TW469381B - Dynamic traffic based routing algorithm - Google Patents

Description

469 38 1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（1 ) 相關申請案之交互參考 申請人基於35 U.S.C‘第119(e)節對美國暫時性 申請案序號，60/142,227 1999年7月2日申請，標題 "動態安排路線之演算法"主張優先權。 關於聯邦所贊助之研究或發展之聲明

N/A 發明背景 電動運送器常用於製造與倉庫環境裏運送並處理所製造 出之產品。因其運作之清潔性與低噪音而有這種運送器的 需求。這種運送器通常強制運作於固定的鐵軌與軌道上， 沿著先前確定之路徑於移動時提供精確的控制。 特別地，由電腦控制之原料運輸系統已用於工廠 (facility)之不同工作站之間以搬運原料。這種系统應用於 ，例如，半導體製造工廠以搬運半導體晶圓至接續之工作 站在這種晶圓運輸系統中，一單一軌道繞經工作站並真 有許多電氣運送器鑲嵌於軌道上且可沿著軌道移動以運送 晶圓至接續之工作站並在必需之製程運作完成之後移開晶 圓。該軌道由互連之軌道區段所組成，該互連之軌道區段 經常包含-或多個安排路線之區塊或模组，該區塊或模组 之運作乃提供沿著該軌道之多種路徑。一般而言，節點是 -種位置’用於停止，裝載，卸貨，或再引導運送器。因 此，節點可以是一種運送器必須經過或一或多個轨道之互 連網以再引導運送器之工作站。 — — — — —--I - I I--II — — — — — — t婧^閲讀背^之浲^-頊及^寫本買) 軌道上之運送器可運作於兩種模式—連接性或半獨立性 -4 -

/169 38 1 A7 B7 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明說明（ 。在連接性運作裏，一中央控制器，經常爲一電—，指定 目的地予運送器並且即使該運送器不在工作站内亦監督整 個系統之運作。 在過去，中央控制器基於靜態安排路線演算法以指定路 fe予運送器，該演算法通常儘量尋找離目的節點距離最小 之運送器。該距離也許於每個節點包含一關於,，節點交錯 値之靜態損失，使該運送器必須經過該路徑至目的節點 。然而，該靜態安排路線演算法不能調整存在於原料運輸 系統之間的緊急情況如交通擁塞及其它導因於設備之延遲 ’另外’許多由電腦控制之原料運輸系統至少有兩層，或 區域。這些不同層或區域之間的運輸運送器之功能通常受 到限制。例如，在一個兩層系統内，該兩層可由一單一垂 直切換器連接，會因其高度和速度而產生_交通擁塞區。 因此，希望使用一動態安排路線演算法以計算運送器之 路線’並能反應原料運輸系統之間之緊急情況以及使介於 不同層或區域之間的運送器交通最小化。 發明概述 依照本發明，揭露一種使用基於交通之參數動態安排原 料運輸運送器之方法與系統。由一控制器管理，將原料運 輸運送器置於一特別的節點，選擇實體上最靠近該節點之 原料運輸運送器。該控制器確認介於原料運輸運送器與目 的節點之間的可能路線。該控制器根據一公制函數分析每 條所確認之路徑内的每一個節點，並選擇有最小公制函數 値之路徑予該原料運輸運送器。該公制函數可包含原料運 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） --^------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 38 1 4 69 3β 1 A7 ------B7 五、發明說明（3 ) 輸系統内與每個節點有關之數據，含有一節點對節點距離 參數，一節點交錯參數，以及路徑裏每個節點之佇列内原 料運，運送器之數目。在具體實施例裏，該公制函數爲 从= i[A+A㈣)]° ί=1 圖式簡述 本發明可藉由後述之詳細説明與相關附圖得以完全暸解 ，其中： 圖1是一原料運輸系統實施例之圖示拓撲佈局； 圖2是一包含輸出長度數據實施例之表格； 圖3是一包含節點交錯數據實施例之表格； 圖4是一描述動態安排原料運輸運送器路徑操作方法實 施例之流程圖； 圖5是一符合本發明且基於動態交通之安排路線系統之 方塊圖。 詳細發明説明 揭露一種符合本發明且根據給定之公制函數由許多路徑 之中選擇一最佳路徑的方法。圖1表示—原料運輸系統 (MTS)拓撲1〇〇實施例’其中由一軌道122交互連接1〇個節點 。以圖1所示爲例’節點104連接至節點1〇2，1〇6和118 亦 如圖1所示，有多條路徑可用於原料運輸運送器（MTV)由一 卽點取出原料或將原料運送至另一節點。例如，自節點 102至節點120有一些可能的路徑；節點1〇2-i〇4-i 18-120 ; 節點 102-104-106-116-118-120 ;節點 102-104-106-108-112-116- -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --U----------------I---—訂--------- <請λ·閱讀背s之注意事項"^寫本頁> d 469381 A7 B7 五、發明說明（4 ) 118-120。如這裏所用，"原始節點"位置是Μ τ V择受指令 前進至另一稱爲，，目的節點”之節點之前的位置。在上述的 例子裏，該原始節點爲節點102且該目的節點爲節點12〇。 圖1所示之拓撲爲一任意拓撲，用途僅爲示範而非本發明 之限制。 如圖5所示，一調節MTS内原料運輸之原料控制系統 (MCS)504可以引導控制器502使MTV移至特別的目的節點。 該控制器502之運作乃選擇一閒置的MTV並且移動該MTV至 MCS 504所選擇之特別目的節點。如底下將加強詳細解釋 ’在較佳體實施例内，該控制器502選擇最接近該特別節

點之MTV並接著確定最佳路徑供MTV使用。另外，該MTS 包含許多節點控制器508，510，512，及514。雖然只示出 四個節點控制器，須知有個別的節點控制器對應每—個個 別的節點。該節點控制器負責控制在控制器5〇2之管理控 制下經過相關節點之MTV交通。當MTV靠近一節點控制器 之輸入站（未示）時，該節點控制器送出指令使MTV減低其 速度，停止’或前進。另外，該節點控制器自每個MTV接 收至少能確認該MTV之數據。該節點控制器將該MTV之確 認訊息送至控制器502。該控制器502用這種方法確定並儲 存MTS内每個MTV之位置。當每個MTV離開節點之輸出站（ 未示）時’該MTV送出一訊號予該節點控制器以表示該節點 爲淨S狀態。該MTS亦包含一搞合至該控制器502之資料庫 506以儲存該MTS之拓撲及其它與每個節點相關之數據。 使用儲存於資料庫506内該MTS之拓撲，該控制器502確 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I I Γ I I 丨----I I * · I I (讀先閱讀背^之注意事項^^寫本頁〕 · -I線' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ο 9 38 1 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（5 ) 認許多原始節點與目的節點之間該Μτν可用之路徑^對該 控制器所確認之許多路徑中的每一修士 T J畔你向& ’該控制器確認 包含於特別路徑之節點，並將這些節點依該MTV所經過之 順序予以安排，由原始節點開始至目的節點結纟。將許多 路徑中每-條之節點排序表根據給定之公制函數予以分析 。孩控制II5G2選擇所確認之路徑中，給定之公制函數值 中其値最小之路徑。 該先前決定之公制函數之設計乃質化與量化介於原始節 ，和目的節點之間路徑的某些方面。該公制函數乃用來計 算指示一特別路徑關於其它已確認路徑之品質之値。由該 公制函數表示之品質不需基於實體參數。因此，該公制^ 數可使用亦可不使用-或多個實體參數如距離，時間，或 能量以作爲特別路徑之品質量測。 如上所述，該資料庫506亦包含關於每個節點可作爲公 制函數之數據〇如@2表細所示，該表可料於資料庫5〇6 内，包含一原始節點域206 ’ 一目的節點域2〇4以及一節點 對節點距離域202。如圖2所示，已符合圖}之網路佈局以 包含數據實施例。例如，原始節點1〇4至目的節點丨们有_ 節點對節點距離100。 如圖3所不，該資料庫506亦可包含符合Μτν内每個節點 之交錯數値數據。該交錯數値數據可爲一無單位之數據， 可作爲公制函數内之參數以計算該公制函數値予特別的路 徑。該交錯數値可表示跨越該節點所需之時間，該 越該節點之時間内所通過之距離，或其它適合之使用者選 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規袼（210 X 297公釐） ^ --------裝--------訂--------- (請^.閱讀背*之注意事項,填寫本頁) 469 38 A7 B7 五、發明說明（6 ) 擇標準。 在一具體實施例中，該公制函數可作爲兩節點間之距離 量測。在該具體實施例中，該控制器增加距離，該距離爲 該控制器所確認之每一對接續節點間”節點對節點距離"。 例如，若該路徑爲1〇2_1〇4-1〇6-1〇8-110，該公制則爲（102_ 104之即點對即點距離）+ 004]〇6之節點對節點距離 )+ ( 106-108之節點對節點距離）+ (丨⑽]1〇之節點對節點距離 )。節點102與節點110之間的每一條路徑皆可重複。然而， 如上所述，這是一個靜態公制且無法在MTS内反應緊急狀 況。 在另一具體實施例裏，公制函數亦可包含如上所述的節 點交錯數値。在該具體實施例裏’該公制函數値不類似於 路徑之實體方面’因爲該節點交錯數値可爲所使用之每個 郎點之時間或距離。既然每個MTV皆以一固定速度且相當 相同的速率行進，該公制方程式可妥當計算節點對節點之 距離與節點交錯數値。因此，該公制爲一描述該系統之無 單位數量且一適當的公制方程式爲： m=£(4+A) ;=1 其中Μ是路徑之公制値，Ν是路徑上節點之數目，^是 由節點i至節點i+Ι之節點對節點距離，以及Di是節點i之節 點交錯値。 在一較佳具體實施例裏’該公制函數亦包含代表發生於 MTS内導因於交通延遲或特別節點上擁塞之緊急狀況之參 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1_.------------裝--- <請^.閱讀背®'之注意事項r4寫本頁) 訂： —線. 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 d69 33 1 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（） 數。特別節點上之擁塞會負面影響經過該節點之MTV之動 作。因此，考量了每個節點上之交通擁塞之公制函數會提 供一更精確之公制函數值。 如上所述，控制器502自節點控制器接收每個MTV之位 置數據。該控制器使用位置數據以確認目前於每個節 點之佇列空間内等待之MTV運送器之數目。在佇列空間内 有許多MTV's之特別節點會增加經過該節點任何路徑之公 制數值°因此’該仔列數據應該用來更精確地計算通過該 節點之任何路位之公制。在本具體實施例晨1該公制函數 為： μ = [A + A ο+ο] j-1 其中Μ是該路徑之公制，Ν是該路徑上節點之數目，Li 是自節點i至節點i+1之節點對節點距離，Di是節點丨之節點 交錯數值，以及Vi是關於節點i佇列空間内目前運送器之數 目。在一具體實例中，當MTV經由中繼節點通過該路徑 時，所選擇之路徑並未更新。在較佳具體實施例裏，在每 一個具有多輸出之中繼節點上，如十字轉門或垂直切換 器，該控制器基於目前的交通擁塞與節點件列資訊選擇一 新的路徑。在該具體實施例裏’位於中繼節點之控制器再 一次決定中繼節點與目的地之間MTV之所有可能路徑並且 計算每條路徑之公制函數’以及選擇具有最小公制函數值 之路徑。 因此，當控制器502接收來自]VICS 504的命令以分派付於 特別卵點之MTV時，该控制器502執行如圖4所示方法之步 11 I 11 I----I 11---Γ---. — fj — ·! - (請先閱讀背面之注意事項3寫本頁3 -10 -

469 38 1 A7 B7 五、發明說明（8 驟。孩控制器選擇如步驟4〇2所示實體上最接近該特別節 -占之MTV。另外，該控制器可選擇在所有可用之MTv’s中 〃、有最小公制函數之MTV。如步騾404所述，該控制器確認 原：L節點與目的節點之間所有可能的路徑。如步驟彳⑼所 述，孩控制器計算每一條所確認之路徑之公制函數值。如 步驟408所述，該控制器選擇1^丁¥行進於原始節點與目的節 點之間具有基於所選之公制函數所計算之最小公制函數值 之路徑。 除了如上所述根據最小公制函數分派之外，也可應 用其它的分派標準。如上所述，一晶圓製造工廠可有多層 或區域，MTV於兩層或區域之間的運輪能力受到限制且比 行進於一個區域内需要更多的時間。因此，使MTV行進於 層或區域之間的數目最小化可減少系統之時間與潛在因素 (latency)。一可應用於ΜΤν分派之啟發式法則為，若在一 區域或層有一未填滿之移動工作件列且一位於某層或區域 之MTV變得閒置時，該閒置之MTV不分派移動工作至不同 區域或層。 本行人士應已體會到可用許多型式將操作電腦程式所呈 現於此之函數送至控制器502，包含而不侷限於：⑷永久 儲存於電腦内不可寫入（原= > 讀取）之儲存媒體（例如唯 讀記憶體裝置）裝置之資訊’如可由電腦丨/〇附件讀取之 ROM或CD-ROM磁碟；（b)儲存於可讀式儲存媒體之可修改 資訊（例如軟碟’磁帶，讀/寫光學媒體及硬碟）；或⑷經 由通訊媒體傳送至電腦之資訊，例如，使用基頻或寬頻信 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 請 先-閱 讀 背 面· 之 注 意 事 項 r 填， I裝 + . 頁 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 469381 _B7_ 五、發明說明（9 ) 號技術，如經由數據機之超電腦（over computer)或電話網路 。此外，目前所述之功能可用硬體元件全部或部份含括， 例如特殊應用積體電路（ASIC)，狀態機器，可程式化邏輯 裝置，控制器或其它硬體元件或其它裝置，或不違背此處 發明概念之硬體元件及軟體程序之组合。 本行人士應進一步認知可在不達反此處所揭露之發明概 念下，對上述基於交通參數而動態安排一 MTV路線之方法 和裝置予以變化及修改。因此，本發明僅限於附件申請專 利範圍之精神範疇。 --------I---1 I I-----訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項罗咸寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公1 )

Claims (1)

1. 469 38 1 Λ8 BS C8 Π8 經濟邹智慧財產局員x消費合作社印製 六、申請專利範圍 1· 一種由許多運送器路徑中 法之原料運輸系统内 ，、中一條（万法，該方 位置並經過至少—海i,运器自一原始位置至一目的 法包括下述步驟：、運輸系統内之中繼節點，該方 (a)決定每一個中繼 多路徑中之每及中繼節點之順序予該許 許多路徑中之每-對接續節點接收每 —對接Μ繼節點之先前決定輪出長度； 、(:)自條該許多路徑之每-個節點接收先前決定 之郎點父錯數值； ⑷自每-條該許多路徑中之每—個節點接收位於每 條-ΐ許夕路中之每一個節點之運送器之佇列大 小； (e)決定每一條該許多路徑内每一對接續節點輸出長 度之公制函數予每—條該許多路徑；以及 ⑴選擇該許多路徑中具有最小公制函數之路徭。 2 ·如申請專利範圍第丨項之方法，其中決定一公制函數之 步騾包含使用公式M = + A(I + F;)1決定該公制函麩。 /=] 3 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該方法進〆穸包含 底下步驟： (g) 確認内置該原料運輸運送器之第—區域； (h) 確認内置該目的節點之第二區域； ⑴在該原料運輸運送器和該目的節點不在相同區威 之事件中，確認該第一區域内至少—未填滿之移動要 -13- 本汍張灸度適用中ϋ囤家標準（CNS)A!規格（210 X 297公釐） L-------------裝--------訂---------線 ί請先阶讀背6-之注意事項声\寫本頁) A8 B8 C8 D8 469 33 六、申請專利範圍 求，確認該第二區域内之第二原料運輸運送器以填碍 該移動要求。 4.如申請專利範圍第1項之方法，進一步包括底下步驟： ⑴將該運送器移至一中繼節點； (k)重複步驟（a) - (f)選擇一新的路徑。 5 ·—種在具有許多節點之原料運輸系統網路内動態安拆 一原料運輸運送器之系統，該系統包含： 一控制器； 一包含許多描述原料運輸網路搞合至該控制器之拓撲 數據之第一資料庫； 一包含原料運輸系統網路内每一對鄰近節點之節點對 節點距離數值之第二資料庫，該第二資料庫柄合至該 控制器； 一包含原料運輸系統網路内每一個節點之節點交錯數 值之第三資料庫，該第三資料庫耦合至該控制器； 許多節點控制器，每個節點控制器與一相對應之節點 互相聯結，每一個節點控制器耦合至該控制器並且提 供表示該相對應節點之原料運輸運送器數目之仲列大 小數攄； 該控制器之運作為： 決定每一個該中繼節點與該中繼節點之順序予每一條 該許多路徑； 自每一條該許多路徑裏之每一對接績節點讀取該二資 ™ 14 - 、從適用中國國家標準（CNS>A4規格（21G X 297公釐） * . 裝--------訂----------線 {"靖先閱讀背面Vitf音？事項#4寫本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作蛀印製 A8 B8 C8 D8 6 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 469 38 1 申請專利範圍 料庫内之該相對應節點對節點柜離； 自每一條該許多路徑裏之每一個於 全 ' 個郎點讀取儲存於該第 三資料庫内之該先前節點交錯數值. 自每一條該許多路徑裏之每一伽〜 、> 個即點接收來自該相粗 應節點控制器之母一個節點之運适器广列大. 于 決定每—條該許多路徑—具有包含許一 内每—對接續節點之節點對節點距離參數之里 數’每-條該許多路嶋-個節點之先前決定交： 數值，和每一個節點上運送器之佇列大小；以及 '普 選擇一該許路徑中具有最小公制函數值之路徑。 如气請專利範園第5項之系統，其中該公制 μ=Σ[α+α(ι+ο]。 呦 j=\ -種電腦程式產品’包含一電腦可讀式媒體，該電俨 可謂式媒體内存-電腦程式’該電腦程式執行於 料運輸網路内一㈣器之處理器巾，該電腦程式包含：·、 決定每-個中繼節點以及中繼節點之順序予該許 徑中之每一條路徑之程式碼； 自每-條該許多路經之每—對接續節點接收每一對接 績中繼節點之先前決定輸出長度之程式碼； 自每—條該許多路徑之每一個節點接收先前決定之p 點交錯數值之程式碼； ρ 自每一條孩許多路徑之每—個節點接收位於每一條診 許多路徑之每一個節點之運送器之佇列大小之程 碼； & -15 公S ) L---------------------钉--------- (請先I讀背&·之注意事項异〜寫本頁) 469 38 1 六、申請專利範圍 決定每一條該許多路徑内每一對接續節點輸出長度之 公制遇數予每一條該許多路徑之程式碼；以及 選擇該許多路徑中具有最小公制函數之路徑之程式碼。 8 .如申請專利範園第6項之電腦程式產品，其中該公制 函數爲 M =全[4+0(1 + 6)]。 ---%------------------訂·------I I (請先fia·讀背办之注意事項JP..寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 6 本纸張反度適用中S國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）