基于流程柔性与随机优化的半导体产能管理决策研究
发布时间：2022-01-20 07:49
产能管理决策问题正逐步成为半导体加工中最重要的调度决策问题之一。然而,由于其面临不同于传统生产流程的基本特征以及需要考虑较多不确定且复杂的环境因素等困难,该问题较少被人所研究。较少的理论研究致使其成为制约实际生产决策的关键瓶颈因素之一。为了弥补实际需求与理论研究之间的差距,本文致力于求解该问题。由于半导体加工行业中的复杂性,本研究主要利用两类互为补充互相促进的理论方法,即流程柔性理论与随机优化,对问题进行研究。基于半导体产能管理决策问题本身的基本特征,本文重点考虑了具有产能损失的前提条件以及三类具有实用意义的不确定性环境因素,即由产能测试（也称为资质测试）本身所造成的产能损失,由传统因素造成的产能损失以及随机的产品需求。半导体产能测试是半导体加工产业中必要的工艺要求之一,而就性质上而言,半导体产能测试过程本身就是一个不断增加柔性的过程,不需要额外为了增加系统柔性而付出成本。故而,将流程柔性研究领域中的相关理论概念以及设计有效配置结构的指导原则引入进来将有助于合理地解决产能管理决策问题,增加系统绩效,提高服务水平,因而有着重要意义。然而,传统的流程柔性领域里的理论研究没有考虑到因资质测试...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 半导体制造背景介绍
1.2 半导体产能管理决策问题的研究内容
1.3 半导体产能管理决策问题的研究目的及意义
1.4 研究方法和技术路线
1.5 本章小结
第2章 国内外研究现状及分析
2.1 半导体生产中的产能管理决策
2.2 随机优化算法
2.2.1 L型算法
2.2.2 拉格朗日松弛分解算法与次梯度法
2.2.3 随机优化中的加速求解技术
2.2.4 可替代的次梯度算法
2.2.5 随机优化中的连续型随机变量处理方法
2.3 柔性与流程柔性
2.3.1 柔性及柔性制造系统
2.3.2 流程柔性
第3章 产能管理决策问题特征及研究方法概述
3.1 半导体产能管理决策问题特征的深入挖掘
3.2 流程柔性与随机优化研究方法的选择原因
3.2.1 选择柔性理论与随机优化方法研究问题的原因
3.2.2 与以往研究文献在流程柔性理论上的不同点
3.2.3 与以往研究文献在数学规划方法上的不同点
3.2.4 常用随机优化算法及选择
3.3 流程柔性与随机优化算法中的基本理论
3.3.1 流程柔性理论中的“长链”
3.3.2 拉格朗日对偶解的有效性
3.3.3 可替代的次梯度算法的求解高效性及收敛性缺陷
3.4 本章小结
第4章 产能损失下的流程柔性理论研究
4.1 研究背景与贡献
4.2 不考虑产能损失的柔性配置结构
4.3 产能损失下的配置结构—2阶配置结构
4.3.1 配置结构定义及符号表示
4.3.2 开链绩效的表达及不确定性因素的简化
4.3.3 产能损失下的闭链
4.3.4 产能损失下的开链
4.3.5 多短链结构
4.3.6 产能损失下的开链与修正的开链的绩效差及其性质
4.3.7 二阶配置结构中的最优结构：条件及性质
4.4 产能损失下的配置结构—非2阶配置结构
4.4.1 简单的“闭链—单一链”结构
4.4.2 “闭链—开链”结构
4.4.3 联通链中的最优结构
4.5 产能损失及成本限制下的最优结构
4.6 基于启发式算法的非对称系统柔性结构获取
4.7 本章小结
第5章 产能管理决策问题研究—基于随机优化的角度
5.1 半导体产能管理决策问题的随机优化模型
5.2 子问题求解算法
5.3 可替代的次梯度算法
5.4 推导可行性解的启发式算法
5.5 算法的终止条件
5.6 简化的可替代次梯度算法及其提供的上界
5.7 数值实验
5.8 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 研究展望
参考文献
附录A 不同分布下的结构绩效与边缘收益
致谢
攻读博士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]随机环境下带有私人信息的单机能力分配策略[J]. 黄敏,宋敏,周宁宁,王兴伟. 控制理论与应用. 2014(04)
[2]基于带补偿的两阶段随机规划的供应链网络设计模型[J]. 崔楷. 物流技术. 2014(07)
[3]基于多阶段随机规划的模块化产品设计[J]. 王亦乐,董明. 上海交通大学学报. 2009(10)
[4]基于割平面的随机规划分解方法[J]. 刘国栋,刘敬生. 山东科技大学学报(自然科学版). 2009(02)
[5]运输能力受限与费用时变批量问题的拉格朗日松弛启发式算法[J]. 鲁奎,杨昌辉,戴道明. 系统工程理论与实践. 2008(10)
[6]随机多阶段分销网络设计模型[J]. 唐凯,杨超,杨珺. 中国管理科学. 2007(06)
[7]利用嵌套L—型分解算法求解生产计划多阶段随机规划模型[J]. 张立伟,张玲. 山东大学学报(理学版). 2007(04)
[8]随机需求下的选址一库存配送系统集成规划模型及算法[J]. 秦绪伟,范玉顺,尹朝万. 控制理论与应用. 2006(06)
[9]补偿随机规划的一种新数值方法[J]. 韦增欣,莫降涛. 数学年刊A辑（中文版）. 2002(05)
[10]论柔性生产与产业集聚[J]. 朱华晟,王缉慈. 世界地理研究. 2001(04)
博士论文
[1]综合运输体系下快捷货物运输网络资源配置优化研究[D]. 王保华.北京交通大学 2010
[2]基于最优化的冶金生产批量计划及调度问题研究[D]. 蒋淑珺.东北大学 2010
硕士论文
[1]大用户购电策略的两阶段随机规划模型研究[D]. 王雪.华北电力大学 2015
[2]养老金投资策略的二阶段随机规划模型研究[D]. 王仁昌.华北电力大学 2015
[3]基于随机场景数据的运输网络流问题模型与算法[D]. 文娟.北京交通大学 2012
[4]Ⅰ公司基于产能优化的设备调试及维护方法的研究[D]. 刘午.上海交通大学 2012
本文编号：3598447
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 半导体制造背景介绍
1.2 半导体产能管理决策问题的研究内容
1.3 半导体产能管理决策问题的研究目的及意义
1.4 研究方法和技术路线
1.5 本章小结
第2章 国内外研究现状及分析
2.1 半导体生产中的产能管理决策
2.2 随机优化算法
2.2.1 L型算法
2.2.2 拉格朗日松弛分解算法与次梯度法
2.2.3 随机优化中的加速求解技术
2.2.4 可替代的次梯度算法
2.2.5 随机优化中的连续型随机变量处理方法
2.3 柔性与流程柔性
2.3.1 柔性及柔性制造系统
2.3.2 流程柔性
第3章 产能管理决策问题特征及研究方法概述
3.1 半导体产能管理决策问题特征的深入挖掘
3.2 流程柔性与随机优化研究方法的选择原因
3.2.1 选择柔性理论与随机优化方法研究问题的原因
3.2.2 与以往研究文献在流程柔性理论上的不同点
3.2.3 与以往研究文献在数学规划方法上的不同点
3.2.4 常用随机优化算法及选择
3.3 流程柔性与随机优化算法中的基本理论
3.3.1 流程柔性理论中的“长链”
3.3.2 拉格朗日对偶解的有效性
3.3.3 可替代的次梯度算法的求解高效性及收敛性缺陷
3.4 本章小结
第4章 产能损失下的流程柔性理论研究
4.1 研究背景与贡献
4.2 不考虑产能损失的柔性配置结构
4.3 产能损失下的配置结构—2阶配置结构
4.3.1 配置结构定义及符号表示
4.3.2 开链绩效的表达及不确定性因素的简化
4.3.3 产能损失下的闭链
4.3.4 产能损失下的开链
4.3.5 多短链结构
4.3.6 产能损失下的开链与修正的开链的绩效差及其性质
4.3.7 二阶配置结构中的最优结构：条件及性质
4.4 产能损失下的配置结构—非2阶配置结构
4.4.1 简单的“闭链—单一链”结构
4.4.2 “闭链—开链”结构
4.4.3 联通链中的最优结构
4.5 产能损失及成本限制下的最优结构
4.6 基于启发式算法的非对称系统柔性结构获取
4.7 本章小结
第5章 产能管理决策问题研究—基于随机优化的角度
5.1 半导体产能管理决策问题的随机优化模型
5.2 子问题求解算法
5.3 可替代的次梯度算法
5.4 推导可行性解的启发式算法
5.5 算法的终止条件
5.6 简化的可替代次梯度算法及其提供的上界
5.7 数值实验
5.8 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 研究展望
参考文献
附录A 不同分布下的结构绩效与边缘收益
致谢
攻读博士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]随机环境下带有私人信息的单机能力分配策略[J]. 黄敏,宋敏,周宁宁,王兴伟. 控制理论与应用. 2014(04)
[2]基于带补偿的两阶段随机规划的供应链网络设计模型[J]. 崔楷. 物流技术. 2014(07)
[3]基于多阶段随机规划的模块化产品设计[J]. 王亦乐,董明. 上海交通大学学报. 2009(10)
[4]基于割平面的随机规划分解方法[J]. 刘国栋,刘敬生. 山东科技大学学报(自然科学版). 2009(02)
[5]运输能力受限与费用时变批量问题的拉格朗日松弛启发式算法[J]. 鲁奎,杨昌辉,戴道明. 系统工程理论与实践. 2008(10)
[6]随机多阶段分销网络设计模型[J]. 唐凯,杨超,杨珺. 中国管理科学. 2007(06)
[7]利用嵌套L—型分解算法求解生产计划多阶段随机规划模型[J]. 张立伟,张玲. 山东大学学报(理学版). 2007(04)
[8]随机需求下的选址一库存配送系统集成规划模型及算法[J]. 秦绪伟,范玉顺,尹朝万. 控制理论与应用. 2006(06)
[9]补偿随机规划的一种新数值方法[J]. 韦增欣,莫降涛. 数学年刊A辑（中文版）. 2002(05)
[10]论柔性生产与产业集聚[J]. 朱华晟,王缉慈. 世界地理研究. 2001(04)
博士论文
[1]综合运输体系下快捷货物运输网络资源配置优化研究[D]. 王保华.北京交通大学 2010
[2]基于最优化的冶金生产批量计划及调度问题研究[D]. 蒋淑珺.东北大学 2010
硕士论文
[1]大用户购电策略的两阶段随机规划模型研究[D]. 王雪.华北电力大学 2015
[2]养老金投资策略的二阶段随机规划模型研究[D]. 王仁昌.华北电力大学 2015
[3]基于随机场景数据的运输网络流问题模型与算法[D]. 文娟.北京交通大学 2012
[4]Ⅰ公司基于产能优化的设备调试及维护方法的研究[D]. 刘午.上海交通大学 2012
本文编号：3598447
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