半导体制造系统具有大规模，高度不确定性，生产工艺复杂，约束复杂，多目标等综合复杂性，在市场需求快速变化和全球化经济竞争加剧情况下，如何对半导体制造系统进行调度与优化已经成为亟待解决的问题。瓶颈设备是制约制造系统的产出率、加工时间、准时交货率等性能指标的关键因素。迄今，国内外在研究基于瓶颈的半导体制造系统调度已经取得了一些理论与应用成果，但是这类调度方法大多为基于单瓶颈或静态瓶颈预测，难以适应半导体制造系统多瓶颈动态漂移的环境。本文以半导体制造系统瓶颈为核心，重点研究瓶颈判定，预测与调度问题，为解决半导体生产调度问题提供新思路。本文围绕半导体制造系统瓶颈设备展开如下研究：(1)针对半导体制造系统产品种类、批次、到达时间等不确定性的特性，研究一种基于生产负荷与外部特征的瓶颈判定方法与一种基于滚动时域的瓶颈预测判定方法，为后续基于瓶颈设备的调度奠定基础。(2)针对半导体制造系统中积累大量的历史数据与实时数据(数值型数据与符号型数据)，研究一种改进的自适应模糊推理系统与滚动时域相结合的瓶颈预测方法。根据历史数据构建瓶颈设备预测模型，结合滚动时域机制，预测未来时间窗内系统瓶颈设备。(3)在瓶颈预测的基础上，以最大化产量，瓶颈设备利用率及均衡生产线层负荷为目标，研究一种基于滚动时域与复合优先级的动态调度方法。动态调度方法包括动态在制品水平的投料策略和基于滚动时域和分层的复合优先级调度算法。将本文的瓶颈预测及调度方法应用到应用于半导体仿真模型中，大量的数值计算及仿真结果表明，该方法能够实现生产线的多目标优化，为解决实际半导体生产调度问题提供参考与借鉴。