專利名稱：機(jī)器人系統(tǒng)控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器人系統(tǒng)，更特別地，涉及機(jī)器人系統(tǒng)的控制方案。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代制造系統(tǒng)通常使用機(jī)器人對處理進(jìn)行自動化。這些機(jī)器人系統(tǒng)可以提供很多好處，如增加產(chǎn)量和精度。在半導(dǎo)體制造中，機(jī)器人系統(tǒng)使制造復(fù)雜的電子設(shè)備成為可能。由于半導(dǎo)體制造系統(tǒng)所需的極高成本以及最終產(chǎn)品的價(jià)值，這些系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)是吞吐量的最大化。
發(fā)明概要根據(jù)本發(fā)明，提供機(jī)器人系統(tǒng)控制的技術(shù)。根據(jù)特殊實(shí)施例，與現(xiàn)有技術(shù)相比，這些技術(shù)能增加機(jī)器人系統(tǒng)的吞吐量。
根據(jù)在制造系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)器人的控制時(shí)間表的特殊實(shí)施例，一種方法用于確定制造處理中各步驟的操作特性，所述操作特性包括用于在多個(gè)處理站之間移動的機(jī)器人移動矩陣及每個(gè)處理站的處理時(shí)間。所述方法進(jìn)一步確定多個(gè)控制時(shí)間表，每一個(gè)控制時(shí)間表詳述機(jī)器人在處理站之間移動晶片(matrix)的處理、使用操作特性確定每個(gè)控制時(shí)間表的適合度，并根據(jù)對每個(gè)控制時(shí)間表確定的適合度對控制時(shí)間表進(jìn)行配對以創(chuàng)建控制時(shí)間表的結(jié)果代(generation)。所述方法對多個(gè)結(jié)果代重復(fù)適合度確定及匹配，然后基于適合度從最后一個(gè)結(jié)果代中選擇控制時(shí)間表。所述方法使用選擇的控制時(shí)間表操作機(jī)器人。
本發(fā)明的實(shí)施例提供各種技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。這些技術(shù)在實(shí)施得當(dāng)時(shí)可以提高機(jī)器人系統(tǒng)的生產(chǎn)率。由于制造出的晶片價(jià)值很高，即使是在平均處理時(shí)間中很小的改進(jìn)也能隨著時(shí)間推移很大地提高盈利能力。再者，特定實(shí)施例提供機(jī)器人系統(tǒng)的自調(diào)節(jié)以響應(yīng)測量到的操作特性。這潛在地能帶來更高的生產(chǎn)率增長。
通過下述圖表、說明和權(quán)利要求，熟悉相關(guān)技術(shù)的人將容易地理解本發(fā)明的其他技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。再者，雖然上面列舉了特定的優(yōu)點(diǎn)，各種實(shí)施例可以包括上述優(yōu)點(diǎn)中的所有、部分或不包括它們。


為了更加完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)引用下述說明及附圖進(jìn)行說明。附圖包括圖1展示包含根據(jù)本發(fā)明的特殊實(shí)施例進(jìn)行操作的機(jī)器人單元及控制器的制造系統(tǒng)；圖2為示意圖，展示由控制器執(zhí)行的交換(crossover)操作；圖3為流程圖，展示控制器在確定機(jī)器人的控制時(shí)間表時(shí)的典型操作；圖4為示意圖，展示由控制器執(zhí)行的另一交換操作；圖5為示意圖，展示由控制器執(zhí)行的變異操作；圖6為方框圖，展示自制造系統(tǒng)中的控制器；及圖7為數(shù)據(jù)流圖，展示制造系統(tǒng)的元件之間的信息交換。
附圖的詳細(xì)描述圖1為方框圖，展示有機(jī)器人單元的制造系統(tǒng)，機(jī)器人單元以編號10表示，機(jī)器人單元包括系統(tǒng)控制器12、機(jī)器人14，及一組可由機(jī)器人14訪問的階段。這些階段包括輸入16、處理站18，及輸出20?？偟膩碚f，單元10提供如半導(dǎo)體晶片這樣的類似部件的重復(fù)性生產(chǎn)。為了控制操作，控制器12計(jì)算設(shè)計(jì)用于最大化吞吐量的控制時(shí)間表并向機(jī)器人14提供所述時(shí)間表。根據(jù)特殊的實(shí)施例，控制器12可以監(jiān)控單元10的操作并動態(tài)地重新計(jì)算所述控制時(shí)間表以進(jìn)一步提高吞吐量。
在所示實(shí)例中，單元10為m-階段流水線。即，單元10包括m個(gè)處理站18，而在站18上或在其間沒有緩沖。機(jī)器人14表示在站18之間傳輸零件的材料處理設(shè)備。在操作中，控制器12嘗試找到最大化吞吐量的機(jī)器人移動序列，這等價(jià)于最小化每單元循環(huán)時(shí)間(此后稱為“循環(huán)時(shí)間”)或最小化穩(wěn)定狀態(tài)下制造一個(gè)零件的平均時(shí)間。
雖然單元10試圖包括對機(jī)器人14和站18的任何適合安排計(jì)算控制時(shí)間表的控制器12，本說明集中于機(jī)器人系統(tǒng)的三種特定配置·單元在每個(gè)處理站有一個(gè)處理單元。
·單元在一些處理站上有多個(gè)相同的處理單元(其中處理步驟可以由該站上的多個(gè)處理單元中的任何一個(gè)執(zhí)行)。
·單元有用于在一些成對的相鄰處理站之間快速傳輸零件的本地材料處理設(shè)備。這將機(jī)器人的部分工作量轉(zhuǎn)移到本地材料處理設(shè)備。
圖1展示第二種類型的系統(tǒng)，在其中選擇的站18有多個(gè)相同的處理單元。在此圖例中，第一個(gè)站18(標(biāo)記為S1)僅包括一個(gè)處理單元；第二個(gè)站18包括兩個(gè)相同的處理單元(標(biāo)記為S2，1和S2，2)；及第三個(gè)站18包括三個(gè)相同的處理單元(標(biāo)記為S3，1、S3，2和S3，2)。由于輸入16可以被視為初始階段，它被標(biāo)記為S0。類似地，由于輸出20可以被視為最終階段，它被標(biāo)記為Sm+1。
由于半導(dǎo)體制造廣泛地依賴于機(jī)器人系統(tǒng)，下面的說明將集中于晶片制造處理的控制方案的使用。然而，所揭示的技術(shù)可以適合于開發(fā)如產(chǎn)品或零件制造系統(tǒng)這樣的各種其他類型的系統(tǒng)控制應(yīng)用的控制方案。在半導(dǎo)體制造處理中，機(jī)器人14從站18之間的傳送器上卸載晶片，并將其裝載到站18上。
例如，在3-站機(jī)器人單元中，每個(gè)晶片通過同樣的位置序列，來自輸入盤(I)，通過站S1、S2和S3，并最后到輸出盤(O)，如在經(jīng)典的流水線中那樣。在其卸載站上的晶片之后，機(jī)器人或等待處理完成，或在該晶片結(jié)束處理時(shí)移動到另一個(gè)站以卸載另一個(gè)近旁，或移動到輸入盤以取得一個(gè)新的晶片。單元中的任何晶片總是或者在一個(gè)站上或者正由機(jī)器人處理。站和機(jī)器人在任何時(shí)間都不能處理一個(gè)以上的晶片。進(jìn)一步來說，晶片在站上的處理是不可打斷的。
為了提供穩(wěn)定狀態(tài)操作，單元10可以使用機(jī)器人移動的循環(huán)時(shí)間表。在機(jī)器人移動的循環(huán)時(shí)間表中，狀態(tài)的同一序列可以不斷地被重復(fù)。這樣的時(shí)間表中的循環(huán)開始于任何給定狀態(tài)并且在下一此遇到該狀態(tài)時(shí)結(jié)束。對時(shí)間上的給定瞬間，單元10的狀態(tài)由下述指定一系列正在處理的晶片、這些晶片的每一個(gè)所處的地方(在特殊位置的機(jī)器人14上或在一個(gè)站18上)、在每個(gè)站18上對當(dāng)前處理的每個(gè)晶片確切地還有多少剩余工作量，及機(jī)器人14的位置。
在循環(huán)時(shí)間表的每個(gè)循環(huán)中，將完成一個(gè)或多個(gè)晶片的處理。如果在一個(gè)循環(huán)中生產(chǎn)q個(gè)晶片，我們稱該循環(huán)為q-單元循環(huán)。在此情況下，每單元循環(huán)時(shí)間(T)等于生產(chǎn)q個(gè)晶片所需的總時(shí)間除以q。我們限制我們的討論為循環(huán)時(shí)間表并且我們研究系統(tǒng)在各種循環(huán)調(diào)度選項(xiàng)下的穩(wěn)定狀態(tài)操作。在這些條件下，吞吐量等于1/T。
符號本說明將使用下列符號S1，...，Sm機(jī)器人單元的處理站，其中下標(biāo)的順序與晶片處理序列的順序相同。在此，站Si和Si+1為相鄰的站。
I輸入盤。在此將I視為站S0。
O輸出盤。在此將O視為站Sm+1。
pi晶片在站Si，i＝1，2...，m的處理時(shí)間。
li機(jī)器人裝載晶片到站Si，i＝1，2...，m上所需的時(shí)間。
lm+1機(jī)器人在O上放下晶片所需的時(shí)間。
u0機(jī)器人在I上取得晶片所需的時(shí)間。
ui機(jī)器人從站Si，i＝1，2...，m上卸載晶片所需的時(shí)間。
Si-表示機(jī)器人裝載晶片到站Si上的動作，及晶片在Si，i＝1，2...，m上被裝載的時(shí)刻。
Sm+1-表示機(jī)器人在O上放下晶片的動作及其對應(yīng)的時(shí)刻，如上所述。
Si+表示機(jī)器人從站Si上卸載已處理的晶片的動作，及從Si，i＝1，2...，m上卸載晶片的對應(yīng)時(shí)刻。
S0+表示機(jī)器人在I上取得晶片的動作及其對應(yīng)的時(shí)刻，如上所述。
E=(χ1,...,χm,Shj):]]>當(dāng)前的系統(tǒng)狀態(tài)，其中如果站Si為空則χi＝φ，且如果Si由晶片占據(jù)，則它等于Ω。如果j＝-(相應(yīng)地，+)，則機(jī)器人正好裝載(相應(yīng)地，卸載)站Sh，0≤h≤m+1。
wi機(jī)器人在站Si，i＝1，2...，m上卸載晶片之前的等待時(shí)間。
為當(dāng)機(jī)器人帶著晶片移動時(shí)的機(jī)器人移動時(shí)間矩陣，其中機(jī)器人從Si到Sj的移動時(shí)間在此情況下表示為ti，j，i＝0，1，...，m，m+1且j＝0，1，...，m，m+1。
類似地， 為當(dāng)機(jī)器人沒有帶著晶片移動時(shí)的機(jī)器人移動時(shí)間矩陣，其中ti，j′表示沒有攜帶晶片的機(jī)器人在站Si和Sj之間的移動時(shí)間。
單個(gè)單元的機(jī)器人單元(SURC)
單個(gè)單元的機(jī)器人單元是上述第一種類型的系統(tǒng)。它在每個(gè)站18有一個(gè)處理單元。對生產(chǎn)一種產(chǎn)品類型的、有m個(gè)站的SURC來說，有m！個(gè)一單元循環(huán)(循環(huán)時(shí)間表)。因此甚至對相對少的站18的數(shù)目，潛在的一單元循環(huán)的數(shù)目是巨大的，且從潛在的循環(huán)集合中確定最優(yōu)循環(huán)所需的處理時(shí)間也令人生畏。例如，給定20站單元及潛在循環(huán)1ms的分析時(shí)間，也需要70,000年的處理時(shí)間來確定最優(yōu)時(shí)間表。
下面的說明涉及控制器12搜索潛在地最優(yōu)的一單元循環(huán)的操作。和SURC相關(guān)的部分說明SURC的一單元機(jī)器人循環(huán)、這些循環(huán)的循環(huán)時(shí)間的推導(dǎo)、計(jì)算近似最優(yōu)解的元啟發(fā)式方法，及基于計(jì)算研究的典型結(jié)果。
一單元循環(huán)在一單元循環(huán)中，單元在生產(chǎn)每個(gè)晶片后返回相同的狀態(tài)。因此，在這樣的循環(huán)中，所有的裝載動作，Si-，i＝1，2...，m+1，及所有的卸載動作，Si+，i＝0，1，2...，m，都精確地執(zhí)行一次。由于站的卸載動作Si+蘊(yùn)涵后續(xù)站的裝載動作Si+1-，我們只需要m+1個(gè)動作，Si-，i＝1，2...，m+1以定義一單元循環(huán)。Sm+1-是方便開始該循環(huán)的地方。由于Sm+1-意味著Sm+，考慮下述m+1個(gè)基本動作Sm+，Si-，S2-，...，Sm-。任何兩個(gè)連接的動作唯一地確定機(jī)器人在那些動作之間的移動。因此，循環(huán)可以由m個(gè)動作S1-，S2-，...，Sm-的排列唯一地描述。在最優(yōu)循環(huán)中，我們嘗試確保機(jī)器人移動路徑盡可能地短。下面是m＝2時(shí)的一單元機(jī)器人移動循環(huán)C1,2:{S2+,S1+,S2-,S2+}--C2,2:{S2+,S2-,S1-,S2+}]]>通過跟蹤C(jī)2，2中基本動作的序列，我們簡要地解釋循環(huán)C2，2，C2，2中基本動作的序列開始于S2+的發(fā)生。很快這將變得清晰此循環(huán)開始的初始狀態(tài)如下機(jī)器人正好從S2卸載晶片S1且S1由晶片P2占據(jù)。機(jī)器人移動序列包括下面的動作移動到O、將P1放置在O、移動到S1，如果需要則等待P2在S1處理完畢、從S1卸載P2、移動到S2、在S2上裝載P2、移動到I、在I取得晶片P3、移動到S1、在S1上裝載P3、移動到S2、如果需要則等待P2在S2處理完畢、從S2卸載P2。
對m＝3有6個(gè)機(jī)器人移動循環(huán)，如下所示
C1,3:{S3+,S1-,S2-,S3-,S3+}--C2,3:{S3+,S1-,S3-,S2-,S3+}]]>C3,3:{S3+,S3-,S1-,S2-,S3+};C4,3:{S3+,S2-,S3-,S1-,S3+}]]>C5,3:{S3+,S2-,S1-,S3-,S3+}--C6,3:{S3+,S3-,S2-,S1-,S3+}]]>通過跟蹤C(jī)4，3中基本動作的序列，我們簡要地解釋循環(huán)C4，3，C4，3中基本動作的序列開始于S3+的發(fā)生。很快這將變得清晰此循環(huán)開始的初始狀態(tài)如下機(jī)器人正好從S3卸載晶片(如P1)，S1上有晶片(如P2)，且S2空閑。循環(huán)包括下面的機(jī)器人動作機(jī)器人移動到O、將P1放置在O、移動到S1，如果需要則在S1處等待P2在S1處理完畢、從S1卸載P2、移動到S2、在S2上裝載P2、在S2等待晶片P2處理完畢、從S2卸載P2、移動到S3、在S3上裝載P2、移動到I、在I取得晶片(如P3)、移動到S1、在S1上裝載P3、移動到S3、如果需要則在S3等待P2在S3處理完畢、從S3卸載P1。
類似地，對m＝4有24個(gè)機(jī)器人移動循環(huán)C1,4:{S4+,S1-,S2-,S3-,S4-,S4+}--C2,4:{S4+,S1-,S2-,S4-,S3-,S4+}]]>C3,4:{S4+,S1-,S4-,S2-,S3-,S4+}--C4,4:{S4+,S4-,S1-,S2-,S3-,S4+}]]>C5,4:{S4+,S1-,S3-,S2-,S4-,S4+}--C6.4:{S4+,S1-,S3-,S4-,S2-S4+}]]>C7,4:{S4+,S1-,S4-,S3-,S2-,S4+}--C8,4:{S4+,S4-,S1-,S3-,S2-,S4+}]]>C9,4:{S4+,S3-,S1-,S2-,S4-,S4+}--C10,4:{S4+,S3-,S1-,S4-,S2-,S4+}]]>C11,4:{S4+,S3-,S4-,S1-,S2-,S4+}--C12,4:{S4+,S4-,S3-,S1-,S2-,S4+}]]>C13,4:{S4+,S2-,S3-,S1-,S4-,S4+}--C14,4:{S4+,S2-,S3-,S4-,S1-,S4+}]]>C15,4:{S4+,S2-,S4-,S3-,S1-,S4+}--C16,4:{S4+,S4-,S2-,S3-,S1-,S4+}]]>C17,4:{S4+,S2-,S1-,S3-,S4-,S4+}--C18,4:{S4+,S2-,S1-,S4-,S3-,S4+}]]>C19,4:{S4-,S2-,S4-,S1-,S3-,S4+}--C20,4:{S4+,S4-,S2-,S1-,S3-,S4+}]]>C21,4:{S4+,S3-,S2-,S1-,S4-,S4+}--C22,4:{S4+,S3-,S2-,S4-,S1-,S4+}]]>C23,4:{S4+,S3-,S4-,S2-,S1-,S4+}--C24,4:{S4+,S4-,S3-,S2-,S1-,S4+}]]>在循環(huán)時(shí)間表中，對給定的循環(huán)，可按如下推導(dǎo)出循環(huán)時(shí)間。
SURC循環(huán)時(shí)間的推導(dǎo)為了推導(dǎo)生產(chǎn)循環(huán)的循環(huán)時(shí)間表達(dá)，我們?nèi)缟鲜鐾ㄟ^E=(χ1,...,χm,Shj)]]>定義系統(tǒng)的狀態(tài)。此狀態(tài)空間表示足以導(dǎo)出循環(huán)時(shí)間?，F(xiàn)在我們考慮有兩個(gè)站的單元并展示在此情況如何對兩種可能的循環(huán)時(shí)間表計(jì)算循環(huán)時(shí)間C1，2和C2，2(見上述說明)。
開始于初始狀態(tài)E=(φ,φ,S2+),]]>其中機(jī)器人正好從S2卸載了晶片且S1為空，一單元循環(huán)C1，2包括下面的動作移動到O(t2，3)、放下晶片(13)、移動到I(t3，0′)、取得晶片(如P)(u0)、移動到S1(t0，1)、裝載(11)、等待直到P在S1處理完畢(p1)、卸載(u1)、移動到S2(t1，2)，及裝載(l2)、等待直到P在S2處理完畢(p2)、卸載(u2)。因此，C1，2的循環(huán)時(shí)間T1，2可以寫為T1，2＝t2，3+l3+t3，0′+u0+t0，1+l1+p1+u1+t1，2+l2+p2+u2開始于初始狀態(tài)E=(Ω,φ,S2+),]]>其中機(jī)器人正好從S2卸載了晶片且S1為空，一單元循環(huán)C2，2包括下面的動作移動到O(t2，3)、放下晶片(l3)、移動到S1(t3，1′)、如果需要等待直到晶片在S1處理完畢(w1)、卸載(u1)、移動到S2(t1，2)，及裝載(l2)、移動到It2，0′、取得晶片(u0)、移動到S1(t0，1)裝載(11)、移動到S2(t1，2′)、如果需要等待直到晶片處理完畢(w2)、卸載(u2)。因此，C2，2的循環(huán)時(shí)間T2，2可以寫為T2，2＝t2，3+l3+t3，1′+w1+u1+t1，2+l2+t2，0′+u0+t0，1+l1+t1，2′+w2+u2如果當(dāng)機(jī)器人來卸載它時(shí)晶片仍然在被處理，那么機(jī)器人必須等待晶片。因此，對下面問題的解(T2，2，w1，w2)將定義在循環(huán)C2，2下操作的SURC對給定單元數(shù)據(jù)的狀態(tài)條件T2，2＝t2，3+l3+t3，1′+w1+u1+t1，2+l2+t2，0′+u0+t0，1+l1+t1，2′+w2+u2w1＝max{0，p1-t1，2′-w2-u2-t2，3-l3-t3，1′}w2＝max{0，p2-t2，0′-u0-t0，1-l1-t1，2′}在此情況，能夠簡單地找到解(T2，2，w1，w2)。注意w2的解可以從w2的公式獲得。然后通過將w2代入w1的公式，我們獲得w1的解。最后，可以通過代入w1和w2到T2，2的循環(huán)時(shí)間公式來確定T2，2。如下所示，循環(huán)時(shí)間計(jì)算并不總是簡單的。因此，我們提出線性規(guī)劃方法以對任何給定的一單元循環(huán)有效地搜索穩(wěn)定解?？紤]一單元循環(huán)C6，3(見上文)。
開始于初始狀態(tài)E=(Ω,Ω,φ,S2+),]]>其中機(jī)器人正好從S3卸載了晶片且S1和S2由晶片占據(jù)，一單元循環(huán)C6，3包括下面的動作移動到O(t3，4)、放下晶片(l4)、移動到S3(t4，2′)、如果需要等待直到晶片在S2處理完畢(w2)、卸載(u2)、移動到S3(t2，3)，及裝載(l3)、移動到S1(t3，1′)、如果需要等待直到晶片在S1處理完畢(w1)、卸載(u1)、移動到S2(t1，2)，及裝載(l2)、移動到It2，0′、取得晶片(u0)、移動到S1(t0，1)裝載(l1)、移動到S3(t1，3′)、如果需要等待直到晶片在S3處理完畢(w3)、卸載(u3)。因此，C6，3的循環(huán)時(shí)間T6，3可以寫為T6，3＝t3，4+l4+t4，2′+w2+u2+t2，3+l3+t3，1′+w1+u1+t1，2+l2+t2，0′+u0+t0，1+l1+t1，3′+w3+u3注意對下面問題Q的解(T6，3，w1，w2，w3)將定義在循環(huán)C6，3下操作的SURC對給定單元數(shù)據(jù)的狀態(tài)條件問題QT6，3＝t3，4+l4+t4，2′+w2+u2+t2，3+l3+t3，1′+w1+u1+t1，2+l2+t2，0′+u0+t0，1+l1+t1，3′+w3+u3w1＝max{0，p1-t1，3′-w3-u3-t3，4-l4-t4，2′-w2-u2-t2，3-l3-t3，1′}w2＝max{0，p2-t2，0′-u0-t0，1-l1-t1，3′-w3-u3-t3，4-l4-t4，2′}w3＝max{0，p3-t3，1′-w1-u1-t1，2-l2-t2，0′-u0-t0，1-l1-t1，3′}很明顯對下述線性規(guī)劃的解提供問題Q的穩(wěn)定狀態(tài)解。
線性規(guī)劃Min T6，3＝t3，4+l4+t4，2′+w2+u2+t2，3+l3+t3，1′+w1+u1+t1，2+l2+t2，0′+u0+t0，1+li+t1，3′+w3+u3S.t w1≥p1-t1，3′-w3-u3-t3，4-l4-t4，2′-w2-u2-t2，3-l3-t3，1′w2≥p2-t2，0′-u0-t0，1-l1-t1，3′-w3-u3-t3，4-l4-t4，2′w3≥p3-t3，1′-w1-u1-t1，2-l2-t2，0′-u0-t0，1-l1-t1，3′w1，w2，w3≥0因此，對給定的機(jī)器人移動循環(huán)，我們通過對所述線性規(guī)劃求解確定穩(wěn)定狀態(tài)解。
SURC的遺傳算法根據(jù)特殊實(shí)施例，控制器12使用進(jìn)化處理來確定機(jī)器人14的最優(yōu)或近似最優(yōu)控制時(shí)間表。即，控制器12應(yīng)用遺傳算法(GA)來“獲得”更好的控制時(shí)間表。對SURC調(diào)度問題，控制器12視裝載的站18的序列為染色體(候選時(shí)間表或解)。例如，對有6個(gè)站的單元，對應(yīng)于機(jī)器人移動循環(huán)的染色體{S6+,S3-,S2-,S1-,S4-,S6-,S5-,S6+}]]>為321465。這些染色體為總體的成員。每個(gè)染色體由其適合度來表征(判斷)?？刂破?2通過關(guān)聯(lián)的循環(huán)時(shí)間值(如上述由所述線性規(guī)劃計(jì)算)測量染色體的適合度?？刂破?2迭代地處理總體的成員，每次新的迭代稱為新的一代。
控制器12使用下述參數(shù)用于SURC問題中解的進(jìn)化原種分?jǐn)?shù)(ef)、總體大小(ps)、雙親交換的概率(pc)、變異的概率(pm)及代數(shù)(ngen)。再者，當(dāng)處理染色體時(shí)，如146235，不同的保持位置被稱為等位基因。因此，該序列中的第二個(gè)等位基因有值為4，這意味著“裝載站S4”(S4-)。在應(yīng)用這些參數(shù)時(shí)，控制器12嘗試平衡解空間的探索和中途產(chǎn)生的好的解或序列的特性的利用。雖然不同參數(shù)的特殊值可以在不同程度上影響操作，使用下述值的范圍中的數(shù)字，控制器可能得到適合的操作ps＝100，pc＝0.95、pm＝0.1及ef＝0.25。然而，雖然提供了特定的值，控制器12可以在操作中對這些參數(shù)使用任何適當(dāng)?shù)闹怠?br> 控制器12在分析中使用選擇處理?？刂破?2使用選擇以嘗試最小化循環(huán)時(shí)間。控制器使用選擇以擴(kuò)展總體中的高適合度并從總體中消除較弱的染色體，保持搜索指向循環(huán)時(shí)間的最小化。根據(jù)特殊實(shí)施例，控制器12通過在總體中確定原種(有更好適合度解的染色體)并然后根據(jù)其相對適合度復(fù)制它們來執(zhí)行選擇。參數(shù)ef(原種分?jǐn)?shù))控制總體多大的上部分?jǐn)?shù)被視為原種。
圖2展示用于配對成對的作為染色體表示的控制時(shí)間表以產(chǎn)生后代的交換操作。在所示的操作中，控制器12執(zhí)行父代A(由30表示)和父代B(由32表示)之間的交換操作。因?yàn)榭刂破?2嘗試產(chǎn)生控制時(shí)間表，應(yīng)實(shí)現(xiàn)交換以防止創(chuàng)建出不可行的解(裝載的站的序列)。所示的交換技術(shù)滿足了此限制。
在機(jī)器人單元調(diào)度問題中，染色體中的每個(gè)等位基因時(shí)1和m之間唯一的一個(gè)整數(shù)。對m＝8，雙親的例子為14326578和62513487。父代A和父代B的交換展示了單交換。通過這些雙親，控制器12產(chǎn)生兩個(gè)后代，A和B，各自由34和36表示。首先，控制器12隨機(jī)地選擇一個(gè)交換點(diǎn)。在所示的例子中，控制器12選擇了第五個(gè)等位基因，如38和40所示。然后，控制器12按順序從父代A中填充后代A的前5個(gè)等位基因。類似地，控制器12按順序從父代B中填充后代B的前5個(gè)等位基因。通過使用站5-8-7以來自父代B的順序填充余下的三個(gè)位置，控制器12完成后代A。類似地，通過使用站4-7-8以來自父代A的順序填充余下的三個(gè)位置，控制器12完成后代B。
在產(chǎn)生后代之后，控制器12潛在地變異產(chǎn)生的后代。變異允許新解的出現(xiàn)以增加發(fā)現(xiàn)更好的解的機(jī)會。根據(jù)特殊的實(shí)施例，如果控制器12確定變異后代，那么它使用任意兩個(gè)等位基因交換的變異。即，控制器12使兩個(gè)等位基因交換位置。這些位置不必相鄰，因?yàn)樗鼈兪请S機(jī)選取的。考慮染色體14326587的變異，在其中控制器隨機(jī)選取兩個(gè)位置-第二個(gè)和第五個(gè)等位基因。通過變異，染色體變?yōu)?6324587。然而，雖然在上面提供了選擇、交換和變異的特殊技術(shù)，單元10包括使用任何適用于執(zhí)行這些操作的技術(shù)的控制器12。
圖3為流程圖，展示控制器12在確定由機(jī)器人14使用的控制時(shí)間表時(shí)的典型操作。在執(zhí)行此技術(shù)時(shí)，控制器12對0代產(chǎn)生ps個(gè)裝載站的隨機(jī)序列并對解的總體進(jìn)行給定數(shù)目(ngen)代的進(jìn)化。在此進(jìn)化中，控制器12保持總體大小恒定在為ps的預(yù)定值并追蹤在每一代發(fā)現(xiàn)的最優(yōu)解。對此說明，發(fā)現(xiàn)的所有最優(yōu)序列用σ*表示，且對應(yīng)的適合度值用f*表示。σij為j代中的第i個(gè)序列且對應(yīng)的適合度值為fij。
控制器12在步驟50初始化最優(yōu)化參數(shù)。例如，控制器12可以確定ps、pc、pm、ef、ngen的值并設(shè)j＝0且f＝M，M為很大的數(shù)?？刂破?2在步驟52產(chǎn)生控制時(shí)間表的總體。例如控制器可以對j代產(chǎn)生ps個(gè)裝載的站的隨機(jī)序列，σij，i＝1，...，ps。然后控制器在步驟54對每個(gè)控制時(shí)間表確定適合度。例如，控制器112可以使用如上詳述的線性規(guī)劃來找出j代中的每個(gè)序列σij的適合度值(即，穩(wěn)定狀態(tài)循環(huán)時(shí)間)。
基于已確定的適合度水平，控制器12對控制時(shí)間表排序。例如，控制器12可以對j代中的所有序列以其適合度值按升序排列。使用已確定的適合度水平，控制器12在步驟58確定當(dāng)前代中最適合的控制時(shí)間表是否是目前碰到的最好的(最適合的)控制。如果是，控制器12在步驟60設(shè)置當(dāng)前最好的控制時(shí)間表等于當(dāng)前代中最適合的那一個(gè)。無論是否在步驟58選擇了最適合的時(shí)間表，控制器12在步驟62確定當(dāng)前代是否是最后一代。如果是，控制器在步驟64向機(jī)器人14提供當(dāng)前最好的控制時(shí)間表。
然而，如果這不是最后一代，控制器12創(chuàng)建新的一代進(jìn)行分析。為了創(chuàng)建新的一代，控制器12首先在步驟66從總體中丟棄非原種控制時(shí)間表。例如，控制器12可以保留j代的總體的ef上部分?jǐn)?shù)部分并從總體中去除其他部分。然后控制器12在步驟68復(fù)制選擇的原種控制時(shí)間表以填充總體。在此步驟，控制器12可以根據(jù)其相對適合度復(fù)制選擇的序列以使得總體中序列的總數(shù)仍然為ps。
然后控制器12在步驟70匹配總體以創(chuàng)建新的一代。為了匹配總體的成員，例如，控制器12根據(jù)它們的適合度隨機(jī)地選擇j代中的兩個(gè)控制時(shí)間表并對選擇的控制時(shí)間表執(zhí)行交換以獲取兩個(gè)后代。通過執(zhí)行此操作ps/2次，控制器創(chuàng)建了新一代的控制時(shí)間表，其總體大小為ps。在創(chuàng)建新的一代后，控制器12在步驟72潛在地變異新一代的成員。例如，使用變異概率，控制器12可以確定特殊的控制時(shí)間表并對這些時(shí)間表進(jìn)行變異。
在創(chuàng)建新的一代后，控制器12在步驟54到60再次確定總體的適合度并潛在地從總體中選擇最適合的。重復(fù)此過程直到控制器12在步驟62確定最后一代。因此，流程圖和前面的說明對控制器12在使用遺傳算法計(jì)算控制時(shí)間表時(shí)的操作進(jìn)行了概述。然而，流程圖和所附的說明僅展示了操作的典型方法，并且單元10包括使用任何適用于此分析的技術(shù)及元件的控制器12。因此，此流程圖中的很多步驟可以同時(shí)發(fā)生并/或以不同于所示的順序發(fā)生。另外，控制器12可以使用有附加步驟、更少的步驟，和/或不同的步驟的方法，只要這些方法適合。
SURC的計(jì)算研究根據(jù)特殊的實(shí)施例，控制器12實(shí)現(xiàn)“最長等待配對”(LWP)調(diào)度算法來控制機(jī)器人14的操作。對最長等待配對調(diào)度，控制器12追蹤(a)在站18完成并等待移動的晶片，及(b)等待接收晶片的空站18?？刂破?2選擇有對服務(wù)的最長總等待時(shí)間的晶片和站組合?？梢杂秒S機(jī)的情況分析比較使用所述遺傳算法的有效性和最長等待配對調(diào)度的有效性。
我們使用遺傳算法與最長等待配對調(diào)度比較對20個(gè)隨機(jī)產(chǎn)生的問題分析了控制器12的結(jié)果。對四個(gè)不同的m值產(chǎn)生隨機(jī)的問題，四個(gè)值是m＝8、12、16和20。對每個(gè)m，隨機(jī)產(chǎn)生5個(gè)不同的問題。對所有的站，處理時(shí)間是使用均勻分布隨機(jī)產(chǎn)生的。根據(jù)使其接近現(xiàn)實(shí)的方式來確定此分布的范圍。表1展示了隨機(jī)產(chǎn)生的問題的結(jié)果。

表1使用GA比LWP在SURC隨機(jī)問題上的提高生產(chǎn)的晶片數(shù)按如下計(jì)算

在表中，當(dāng)考慮每次切換為8小時(shí)長時(shí)，晶片數(shù)/切換＝(晶片數(shù)/小時(shí)×8)，且使用GA比LWP

在每行中，最大、平均和最小列分別展示在5個(gè)對該行隨機(jī)產(chǎn)生的問題中的最大、平均和最小值。類似地計(jì)算出平均CPU時(shí)間。
在半導(dǎo)體背景中，晶片的制造成本很高。因此，吞吐量中即使只是很小的提高也能帶來收入本質(zhì)上的提高。表1示出平均晶片數(shù)/切換的提高(4.6到8.3晶片/切換)對所有不同的問題實(shí)例來說都是很大的。平均的提高百分比在2-4％之間。
多單元機(jī)器人單元(MURC)圖1展示了多單元機(jī)器人單元，第二個(gè)和第三個(gè)站的每一個(gè)都有處理單元的多個(gè)實(shí)例。因此，在多單元機(jī)器人單元中，一些站有多個(gè)相同的處理單元以提高吞吐量。如果一些站有高的處理時(shí)間，那么使用多處理單元時(shí)獲取吞吐量提高的有效方法。由于不同于單個(gè)單元的機(jī)器人單元，下面的說明使用一些附加的符號來表示有多個(gè)處理單元的站18。Si，ji表示站Si的第j個(gè)單元，其中i＝1，...m；ji＝1，...vi。vi表示站Si的多個(gè)相同的處理單元的數(shù)量。
對多單元機(jī)器人單元，潛在的一單元循環(huán)的數(shù)量增長得比單個(gè)單元的機(jī)器人單元快得多?？紤]包含由三個(gè)不同的站S1、S2、S2執(zhí)行的三個(gè)順序操作的制造處理。執(zhí)行操作的單元包括在站S2的兩個(gè)相同的處理單元(稱為S2，1和S2，2)及S1和S3每個(gè)的一個(gè)單元。由于我們總共有4個(gè)處理單元，總共有4?。?4個(gè)一單元循環(huán)。然而，一些循環(huán)是不可行的?？紤]，例如，循環(huán){S3+,S2,1-,S2,2-,S1-,S3-,S3+}]]>是不可行的，因?yàn)樵诘诙€(gè)站的處理單元S2，1和S2，2上進(jìn)行晶片的連續(xù)裝載是不可能的。為了避免不可行的循環(huán)，控制器12的特殊實(shí)施例在分析中使用稱為最小公倍數(shù)循環(huán)(LCM-單元循環(huán))的機(jī)器人移動循環(huán)，其中LCM等于vi，i＝1，...，m的最小公倍數(shù)(LCM)。
最小公倍數(shù)(LCM)單元循環(huán)在我們構(gòu)建LCM單元循環(huán)的方法中，我們主要考慮和SURC的一單元循環(huán)關(guān)聯(lián)的機(jī)器人移動序列。一單元循環(huán)可以由機(jī)器人單元的狀態(tài)序列來指定。例如，考慮一單元循環(huán)C10，4:{S4+,S3-,S1-,S4-,S2-,S4+},]]>其中m＝4。由于狀態(tài)的此序列唯一地定義所需的機(jī)器人移動序列，我們也應(yīng)使用C10，4來表示和循環(huán)關(guān)聯(lián)的機(jī)器人移動序列。通過一單元機(jī)器人移動序列Cx，y獲取的LCM-單元循環(huán)由Γx，y表示。LCM單元循環(huán)由n個(gè)近似相同的一單元機(jī)器人移動序列以下述方式連接而成，其中n為LCM vi，i＝1，...，m。即，Γx，y為機(jī)器人移動序列，在其中序列Cx，y準(zhǔn)確地連續(xù)重復(fù)其自身n次?？紤]m＝4、v1＝3、v2＝2、v3＝1、v4＝2的例子。這樣v1、v2、v3和v4的LCM(n)為6。現(xiàn)在我們提供對應(yīng)于一單元循環(huán)C10，4的LCM單元循環(huán){S4+,S3-,S1-,S4-,S2-,S4+}.]]>通過它，我們可以按如下構(gòu)建關(guān)聯(lián)的LCM單元循環(huán)Γx，yΓx,y={C10,41,C10,42,C10,43,C10,44,C10,45,C10,46},]]>其中C10,41={S4,1+,S3,1-,S1,1-,S4,1-,S2,1-}]]>C10,42={S4,2+,S3,1-,S1,2-,S4,2-,S2,2-}]]>C10,43={S4,1+,S3,1-,S1,3-,S4,1-,S2,1-}]]>C10,44={S4,2+,S3,1-,S1,1-,S4,2-,S2,2-}]]>C10,44={S4,1+,S3,1-,S1,2-,S4,1-,S2,1-}]]>C10,46={S4,2+,S3,1-,S1,3-,S4,2-,S2,2-}]]>為了準(zhǔn)確地定義LCM單元循環(huán)，如果在一個(gè)站18上有多個(gè)處理單元，那么我們指定通過其機(jī)器人卸載晶片的處理單元。如果站18有多個(gè)處理單元，那么最早裝載的處理單元在該站被卸載(譯者注疑為進(jìn)行卸載)。例如，C10，42中的S3，1-，意味著機(jī)器人在站S3裝載處理單元1。為了執(zhí)行此動作，機(jī)器人通過在站S2最早裝載的處理單元卸載晶片。
考慮另一個(gè)例子，其中m＝3、v1＝1、v2＝2、v3＝3。這樣v1、v2和v3的LCM(n)為2且n＝2?，F(xiàn)我們提高對應(yīng)于一單元循環(huán)C4，3的LCM單元循環(huán){S3+,S2-,S3-,S1-,S3+}.]]>通過此一單元循環(huán)，我們可以按如下構(gòu)建關(guān)聯(lián)的LCM單元循環(huán)Γx，y:Γx,y={C4,31,C4,32},]]>其中C4,31={S3,1+,S2,1-,S3,1-,S1,1-},]]>C4,32={S3,2+,S2,2-,S3,2-,S1,1-}]]>通過跟蹤Γx，y中基本動作的序列，我們簡要地解釋LCM單元循環(huán)Γx，y，Γx，y中基本動作的序列開始于S3，1+的發(fā)生。很快這將變得清晰此循環(huán)開始的初始狀態(tài)如下機(jī)器人正好從S3，1卸載晶片(如P1)，S1，1上有晶片(如P4)，S2，2上有晶片(如P3)，S3，2上有晶片(如P2)，且S2，1空閑。循環(huán)包括下面的機(jī)器人動作機(jī)器人移動到O、將P1放置在O、移動到S1，1，如果需要則在S1，1處等待P4在S1，1處理完畢、從S1，1卸載P4、移動到S2，1、在S2，1上裝載P4、移動到S2，2、如果需要在S2，2處等待晶片P3在S2，2上處理完畢、從S2，2卸載P3、移動到S3，1、在S3，1上裝載P3、移動到I、在I取得晶片(如P5)、移動到S1，1、在S1，1上裝載P5、移動到S3，2、如果需要則在S3，2等待P2在S3，2處理完畢、從S3，2卸載P2、移動到O、將P2放置在O、移動到S1，1，如果需要則在S1，1處等待P5在S1，1處理完畢、從S1，1卸載P5、移動到S2，2、在S2，2上裝載P5、移動到S2，1、如果需要在S2，1處等待晶片P4在S2，1上處理完畢、從S2，1卸載P4、移動到S3，2、在S3，2上裝載P4、移動到I、在I取得晶片(如P6)、移動到S1，1、在S1，1上裝載P6、移動到S3，1、如果需要則在S3，1等待晶片P3在S3，1處理完畢、從S3，1卸載P3。
MURC的循環(huán)時(shí)間推導(dǎo)類似于SURC，區(qū)別在于前者使用LCM單元循環(huán)而后者使用一單元循環(huán)。在此， MURC的遺傳算法根據(jù)特殊的實(shí)施例，控制器12使用類似于上述對單個(gè)單元的機(jī)器人單元說明的進(jìn)化處理以在多單元機(jī)器人單元中確定機(jī)器人14的最優(yōu)或近似最優(yōu)控制時(shí)間表。在多單元機(jī)器人單元的情況下，染色體以與上面對單個(gè)單元機(jī)器人單元所述相同的方式表示信息。例如，機(jī)器人移動循環(huán){S4+,S3-,S1-,S4-,S2-,S4+}]]>的染色體為3142。然而，與單個(gè)單元的機(jī)器人單元不同，染色體的適合度(即，循環(huán)時(shí)間)通過從對應(yīng)于該染色體的一單元循環(huán)構(gòu)建關(guān)聯(lián)的LCM單元循環(huán)來測量。因此，對多單元機(jī)器人單元，控制器12應(yīng)用類似于對單個(gè)單元的機(jī)器人單元所使用的遺傳算法。然而，在分析每個(gè)染色體的適合度時(shí)，控制器12使用關(guān)聯(lián)的LCM單元循環(huán)來分析多單元機(jī)器人單元的適合度，而使用線性規(guī)劃來分析單個(gè)單元的機(jī)器人單元。
MURC的計(jì)算研究對計(jì)算研究，我們使用與上述對表1所用相同的隨機(jī)問題，但在一些站18上增加了處理單元的數(shù)量。為了增加吞吐量，處理單元的數(shù)量應(yīng)增加到瓶頸站18。因此，使用下述公式vi＝(pi*期望吞吐量)粗略地計(jì)算站Si(vi)上處理單元的數(shù)量。在實(shí)踐中，期望吞吐量時(shí)客戶請求的所需輸出速率。表2展示了隨機(jī)生成的問題的結(jié)果。

表2使用GA比LWP對隨機(jī)數(shù)據(jù)集在MURC上的提高連接的多單元機(jī)器人單元(LMURC)為了提高單元10的吞吐量，可以通過在那些站18之間傳輸晶片的本地材料處理設(shè)備連接一些相鄰的站18。因此，機(jī)器人14不必執(zhí)行這些特定的傳輸。如果兩個(gè)站18以此方式連接，則它們由相同數(shù)量的處理單元。即，配對中第一個(gè)站18的每個(gè)處理單元與配對中第二個(gè)站18的對應(yīng)處理單元連接。在其吞吐量速率由機(jī)器人14的能力所限制時(shí)，單元10可以實(shí)現(xiàn)連接的多單元機(jī)器人單元。通過連接選擇的站18，可以減少機(jī)器人14的工作量。
如果本地材料處理設(shè)備從站Si到Si+1傳輸已處理的晶片，則兩個(gè)站Si和Si+1被稱為連接的配對。在此情況，機(jī)器人14不需要從站Si到Si+1傳輸已處理的晶片。從我們對單元10的分析，我們假設(shè)如果從站Si到Si+1是連接的，那么站Si+1和Si+2(及Si+1和Si)不是連接的。
作為單元10在連接的多單元機(jī)器人單元配置中的例子，考慮m＝4、在每個(gè)站18有一個(gè)處理單元且站S2和S3是連接的這樣的單元10。在此情況，站S2和S3之間的材料處理由集成的材料處理設(shè)備來執(zhí)行，且機(jī)器人14不需要在連接的站18之間執(zhí)行材料處理操作。因此，連接的配對的第二個(gè)站18(S3)上的裝載操作不出現(xiàn)在機(jī)器人移動循環(huán)中。如果每個(gè)站18包括一個(gè)處理單元，那么有6個(gè)一單元循環(huán)，如下所示C1,4′:{S4+,S1-,S2-S4-,S4+}--C2,4′:{S4+,S1-,S4-S2-,S4+}]]>C3,4′:{S4+,S4-,S1-S2-,S4+}--C4,4′:{S4+,S2-,S4-S1-,S4+}]]>C5,4′:{S4+,S2-,S1-S4-,S4+}--C1,4′:{S4+,S1-,S2-S4-,S4+}]]>注意S3-(在連接的配對的第二個(gè)站上進(jìn)行裝載)未出現(xiàn)在上面的任何一個(gè)循環(huán)中。如果這些站18的部分有多個(gè)相同的處理單元，那么LCM單元循環(huán)可以類似于上述的這一個(gè)來構(gòu)建。
LMURC的循環(huán)時(shí)間推導(dǎo)LMURC的循環(huán)時(shí)間推導(dǎo)與單個(gè)及多個(gè)單元的機(jī)器人單元稍有不同，因?yàn)檫B接的配對站之間的材料處理不由機(jī)器人14執(zhí)行。在連接的配對站情況下，機(jī)器人14裝載在配對的第一個(gè)站18晶片而從第二個(gè)站18卸載晶片。由于機(jī)器人14不從配對的第一個(gè)站18移動晶片到第二個(gè)站18，機(jī)器人14在連接的配對的第一個(gè)站18上裝載晶片之前可能必須等待直到原先已裝載的晶片通過集成的材料處理設(shè)備從第一個(gè)站18移動到第二個(gè)站18。因此，我們定義wi′為機(jī)器人14在裝載晶片到站Si之前的等待時(shí)間，其中站Si為連接的配對的第一個(gè)站。另外，yi，i+1表示連接的站Si和Si+1之間的晶片移動時(shí)間。用zi表示晶片在連接的配對的第一個(gè)站Si的處理完成之后、被傳輸?shù)絊i+1之前的等待時(shí)間。
讓我們考慮m＝4、每個(gè)站18有一個(gè)處理單元且站S2和S3是連接的這樣的例子。開始于初始狀態(tài)，其中機(jī)器人正好從S4卸載晶片，機(jī)器人移動循環(huán)C4,4′:{S4+,S2-,S4-,S1-,S4+}]]>包括下面的動作移動到O(t4，5)、放下晶片(15)、移動到S1(t5，1′)、如果需要等待直到晶片在S1處理完畢(w1)、卸載(u1)、移動到S2(t1，2′)，及裝載(l2)、移動到S3(t2，3′)、如果需要等待直到晶片處理完畢(w3)、卸載(u3)、移動到S4(t3，4)，及裝載(14)、移動到It4，0′、取得晶片(u0)、移動到S1(t0，1)裝載(11)、移動到S4(t1，4′)、如果需要等待晶片處理完畢(w4)、卸載(u4)。因此，循環(huán)時(shí)間為T＝t4，5+l5+t5，1′+w1+u1+t1，2+w2′+l2+t2，3′+w3+u3+t3，4+l4+t4，0′+u0+t0，1+l1+t1，4′+w4+u4當(dāng)機(jī)器人14來卸載站18的晶片時(shí)，如果晶片仍然在處理中，則機(jī)器人14等待該晶片。因此，w1＝max{0，p1-t1，4′-w4-u4-t4，5-l5-t5，1′}w1＝max{0，p4-t4，0′-u0-t0，1-l1-t1，4′}注意w2未出現(xiàn)在循環(huán)時(shí)間公式中，因?yàn)闄C(jī)器人14并不在S2和S3之間傳輸晶片。相反，w2′出現(xiàn)在循環(huán)時(shí)間公式中，它是機(jī)器人在裝載晶片到S2之前的等待時(shí)間。
為了找到w2和w3的公式，我們定義當(dāng)機(jī)器人14移動到S2以裝載晶片到其上時(shí)連接的配對的狀態(tài)。在那時(shí)，連接的配對的兩個(gè)站18都不能有晶片。因此，在那時(shí)可能的狀態(tài)為(i)有晶片在連接的配對的站18中的一個(gè)上面，或(ii)兩個(gè)連接的配對的站18都為空。如果連接的配對處于第一種狀態(tài)，我們可以稱其為裝載狀態(tài)，而如果它處在第二種狀態(tài)，稱其為空閑狀態(tài)。
讓我們找到當(dāng)連接的配對處于裝載狀態(tài)時(shí)w2和w3的公式。上文中提到z2表示晶片處理后傳輸?shù)絊3通過集成的材料處理設(shè)備之前在S2上等待的時(shí)間。僅當(dāng)先前在S2上處理的晶片已被傳輸?shù)絊3時(shí)，機(jī)器人14可以裝載晶片到S2上。注意先前的晶片是在先前的循環(huán)中被裝載到S2上的。，因此，w2′＝max{0，p2+z2-t2，3′-w3-u3-t3，4-l4-t4，0′-u0-t0，1-l1-t1，4′-w4-u4-t4，5-l5-t5，1′-w1-u1-t1，2}在此情況，當(dāng)機(jī)器人14來S2裝載晶片時(shí)，總是有一個(gè)晶片在連接的配對中的某個(gè)地方。因此，僅當(dāng)另一晶片已被裝載到S2之后，才從S3卸載在S2上裝載的任何晶片。因此，w3＝max{0，p2+z2+y2，3+p3-T-t2，3′}代入T的公式到w3的公式并化簡，我們得到2w3＝max{0，p2+z2+y2，3+p3-t4，5-l5-t5，1′-w3-u1-t1，2-w2′-l2-2t2，3′-u3-t3，4-l4-t4，0′-u0-t0，1-l1-t1，4′-w4-u4}在S2上裝載新的晶片(如P2)后，機(jī)器人14移動到S3。如果先前裝載的晶片(如P1)還未在S3上處理，機(jī)器人14在那里等待并卸載P1。因此，S3上已處理的晶片P2必須等待(z2)直到機(jī)器人14已從S3卸載先前裝載的晶片P1。因此，z2＝max{0，t2，3′+w3+u3-p2-y2，3}類似于上述線性規(guī)劃，可以使用下面稱為LP2(裝載)的線性規(guī)劃找到穩(wěn)定狀態(tài)解線性規(guī)劃LP2(裝載)MinT＝t4，5+l5+t5，1′+w1+u1+t1，2+w2′+l2+t2，3′+w3+u3+t3，4+l4+t4，0′+u0+t0，1+l1+t1，4′+w4+u4St w1≥p1-t1，4′-w4-u4-t4，5-l5-t5，1′w4≥p4-t4，0′-u0-t0，1-l1-t1，4′w2′≥p2+z2-t2，3′-w3-u3-t3，4-l4-t4，0′-u0-t0，1-l1-t1，4′-w4-u4-t4，5-l5-t5，1′-w1-u1-t1，22w3≥p2+z2+y2，3+p3-t4，5-l5-t5，1′-w1-u1-t1，2-w2′-l2-2t2，3′-u3-t3，4-l4-t4，0′-u0-t0，1-l1-t1，4′-w4-u4z2≥t2，3′+w3+u3-p2-y2，3z2，w1，w2′，w3，24≥0讓我們將空閑狀態(tài)連接配對的線性規(guī)劃公式稱為LP2(空閑)。在此情況，、和的公式與LP2(裝載)相同。其他公式為w2′＝z2＝0w3≥p2+y2，3+p3-t2，3′因此，對給定的機(jī)器人移動循環(huán)和連接配對狀態(tài)，可以通過構(gòu)建類似于LP2(裝載)或LP2(空閑)的線性規(guī)劃并對其求解計(jì)算循環(huán)時(shí)間。
LMURC的遺傳算法由于循環(huán)時(shí)間計(jì)算需要機(jī)器人移動循環(huán)以及連接配對狀態(tài)，我們需要定義兩維染色體，一維作為機(jī)器人移動循環(huán)而另一維作為連接配對狀態(tài)。對上面引用LMURC中的循環(huán)時(shí)間推導(dǎo)和給定機(jī)器人移動循環(huán)C4，4′說明的同一例子，如果連接配對處于裝載狀態(tài)，那么染色體表達(dá)如表3所示。

表3LMURC的染色體表達(dá)表3的第一行展示與單個(gè)和多個(gè)單元的機(jī)器人單元相同的裝載序列。第二行展示對應(yīng)的連接配對狀態(tài)。如果沒有連接任何的站，那么第二行中的表達(dá)始終為-1。注意只有連接配對的第一個(gè)站出現(xiàn)在第一行中，因?yàn)闄C(jī)器人并不裝載連接配對的第二個(gè)站。如果連接配對處于裝載狀態(tài)，那么對應(yīng)于連接配對的第一個(gè)站的列在第二行中包含1，否則包含0。因?yàn)橛糜谶B接的多單元機(jī)器人單元的染色體與早先的染色體比較有所改變，交換和變異的操作稍有不同。
圖4展示實(shí)現(xiàn)連接的多單元機(jī)器人單元的單元10的控制器12的交換操作。對此圖例，m＝8且連接的站配對為S2-S3和S6-S7。在此圖例中，控制器12使用兩個(gè)父代之間的單點(diǎn)交換來產(chǎn)生兩個(gè)后代。在此圖例中，控制器對父代A(如80所示)和父代B(如82所示)進(jìn)行交換來產(chǎn)生后代A(如84所示)和后代B(如86所示)。對此處理，控制器12首先隨機(jī)地選擇交換點(diǎn)，在此例中為第三列，如88和90所示。然后，控制器12按順序從父代A中給出后代A的前三列。類似地，控制器12按順序從父代B中給出后代B的前三列。在后代A中，控制器12按順序從父代B用站6-8-4填充余下三列的第一行，并且用對應(yīng)的值填充第二行。類似地，對后代B，控制器12按順序從父代A用站1-5-4填充余下三列的第一行，并且用對應(yīng)的值填充第二行。
圖5展示對上述例子中創(chuàng)建的后代A執(zhí)行的典型變異操作。在此例中，控制器12使用任意兩列改變的變異。對兩列變異，控制器12隨機(jī)地選擇兩列。在此例中，控制器12選擇了第一列和第四列。然后控制器12交換來自這兩列的值。然而，雖然這些例子展示特殊的變異和交換操作，單元10包括使用任何用于執(zhí)行變異和交換操作的適合的技術(shù)的控制器12。
LMURC的計(jì)算研究此分析考慮的問題與測試多單元機(jī)器人單元的問題同，但是連接一些相鄰的站18。表4展示隨機(jī)產(chǎn)生的問題的結(jié)果。我們觀察到平均晶片數(shù)/切換(3到37晶片/切換)和平均百分比提高(0.8到7.5％)中的顯著增長。

表2使用GA比LWP對隨機(jī)數(shù)據(jù)集在LMURC上的提高圖6展示控制器12的特殊實(shí)施例的功能模塊，其中包括處理器100、監(jiān)控器102、控制接口104及存儲器106。在所示實(shí)施例中，存儲器106包含代碼108、分析邏輯110、單元操作特性112及最優(yōu)化參數(shù)114。為了與用戶交互，控制器12進(jìn)一步包括用戶接口116?？偟膩碚f，控制器12提供對機(jī)器人14的控制并嘗試最大化單元10的吞吐量。根據(jù)特殊的實(shí)施例，控制器12使用遺傳分析處理，如上面詳述的處理，來確定由機(jī)器人14使用的控制時(shí)間表。
處理器100控制控制器12的元件的管理及操作。例如，控制器100可以為微控制器、處理器、編程邏輯設(shè)備，和/或其他適合的處理設(shè)備。監(jiān)控器102監(jiān)控單元10內(nèi)的元件的操作。例如，監(jiān)控器102可以連續(xù)地、定期地或偶發(fā)地檢查單元10內(nèi)的機(jī)器人14和站18的操作特性。基于監(jiān)控器102的動作，處理器100可以維護(hù)存儲器106內(nèi)的當(dāng)前信息。為了向機(jī)器人14提供控制時(shí)間表，控制器12包括控制接口104。然而，雖然作為分離于監(jiān)控器102的獨(dú)立接口展示，這些模塊可以共享對單元10內(nèi)的其他元件的公共連接。
在控制器12中，存儲器106維護(hù)操作中使用的信息。代碼108表示由其他元件，如處理器100，在操作中使用的軟件和/或其他適合的控制邏輯。分析模塊100表示軟件和/或其他適合的用于實(shí)現(xiàn)確定由機(jī)器人14使用的控制時(shí)間表的例程的邏輯。例如，分析模塊110可以實(shí)現(xiàn)遺傳算法，如上面詳述的算法。單元操作特性112包括預(yù)先配置的和/或測量的參數(shù)，這些參數(shù)描述單元10的元件的表現(xiàn)。例如，單元操作特性112可以指示上述的很多變量，如機(jī)器人移動時(shí)間及與站18關(guān)聯(lián)的任務(wù)的時(shí)間。最優(yōu)化參數(shù)114包括由分析模塊在操作中使用的值。例如，最優(yōu)化參數(shù)114可以指示上述參數(shù)的值，如總體大小和原種分?jǐn)?shù)。
在操作中，控制器12可以通過用戶接口116接收來自用戶的信息并提供對操作的反饋。因此，用戶接口116表示任何適合的硬件和控制邏輯，如鍵盤、鼠標(biāo)及顯示。通過用戶接口116，管理員可以指定信息，如單元操作特性112和最優(yōu)化參數(shù)114。用戶接口116進(jìn)一步允許管理員監(jiān)控單元10和控制器12的操作以開發(fā)有效的機(jī)器人14的控制時(shí)間表。
處理提供機(jī)器人14的控制，控制器12也在不同的條件下提供實(shí)際或建議的機(jī)器人單元的操作的分析。例如，使用控制器12，管理員可以執(zhí)行對機(jī)器人單元的各種潛在設(shè)計(jì)改變的吞吐量的效果的敏感性分析，如增加一些站的處理能力并減少一些站的處理需求。因此，控制器12潛在地提供控制系統(tǒng)和分析平臺。
根據(jù)特殊的實(shí)施例，控制器12提供對半導(dǎo)體制造處理，如光刻法處理，的系統(tǒng)控制。在光刻法處理中，處理站18執(zhí)行一系列的步驟以傳輸電子線路模式到晶片上。鍍層是第一個(gè)操作，在其中晶片被鍍上光阻材料。然后晶片被烘干以固定光阻材料并提高它與晶片的附著力。然后它被發(fā)送到校準(zhǔn)器或分檔器進(jìn)行曝光。在分檔器中，標(biāo)度線—僅包含一個(gè)芯片的模式的模板—被放置到晶片上并使用紫外線(UV)對其進(jìn)行曝光。校準(zhǔn)和曝光處理構(gòu)成一個(gè)步驟，重復(fù)該步驟直到整個(gè)晶片表面已曝光。每一層使用專門為該層的設(shè)備特性設(shè)計(jì)的不同的蒙板/標(biāo)度線。顯影是下一個(gè)操作，在其中通過應(yīng)用特殊的溶劑去除曝光的光阻材料。最后，晶片通過最后的烘干步驟來確保未曝光的光阻材料附著在晶片上。為了自動化此處理，機(jī)器人14在實(shí)現(xiàn)光刻法處理的各階段的處理單元18之間移動晶片。
然而，雖然上述控制技術(shù)可應(yīng)用于半導(dǎo)體制造處理，所揭示的技術(shù)可以用于提高任何合適的自動化系統(tǒng)的吞吐量。再者，雖然所示的實(shí)施例和前面的說明集中于包括特定元件的控制器12的特殊實(shí)施例，單元10包括有任何適合的用于確定機(jī)器人14的控制時(shí)間表的元件組合及安排的控制器12。因此，上述模塊和功能可以被合并、分離或分布在任何適合的功能組件中，且控制器12可以使用編碼在媒體中的邏輯，如軟件或編程邏輯設(shè)備，來實(shí)現(xiàn)上述功能的部分或全部。
圖7展示動態(tài)反饋處理，在其中控制器12監(jiān)控在其控制下的“簇”內(nèi)的元件，即，機(jī)器人14、輸入16、站18和輸出20的實(shí)際操作特性。因?yàn)榭刂破?2提供對單元10的操作的監(jiān)控，這允許控制器12根據(jù)單元10的實(shí)際操作特性動態(tài)地更新由機(jī)器人14使用的控制時(shí)間表。如圖7所示，控制器12初始接收單元操作特性和最優(yōu)化參數(shù)，分別由120和122指示。然后控制器12基于此信息產(chǎn)生控制時(shí)間表。使用監(jiān)控器102，控制器12監(jiān)控簇的實(shí)際操作特性，如124所示。這使得控制器12能夠更新由機(jī)器人14使用的控制時(shí)間表以反映單元10的各種元件內(nèi)的實(shí)際操作。
雖然已在幾個(gè)實(shí)施例中對本發(fā)明進(jìn)行了說明，熟悉技術(shù)的人應(yīng)理解可對其做出很多變化和修改，且本發(fā)明應(yīng)包括落在本發(fā)明后附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種計(jì)算制造系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)器人的控制時(shí)間表的方法，其特征在于，所述方法包括確定制造處理中的步驟的操作特性，所述操作特性包括用于在多個(gè)處理站之間移動的機(jī)器人移動矩陣及每個(gè)處理站的處理時(shí)間；確定多個(gè)控制時(shí)間表，每個(gè)控制時(shí)間表詳述機(jī)器人在處理站之間移動晶片的處理；使用所述操作特性確定每個(gè)控制時(shí)間表的適合度；根據(jù)對每個(gè)控制時(shí)間表確定的適合度對控制時(shí)間表進(jìn)行配對以創(chuàng)建控制時(shí)間表的結(jié)果代；對多個(gè)結(jié)果代重復(fù)適合度確定及配對；基于適合度從最后一個(gè)結(jié)果代中選擇所選的控制時(shí)間表；及根據(jù)所選的控制時(shí)間表操作機(jī)器人。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括監(jiān)控機(jī)器人和處理站的實(shí)際操作特性；重新執(zhí)行所述適合度確定、配對、重復(fù)及選擇以確定更新的所選的控制時(shí)間表；及根據(jù)已更新的所選的控制時(shí)間表操作機(jī)器人。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述每個(gè)控制時(shí)間表指定機(jī)器人動作的一單元循環(huán)以使得機(jī)器人動作導(dǎo)致一個(gè)晶片的處理處于穩(wěn)定狀態(tài)，且每個(gè)控制時(shí)間表的所述適合度指示控制時(shí)間表的循環(huán)時(shí)間。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)處理站包括多個(gè)處理單元，及每個(gè)控制時(shí)間表指定機(jī)器人動作的一單元循環(huán)；確定每個(gè)控制時(shí)間表的適合度包括通過控制時(shí)間表構(gòu)建最小公倍數(shù)單元循環(huán)并計(jì)算最小公倍數(shù)單元循環(huán)的適合度；及根據(jù)所選的控制時(shí)間表操作機(jī)器人包括根據(jù)對應(yīng)于所選的控制時(shí)間表的最小公倍數(shù)單元循環(huán)操作機(jī)器人。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括，在一代的每次配對之前使用這一代中的每個(gè)控制時(shí)間表的適合度確定這一代的原種部分；從這一代中丟棄所有不屬于原種部分的控制時(shí)間表；及根據(jù)每個(gè)控制時(shí)間表的相對適合度復(fù)制控制時(shí)間表的原種部分以增加這一代中的控制時(shí)間表的數(shù)量到初始的總體大小。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制時(shí)間表的適合度指示完成控制時(shí)間表的時(shí)間量，及所述所選的控制時(shí)間表導(dǎo)致它在任何結(jié)果代中與其他控制時(shí)間表相比都有最小量的時(shí)間。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述處理站包括一系列以指定順序執(zhí)行的階段來執(zhí)行半導(dǎo)體晶片的光刻法，所述處理站包括鍍層站、烘干站、紫外曝光站，及顯影站。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述操作特性進(jìn)一步對每個(gè)處理站包括機(jī)器人在處理站裝載晶片的時(shí)間及機(jī)器人在處理站卸載晶片的時(shí)間，及所述機(jī)器人移動矩陣基于機(jī)器人當(dāng)前是否裝載了晶片指示機(jī)器人在處理站之間的移動時(shí)間。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述每個(gè)控制時(shí)間表指定等位基因的序列，每個(gè)等位基因指示機(jī)器人服務(wù)的一個(gè)站。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述對一代的控制時(shí)間表進(jìn)行配對包括多次執(zhí)行下述步驟從這一代中確定第一個(gè)控制時(shí)間表和第二個(gè)控制時(shí)間表；選擇交換點(diǎn)；創(chuàng)建直到交換點(diǎn)的等位基因都和第一個(gè)控制時(shí)間表相同的第一個(gè)后代；重新排列第一個(gè)后代中余下的等位基因，其順序使得在其中余下的等位基因出現(xiàn)在第二個(gè)控制時(shí)間表中；創(chuàng)建直到交換點(diǎn)的等位基因都和第二個(gè)控制時(shí)間表相同的第二個(gè)后代；及重新排列第二個(gè)后代中余下的等位基因，其順序使得在其中余下的等位基因出現(xiàn)在第一個(gè)控制時(shí)間表中。
11.一種晶片制造系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括多個(gè)處理站；用于確定制造處理中的步驟的操作特性的系統(tǒng)控制器，所述操作特性包括用于在多個(gè)處理站之間移動的機(jī)器人移動矩陣及每個(gè)處理站的處理時(shí)間，所述系統(tǒng)控制器進(jìn)一步用于確定多個(gè)控制時(shí)間表，每個(gè)所述控制時(shí)間表詳述機(jī)器人在處理站之間移動晶片的處理，用于使用所述操作特性確定每個(gè)控制時(shí)間表的適合度，用于根據(jù)對每個(gè)控制時(shí)間表確定的適合度對控制時(shí)間表進(jìn)行配對以創(chuàng)建控制時(shí)間表的結(jié)果代，用于對多個(gè)結(jié)果代重復(fù)適合度確定及配對，并用于基于適合度從最后一個(gè)結(jié)果代中選擇所選的控制時(shí)間表；及根據(jù)所選的時(shí)間表操作機(jī)器人以服務(wù)處理站。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)控制器進(jìn)一步用于監(jiān)控機(jī)器人和處理站的實(shí)際操作特性及重新執(zhí)行所述適合度確定、配對、重復(fù)及選擇以確定更新的所選的控制時(shí)間表；及進(jìn)一步根據(jù)已更新的所選的控制時(shí)間表操作機(jī)器人以服務(wù)處理站。
13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述每個(gè)控制時(shí)間表指定機(jī)器人動作的一單元循環(huán)以使得機(jī)器人動作導(dǎo)致一個(gè)晶片的處理處于穩(wěn)定狀態(tài)，且每個(gè)控制時(shí)間表的所述適合度指示控制時(shí)間表的循環(huán)時(shí)間。
14.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)處理站包括多個(gè)處理單元，及每個(gè)控制時(shí)間表指定機(jī)器人動作的一單元循環(huán)；系統(tǒng)控制器進(jìn)一步用于通過控制時(shí)間表構(gòu)建最小公倍數(shù)單元循環(huán)以確定每個(gè)控制時(shí)間表的適合度并計(jì)算最小公倍數(shù)單元循環(huán)的適合度；及機(jī)器人根據(jù)使用對應(yīng)于所選的控制時(shí)間表的最小公倍數(shù)單元循環(huán)所選的控制時(shí)間表服務(wù)處理站。
15.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)控制器在一代的每次配對前進(jìn)一步用于使用這一代中的每個(gè)控制時(shí)間表的適合度確定這一代的原種部分；從這一代中丟棄所有不屬于原種部分的控制時(shí)間表；及根據(jù)每個(gè)控制時(shí)間表的相對適合度復(fù)制控制時(shí)間表的原種部分以增加這一代中的控制時(shí)間表的數(shù)量到初始的總體大小。
16.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制時(shí)間表的適合度指示完成控制時(shí)間表的時(shí)間量，及所述所選的控制時(shí)間表導(dǎo)致它在任何結(jié)果代中與其他控制時(shí)間表相比都有最小量的時(shí)間。
17.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理站包括一系列以指定順序執(zhí)行的階段來執(zhí)行半導(dǎo)體晶片的光刻法，所述處理站包括鍍層站、烘干站、紫外曝光站，及顯影站。
18.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述操作特性進(jìn)一步對每個(gè)處理站包括機(jī)器人在處理站裝載晶片的時(shí)間及機(jī)器人在處理站卸載晶片的時(shí)間，及所述機(jī)器人移動矩陣基于機(jī)器人當(dāng)前是否裝載了晶片指示機(jī)器人在處理站之間的移動時(shí)間。
19.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述每個(gè)控制時(shí)間表指定等位基因的序列，每個(gè)等位基因指示機(jī)器人服務(wù)的一個(gè)站。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述對一代的控制時(shí)間表進(jìn)行配對包括多次執(zhí)行下述步驟從這一代中確定第一個(gè)控制時(shí)間表和第二個(gè)控制時(shí)間表；選擇交換點(diǎn)；創(chuàng)建直到交換點(diǎn)的等位基因都和第一個(gè)控制時(shí)間表相同的第一個(gè)后代；重新排列第一個(gè)后代中余下的等位基因，其順序使得在其中余下的等位基因出現(xiàn)在第二個(gè)控制時(shí)間表中；創(chuàng)建直到交換點(diǎn)的等位基因都和第二個(gè)控制時(shí)間表相同的第二個(gè)后代；及重新排列第二個(gè)后代中余下的等位基因，其順序使得在其中余下的等位基因出現(xiàn)在第一個(gè)控制時(shí)間表中。
21.計(jì)算制造系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)器人的控制時(shí)間表的邏輯，所述邏輯在媒體中編碼并且用于執(zhí)行步驟確定制造處理中的步驟的操作特性，所述操作特性包括用于在多個(gè)處理站之間移動的機(jī)器人移動矩陣及每個(gè)處理站的處理時(shí)間；確定多個(gè)控制時(shí)間表，每個(gè)控制時(shí)間表詳述機(jī)器人在處理站之間移動晶片的處理；使用所述操作特性確定每個(gè)控制時(shí)間表的適合度；根據(jù)對每個(gè)控制時(shí)間表確定的適合度對控制時(shí)間表進(jìn)行配對以創(chuàng)建控制時(shí)間表的結(jié)果代；對多個(gè)結(jié)果代重復(fù)適合度確定及配對；基于適合度從最后一個(gè)結(jié)果代中選擇所選的控制時(shí)間表；及向機(jī)器人提供所選的時(shí)間表以控制機(jī)器人的操作。
22.如權(quán)利要求21所述的邏輯，其特征在于，進(jìn)一步用于執(zhí)行步驟監(jiān)控機(jī)器人和處理站的實(shí)際操作特性；重新執(zhí)行所述適合度確定、配對、重復(fù)及選擇以確定更新的所選的控制時(shí)間表；及根據(jù)已更新的所選的控制時(shí)間表操作機(jī)器人。
23.如權(quán)利要求21所述的邏輯，其特征在于，所述每個(gè)控制時(shí)間表指定機(jī)器人動作的一單元循環(huán)以使得機(jī)器人動作導(dǎo)致一個(gè)晶片的處理處于穩(wěn)定狀態(tài)，且每個(gè)控制時(shí)間表的所述適合度指示控制時(shí)間表的循環(huán)時(shí)間。
24.如權(quán)利要求21所述的邏輯，其特征在于，所述至少一個(gè)處理站包括多個(gè)處理單元，及每個(gè)控制時(shí)間表指定機(jī)器人動作的一單元循環(huán)，所述邏輯進(jìn)一步用于執(zhí)行步驟通過控制時(shí)間表構(gòu)建最小公倍數(shù)單元循環(huán)以確定每個(gè)控制時(shí)間表的適合度并計(jì)算最小公倍數(shù)單元循環(huán)的適合度；及向機(jī)器人提供對應(yīng)于所選的控制時(shí)間表的最小公倍數(shù)單元循環(huán)以控制機(jī)器人的操作。
25.如權(quán)利要求21所述的邏輯，其特征在于，進(jìn)一步用于一代的每次配對之前執(zhí)行步驟使用這一代中的每個(gè)控制時(shí)間表的適合度確定這一代的原種部分；從這一代中丟棄所有不屬于原種部分的控制時(shí)間表；及根據(jù)每個(gè)控制時(shí)間表的相對適合度復(fù)制控制時(shí)間表的原種部分以增加這一代中的控制時(shí)間表的數(shù)量到初始的總體大小。
26.如權(quán)利要求21所述的邏輯，其特征在于，所述控制時(shí)間表的適合度指示完成控制時(shí)間表的時(shí)間量，及所述所選的控制時(shí)間表導(dǎo)致它在任何結(jié)果代中與其他控制時(shí)間表相比都有最小量的時(shí)間。
27.如權(quán)利要求21所述的邏輯，其特征在于，所述處理站包括一系列以指定順序執(zhí)行的階段來執(zhí)行半導(dǎo)體晶片的光刻法，所述處理站包括鍍層站、烘干站、紫外曝光站，及顯影站。
28.如權(quán)利要求21所述的邏輯，其特征在于，所述操作特性進(jìn)一步對每個(gè)處理站包括機(jī)器人在處理站裝載晶片的時(shí)間及機(jī)器人在處理站卸載晶片的時(shí)間，及所述機(jī)器人移動矩陣基于機(jī)器人當(dāng)前是否裝載了晶片指示機(jī)器人在處理站之間的移動時(shí)間。
29.如權(quán)利要求21所述的邏輯，其特征在于，所述每個(gè)控制時(shí)間表指定等位基因的序列，每個(gè)等位基因指示機(jī)器人服務(wù)的一個(gè)站。
30.如權(quán)利要求29所述的邏輯，其特征在于，進(jìn)一步用于通過多次執(zhí)行步驟對一代進(jìn)行匹配，所述步驟包括從這一代中確定第一個(gè)控制時(shí)間表和第二個(gè)控制時(shí)間表；選擇交換點(diǎn)；創(chuàng)建直到交換點(diǎn)的等位基因都和第一個(gè)控制時(shí)間表相同的第一個(gè)后代；重新排列第一個(gè)后代中余下的等位基因，其順序使得在其中余下的等位基因出現(xiàn)在第二個(gè)控制時(shí)間表中；創(chuàng)建直到交換點(diǎn)的等位基因都和第二個(gè)控制時(shí)間表相同的第二個(gè)后代；及重新排列第二個(gè)后代中余下的等位基因，其順序使得在其中余下的等位基因出現(xiàn)在第一個(gè)控制時(shí)間表中。
全文摘要
在自動化處理系統(tǒng)中，系統(tǒng)控制器使用元啟發(fā)式技術(shù)來確定用于控制機(jī)器人的移動和操作的最優(yōu)或近似最優(yōu)的控制時(shí)間表。在特殊實(shí)施例中，系統(tǒng)控制器使用遺傳算法來獲取機(jī)器人的控制時(shí)間表。在特殊實(shí)施例中，系統(tǒng)控制器基于系統(tǒng)操作動態(tài)地更新所述控制時(shí)間表。
文檔編號B25J9/18GK1554042SQ02817588
公開日2004年12月8日 申請日期2002年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月13日
發(fā)明者S·庫馬, S 庫馬, N·拉馬南, 砟 , C·斯里斯凱達(dá)拉加, 鎪箍 錮 申請人:Fsi國際股份有限公司