專(zhuān)利名稱(chēng)：基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及重入生產(chǎn)線(xiàn)的調(diào)度，尤其涉及一種用于可重入生產(chǎn)線(xiàn)的多機(jī)平行批處理調(diào)度裝置及調(diào)度方法。
背景技術(shù)：
可重入生產(chǎn)線(xiàn)是在上世紀(jì)80年代末90年代初，由美國(guó)Kumar教授針對(duì)半導(dǎo)體芯片、膠卷等行業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)而提出的概念，并將其列為有別于Flow-shop (流線(xiàn)型車(chē)間)和Job-shop (單件型車(chē)間)的第三類(lèi)生產(chǎn)線(xiàn)，即未完成產(chǎn)品沿著生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行傳送時(shí)，有可能數(shù)次訪(fǎng)問(wèn)同一個(gè)工作臺(tái)。批處理是指在不超過(guò)工作臺(tái)的最大加工能力時(shí)，一次可以加工多個(gè)未完成產(chǎn)品，每次實(shí)際加工多個(gè)未完成產(chǎn)品稱(chēng)為批(Batch)。如在可多重入的半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)線(xiàn)中，爐管區(qū)等批處理機(jī)具有加工時(shí)間一般都大于非批處理機(jī)的加工時(shí)間，需要多層重入性加工，而且批處理機(jī)價(jià)格更昂貴等特性。半導(dǎo)體生產(chǎn)系統(tǒng)的瓶頸機(jī)一般為批處理機(jī)?？芍厝肷a(chǎn)線(xiàn)的批處理機(jī)的合理調(diào)度控制成為調(diào)度與控制研究中的一個(gè)NP-hard問(wèn)題，它制約著半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的整體績(jī)效，開(kāi)展批處理機(jī)的合理調(diào)度控制研究對(duì)改善半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)線(xiàn)的性能具有重要意義，一直是學(xué)術(shù)界與應(yīng)用界的研究熱點(diǎn)之一。目前，從我國(guó)乃至各國(guó)的半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)的情況看，設(shè)備更新和產(chǎn)品升級(jí)的速度非?？?，生產(chǎn)線(xiàn)的調(diào)度方法研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上其實(shí)際發(fā)展的需要。在半導(dǎo)體可重入生產(chǎn)線(xiàn)上，對(duì)于批處理生產(chǎn)過(guò)程調(diào)度，采用啟發(fā)式算法較多，其中有的基于look-ahead (向前看)規(guī)模參數(shù)k，利用遺傳算法求解，有的look-ahead自適應(yīng)策略，利用等待下一工件到達(dá)算法、最小成本率算法等求解，但是兩類(lèi)算法的適用環(huán)境與實(shí)際生產(chǎn)線(xiàn)環(huán)境有差別，所以相當(dāng)一部分具體的半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)企業(yè)的批處理生產(chǎn)調(diào)度還是憑借人的經(jīng)驗(yàn)來(lái)安排，并沒(méi)有得到有效的優(yōu)化的方法來(lái)支持，生產(chǎn)效率不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，提供一種基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度裝置及方法，克服了具有可重入特性的半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)線(xiàn)的多機(jī)批處理動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)度過(guò)程中的分別基于look-ahead規(guī)模參數(shù)k和基于look-ahead自適應(yīng)策略?xún)深?lèi)算法求解的局限性。本發(fā)明具體解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)解決方案是一種基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度裝置，研究對(duì)象是多機(jī)平行批處理設(shè)備和被調(diào)度的多種產(chǎn)品，要求批處理設(shè)備的產(chǎn)品重入是許可，產(chǎn)品動(dòng)態(tài)到達(dá)，批處理機(jī)和上游設(shè)備之間產(chǎn)品停滯時(shí)間存在限制，包括七個(gè)子模塊數(shù)據(jù)初始化模塊、遺傳算法模塊、自檢策略模塊(look-1tself)、拉1邏輯模塊、拉2邏輯模塊、推1邏輯模塊和推2邏輯模塊。這七個(gè)子模塊形成一個(gè)封閉環(huán)。上述基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度裝置的調(diào)度方法，包括步驟如下步驟1，初始化數(shù)據(jù)，收集被加工工件和批處理設(shè)備的實(shí)時(shí)信息；
步驟2，調(diào)度開(kāi)始，生成觸發(fā)事件；步驟3，開(kāi)始循環(huán)檢查不同的產(chǎn)品族產(chǎn)品族序號(hào)從I到所有的產(chǎn)品族；步驟4，判斷沒(méi)有滿(mǎn)批的工件，條件某個(gè)產(chǎn)品族的實(shí)時(shí)被調(diào)度數(shù)量〈允許被加工批的最大容量，如果條件滿(mǎn)足，往下執(zhí)行，如果條件不滿(mǎn)足，跳轉(zhuǎn)到步驟9 ；步驟5，判斷沒(méi)有達(dá)到最小尺寸的可用批，條件某個(gè)產(chǎn)品族的實(shí)時(shí)被調(diào)度數(shù)量〈允許被加工批的最小限量，如果條件滿(mǎn)足，往下執(zhí)行，如果條件不滿(mǎn)足，跳轉(zhuǎn)到步驟7 ；步驟6，執(zhí)行拉2邏輯，主要是判斷是返工還是拉動(dòng)上游操作，再跳轉(zhuǎn)到步驟11 ；步驟7，執(zhí)行拉1邏輯，推1邏輯，主要是判斷是開(kāi)始組批還是等待，如果條件滿(mǎn)足，往下執(zhí)行，如果條件不滿(mǎn)足，跳轉(zhuǎn)到步驟11 ;步驟8，執(zhí)行推2邏輯，主要是檢查時(shí)間限制條件，如果條件滿(mǎn)足，進(jìn)行裝載，如果條件不滿(mǎn)足，不進(jìn)行裝載，再跳轉(zhuǎn)到步驟11 ;步驟9，執(zhí)行遺傳算法程序，主要生成優(yōu)化調(diào)度順次；步驟10，執(zhí)行自檢策略(look-1tself)，主要判斷每個(gè)裝載批的滿(mǎn)批和時(shí)間限制情況，如果條件滿(mǎn)足，進(jìn)行裝載，往下執(zhí)行，如果條件不滿(mǎn)足，跳轉(zhuǎn)到步驟7 ；步驟11，結(jié)束循環(huán)，完成所有產(chǎn)品族的批調(diào)度，完成觸發(fā)事件；步驟12，判斷達(dá)到終止條件，如果條件滿(mǎn)足，整個(gè)調(diào)度結(jié)束，如果條件不滿(mǎn)足，跳轉(zhuǎn)到步驟I。本發(fā)明的有益效果是，采用一種用于可重入生產(chǎn)線(xiàn)的多機(jī)平行的批處理調(diào)度方法，對(duì)滿(mǎn)批或不滿(mǎn)批的工件分別采用不同的組批、分配設(shè)備和批排序裝載算法流程；在滿(mǎn)批時(shí)目標(biāo)是總加權(quán)最小拖延期最小，在不滿(mǎn)批時(shí)目標(biāo)是總的成本率最小。自檢策略(look-1tself)實(shí)時(shí)控制滿(mǎn)批流程中是否有不滿(mǎn)批情況，如果有不滿(mǎn)批，流程轉(zhuǎn)到不滿(mǎn)批流程。本發(fā)明的批處理調(diào)度方法既繼承成熟的遺傳算法，又延伸等待下一工件到達(dá)算法為拉-拉-推-推邏輯，還創(chuàng)新了自檢策略(look-1tself)，在關(guān)鍵性指標(biāo)循環(huán)周期、在制品數(shù)、交貨量和及時(shí)交貨率等均有很好的效果，滿(mǎn)足半導(dǎo)體行業(yè)準(zhǔn)時(shí)制(JIT)生產(chǎn)需求，它概念簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便。


圖1為本發(fā)明具有可重入特性的生產(chǎn)線(xiàn)的批處理典型模型圖；圖2為本發(fā)明封閉環(huán)的系統(tǒng)圖；圖3為本發(fā)明基于封閉環(huán)的算法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利作進(jìn)一步地說(shuō)明本發(fā)明所提供的基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度裝置及方法，研究對(duì)象是多機(jī)平行批處理機(jī)、被調(diào)度的多種產(chǎn)品，重入工作流是允許的，同時(shí)存在工序之間最大等待時(shí)間限制。參考圖1，具有可重入特性的生產(chǎn)線(xiàn)的多機(jī)批處理典型模型，主要包括三個(gè)設(shè)備組設(shè)備組MG1，設(shè)備組MG2和設(shè)備組MG3，其中設(shè)備組MG1是設(shè)備組MG2上游設(shè)備組；設(shè)備組MG2是所研究的批處理機(jī)，為多機(jī)平行，如，設(shè)備組MG21,設(shè)備組MG22…，設(shè)備組MG2m (圖中虛線(xiàn)框內(nèi)，未標(biāo)出);設(shè)備組MG3是設(shè)備組MG2下游設(shè)備組。產(chǎn)品流向是從設(shè)備組MG1進(jìn)入，從設(shè)備組MG3輸出。設(shè)備組MG1和設(shè)備組MG2之間有緩沖器I，設(shè)備組MG2和設(shè)備組MG3之間有緩沖器2。緩沖器I中的工件來(lái)自設(shè)備組MG1和重入流，緩沖器I中的工件流向設(shè)備組MG2。緩沖器2中的工件來(lái)自設(shè)備組MG2，緩沖器2中的工件流向設(shè)備組MG3。設(shè)備組MG1的部分工件流向其他設(shè)備組，其他設(shè)備組加工完畢，再返回設(shè)備組MG1，也形成重入特性。另外要求設(shè)備組MG1和設(shè)備組MG2之間存在最大等待時(shí)間限制；設(shè)備組MG2中的每個(gè)設(shè)備組MG21,設(shè)備組MG22,…，設(shè)備組MG2m只能加工一種產(chǎn)品族，如產(chǎn)品族1，……產(chǎn)品族j，當(dāng)某個(gè)產(chǎn)品批被加工時(shí)，該批不允許停止或增加工件，即搶占不允許。參考圖2，是封閉環(huán)的系統(tǒng)圖，通過(guò)自檢策略模塊(look-1tself)，在遺傳算法模塊和4P策略模塊(即拉1邏輯模塊、拉2邏輯模塊、推1邏輯模塊和推2邏輯模塊)之間建立實(shí)時(shí)的封閉環(huán)，圖中r^_是指產(chǎn)品族j的實(shí)時(shí)被調(diào)度數(shù)量。參考圖3，一種基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度方法的流程圖，包括數(shù)據(jù)初始化模塊、遺傳算法模塊、自檢策略模塊(look-1tself)、拉1邏輯模塊、拉2邏輯模塊、推1邏輯模塊和推2邏輯模塊，這七個(gè)子模塊形成一個(gè)封閉環(huán)實(shí)施可重入多機(jī)批處理調(diào)度，其方法流程如下步驟1，初始化數(shù)據(jù)，收集被加工工件和批處理設(shè)備的實(shí)時(shí)信息；步驟2，調(diào)度開(kāi)始，生成觸發(fā)事件；步驟3，開(kāi)始循環(huán)檢查不同的產(chǎn)品族產(chǎn)品族序號(hào)從I到所有的產(chǎn)品族；步驟4，判斷沒(méi)有滿(mǎn)批的工件，條件某個(gè)產(chǎn)品族的實(shí)時(shí)被調(diào)度數(shù)量〈允許被加工批的最大容量，如果條件滿(mǎn)足，往下執(zhí)行，如果條件不滿(mǎn)足，跳轉(zhuǎn)到步驟9 ；步驟5，判斷沒(méi)有達(dá)到最小尺寸的可用批，條件某個(gè)產(chǎn)品族的實(shí)時(shí)被調(diào)度數(shù)量〈允許被加工批的最小限量，如果條件滿(mǎn)足，往下執(zhí)行，如果條件不滿(mǎn)足，跳轉(zhuǎn)到步驟7 ；步驟6，執(zhí)行拉2邏輯，主要是判斷是返工還是拉動(dòng)上游操作，再跳轉(zhuǎn)到步驟11 ；步驟7，執(zhí)行拉1邏輯，推1邏輯，主要是判斷是開(kāi)始組批還是等待，如果條件滿(mǎn)足，往下執(zhí)行，如果條件不滿(mǎn)足，跳轉(zhuǎn)到步驟11 ;步驟8，執(zhí)行推2邏輯，主要是檢查時(shí)間限制條件，如果條件滿(mǎn)足，進(jìn)行裝載，如果條件不滿(mǎn)足，不進(jìn)行裝載，再跳轉(zhuǎn)到步驟11 ;步驟9，執(zhí)行遺傳算法程序，主要生成優(yōu)化調(diào)度順次；步驟10，執(zhí)行自檢策略(look-1tself)，主要判斷每個(gè)裝載批的滿(mǎn)批和時(shí)間限制情況，如果條件滿(mǎn)足，進(jìn)行裝載，往下執(zhí)行，如果條件不滿(mǎn)足，跳轉(zhuǎn)到步驟7 ；步驟11，結(jié)束循環(huán)，完成所有產(chǎn)品族的批調(diào)度，完成觸發(fā)事件；步驟12，判斷達(dá)到終止條件，如果條件滿(mǎn)足，整個(gè)調(diào)度結(jié)束，如果條件不滿(mǎn)足，跳轉(zhuǎn)到步驟I。關(guān)于數(shù)據(jù)初始化模塊，其主要流程如下步驟1，記錄批處理機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)(包括5種狀態(tài)在運(yùn)行、保養(yǎng)性維護(hù)、日常性維護(hù)、宕機(jī)和空閑)，統(tǒng)計(jì)批處理機(jī)前的緩沖器中各個(gè)產(chǎn)品族的工件數(shù)量；步驟2，傳遞上述信息；步驟3，如果在產(chǎn)生觸發(fā)時(shí)，批處理機(jī)狀態(tài)中有空閑可用的，那么往下進(jìn)行，否則跳轉(zhuǎn)到步驟I ;
步驟4，如果緩沖器中存在被加工工件，那么往下進(jìn)行，否則跳轉(zhuǎn)到步驟I ;步驟5，如果存在任一產(chǎn)品族的實(shí)時(shí)被調(diào)度數(shù)量〈允許被加工批的最大容量，那么往下進(jìn)行，否則跳轉(zhuǎn)到遺傳算法模塊；步驟6，如果存在某個(gè)產(chǎn)品族的實(shí)時(shí)被調(diào)度數(shù)量〈允許被加工批的最小限量，那么跳轉(zhuǎn)到拉2邏輯模塊，否則跳轉(zhuǎn)到拉1邏輯模塊。關(guān)于遺傳算法模塊，其主要完成存在滿(mǎn)批狀態(tài)時(shí)被加工工件的組批、批分配到設(shè)備和批在被分配的設(shè)備的排序3個(gè)任務(wù)其中被加工工件的組批方法是先將同族工件按明顯延時(shí)成本系數(shù)(Apparent Tardiness Cost, ATC)降序排列，再要求組批時(shí)同族最后批工件數(shù)量不小批的最小尺寸限制，其他批的工件數(shù)量均為批的最大尺寸數(shù)量；批分配到設(shè)備方法是利用遺傳算法；批在被分配的設(shè)備的排序方法是先將分配同設(shè)備上的批按批明顯延時(shí)成本系數(shù)(Batch Apparent TardinessCost, BATC)非升序排列，針對(duì)遺傳算法的每個(gè)個(gè)體都計(jì)算BATC排列下各個(gè)設(shè)備的總的加權(quán)延時(shí)時(shí)間，并評(píng)價(jià)出各個(gè)個(gè)體中的最小總的加權(quán)延時(shí)時(shí)間的批排序，并記錄；如此往復(fù)迭代，直至滿(mǎn)足迭代終止條件，得出對(duì)應(yīng)最小總的加權(quán)延時(shí)時(shí)間的批排序，并記錄，具體步驟步驟I，設(shè)定染色體的編碼和解碼策略；步驟2,計(jì)算第一代中各個(gè)個(gè)體的總的加權(quán)拖延時(shí)間,評(píng)價(jià)出最小的并記錄；步驟3，按照染色體的交叉比率進(jìn)行交叉選擇；步驟4，按照染色體的互換比率進(jìn)行互換選擇；步驟5，評(píng)價(jià)各個(gè)子代，用最優(yōu)個(gè)體代替原來(lái)的父輩或子代；步驟6,對(duì)比當(dāng)代和上代的個(gè)體的最小總的加權(quán)拖延時(shí)間，評(píng)價(jià)出最小的并記錄；步驟7，如果迭代終止條件，則立即停止，輸出結(jié)果，否則跳轉(zhuǎn)到步驟I。關(guān)于自檢策略模塊(look-1tself)，其功能是當(dāng)通過(guò)遺傳算法模塊排序的批被裝載加工時(shí)，自檢該批是不是滿(mǎn)批，如果是滿(mǎn)批，按已排定的順序立即裝載加工，如果不是滿(mǎn)批，則要跳轉(zhuǎn)到拉1邏輯模塊執(zhí)行，具體實(shí)施步驟如下步驟1，如果當(dāng)前的產(chǎn)品族來(lái)自重入流，不考慮上下工序之間停留時(shí)間限制條件，如果當(dāng)前產(chǎn)品族來(lái)自設(shè)備組MG1，需要考慮上下工序之間停留時(shí)間限制條件，即qp計(jì)算該產(chǎn)品族中最早從MG1的結(jié)束時(shí)間，記作(TBiPmin，通過(guò)下列公式條件進(jìn)行判斷，如果Xqt=I那么繼續(xù)往下執(zhí)行，否則當(dāng)前批需要返工；當(dāng)t_ (TBiJ) min<qj 那么 Xqt=I步驟2，如果當(dāng)前批為滿(mǎn)批狀態(tài)，繼續(xù)往下執(zhí)行，否則跳轉(zhuǎn)到拉1邏輯模塊；步驟3，裝載當(dāng)前批，并繼續(xù)往下執(zhí)行；步驟4，檢查下一可能執(zhí)行的批，如果是可用的批，跳轉(zhuǎn)到步驟1，否則等待下一觸發(fā)事件。關(guān)于拉1邏輯模塊，其重要的功能是從下游工序拉動(dòng)需求，并判定當(dāng)前時(shí)刻被加工工件是否應(yīng)該立即組批，具體步驟如下步驟1，當(dāng)同時(shí)滿(mǎn)足“任一產(chǎn)品族的實(shí)時(shí)被調(diào)度數(shù)量〈允許被加工批的最大容量”和“某個(gè)產(chǎn)品族的實(shí)時(shí)被調(diào)度數(shù)量 > 允許被加工批的最小限量”繼續(xù)往下執(zhí)行；步驟2，判定當(dāng)先空閑可用的批處理機(jī)的數(shù)量Nldle,如果NIdle>l，那么跳轉(zhuǎn)到推2邏輯模塊，否則繼續(xù)往下執(zhí)行；
步驟3，令Fij是工產(chǎn)品族j中第i工件的循環(huán)周期的比例系數(shù)，RFTij是產(chǎn)品族j中第i工件剩余的凈加工工藝時(shí)間之和，du是產(chǎn)品族j中第i工件的交貨期，t是當(dāng)前時(shí)間，按照下面公式判斷當(dāng)前工件的緊急狀況，如果xu=l為緊急狀況那么跳轉(zhuǎn)到推2邏輯模塊，否則繼續(xù)往下執(zhí)行；
平均循環(huán)間
權(quán)利要求
1.一種基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)初始化模塊、遺傳算法模塊、自檢策略模塊、拉1邏輯模塊、拉2邏輯模塊、推1邏輯模塊和推2邏輯模塊，這七個(gè)子模塊形成ー個(gè)封閉環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)初始化模塊收集被加工エ件和批處理設(shè)備的實(shí)時(shí)信息；所述遺傳算法模塊完成存在滿(mǎn)批狀態(tài)時(shí)被加工エ件的組批、批分配到設(shè)備和批在被分配的設(shè)備的排序3個(gè)任務(wù)；所述自檢策略模塊是當(dāng)通過(guò)遺傳算法模塊排序的批被裝載加工吋，自檢該批是不是滿(mǎn)批，如果是滿(mǎn)批，按已排定的順序立即裝載加工，如果不是滿(mǎn)批，則要跳轉(zhuǎn)到拉1邏輯模塊執(zhí)行；所述拉1邏輯模塊是從下游エ序拉動(dòng)需求，并判定當(dāng)前時(shí)刻被加工エ件是否應(yīng)該立即組批；所述拉2邏輯模塊是從上游エ序拉動(dòng)エ件，并處理設(shè)備MG1和MG2之間的エ件停留時(shí)間限制；所述推1邏輯模塊是推動(dòng)緩沖器中的エ件及時(shí)到空閑的批處理機(jī)上進(jìn)行加工，并判定當(dāng)前的批是不是應(yīng)該在當(dāng)前時(shí)間等待下一エ件的到來(lái)再判斷；所述推2邏輯模塊是推動(dòng)緩沖器中的エ件及時(shí)到空閑的批處理機(jī)上進(jìn)行加工，并處理設(shè)備MG1和MG2之間的エ件停留時(shí)間限制。
3.一種基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1所述的裝置，包括步驟如下 步驟1，初始化數(shù)據(jù)，收集被加工エ件和批處理設(shè)備的實(shí)時(shí)信息； 步驟2，調(diào)度開(kāi)始，生成觸發(fā)事件； 步驟3，開(kāi)始循環(huán)檢查不同的產(chǎn)品族產(chǎn)品族序號(hào)從I到所有的產(chǎn)品族； 步驟4，判斷沒(méi)有滿(mǎn)批的エ件，條件某個(gè)產(chǎn)品族的實(shí)時(shí)被調(diào)度數(shù)量〈允許被加工批的最大容量，如果條件滿(mǎn)足，往下執(zhí)行，如果條件不滿(mǎn)足，跳轉(zhuǎn)到步驟9 ； 步驟5，判斷沒(méi)有達(dá)到最小尺寸的可用批，條件某個(gè)產(chǎn)品族的實(shí)時(shí)被調(diào)度數(shù)量〈允許被加工批的最小限量，如果條件滿(mǎn)足，往下執(zhí)行，如果條件不滿(mǎn)足，跳轉(zhuǎn)到步驟7 ； 步驟6，執(zhí)行拉2邏輯，主要是判斷是返エ還是拉動(dòng)上游操作，再跳轉(zhuǎn)到步驟11 ； 步驟7，執(zhí)行拉1邏輯，推1邏輯，主要是判斷是開(kāi)始組批還是等待，如果條件滿(mǎn)足，往下執(zhí)行，如果條件不滿(mǎn)足，跳轉(zhuǎn)到步驟11 ； 步驟8，執(zhí)行推2邏輯，主要是檢查時(shí)間限制條件，如果條件滿(mǎn)足，進(jìn)行裝載，如果條件不滿(mǎn)足，不進(jìn)行裝載，再跳轉(zhuǎn)到步驟11 ； 步驟9，執(zhí)行遺傳算法程序，主要生成優(yōu)化調(diào)度順次； 步驟10，執(zhí)行自檢策略，主要判斷每個(gè)裝載批的滿(mǎn)批和時(shí)間限制情況，如果條件滿(mǎn)足，進(jìn)行裝載，往下執(zhí)行，如果條件不滿(mǎn)足，跳轉(zhuǎn)到步驟7 ； 步驟11，結(jié)束循環(huán)，完成所有產(chǎn)品族的批調(diào)度，完成觸發(fā)事件； 步驟12，判斷達(dá)到終止條件，如果條件滿(mǎn)足，整個(gè)調(diào)度結(jié)束，如果條件不滿(mǎn)足，跳轉(zhuǎn)到步驟I。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)初始化模塊，主要流程如下 步驟1，記錄批處理機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)，包括5種狀態(tài)在運(yùn)行、保養(yǎng)性維護(hù)、日常性維護(hù)、宕機(jī)和空閑，統(tǒng)計(jì)批處理機(jī)前的緩沖器中各個(gè)產(chǎn)品族的エ件數(shù)量； 步驟2，傳遞上述信息；步驟3，如果在產(chǎn)生觸發(fā)時(shí)，批處理機(jī)狀態(tài)中有空閑可用的，那么往下進(jìn)行，否則跳轉(zhuǎn)到步驟I ; 步驟4，如果緩沖器中存在被加工エ件，那么往下進(jìn)行，否則跳轉(zhuǎn)到步驟I ; 步驟5，如果存在任ー產(chǎn)品族的實(shí)時(shí)被調(diào)度數(shù)量〈允許被加工批的最大容量，那么往下進(jìn)行，否則跳轉(zhuǎn)到遺傳算法模塊； 步驟6，如果存在某個(gè)產(chǎn)品族的實(shí)時(shí)被調(diào)度數(shù)量〈允許被加工批的最小限量，那么跳轉(zhuǎn)到拉2邏輯模塊，否則跳轉(zhuǎn)到拉1邏輯模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度方法，其特征在于，所述遺傳算法模塊其中被加工エ件的組批方法是先將同族エ件按明顯延時(shí)成本系數(shù)降序排列，再要求組批時(shí)同族最后批エ件數(shù)量不小于批的最小尺寸限制，其他批的エ件數(shù)量均為批的最大尺寸數(shù)量；批分配到設(shè)備方法是利用遺傳算法；批在被分配的設(shè)備的排序方法是先將分配同設(shè)備上的批按批明顯延時(shí)成本系數(shù)非升序排列，針對(duì)遺傳算法的每個(gè)個(gè)體都計(jì)算所述非升序排列下各個(gè)設(shè)備的總的加權(quán)延時(shí)時(shí)間，并評(píng)價(jià)出各個(gè)個(gè)體中的最小總的加權(quán)延時(shí)時(shí)間的批排序，并記錄；如此往復(fù)迭代，直至滿(mǎn)足迭代終止條件，得出對(duì)應(yīng)最小總的加權(quán)延時(shí)時(shí)間的批排序，并記錄，具體步驟如下 步驟1，設(shè)定染色體的編碼和解碼策略； 步驟2，計(jì)算第一代中各個(gè)個(gè)體的總的加權(quán)拖延時(shí)間，評(píng)價(jià)出最小的并記錄； 步驟3，按照染色體的交叉比率進(jìn)行交叉選擇； 步驟4，按照染色體的互換比率進(jìn)行互換選擇； 步驟5，評(píng)價(jià)各個(gè)子代，用最優(yōu)個(gè)體代替原來(lái)的父輩或子代； 步驟6，對(duì)比當(dāng)代和上代的個(gè)體的最小總的加權(quán)拖延時(shí)間，評(píng)價(jià)出最小的并記錄； 步驟7，如果迭代終止條件，則立即停止，輸出結(jié)果，否則跳轉(zhuǎn)到步驟I。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度方法，其特征在于，所述自檢策略模塊功能實(shí)現(xiàn)的具體實(shí)施步驟如下 步驟1，如果當(dāng)前的產(chǎn)品族來(lái)自重入流，不考慮上下エ序之間停留時(shí)間限制條件，如果當(dāng)前產(chǎn)品族來(lái)自設(shè)備組MG1，需要考慮上下エ序之間停留時(shí)間限制條件，即qp計(jì)算該產(chǎn)品族中最早從MG1的結(jié)束時(shí)間，記作(TBij)min，通過(guò)下列公式條件進(jìn)行判斷，如果Xqt=I那么繼續(xù)往下執(zhí)行，否則當(dāng)前批需要返エ； 當(dāng)ト(ImUqj那么Xqt=I 步驟2，如果當(dāng)前批為滿(mǎn)批狀態(tài)，繼續(xù)往下執(zhí)行，否則跳轉(zhuǎn)到拉1邏輯模塊； 步驟3，裝載當(dāng)前批，并繼續(xù)往下執(zhí)行； 步驟4，檢查下一可能執(zhí)行的批，如果是可用的批，跳轉(zhuǎn)到步驟I，否則等待下一觸發(fā)事件。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度方法，其特征在于，所述拉1邏輯模塊的功能實(shí)現(xiàn)具體步驟如下 步驟1，當(dāng)同時(shí)滿(mǎn)足“任ー產(chǎn)品族的實(shí)時(shí)被調(diào)度數(shù)量〈允許被加工批的最大容量”和“某個(gè)產(chǎn)品族的實(shí)時(shí)被調(diào)度數(shù)量 > 允許被加工批的最小限量”繼續(xù)往下執(zhí)行； 步驟2，判定當(dāng)先空閑可用的批處理機(jī)的數(shù)量Nldl6,如果NIdl6>l，那么跳轉(zhuǎn)到推2邏輯模塊，否則繼續(xù)往下執(zhí)行；步驟3，令Fu是エ件ij的循環(huán)周期的比例系數(shù)，RFTij是エ件ij剰余的凈加工エ藝時(shí)間之和，Clij是エ件ij的交貨期，t是當(dāng)前時(shí)間，按照下面公式判斷當(dāng)前エ件的緊急狀況，如果xu=l為緊急狀況那么跳轉(zhuǎn)到推2邏輯模塊，否則繼續(xù)往下執(zhí)行；
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度方法，其特征在于，所述拉2邏輯模塊的功能實(shí)現(xiàn)具體步驟如下 步驟1，當(dāng)滿(mǎn)足“某個(gè)產(chǎn)品族的實(shí)時(shí)被調(diào)度數(shù)量〈允許被加工批的最小限量”繼續(xù)往下執(zhí)行； 步驟2，如果當(dāng)前的產(chǎn)品族來(lái)自重入流，不考慮上下エ序之間停留時(shí)間限制條件，如果當(dāng)前產(chǎn)品族來(lái)自設(shè)備組MG1，需要考慮上下エ序之間停留時(shí)間限制條件，即qp計(jì)算該產(chǎn)品族中最早從MG1的結(jié)束時(shí)間，記作(TBU)min，通過(guò)下列公式進(jìn)行判斷，如果Xqt=I那么最早完成的エ件必須返エ，否則往下繼續(xù)執(zhí)行 當(dāng)
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度方法，其特征在于，所述推1邏輯模塊的功能實(shí)現(xiàn)具體步驟如下 步驟1，令I(lǐng)V產(chǎn)品族j的加工エ藝時(shí)間，r^_是產(chǎn)品族的實(shí)時(shí)被調(diào)度數(shù)量，當(dāng)“下個(gè)ー批處理機(jī)的完成時(shí)間Tc”> “下ー個(gè)產(chǎn)品族j的到達(dá)時(shí)間TNj”，令是批處理機(jī)當(dāng)前裝載時(shí)間，是從Iijエ件時(shí)刻后第i個(gè)エ件的到達(dá)時(shí)間，(t0J, t.j,tXJ)是可能裝載時(shí)刻，且有X=Bmax_nj 定義調(diào)度時(shí)域(tij+Pj-t?！?，該時(shí)間段總成本C(tij)，計(jì)算公式如下
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度方法，其特征在于，所述推2邏輯模塊的功能實(shí)現(xiàn)具體步驟如下 步驟1，如果當(dāng)前的產(chǎn)品族來(lái)自重入流，不考慮上下エ序之間停留時(shí)間限制條件，如果當(dāng)前產(chǎn)品族來(lái)自設(shè)備組MG1，需要考慮上下エ序之間停留時(shí)間限制條件，即qp計(jì)算該產(chǎn)品族中最早從MG1的結(jié)束時(shí)間，記作(Tbu)min，通過(guò)下列公式進(jìn)行判斷，如果Xqt=I那么往下執(zhí)行，否則當(dāng)前批需要返工； 當(dāng)t(ImUqj<q1那么Xqt=1 步驟2，組合不滿(mǎn)批并分配到空閑的批處理機(jī)上； 步驟3，裝在當(dāng)前的不滿(mǎn)批到空閑的批處理機(jī)上進(jìn)行加工。
全文摘要
一種基于封閉環(huán)的可重入多機(jī)批處理調(diào)度裝置及方法，包括七個(gè)子模塊數(shù)據(jù)初始化模塊、遺傳算法模塊、自檢策略模塊(look-itself)、拉1邏輯模塊、拉2邏輯模塊、推1邏輯模塊和推2邏輯模塊，這七個(gè)子模塊形成一個(gè)封閉環(huán)。對(duì)滿(mǎn)批或不滿(mǎn)批的被調(diào)度工件分別采用不同的組批、分配設(shè)備和批排序策略。在滿(mǎn)批時(shí)目標(biāo)是總加權(quán)最小拖延期最小，在不滿(mǎn)批時(shí)目標(biāo)是總的成本率最小。該方法繼承成熟的遺傳算法，延伸等待下一工件到達(dá)算法為拉拉推推4個(gè)邏輯模塊，主創(chuàng)自檢策略模塊(look-itself)，仿真結(jié)果顯示該方法是有效的，且在關(guān)鍵性指標(biāo)循環(huán)周期、在制品數(shù)、交貨量和及時(shí)交貨率等均有很好的效果。本發(fā)明概念簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，利于半導(dǎo)體等可重入的行業(yè)推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)G05B19/418GK103034215SQ20121056377
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者賈文友, 江志斌, 李友 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)