调度是一类重要的组合最优化问题，其研究工作是在制造业背景下发展起来的。本文针对半导体生产线的调度问题进行研究。半导体生产线是明显区别于Job-shop及Flow-shop的制造系统——重入(Re-entrant)系统，其调度问题具有大规模、动态及不确定性等特点。首先讨论了评价半导体生产线系统性能的指标体系，总结了半导体生产线调度问题的研究现状及存在的问题。在此基础上，提出了基于复合优先级系数的综合控制策略(CPC，CompoundPriorityControlStrategy)，及基于实例推理(CBR，Caes-BaesdReasoning)的启发式调度规则线性组合解决方案。 复合优先级控制策略CPC利用了反映半导体生产线系统状态的多维(全局)信息，将投料问题与调度问题结合在一起考虑，是一种面向半导体制造全过程的整体控制策略。通过计算复合优先级系数，CPC既能控制生产线上的机器是执行任务加工、还是停机等待，又能确定每台机器下一个要加工的任务，还能确定新工件(1ot)是否进入生产线进行加工。复合优先级系数由8条子优先级系数组成，不仅考虑了当前工序缓冲站内待加工任务数及当前工序序数对当前工序加工优先级的影响，还考虑了订单优先级及前、后道工序缓冲站内待加工任务数量对当前待加工任务优先级系数的影响，以及瓶颈设备的状态对非瓶颈设备的影响等。给出了CPC策略的通用算法，并针对确定的半导体生产线模型进行了仿真运行。仿真结果表明，与FIFO及SRPT策略相比，CPC策略能够利用全局信息从整体上优化系统的多个性能指标，同时降低产品的平均加工周期及其方差、缩短产品在设备前的总等待时间，减少生产线的在制品数量，并提高生产线的平均生产率等。 所给出的CPC策略的全局优化效果是对模型仿真运行得出的，尚需在实际半导体生产线上进一步验证。复合优先级系数中各子优先级系数的权重对CPC策略的优化效果起着较重要的作用，如何为各子优先级系数确定合理的权重是今后要研究的内容。 利用基于实例的推理(CBR)方法解决半导体生产线调度问题的原理是，根据优化要求从实例库中检索出优化效果最好的几个启发式规则，按一定权重比对这些规则进行线性加权组合后运用于该系统，以达到对系统性能指标更好的优化的目的。分析了利用CBR方法解决半导体生产线调度问题的可行性，研究了各种常用启发式调度规则的可组合性，提出了利用CBR方法对常用的启发式调度规则进行线性组合以达到优化系统性能指标的解决方案，提出了描述启发式调度规则优化作用的实例表示方法、实例相似度计算方法及对启发式调度规则进行线性组合的权重计算方法。针对MiniFab模型的仿真结果表明，利用CBR方法对启发式调度规则进行线性组合，可达到优化生产线性能指标的目的。 对CBR系统来讲，知识获取是非常重要的组成部分，我们将在后续工作中研究：如何从应用实例中获取领域知识，以及如何运用领域知识快速准确地检索到可用的调度规则，使其组合后对系统性能指标的优化作用更佳。权重设置对组合调度策略性能的影响非常重要，如何合理设置调度策略的权重以使组合调度策略达到最好的优化效果，也是后续工作中的重要研究内容。 简要介绍了开发贝岭公司4英寸硅片加工生产线调度仿真系统的思路及解决方案。该生产线的主要加工设备有100多台，生产线上同时流动的有100多种产品版本，还有大量的不确定性事件随时可能发生。对这样一个复杂制造系统的调度问题，我们采用基于仿真的方法求取优化调度方案，所面临的主要问题是如何建立生产线模型及如何处理系统内规模庞大的数据。在生产线建模中，针对设备与工艺类型间的复杂逻辑关系特点，我们采用了分层建模的方法，取得了较好的效果。对仿真过程中使用和产生的大量数据，我们将其分为四种类型，即工艺信息类、状态信息类、仿真结果类及其它类，并用数据库对这些数据进行存取。结果证明，上述方法在开发半导体生产线调度与仿真系统中是可行和有效的，所开发的调度仿真系统能够辅助人进行生产过程控制、预测可能出现的瓶颈，以及生成可行的优化调度方案。 半导体生产线调度问题的研究具有非常重要的理论意义与实用价值。由于半导体制造系统调度问题的复杂性较高，目前较多采用启发式调度规则进行求解。综合来看，针对半导体生产线调度问题的研究有望在以下几个方面取得突破并获得实际应用： 启发式调度规则的组合研究有待于进一步深入，包括：如何根据优化要求选择要组合的规则以及合理选择各规则的权重使组合后的效果最佳、如何根据系统状态的变化选择不同的启发式规则进行组合以获得最优效果、如何根据调度效果更改调度规则的组合等。 基于仿真的半导体生产线调度有望取得重要进展，包括：离散系统调度仿真建模工具的开发、基于仿真的调度方案评价及选优方法研究、多种优化算法如何集成应用以及根据系统的实际情况和优化要求为不同的设备群采用不同的优化算法等。 半导体生产线的短期调度研究有实际意义，但用传统的系统性能指标评价短期调度方案的优劣显然是不合理的，因为一些关键的性能指标甚至不能得出。可行的方案是建立一套短期性能指标体系来等效地替代传统的长期性能指标体系。 半导体生产线重调度问题研究有待引起进一步重视，研究内容主要包括：重调度引发条件、原调度方案修正方法、建立对扰动呈强鲁棒性的调度方案的方法以及重调度策略对半导体生产线系统性能的影响等。