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本文针对半导体封装生产系统产品种类多、加工数量大、加工设备多、设备类型多和生产信息变化快的特点,提出了面向MES的半导体封装调度系统架构,研究了面向MES的半导体封装调度系统的建模方法,提出了面向MES的半导体封装的调度算法。并结合国家自然科学基金项目“动态质量信息的XML体系建模研究”(70272046),对面向MES的半导体封装调度系统中信息的集成方法进行了研究。
论文的主要工作和研究成果如下:
1) 分析了半导体封装生产系统的特点,指出半导体封装的生产调度具有产品种类多、生产数量、生产流程固定、加工设备多、设备种类多、生产目标多样化与生产信息动态性的特点。结合半导体封装企业信息系统的现状,提出了面向MES的调度系统的实现方案。分析了半导体封装调度系统的实现难点,指出系统的实现需要依靠系统建模、调度算法与信息表达三个方面研究的突破。
2) 研究了面向MES的半导体封装调度系统的建模方法,提出了基于着色Petri网的建模方法。分析了半导体封装调度系统建模的难点,以分层着色Petri网为基础,提出了针对复杂系统的建模方法。研究了着色Petri网与SML的结合技术,首次提出了着色Petri网运算单元概念,解决了使用着色Petri实现逻辑运算的难题。并以此为基础,建立了生产线模型与调度算法合二为一的半导体封装调度系统模型。
3) 研究了面向MES的半导体封装调度系统的调度算法。指出半导体封装生产属于混合FlowShop(HFS)。在研究现有HFS启发式算法的基础上,提出了基于两步法的NEH改进算法(TNEH),并对TNEH算法的性能进行了验证。分析了半导体封装的生产环境,根据加工设备构成复杂的特点提出了Most Match Machine设备分配规则。使用着色Petri网建立了半导体封装调度仿真测试系统,研究了各种启发式算法在半导体封装调度中的性能,并分析了缓冲区排序规则对调度的影响。研究结果表明,rNEH+LPT可以获得最好的调度效果。
4) 分析了面向MES的半导体封装调度信息的特点,提出了调度信息的XML表达模式SI-XML,并对该模式中涉及的主要子模式进行了详细设计。为了实现基于XML的数据库优化设计,提出了XML与关系数据库相结合的优化方案和基于XML-ER的数据转换方法,并通过实例证明了基于XML的数据存储技术的可行性。
5) 介绍了实现面向MES的半导体封装调度系统的关键技术,包括.NETRemoting技术、NET的XML访问技术和XML与数据库的转换技术。结合江苏长电科技股份有限公司生产调度系统开发项目,详细介绍了调度系统的实现方法。