半导体芯片制造处于半导体产业链的上游,具有重要的战略意义。由于大量的多组合设备（multi-cluster tools）在晶圆加工厂同时运行,时常容易出现加工模块故障的情况。如果处理不当,此类故障可能导致生产效率降低,并使晶圆报废。解决这个问题对于提高经济效益有着重要意义。在不配置并行加工模块的多组合设备系统中,如果加工步骤中的某个加工模块发生故障,任何新的原料晶圆或部分已经在设备中的在制品（work-in-process）晶圆都无法再按照已定义工艺流程完成整个加工过程。此时该系统必须进入关闭过程,清空设备中的晶圆。该过程的调度具有如下难点:1)由于有些晶圆无法遵循预先设定的加工流程,加上缓冲模块的容量限制和晶圆驻留时间约束,可能会导致死锁情况的发生。因此,机械手活动的顺序不能简单地根据拉式策略来确定。2)由于故障模块的位置是随机的,为多种不同的故障情况找到有效且统一的调度方法相当具有挑战性。现有的方法并不能解决这个难题。到目前为止,还未见关于如何在加工模块故障后正确调度多组合设备使其尽快关闭的研究报道。因此,本课题的重点是在不违反晶圆驻留时间约束的前提下,研究没有配置并行加工模块的多组合设备在加工模块故障后的瞬态过程的调度。首先,分析了晶圆在各种故障情况下的不同的加工流程。由于相邻的组合设备各自的机械手在共享的缓冲模块处的活动可能发生死锁冲突,在分析了如何避免这种冲突的机械手动作的同步条件以及机械手动作序列后,给出了一个算法来获取调度开始时刻设备内晶圆分布情况的信息。其次,基于前述算法的输出参数和先前对机械手动作的分析,本文提出了另外两个算法分别用于确定两种不同的故障情况下机械手的动作序列。尽管在其中的一种故障情况中,部分机械手动作的顺序仍未确定,但可以通过设定这些动作执行时间之间的间隔来确定这些动作的开始时刻。最后,针对这两种不同的故障情况,建立了纯整数线性规划模型和纯整数非线性规划模型,以确定机械手动作的开始时刻,并最小化完工时间,从而得到加工模块故障情况下特殊关闭过程的最优调度。通过使用多级嵌套下标,本文提出的方法归纳出了2-组合设备中所有不同故障情况的统一解决方案。文末提供了三个不同故障情况的例子来说明这些方法的应用。