半导体晶圆制造资本密集、知识密集和技术密集，一条生产线动辄需要数十亿甚至上百亿元的投资。随着计算机技术的发展与信息化程度的不断加深，半导体产业对于国民经济乃至国家战略安全的作用日益凸现。据专家估算，半导体产业、信息产业与国民经济三者之间的拉动比例为1∶10∶100。本世纪初，中国的半导体晶圆制造业开始崛起，但其制造管理理论存在很大不足。因此，开展此方面的研究至关重要。　　多重入复杂制造系统是不同于传统的Job-shop和Flow-shop生产类型的“第三类生产方式”，其生产过程存在典型的“多重入”特征。晶网制造系统是多重入复杂制造系统的典型代表，它具有制程复杂、设备类型多样化、良率随机、在制品品种与数量众多、重加工突出、工程试产频繁、生产目标多样化等特点，这使得晶圆生产管理困难，生产计划难以实现，企业绩效低下。目前，对晶圆制造系统的研究多集中在从投料或调度策略角度单一的优化某个指标或某几个组合指标。由于没有抓住问题的症结所在，以前的研究成果普适性不强。本文从晶圆制造系统最突出、最核心的问题，即生产线平衡问题入手，展开研究，目的是通过稳定生产线负荷，达到控制生产线平衡，实现企业多个生产绩效指标的要求。　　论文主要进行了以下方面的研究:　　(1)分析了多重入晶圆制造系统与传统的Flow-shop、Job-shop生产类型的区别。通过对晶圆制造工艺的介绍，分析了该系统的复杂性，并讨论了不同生产绩效指标间的关系，对以前的研究成果进行了综述;　　(2)考虑到与传统生产线平衡研究目的的不同，给出了晶圆生产线平衡的新定义。分析了维持生产线平衡对晶圆生产的重要性。从决策和执行阶段两个方面，研究了造成晶圆生产线不平衡的因素，并提出相应的管理措施;　　(3)利用Drum-Buffer-Rope(DBR)理论的协同化生产思想，研究制订晶圆制造系统的作业计划。首先对传统的DBR理论进行修改，使其适用于多重入的晶圆制造系统。在此基础卜，针对单台瓶颈设备与多台瓶颈设备的不同情况，研究制订作业计划的方法。对可能造成的瓶颈负荷堆积情况，提出了推平原则。给出了设置各缓冲区长度的较精确的公式。进一步的研究中，提出借助仿真技术来动态确定缓冲长度的方法，以适应动态多变的晶圆制造环境。同时，提出基于禁忌算法优化瓶颈设备生产安排的方法，以避免基于简单推平规则造成的瓶颈安排方面的不足;　　(4)针对现有投料策略存在的缺点，提出了基于生产线平衡的投料理论。同时，给出了更精确衡量各加工区域的负荷思想，即时间负荷。着重研究瓶颈区域以及次瓶颈区域的作用，提出RRLB动态投料策略，给出了相应的算法步骤。针对公式中涉及的目标在制品量，给出了较合理的确定方法。通过建立Mini-Fab仿真模型，比较并验证了RRLB策略的有效性;　　(5)分析了现有调度优化方法存在的不足，提出以生产线平衡为目标的优化方法。将炉管区、黄光区和离子注入区的调度问题归结为非等效平行机调度问题，并分别建立了数学模型。考虑到该问题的NP-Hard性质，提出采用智能算法，即蚁群算法，来搜索问题最优解，并用Matlab6.5来编程实现。进一步的仿真结果也验证了方法的有效性。考虑到生产过程出现的异常情况，给出了相应的解决措施;　　(6)为构建集成化软件平台，提出了晶圆制造系统集成控制的思想，即生产线动态平衡思想、DBR理论思想、投料控制思想和在线调度思想。给出集成控制系统框架以及工作原理。　　论文主要取得了如下研究成果:　　(1)从传统的生产绩效指标研究转向生产线平衡问题的研究，开辟了晶圆制造系统研究的新方向与新思路;　　(2)将传统DBR理论应用于多重入的晶圆制造系统，拓宽了DBR理论的应用范围，丰富了现代生产管理理论;　　(3)提出的考虑生产线全局信息的动态投料策略（RRLB），克服了以往投料策略的缺点，增强了实用性;　　(4)提出以生产线平衡为目标的调度思想(SRLB)，并给出了基于蚁群算法的优化方法，为实际的工程应用提供了参考。