wartet, wenn das
Los 130 für
den eigentlichen Transport bereit ist. In alternativen Ausführungsformen
wird eine zusätzliche
Zeitdauer bereitgestellt, so dass das Transportmittel für den eigentlichen
Transport eintrifft und auf das Los 130 wartet. Eine derartige
zusätzliche
Zeitdauer kann wünschenswert
sein, um unterwartete Verzögerungen
während
des Bereitstellens zu kompensieren. Auch wenn ein Los 130 einer
maximalen Wartezeit für
den nächsten
Prozessvorgang unterliegt, kann die zusätzliche Zeitdauer wünschenswert
sein, um beim Vermeiden von maximalen Wartezeitverletzungen zu helfen.
Der Materialtransport kann dann in konventioneller Weise ausgeführt werden.
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In
der dargestellten Ausführungsform
beinhaltet das Disponieren von Aufträgen das Verwalten gebuchter
Aufträge.
Wie zuvor erläutert
ist, ruft das LSA 605 auch das MAS 375 für „reaktives
Disponieren" auf. Gebuchte
Aufträge
unterliegen einer Modifizierung, um damit das Disponieren neuer
Aufträge
zu berücksichtigen
und um unerwartete Entwicklungen mit einzubeziehen, und das MAS 375 reagiert
auf diese Ereignisse in entsprechender Weise. Gebuchte Bearbeitungsaufträge können verschoben,
kurzzeitig versetzt, gelöscht und
neu disponiert werden. Einige Ereignisse, die diese Änderungen
hervorrufen, treten unerwartet auf. Eine Maschine mit Verarbeitung
auf Scheibenbasis kann stillstehen, ohne dass dies so zeitlich geplant
ist. Diese Prozessanlage 115 kann in der Mitte der Bearbeitung
von mehreren Scheiben 130 eine Störung aufweisen, wobei einige
bearbeitet sind, und einige unbearbeitet bleiben, wobei alle diese
Scheiben der Prozessanlage 115 enthalten sind. Das MAS 375 für das Los 130 muss
in der Lage sein, geeignete Materialtransporte bei Aufruf durch
die entsprechenden LSA 605 zu disponieren.
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Als
weiteres Beispiel können
gebuchte Bearbeitungsaufträge
verschoben werden, wodurch gebuchte Transportaufträge ebenso
verschoben werden. Wie zuvor erwähnt
ist, beinhaltet jeder Bearbeitungsauftrag ein „Festlegungsfenster". Das Festlegungsfenster
verleiht dem MSA 610 Flexibilität, die wiederum ermöglicht, dass
das MSA 610 den Zeitablauf bei Reaktion auf Änderungen
im Zustand der Fertigungsstätte
oder in diversen Aufträgen „optimiert". Bearbeitungsaufträge werden
als „Perlen
auf einer Schnur" betrachtet.
Bestehende Bearbeitungsaufträge
dürfen
nach hinten oder nach vorne innerhalb ihrer entsprechenden Festlegungsfenster nach
Bedarf gleiten, um einen effizienteren Zeitablaufplan zu erzeugen.
In der dargestellten Ausführungsform dürfen zur
Vereinfachung der Logik Aufträge
nicht über
den nächsten
Auftrag hinaus, unabhängig
von der Richtung, verschoben werden.
-
Beispielsweise
kann ein Bearbeitungsauftrag innerhalb seines Festlegungsfensters
zeitlich vorverlegt werden, wenn ein vorhergehender Bearbeitungsauftrag
früher
abgeschlossen ist. In ähnlicher
Weise kann ein Bearbeitungsauftrag zeitlich nach hinten verschoben
werden, wenn der vorhergehende Bearbeitungsauftrag solange dauert.
In jedem Falle werden die LSA's 605 der
betroffenen Lose 130 von den MSA's 610 benachrichtigt, dass
sich der gebuchte Bearbeitungsauftrag geändert hat. Die Differenz in
den Startzeiten und Endzeiten für
den gebuchten Bearbeitungsauftrag können die Eignung der disponierten
Materialtransporte ändern. Wenn
beispielsweise ein gebuchter Bearbeitungsauftrag auf eine frühere Startzeit
verschoben wird, muss das Los 130 früher eintreffen als dies für die aktuell
disponierten Materialtransporte der Fall ist. Umgekehrt bedeutet
eine spätere
Startzeit, dass das Los 130 zu einem späteren Zeitpunkt transportiert
werden soll. In jedem Falle können
unterschiedliche Materialtransporte geeignet sein, um die korrekte
Ankunftszeit für
das Los 130 zu erzielen. In diesen Situationen können die
Transportaufträge
in Reaktion auf das Verschieben des zugeordneten Bearbeitungsauftrags
verschoben werden. Zu beachten ist, dass mehrere Transportaufträge für ein Los 130 zum
Erreichen seines Bestimmungsortes disponiert sein können. Somit
können
einige Transportträger
in gewissen Situationen entsprechend verschoben werden.
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Das
LSA 605 ruft bei Empfang einer Änderung des Auftragsstatus
u. a. das MAS 375 auf und gibt die neue Information über den
geänderten
Bearbeitungsauftrag weiter. Das MAS 375 ruft die aktuelle
Position für das
Los 130 von dem Datenspeicher 600 ab, wenn der
zu ändernde
Bearbeitungsauftrag der nächste
Bearbeitungsauftrag ist. Wenn der Bearbei tungsauftrag, der geändert wird,
ein oder mehrerer Prozessoperationen in der Zukunft repräsentiert,
dann ruft das MAS 375 die geplante Position des Loses 130 vor
dem bzw. den vorhergehenden Transportaufträgen ab. Dieses Abrufen beinhaltet
beispielsweise das Abrufen des Ziels und der Ankunftszeit für einen
aktiven Transportauftrag. Das MAS 375 überprüft den Kalender 385 für das-LSA 605,
um zu bestimmen, welche Transportaufträge gebucht sind und welche
der gebuchten Aufträge
aktiv sind. Das MAS 375 agiert dann in Abhängigkeit
davon, ob Transportaufträge
aktiv sind und, wenn welche aktiv sind, ob der Transport begonnen
hat.
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Es
sei angenommen, dass eine Änderung
erforderlich ist, wenn der gebuchte Transportauftrag nicht aktiv
ist, und das MAS 375 kann dann den Auftrag verschieben
oder stornieren oder einen weiteren Auftrag disponieren. Wenn der
gebuchte Transportauftrag aktiv ist, aber der Materialtransport
selbst noch nicht begonnen hat, kann der gebuchte Transportauftrag
storniert werden und ein neuer besser geeigneter Transportauftrag
wird disponiert. Wenn der gebuchte Transportauftrag aktiv ist und
der Materialtransport selbst bereits begonnen hat, kann das LSA 605 von
mehreren Lösungen
wählen.
Das LSA 605 kann auf das Ende des Materialtransports in
dem aktiven Transportauftrag warten, und kann dann neue Transportaufträge zu dem
neuen Ziel bei der neuen Bearbeitungsauftragsstartzeit buchen. Oder
das LSA 605 kann den aktuellen Transportauftrag modifizieren,
indem das AMHS 138 über
das neue Ziel und die neue Ankunftszeit informiert wird. Oder das
LSA 605 kann das AMHS 138 benachrichtigen, den
aktuellen Transportauftrag abzubrechen und kann neue Aufträge zu dem
neuen Ziel mit der neuen Bearbeitungsauftragsstartzeit buchen. In
gewissem Maße kann
die Auswahl dieser Optionen von den Eigenschaften der speziellen
Implementierung des AMHS 138 abhängen.
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Aufträge werden
ferner üblicherweise
geändert,
wenn ihre Dauer oder die Dauer eines Auftrags, der unmittelbar vorhergeht,
länger
als erwartet ist. Wenn Aufträge
von dem LSA 605 erteilt werden und das MSA 610 aktiv
wird, setzen das LSA 605 und das MSA 610 „Alarme" (nicht gezeigt),
die sie benachrichtigen, wenn der Auftrag nach Zeitplan abgeschlossen
ist. Wenn die Aufgabe abgeschlossen ist, werden die Disponiermittel 605, 610 benachrichtigt
und diese Alarme werden ausgeschaltet. Wenn der Alarm stattfindet,
dann wissen die Disponiermittel 605, 610, dass
der Auftrag nicht zeitgerecht abgeschlossen wurde, und dass entsprechende Anpassungen
im Zeitablaufplan erforderlich sind. 5 zeigt
eine derartige Situation. Insbesondere war in 5 die
Zeitdauer des Transportauftrags M1 länger als
er wartet und daher wurden der Transportauftrag M2 und
der Auftrag APP1 zeitlich nach hinten verschoben,
um dieser längeren
Zeitdauer Rechnung zu tragen. In jedem Falle bedeutet die Zeitdauer,
die länger
als erwartet ist, dass das LSA 605 das MAS 375 aufruft,
um den Transportauftrag M1 zu erweitern.
Bei Bedarf beginnt das MAS 375, zu verschieben, zu stornieren
und andere Transportaufträge
neu zu disponieren.
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Wie
unmittelbar zuvor beschrieben ist, können gebuchte Aufträge vollständig storniert
werden. Ein LSA 605 kann eine Zustandsänderungsnachricht von einem
MSA 610 erhalten, wobei die Nachricht angibt, dass ein
Bearbeitungsauftrag storniert wurde, beispielsweise wenn die Prozessanlage 115 nicht
mehr in der Lage ist, den gebuchten Auftrag innerhalb des disponierten
Festlegungsfensters auszuführen.
Wenn das LSA 605 die Zustandsänderungsnachricht empfängt, entfernt
es den stornierten Auftrag von seinem Kalender 685 und
beginnt mit einer Neudisponierung. Das MAS 375 entfernt
auch zugeordnete Transportaufträge
und beginnt mit der Neudisponierung des stornierten Bearbeitungsauftrags.
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Zu
beachten ist, dass wenn gebuchte Aufträge verschoben, storniert und
neu disponiert werden, die Änderungen
entsprechende Veränderungen
in dem Prozessablauf und insbesondere in den Kalendern hervorrufen
können. Änderungen
werden durch ein einzelnes Softwaremittel 365 festgelegt,
aber ein geänderter
Auftrag kann in vielen Kalendern in Abhängigkeit von der Auftragsart
gebucht werden. Z. B. wird in der dargestellten Ausführungsform
ein Bearbeitungsauftrag 675 sowohl in dem Kalender 685,
der von dem LSA 605 unterhalten wird, als auch in dem Kalender 670,
der von dem MSA 610 unterhalten wird, gebucht. Jedoch treten Transportaufträge lediglich
in den Kalender 685 auf, der von dem LSA 605 unterhalten
wird. Für
Aufträge,
die in mehreren Kalender gebucht sind, müssen die Änderungen folglich an die anderen
Softwaremittel übermittelt werden,
so dass diese entsprechende Kalender aktualisieren können. Dies
gilt auch für
andere Arten von Ereignissen in den Prozessablauf.
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Dazu
verwenden die Softwaremittel zusätzliche
Softwarekomponenten (nicht gezeigt), die als „Benachrichtigungsmittel" und „Zuhörermittel" bekannt sind. Dies
Softwaremittel verwenden Zuhörermittel,
um Ereignisse in dem Prozessablauf, die ihre Disponierung beeinflussen
können,
zu verfolgen. Die Zuhörermittel „abbonieren" Themen oder Ereignisse
in der Fertigungsstätte.
Benachrichtigungsmittel „veröffentlichen" Ereignisse, wenn Änderungen
innerhalb der Fertigungsstätte
auftreten. Zuhörermittel
benachrichtigen wiederum jedes zugehörige Softwaremittel 365,
wenn ein interessierendes Ereignis von einem Benachrichtigungsmittel veröffentlicht
wird. Die Intensität
der ausgewählten
Ereignisse ist implementationsspezifisch, wobei Auftragsänderungen 365 ein
offensichtliches Beispiel sind, das in den meisten Ausführungsformen
angewendet wird. Die diversen Softwaremittel 365 können ihre
Kalender aktualisiert halten, wenn Änderungen durch andere Softwaremittel 365 hervorgerufen
werden. Der Datenspeicher 690 verwendet ebenso eine Reihe
von Zuhörermitteln,
um im Hinblick auf Ereignisse in der Fertigungsstätte informiert
zu bleiben, die deren Zustand ändern. Die
Benachrichtigungsmittel und Zuhörermittel
aktualisieren daher auch den Datenspeicher 690, so dass
der Zustand der Fertigungsstätte
und der Fertigungssteuerungssysteme in genauer Weise wiedergegeben
wird, wenn das MAS 375 darauf zugreift, um die Position
und geeignete Materialtransporte für ein Los 130 zu bestimmen,
das zu transportieren ist.
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Zusätzlich zur
Nutzung von Benachrichtigungsmitteln und Zuhörermitteln bei der „reaktiven
Disponierung" ist
insbesondere die Fähigkeit
des Datenspeichers 690, den Zustand der Fertigungsstätte mittels
der Benachrichtigungsmittel und Zuhörermittel zu bewahren und aktuell
zu halten, bei der „Initialisierungsdisponierung" vorteilhaft. Wenn
der Prozessablauf 100 nach einem Stillstand wieder initialisiert
wird, müssen
sich die Softwaremittel 365 selbst orientieren, bestimmen,
wo ihre Fertigungsbereichseinheit ist (wenn anwendbar), den Zustand
ihrer Fertigungsbereichseinheit bestimmen und festlegen, was zu
disponieren ist. Diese gesamte Information wird in dem Datenspeicher 690 bewahrt
und wird durch das Netzwerk aus Benachrichtigungsmitteln und Zuhörermitteln,
wie dies unmittelbar zuvor beschrieben ist, aktuell gehalten. Das
LSA 605 kann beispielsweise auf den Datenspeicher 690 zugreifen,
um zu bestimmen, wo in dem Prozessablauf sein zugehöriges Los 130 ist.
Während
der Initialisierungsdisponierung erkennt das LSA 605, ob
eine gewisse Aktivität
in Gange ist und disponiert Aufträge, die für den Abschluss dieser Aktivität erforderlich
sind. Wenn das Los 130 transportiert werden muss, kann
das LSA 605 das MAS 375 aufrufen, um die gewünschte Materialtransporte zu
disponieren, wie dies zuvor bei der allgemeinen Disponierung erläutert ist.
Wenn das Los 130 während
der Initialisierung in Bewegung war, kann das MAS 375 den
Transport disponieren, der gerade andauert, so dass dieser abgeschlossen
werden kann.
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Die
vorhergehende Erläuterung
betrifft die Disponierfähigkeiten
der Softwaremittel 365. Zusätzlich zur Disponierung initiieren
die Softwaremittel 365 auch das Ausführen disponierter Aktivitäten. Wenn
beispielsweise eine disponierte Aufgabe gerade ausgeführt wird, übernimmt
das disponierende Mittel, beispielsweise das LSA 605 und/oder
das LSA 610, die Verantwortung für Ereignisse, die den Fertigungsstättenzustand
verändern,
und überwacht
diese Ereignisse. Ferner überwacht
das disponierende Mittel Auftragszustandsänderungsereignisse auf Grund
der Tatsache, dass ein Mittel mit einem entsprechenden Auftrag eigentlich
für das Initiieren
einer Auftragszustandsänderung
verantwortlich ist. Diese Überwachung
wird durch das Netz aus Benachrichtigungsmitteln und Zuhörermitteln,
wie dies zuvor beschrieben ist und die auch für das Disponieren verwendet
werden, ausgeführt.
Ein Beispiel zur Darstellung, wie Aufträge aktiviert werden, wie der
Fortschritt überwacht
wird, wie Auftragszustände übergeben
werden und wie die Bearbeitung für
die disponierte Aufgabe initiiert wird, ist nachfolgend angegeben.
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Wenn
beispielsweise ein Bearbeitungsauftrag gerade ausgeführt wird, ändert das
LSA 605 Auftragszustände,
indem Auftragszustandsänderungen,
die durch das MSA 610 bewirkt werden, empfangen werden. Das
MSA 610 überwacht
Fertigungsstättenzustandsänderungsereignisse
(d. h. Ereignisse, die angeben, dass die Bearbeitung begonnen hat
oder abgeschlossen ist), um die Auftragszustände zu ändern. Wenn das disponierende
Mittel erkennt, dass die disponierte Aufgabe abgeschlossen ist,
aktualisiert das disponierende Mittel den Zustand des zugeordneten
Auftrags in dem Kalender des Mittels und führt andere Funktionen aus.
In dem aktuellen Beispiel empfängt
das LSA 605 ein Auftragszustandsänderungsereignis, das angibt,
dass der Bearbeitungsauftrag abgeschlossen ist und aktualisiert
den Zustand seines entsprechenden Bearbeitungsauftrags auf „abgeschlossen".
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Als
nächstes
erkennt das disponierende Mittel den nächsten Auftrag, der in seinem
Kalender disponiert ist. Beispielsweise soll das LSA 605 einen
Transportauftrag besitzen, der unmittelbar nach dem Bearbeitungsauftrag
verwendet wird. Es sei angenommen, dass der Transportauftrag in
diesem Beispiel in Bezug auf den nächsten Bearbeitungsauftrag
einen Ursprungsort einer Anlagenladestation 140 der Prozessanlage 115 hat,
die die Bearbeitung des Loses 130 durchführt, und
einen Zielort entsprechend der Prozesssressource 150 besitzt,
die die Ladestation 145 der Prozessanlage 115 am
nächsten
liegt. Zu beachten ist, dass die Zuordnung der Prozessressource 150 zu
der zweiten Prozessanlage 115 in dem Datenspeicher 690 gespeichert
ist, und somit von dem LSA 605 und anderen Mitteln einfach
erkannt werden kann.
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Das
Disponiermittel erhält
die Startzeit des nächsten
Auftrags. Wenn die Startzeit des nächsten Auftrags erreicht ist,
führt das
Disponiermittel eine Reihe von Funktionen (die nachfolgend beschrieben
sind) aus, wozu das Initiieren des Auftrags gehört. In unserem Beispiel ist
der Zeitpunkt für
den nächsten
Transportauftrag eingetreten. Folglich ändert das MAS 375 den
Zustand des Transportauftrags in „aktiv" und benachrichtigt sein entsprechendes
Losbearbeitungsmittel („LPA") 695, um
die Bearbeitung der mit dem Transportauftrag verknüpften Aufgabe
zu initiieren. Das MAS 375 fordert für das LSA 605 die
Bereitstellung eines Transportmittels (in 2 bei 206)
für den
Transportauftrag gemäß der Erfindung,
wie zuvor beschrieben ist, vor der Transportauftragsstartzeit an.
In diesem Beispiel ruft das LPA 695 das AMHS 138 mit
einem geeigneten Befehl zum Initiieren des entsprechenden Transports
auf.
-
Das
LSA 605 bildet als nächstes
einen Alarm („Endzeitalarm"), der zu der geplanten
Endzeit des Transportauftrags auszulösen ist. Dieser Alarm wird
der Alarmuhr (nicht gezeigt) des Systems hinzugefügt, um anzugeben,
wann der Materialtransport abgeschlossen sein sollte. Das LSA 605 verwendet
entsprechende Teilnehmermittel, um Fertigungsstättenzustandsänderungsereignisse
in der zuvor erläuterten
Weise zu überwachen.
Im Falle der Überwachung
von Transportaufträgen
gibt eine Änderung
in der Position des Loses ein Fortschreiten der Materialtransportaufgabe,
die disponiert wurde, an. Zu Beginn sollte das LSA 605 ein
Fertigungsstättenänderungsereignis
empfangen, das angibt, dass die Position des Loses sich von einer
Anlagenladestation 140 zu einer Zwischenstation geändert hat.
Diese Änderung
wird von dem AMHS 138 (oder einem WFT 165) initiiert,
indem der Behälter
(nicht gezeigt) mit dem Los 130 von der Anlagenladestation 140 entfernt wird.
Zu diesem Zeitpunkt ruft das LSA 605 das MAS 175 auf,
um den Transportauftrag von einem aktiven Zustand in einen Zustand „in Bearbeitung" überzuführen, der angibt, dass der
Materialtransport gerade abläuft. Das
entsprechende LPA 695 wird in dem Falle benachrichtigt,
dass mit dieser Zustandsänderung
verknüpfte Aufgaben
erfordern, dass Aktionen initiiert werden.
-
Nachfolgend
sollte das LSA 605 ein Fertigungsstättenänderungsereignis empfangen,
das angibt, dass die Position des Loses sich von einer Zwischenposition
zu einer Position der Prozessressource 150, die der Prozessanlage 115,
die das Los 135 bearbeitet hat, am nächsten liegt, geändert hat.
Dieses Änderungsereignis
stammt von dem AMHS 138, wenn es erkennt, dass ein Behälter in
der Eingangsstation der WIP-Bevorratungsstation (nicht gezeigt)
eingetroffen ist. Zu diesem Zeitpunkt ändert das MAS 375 den
Transportauftrag von einem „Bearbeitungszustand" in einen Zustand „abgeschlossen", wenn das Los 135 an
seiner Zielposition eingetroffen ist. Ferner wird das LPA 695 benachrichtigt,
wenn die Bearbeitung auf Grund dieses Ereignisses ausgeführt werden
sollte, und der Endzeitalarm (der zuvor gesetzt wurde) wird storniert,
wenn der Materialtarnsport früher
als geplant abgeschlossen ist.
-
Mit
dem Abschluss der Transportaufgabe versucht das LSA 695 den
nächsten
Auftrag in seinem Kalender 685 zu finden. Es sei angenommen,
dass der nächste
Auftrag ein Transportauftrag ist. Der Ursprungsort für diesen
Auftrag ist die Prozessressource 150 und der Zielort ist
die WIP-Bevorratungsstation 155, die der Prozessanlage 115 am
nächsten
liegt, die einen nachfolgenden Bearbeitungsauftrag ausführt. In
diesem Beispiel liegt die Startzeit dieses Transportauftrags in
der Zukunft. Als Folge bildet das LSA 605 einen Alarm (Startzeitalarm),
der zum Zeitpunkt des Initiieren des Transportauftrags ausgelöst wird.
Zu beachten ist, dass der Alarm für einen Zeitpunkt festgelegt
wird, der tatsächlich
vor der disponierten Transportauftragsstartzeit liegt. Dieser Alarm
wird der Alarmuhr des Systems hinzugefügt.
-
Wenn
der Alarm ausgelöst
wird, ruft der Alarm das LSA 695 erneut auf. Das LSA 695 ruft
u. a. das MAS 375 auf, um den Zustand des Transportauftrags
auf „aktiv" zu ändern. Ferner
benachrichtigt das LSE 695 sein entsprechendes LPA 695,
um die Bearbeitung des Auftrags in Gang zu setzen. Das LPA 695 sendet
geeignete Befehle an das AMHS 138, um den Transport des
Behälters
zu initiieren, in welchem das Los 130 gehandhabt wird,
einschließlich
der Verwendung des Verfahrens 200 in 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Das LSA 605 erzeugt auch einen Endzeitalarm.
Nachfolgend empfängt
das LSA 605 ein Fertigungsstättenänderungsereignis, das angibt,
dass die Position des Loses sich von der Quellenprozessressource 150 zu einem Übergangsort
geändert
hat. Dieses Ereignis stammt von dem AMHS 138, das erkennt,
dass der Behälter
für das
Los die Prozessressource 150 verlassen hat.
-
Das
LSA 605 ruft das MAS 375, um den Transportauftrag
von einem „aktiven" Zustand in einen „Bearbeitungszustand" zu ändern und
ruft das LPA 695 in dem Falle, dass eine Bearbeitung in
dieser Phase erforderlich ist. Es sei angenommen, dass der Endzeitalarm
ausgelöst
wird, bevor das LSA 695 ein nachfolgendes Ereignis für die Änderung
der Lospositi on empfängt.
Dies gibt an, dass der Transportauftrag über die geplante Zeitdauer
in einer Situation ähnlich
zu jener, die in 5 gezeigt ist, hinaus andauert.
Das MAS 375 berechnet eine neue Endzeit für den Auftrag,
verschiebt nachfolgende Aufträge
zeitlich nach hinten, wenn dies erforderlich ist, modifiziert die
Endzeit des Transportauftrags und setzt einen neuen Endzeitalarm,
um dem ausgedehnten Transportauftrag Rechnung zu tragen.
-
Nachfolgend
empfängt
das LSA 605 ein Fertigungsstättenänderungsereignis, das angibt,
dass die Position des Loses sich von einer Zwischenposition auf
die Zielposition, d. h. die WIP-Bevorratungsstation 155, geändert hat.
Dieses Ereignis rührt
von dem AMHS 138 her, das die Ankunft des Behälters an
der Eingangsstation (nicht gezeigt) der Ziel-WIP-Bevorratungsstation 155 erkennt.
Das MAS 375 bringt den Transportauftrag in einen Zustand „abgeschlossen" und initiiert das
LPA 695 für
die mögliche
Bearbeitung. Dieser Zyklus wird in Reaktion auf Fertigungsstättenzustandsänderungen,
Alarmauslösungen
und Auftragszustandsänderungen
für nachfolgende
disponierte Aufträge
wiederholt.
-
Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung, der zuvor nicht erläutert wurde,
ist die Ladestationsverwaltung. Es sei nun auf 1 verwiesen;
die Lose 130 treffen in den Prozessanlagen 115 über Stationen,
beispielsweise die Stationen 140, 145 ein und
verlassen diese über
diese Stationen, wie dies zuvor erläutert ist. Das in 6 gezeigte
MSA 610 ruft ein Helferklassenobjekt auf, das als ein „Stationsverwalter" („PtM") 377 bezeichnet
wird, das sowohl in 3 und 6 gezeigt
ist, um die Verwaltung der Stationen zu unterstützten. Der PtM 377 verfolgt
u. a. die Verwendung und die Verfügbarkeit von Ladestationen
für die
entsprechenden Prozessanlage 115. Der PtM 377 stellt
ferner diese Information dem MSA 610 während des zuvor beschriebenen Disponiervorganges
zur Verfügung.
Auf diese Weise legt das MSA 610 in allgemeiner Weise Ladestationen
als Ziele und die Verfügbarkeitszeiten
der Stationen, auf die das LSA 605 reagiert, fest. Somit
können
Transportaufträge
(beispielsweise die Transportaufträge M1 bis
M6, die in 4 gezeigt
sind) für
die Lose 130 disponiert werden, die zu einzelnen Stationen 140, 145,
die in 1 gezeigt sind, hintransportiert und abtransportiert werden
sollen.
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Auf
Grund dieser Stationsverwaltung beeinflusst das MSA 610 das
Disponieren des LSA 605. Insbesondere bestimmt der PTM 377,
wenn eine spezielle Station verfügbar
ist. Das MSA 610 erhält
diese Information von dem PtM 377 und integriert diese
in die Angebote 660, die es an das LSA 605 während der
Angebotsphase, die zuvor mit Bezug zu 6 erläutert ist,
ausgibt. Somit erhält
jedes Angebot 660 eine Stationszuordnung und eine Stationsverfügbarkeitszeit,
die durch den PtM 377 bestimmt sind. Wenn das LSA 605 das Angebot 660 akzeptiert,
disponiert es über
das MAS 375 auch die Transportaufträge, die erforderlich sind,
um das Los 130 zu der zugeordneten Station innerhalb der
verfügbaren
Zeit zu bringen oder möglichst
innerhalb dieser Zeit. Obwohl das MAS 375 das Los 130 nicht
disponiert, beeinflusst es folglich dennoch intensiv das Disponieren
des Loses 130 mittels der Funktion des PtM 377.
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Die
disponierten Transportaufträge
werden initiiert und ausgeführt
als Teil des AMHS 138, das als das Materialsteuerungssystem
(„MCS") 380 bekannt
ist und in den 3 und 6 gezeigt
ist. In früheren
Implementierungen führt
das MCS 380 jeweils einen Transport in Bezug auf eine Station
aus, ohne zu berücksichtigen,
welche anderen Transporte disponiert sind oder gerade in Bearbeitung
sind. Somit treten bei einigen Gelegenheiten Probleme auf, da eine
Station besetzt ist oder anderweitig nicht verfügbar ist, wenn ein Transport zu
der Station gerade ausgeführt
wird.
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Beispielsweise
tritt ein Problem manchmal auf, wenn das MCS 380 einen
Transport für
ein Los 130 zu einer Station ausführt, bevor ein Transport für ein weiteres
Los 130 von der Station weg ausgeführt wird, da die Station noch
besetzt ist. Das MCS 380 berücksichtigt nicht die Reihenfolge,
in der die Transporte ausgeführt
werden. Das MCS 380 führt
nur denjenigen Transportauftrag aus, der als nächstes dran ist, unabhängig davon,
ob dadurch der andere Transportauftrag gestört wird. Wenn dies geschieht,
kann das MCS 380 beauftragt werden, um beispielsweise einmalig
eine Schleife zu durchlaufen, um zu erkennen, ob die Station verfügbar ist
oder um das Los 130 zu einer UTS zu transportieren. In
jedem Falle kann der zugehörige
Bearbeitungsauftrag verzögert
oder storniert werden, wodurch andere disponierte Aufträge beeinflusst
werden können
und wodurch das Maß an
Disponieraktivität
erhöht
wird, das zum Bearbeiten der Lose 130 erforderlich ist.
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Das
Auftreten dieser Gelegenheiten kann verringert werden, indem eine
gewisse minimale Verzögerung
zwischen disponierten Transportaktivitäten, die mit einer speziellen
Ladestation verknüpft
sind, vorgesehen wird. Diese Verzögerung kann während des
Disponierens der Transportaufträge
eingefügt
werden, wie dies zuvor beschrieben ist, da Angebote für Bearbeitungsträge und Transportaufträge Attribute
für die
Ladestationen und Verfügbarkeitszeiten
der Stationen enthalten. Die Verzögerung sollte von ausreichender
Dauer sein, so dass der Abtransport von der Ladestation diese für einen
Transport zur Ladestation verfügbar
macht. Obwohl eine derartige Verzögerung für einen gegebenen Fall relativ
klein sein kann, kann die gesamte Verzögerung in dem Prozessablauf
relativ groß sein.
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In
den dargestellten Ausführungsformen
werden ein oder mehrere Mechanismen eingesetzt, um mit diesen Situationen
fertig zu werden. Zunächst
kann das MCS 380 die „Reihenfolge" von Transporten
für eine gegebene
Station überwachen,
so dass die Transporte von der Station weg ausgeführt werden,
bevor Transporte zur Ladestation erfolgen. Zweitens, eine dynamische
Neuzuweisung kann ausgeführt
werden, wenn eine Station voll ist und wenn es eine verfügbare andere
Station gibt. Die dynamische Neuzuweisung kann durch den Stationsverwalter 377 ausgeführt werden
und kann dem AMHS 138 mitgeteilt werden. Oder das AMHS 138 kann,
wenn es erkennt, dass die zugewiesene Station voll ist, dem Stationsverwalter 377 über das
MSA 610 aufrufen, um eine verfügbare Station zu bestimmen
und kann dann die Neuzuweisung dem Stationsverwalter 377 bekanntgeben.
Das AHMS 138 ist in der Lage, zu bestimmen, ob eine Station
verfügbar
ist, indem auf den Datenspeicher 690, der in 6 gezeigt
ist, zugegriffen wird, der den Zustand der Fertigungsstätte enthält. Oder
das AMHS 138 und der Stationsverwalter 377 können in
irgendeiner anderen Weise miteinander in Wechselwirkung treten,
um dynamisch die Stationszuordnung auf eine verfügbare Station neu zu erstellen. Sollte
die dynamische Neuzuweisung auf Grund einer fehlenden verfügbaren Station
fehlschlagen, dann kann das MCS 380 angewiesen werden,
beispielsweise einmalig eine Schleife zu durchlaufen, um zu erkennen,
ob die Station verfügbar
ist oder um das Los 130 zu einer UTS zu transportieren.
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In
der dargestellten Ausführungsform
wird die Erfindung unter Anwendung von objektorientierten Programmierverfahren
(„OOP") eingerichtet, obwohl
die Erfindung auch unter Anwendung von Techniken eingerichtet werden
kann, die nicht objektorientiert sind. Die Softwaremittel 365 werden
als Objekte eingerichtet und sind intelligent, berücksichtigen
den Zustand und sind mit speziellen Zielen versehen, für die sie
autonome Verhaltensweisen zur deren Erreichung besitzen. Ihr Verhalten
kann skriptbasiert oder regelbasiert sein. Das Verhalten ist so
gestaltet, dass ausgewählte
Ziele, etwa das Erreichen des zugewiesenen Zeitpunkts für ein Los, das
Erreichen einer vordefinierten Qualitätsstufe, die maximale Anlagenauslastung,
und das Disponieren entsprechender präventiver Wartungsmaßnahmen
erreicht werden. Das MAS 375 ist ebenfalls als ein Objekt
eingerichtet, aber als eine andere Klasse – die als „Helferklasse" bezeichnet wird.
Die Helferklasse ist eine Objektklasse, der die diversen Objekte,
die Softwaremittel 365 sind, diverse Verantwortlichkeiten übertragen
oder die einige nützliche
Dienstleistungen in dem Prozessablauf 100 bereitstellen.
Benachrichtigungsmittel und Zuhörermittel,
die zuvor dargestellt sind, sind ebenfalls Helferklassenobjekte.
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Da
die dargestellte Ausführungsform
in einer OOP-Umgebung eingerichtet ist, wird die Disponierfunktion
des MAS 375 durch Aufrufe von diversen „Verfahren" eingerichtet. Das MAS 375 ruft
unterschiedliche Verfahren in Abhängigkeit davon auf, ob eine
allgemeine Disponierung, eine reaktive Disponierung oder eine Initialisierungsdisponierung
erforderlich ist. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt. Die
Funktion, die das MAS 375 aufweist, kann in alternativen
Ausführungsformen
in dem LSA 605 eingerichtet werden, anstatt dass diese
auf ein Helferobjekt übertragen
wird. In der Tat kann die Funktion unter Anwendung alternativer
Verfahren im Vergleich zu OOP eingerichtet werden. Die Erfindung
ist nicht auf diesen Aspekt der Gestaltung beschränkt.
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Wie
aus der obigen Erläuterung
hervorgeht, sind einige Bereiche der detaillierten Beschreibung
hierin in Form durch Software eingerichteten Prozessen dargestellt,
wobei symbolische Darstellungen von Operationen auf Datenbits innerhalb
eines Speichers in einem Computersystem oder einer Computereinrichtung
beteiligt sind. Diese Beschreibungen und Darstellungen sind Mittel,
die vom Fachmann verwendet werden, um in äußerst effizienter Weise den
Inhalt seiner Arbeit anderen Fachleuten zu vermitteln. Die Prozesse
und Operationen erfordern physikalische Manipulationen physikalischer
Größen. Für gewöhnlich nehmen
diese Größe, obwohl
dies nicht erforderlich ist, die Form elektrischer, magnetischer
oder optischer Signale an, die gespeichert, übertragen, kombiniert, verglichen
oder anderweitig manipuliert werden können. Es hat sich zu gegebenen
Zeiten als vorteilhaft erwiesen, insbesondere aus Gründen der
gemeinsamen Benutzung, diese Signale als Bits, Werte, Elemente,
Symbole, Zeichen, Terme, Zahlen oder dergleichen zu bezeichnen.
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Es
sollte jedoch beachtet werden, dass all diese und ähnliche
Begriffe mit den geeigneten physikalischen Größen verknüpft sind und lediglich bequeme
Namen darstellen, die diesen Größen zugeordnet
sind. Sofern dies nicht anderweitig dargestellt ist oder sonst aus
der vorliegenden Offenbarung hervorgeht, bezeichnen diese Beschreibungen
die Aktionen und die Prozesse elektronischer Einrichtungen, die
Daten manipulieren, die als physikalische (elektronische, magnetische
oder optische) Größen innerhalb
des Speichers der elektroni schen Vorrichtung vorhanden sind, und
in andere Daten transformieren, die in ähnlicher Weise als physikalische
Größen innerhalb
des Speichers oder in Übertragungseinrichtungen
und Anzeigeeinrichtungen dargestellt sind. Beispielhafte Begriffe,
die in einer derartigen Beschreibung verwendet werden, sind ohne
Einschränkung
die Begriffe „Verarbeiten", „Berechnen", „Ausrechnen", „Bestimmen", „Darstellen", und dergleichen.
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Wie
der Fachmann im Besitz der vorliegenden Offenbarung leicht erkennt,
müssen
nicht alle zuvor beschriebenen Softwarekomponenten des Systems direkt
miteinander kommunizieren. Beispielsweise sind unter Umständen die
Softwaremittel 365, die Fertigungssteuerungssyteme (das
AMHS 138) und die Prozessanlagen 115 nicht in
der Lage, direkt miteinander zu kommunizieren. Dies ist nicht ungewöhnlich in
Systemen dieser Art. Folglich werden in diversen Ausführungsformen
der Erfindung typischerweise Interpreter, Adapter und Schnittstellen
entsprechend konventionellen Vorgehensweisen eingesetzt, um derartige
Kommunikationsverbindungen zu ermöglichen. Beispielsweise wird
in der dargestellten Ausführungsform
die Kommunikationsverbindung mit dem AMHS über einen AMHS-Adapter ausgeführt, und
die Kommunikation mit den Prozessanlagen 115 wird über „Anlagenschnittstellen" ausgeführt. Diese
sind als Software ausgeführt
und arbeiten als ein „Übersetzer" von der Sprache
der Softwarekomponente in die Sprache einer weiteren Komponente.
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Zu
beachten ist, dass in Software eingerichtete Aspekte der Erfindung
typischerweise in einer gewissen Form eines Programmspeichermediums
vorgesehen sind oder über
eine gewisse Art an Übertragungsmedium
eingerichtet werden. Das Programmspeichermedium kann magnetisch
sein (beispielsweise ein Diskettenlaufwerk oder eine Festplatte)
oder kann optisch sein (beispielsweise ein Nur-Lesespeicher einer
Kompaktdiskette, oder eine „CD-ROM"), und kann einen
wahlfreien Zugriff erlauben oder ein Nur-Lese-Speicher sein. In ähnlicher
Weise kann das Übertragungsmedium
als verdrillte Leitungspaare, ein Koaxialkabel, eine Glasfaser oder
ein anderes geeignetes Übertragungsmedium,
wie es im Stand der Technik bekannt ist, vorgesehen sein. Die Erfindung
ist nicht auf diese Aspekte einer vorgegebenen Implementierung beschränkt.
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Wie
der Fachmann im Besitze der vorliegenden Offenbarung erkennt, bietet
die vorliegende Erfindung in diversen Aspekten und Ausführungsformen
eine Reihe von Vorteilen gegenüber
dem Stand der Technik. Beispielsweise wird in einigen Ausführungsformen
ein Trans port zu einer gewünschten
Startzeit initiiert, selbst wenn das Ziel aktuell besetzt ist, da
die Station erst verfügbar
ist, wenn der Transport abgeschlossen ist. Konventionelle Systeme
warten, bis das Ziel frei ist, bevor ein Transport initiiert wird,
oder bevor selbst ein Transportmittel bereitgestellt wird. In OOP-implementierten
Ausführungsformen
wird die vorbestimmte Zeit, mit der die Bereitstellungsanforderung
vor dem Transport gesendet wird, extern eingestellt werden, durch
beispielsweise die Art der Maschine, etc. Ferner kann die Stationsverfügbarkeit
in Bezug auf einen Bearbeitungsauftrag extern konfiguriert werden.
Z. B. kann die Stationsverfügbarkeit
für eine
Prozessanlage 115, die Lose 130 sehr rasch bearbeitet,
extern so konfiguriert werden, dass es nur eine kurze Zeit zwischen
der Stationsverfügbarkeit und
dem Beginn des Bearbeitungsauftrags gibt. Andererseits kann eine
Prozessanlage 115, die Lose 130 langsam bearbeitet,
eine relativ längere
Zeitdauer zwischen der Stationsverfügbarkeit und der Startzeit
des Bearbeitungsauftrags besitzen. Einige Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung bieten auch eine größere Flexibilität bei der
Zuweisung von Ladestationen. Im Allgemeinen reduzieren diese Arten
von Vorteilen und Verbesserungen die gesamten Bearbeitungsverzögerungen,
wenn die vorliegende Erfindung eingesetzt ist.
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
eine weite Bandbreite nicht nur hinsichtlich der Ausgestaltung sondern
auch in der Anwendung. Beispielsweise kann das Material etwas anders
sein als Lose, z. B. eine Prozessressource, etwa ein Retikel. Der
Scheibenherstellungsprozessablauf enthält normalerweise Prozessanlagen,
die Retikel verwenden, die von mehreren Prozessanlagen gemeinsam
benutzt werden. Ein Retikel-Verwaltungssystem steuert die Verwendung,
die Lage und die Verwaltung der Retikal und kann die vorliegende Erfindung
in dieser Hinsicht anwenden. Jedoch verwaltet ein AMHS viele Arten
von Prozessressourcen, etwa Platzhalterscheiben, Behälter, etc.,
bei deren Transport die vorliegende Erfindung eingesetzt werden
kann. Wie zuvor dargestellt ist, kann die vorliegende Erfindung
auch in Prozessabläufen
eingesetzt werden, die andere Produkte als Halbleiterscheiben erzeugen.
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Damit
ist die detaillierte Beschreibung abgeschlossen. Die offenbarten
speziellen Ausführungsformen sind
lediglich anschaulicher Natur, da die Erfindung auf unterschiedliche
aber äquivalente
Weisen modifiziert und praktiziert werden kann, wie dies dem Fachmann
im Besitze der vorliegenden Lehre klar ist. Zu beachten ist, dass
weitere Variationen, die nicht erläutert sind, dennoch in anderen
Ausführungsformen
eingesetzt werden können.
Ferner sind keine Einschränkungen
im Hinblick auf die Details des Aufbaus oder der Gestaltung, wie
sie hierin gezeigt sind, beabsichtigt, sofern diese nicht in den
folgenden Ansprüchen
dargelegt sind. Es ist daher klar, dass die speziellen offenbarten
Ausführungsformen
geändert
und modifiziert werden können
und dass alle derartigen Änderungen
als innerhalb des Grundgedankens und Schutzbereichs der vorliegenden
Erfindung liegend betrachtet werden. Daher ist der angestrebte Schutzbereich
in den nachfolgenden Patentansprüchen
beschrieben.
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Zusammenfassung
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Es
werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verwendung beim Disponieren
in einem automatisierten Prozessablauf, so dass Transportmittel
für einen
Materialtransport vor dem Beginn eines Auftrags für den Transport
bereitgestellt werden, offenbart. Das Verfahren umfasst das Disponieren
eines Materialtransports in dem Prozessablauf; und das Anfordern
des Bereitstellens eines Transportmittels für den Materialtransport für eine vorbestimmte
Zeitdauer vor dem Materialtransport. Die Vorrichtung umfasst in
diversen Aspekten einen Computer und ein Computersystem, die programmiert
sind, das Verfahren in einem automatisierten Prozessablauf auszuführen, sowie
ein computerlesbares Programmspeichermedium, das mit Befehlen versehen ist,
die beim Ausführen
ein derartiges Verfahren einrichten.
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