集成电路cluster tool设备调度策略

Petri网/时间Petri网建模与可调度性控制(死锁避免、状态空间与参数时序约束)

以Petri网/时间Petri网作为形式化建模与分析工具,围绕状态可达性、控制回路/反馈、自环或反馈路径设计实现死锁避免;同时将清洗与加工/移动等时序规则引入时间约束,通过参数化可达性/状态空间方法或代价问题求解来刻画可调度性与时序可行域,并与计算复杂度控制相关。

驻留时间约束下的循环/周期性调度与可调度性判定(单臂/双臂/多机稳态节拍)

核心围绕集成电路cluster tool的稳态循环/周期性运行:在wafer residency time(停留时间)与清洗/PM配置、双臂再入(reentrant)、多类型并行等约束下,构造周期加载/交换节拍,并给出可调度性条件、必要/充分判据或多项式判定/解析优化方法,最终获得最优或近优循环周期与配置。

MIP/通用序列空间建模:再入与超越backward/swap的可行性与最优性刻画

将cluster tool搬运/移动决策抽象到更一般的“机器人移动序列空间”,用MIP等方式分析backward/swap之外是否存在其他序列能带来更优调度或更强可行性条件,覆盖单臂与双臂、再入等更广情形。

整数规划/虚拟载片建模:清洗与停留约束嵌入以提升吞吐/可计算求解

以“可形式化求解”为主线:通过BIP/MILP/MIP与虚拟载片(virtual wafer/virtual cell)把清洗、停留时间等工艺约束转化为可计算数学模型;强调可实现性与可求解性(从建模到可计算优化框架),并与Petri网思想在表达层面形成贯通。

双臂/多cluster系统级稳态调度与跨工具质量/节拍调节

聚焦系统级(跨cluster/跨工具)协调:在双臂两cluster及多cluster情形下生成稳态最优节拍(如按类型/配方的周期协调、two-swap序列结构),并进一步考虑后处理一致性或质量相关的节拍/调节机制,同时仍受停留时间约束与可调度性要求约束。

非循环/瞬态过程与鲁棒或失败闭停调度(启动-运行-关机、分支定界)

研究非周期或阶段性(启动/关机、瞬态过程)带来的状态演化与可行性复杂性;同时处理活动时间波动与鲁棒性问题(停留时间波动分析、实时多cluster调度);在有限规模下采用分支定界或学习/实时控制框架以获取可行或近优解,并覆盖失败/闭停等风险驱动流程优化。

多类型并发与lot switching下的配方切换协同优化(延迟、吞吐与任务序列有效性)

围绕多类型/配方切换导致的非循环与并发复杂性:分析常用机器人任务序列在lot switching期的有效性与边界,同时从TEG/延迟、等待与负载均衡视角研究吞吐-延迟协同优化,为更复杂的序列选择提供依据。

学习型调度:深度强化学习(DQN/MADQN、带look-ahead)与近优策略生成

利用深度强化学习直接学习机器人任务序列/模块分配策略,通过状态-动作-奖励设计最小化makespan或最大化生产率;引入动作掩码与look-ahead、下界/估计等机制提升决策质量,并强调对不确定加工/移动时间与动态环境的自适应能力。

多机器人协同:任务分配与搬运/移动序列优化(组合优化/启发式框架)

从多机器人协同视角把cluster tool调度视为任务分配+搬运移动序列的联合优化问题,强调机器人能力差异与移动序列对整体性能(makespan、吞吐、避免无效换用等)的影响,采用组合优化/启发式建模与求解思路。

实时/短期生产计划与质量风险控制:动态周期估计与Kanban反馈稳定化

面向车间执行层的短期调度与动态控制:通过到达时间估计、动态周期时间与WIP最新处理时刻更新来满足时序约束;进一步使用Kanban反馈控制触发装载/释放时机以最小化最坏驻留延迟并保证系统稳定性,同时将问题置于半导体制造自动化实践背景进行框架化讨论。

绿色制造与节能资源优化:在约束满足下降低能耗/资源消耗

以绿色制造为导向,将能耗或资源消耗(如PM/清洗相关运营开销)与吞吐、makespan及质量/停留时间约束耦合;通过调度策略在满足工艺与可行性前提下降低运营成本与资源消耗,并结合停留时间波动分析与动态调整提供节能决策依据。

集成电路cluster tool设备调度策略

合并后的统一分组覆盖了cluster tool调度策略的主要技术谱系:从Petri/时间Petri网机理建模与可调度性控制、到wafer驻留时间约束下的循环/稳态最优节拍,再到MIP/虚拟载片的可计算建模与通用序列空间(含再入);进一步扩展到非循环瞬态与鲁棒/实时调度、lot switching下的多类型并发协同、双臂/多cluster系统级协调;同时引入DRL等学习型近优策略与短期执行层Kanban反馈控制;最后体现绿色节能与资源优化目标的多目标调度方向。

54 篇文献,11 个研究方向
Petri网/时间Petri网建模与可调度性控制(死锁避免、状态空间与参数时序约束)
以Petri网/时间Petri网作为形式化建模与分析工具,围绕状态可达性、控制回路/反馈、自环或反馈路径设计实现死锁避免;同时将清洗与加工/移动等时序规则引入时间约束,通过参数化可达性/状态空间方法或代价问题求解来刻画可调度性与时序可行域,并与计算复杂度控制相关。相关文献: Tairan Song et. al, 2023 等 9 篇文献
驻留时间约束下的循环/周期性调度与可调度性判定(单臂/双臂/多机稳态节拍)
核心围绕集成电路cluster tool的稳态循环/周期性运行:在wafer residency time(停留时间)与清洗/PM配置、双臂再入(reentrant)、多类型并行等约束下,构造周期加载/交换节拍,并给出可调度性条件、必要/充分判据或多项式判定/解析优化方法,最终获得最优或近优循环周期与配置。相关文献: Jufeng Wang et. al, 2025 等 13 篇文献
MIP/通用序列空间建模:再入与超越backward/swap的可行性与最优性刻画
将cluster tool搬运/移动决策抽象到更一般的“机器人移动序列空间”,用MIP等方式分析backward/swap之外是否存在其他序列能带来更优调度或更强可行性条件,覆盖单臂与双臂、再入等更广情形。相关文献: Xin Li et. al, 2025
整数规划/虚拟载片建模:清洗与停留约束嵌入以提升吞吐/可计算求解
以“可形式化求解”为主线:通过BIP/MILP/MIP与虚拟载片(virtual wafer/virtual cell)把清洗、停留时间等工艺约束转化为可计算数学模型;强调可实现性与可求解性(从建模到可计算优化框架),并与Petri网思想在表达层面形成贯通。相关文献: Yan Qiao et. al, 2021 等 5 篇文献
双臂/多cluster系统级稳态调度与跨工具质量/节拍调节
聚焦系统级(跨cluster/跨工具)协调:在双臂两cluster及多cluster情形下生成稳态最优节拍(如按类型/配方的周期协调、two-swap序列结构),并进一步考虑后处理一致性或质量相关的节拍/调节机制,同时仍受停留时间约束与可调度性要求约束。相关文献: Qinghua Zhu et. al, 2025 等 4 篇文献
非循环/瞬态过程与鲁棒或失败闭停调度(启动-运行-关机、分支定界)
研究非周期或阶段性(启动/关机、瞬态过程)带来的状态演化与可行性复杂性;同时处理活动时间波动与鲁棒性问题(停留时间波动分析、实时多cluster调度);在有限规模下采用分支定界或学习/实时控制框架以获取可行或近优解,并覆盖失败/闭停等风险驱动流程优化。相关文献: Fajun Yang et. al, 2025 等 7 篇文献
多类型并发与lot switching下的配方切换协同优化(延迟、吞吐与任务序列有效性)
围绕多类型/配方切换导致的非循环与并发复杂性:分析常用机器人任务序列在lot switching期的有效性与边界,同时从TEG/延迟、等待与负载均衡视角研究吞吐-延迟协同优化,为更复杂的序列选择提供依据。相关文献: Jeongsun Ahn et. al, 2025 等 3 篇文献
学习型调度:深度强化学习(DQN/MADQN、带look-ahead)与近优策略生成
利用深度强化学习直接学习机器人任务序列/模块分配策略,通过状态-动作-奖励设计最小化makespan或最大化生产率;引入动作掩码与look-ahead、下界/估计等机制提升决策质量,并强调对不确定加工/移动时间与动态环境的自适应能力。相关文献: Langni Liu et. al, 2025 等 4 篇文献
多机器人协同:任务分配与搬运/移动序列优化(组合优化/启发式框架)
从多机器人协同视角把cluster tool调度视为任务分配+搬运移动序列的联合优化问题,强调机器人能力差异与移动序列对整体性能(makespan、吞吐、避免无效换用等)的影响,采用组合优化/启发式建模与求解思路。相关文献: Zohreh Shakeri et. al, 2025 等 2 篇文献
实时/短期生产计划与质量风险控制:动态周期估计与Kanban反馈稳定化
面向车间执行层的短期调度与动态控制:通过到达时间估计、动态周期时间与WIP最新处理时刻更新来满足时序约束;进一步使用Kanban反馈控制触发装载/释放时机以最小化最坏驻留延迟并保证系统稳定性,同时将问题置于半导体制造自动化实践背景进行框架化讨论。相关文献: Ying-Mei Tu et. al, 2021 等 3 篇文献
绿色制造与节能资源优化:在约束满足下降低能耗/资源消耗
以绿色制造为导向,将能耗或资源消耗(如PM/清洗相关运营开销)与吞吐、makespan及质量/停留时间约束耦合;通过调度策略在满足工艺与可行性前提下降低运营成本与资源消耗,并结合停留时间波动分析与动态调整提供节能决策依据。相关文献: Qing Nie et. al, 2022 等 3 篇文献