臺灣博碩士論文加值系統

在半導體成品測試製程中，待測IC經由預燒製程測試時具有成批處理的特性，但是加工處理時間卻耗費冗長，時常有許多欲加工在製品堆積，進而間接到影響後面的製程，降低成品的產出。所以時常成為生產上瓶頸所在，如何將其充分利用以發揮最大產能，使系統績效達到最高，乃是生產排程所面臨的一個重要的目標。
本研究主要探討非相同到達時間的n個工作流經單一批次處理機台加工處理的排程問題。所謂批次處理機台係指可以多個工作可同時於機台上操作，有別於一般機台一次只能操作一個工作的現象，每次加工會有多個不同工作，而工作之合併成批以及批次之順序會影響加工處理時間。在此問題中，我們考慮工作非同時到達的特性，且假設批次處理時間為同批工作中加工時間最長者，以符合半導體預燒測試的生產型態。因此本研究即針對批次加工處理問題設計一套製造執行系統的架構，其中包括一模擬器。模擬器內包含多個排程方法，並以半導體製程常用之目標如最大完成時間、總流程時間和機器總閒置時間作為排程績效衡量的準則。而此模擬器就可將工作依不同的排程方法先行預演，並以產生最好績效之排序直接實施於加工機台。
本研究擬針對半導體預燒製程發展一啟發式演算法，並結合其他文獻相關之排程方法形成模擬器的法則組合。再依不同型態之半導體預燒製程，如不同之批次處理容量，或不同之工作量等，以一系列的模擬實驗，分析探討各個排程方法在不同型態之半導體預燒製程之優劣原因。由實驗結果顯示本研究提出之演算法當批次處理容量接近工作數、到達時間愈密集的情況下，不論加工時間的長短，於最大完工時間有良好的表現，而在相同情況下加工處理時間愈長時，於總流程時間有良好的表現，並可知不同生產型態下之最佳的排程方法。

Burn-in is a batch operation in semi-conductor test production. The batch operation usually takes rather long production time and easily accumulates work-in-process, therefore it becomes the key that dominates the efficiency in semi-conductor test production.
Therefore the major task of this research is the scheduling of n jobs with different arrival time on a burn-in machine which processes jobs by batches. The combination of jobs, and the sequence of the combined jobs affect significantly the efficiency of the burn-in batch operation. A Manufacturing Execution System (MES) containing a simulator is then suggested in this research for the application in the burn-in batch operation. The simulator will be equipped with a set of selected rules, and the system objectives will include minimal makespan, minimal total flow time, and maximum machine utilization, etc., which are frequently encountered in semi-conductor production. Therefore the simulator can rehearse the production using different scheduling rules, and the sequence resulting in the highest performance measure is then really applied in the burn-in batch operation.
This research will develop a heuristic scheduling rule specifically for the Burn-in batch operation. The simulator will also collects other rules from related literatures. In order to test and generalize the rule set, a series of simulation experiments on different pattern of burn-in batch operations will be carried out. The simulation studies will help to understand why a rule performs best in a specific situation. The experiment results showed the rule developed by this research.

中文摘要i
英文摘要ii
誌謝iii
目錄iv
表目錄vi
圖目錄viii
第一章 緒論1
1.1研究背景與動機1
1.2研究目的2
1.3問題描述2
1.4研究範圍與限制3
1.5研究方法3
1.6研究步驟4
第二章 文獻回顧6
2.1現場控制系統6
2.1.1現場控制系統範圍6
2.1.2現場控制系統之系統架構8
2.1.3 MES製造控制系統9
2.2批次生產類型10
2.3半導體測試流程簡介11
2.4半導體批次處理機台排程相關文獻13
2.5適合批次生產特性各種演算法之探討14
2.5.1 GRLPT執行步驟說明14
2.5.2 R1執行步驟說明14
2.5.3 R2執行步驟說明15
2.6車輛途程問題概述15
2.6.1車輛途程問題定義15
2.6.2數學模式之比較15
2.6.3車輛途程問題之啟發式演算法17
2.6.4節省法18
第三章 方法建構20
3.1啟發式演算法之構建20
3.1.1符號說明20
3.1.2演算流程20
3.2範例演練26
第四章 實驗結果與分析30
4.1實驗目的30
4.2實驗資料設定30
4.3在工作數為20，批次容量為5的情況下31
4.3.1實驗1之求解績效31
4.3.2綜合比較34
4.4在工作數為20，批次容量為10的情況下34
4.4.1實驗2之求解績效35
4.4.2綜合比較37
4.5在工作數為20，批次容量為20的情況下38
4.5.1實驗3之求解績效39
4.5.2綜合比較41
4.6在工作數為40，批次容量為5的情況下42
4.6.1實驗4之求解績效43
4.6.2綜合比較43
4.7在工作數為40，批次容量為10的情況下46
4.7.1實驗5之求解績效46
4.7.2綜合比較49
4.8在工作數為40，批次容量為20的情況下49
4.8.1實驗6之求解績效50
4.8.2綜合比較52
4.9在工作數100，批次容量為5的情況下53
4.9.1實驗7之求解績效53
4.9.2綜合比較56
4.10在工作數為100，批次容量為10的情況下56
4.10.1實驗8之求解績效57
4.10.2綜合比較57
4.11在工作數為100，批次容量為20的情況下60
4.11.1實驗9之求解績效60
4.11.2綜合比較62
4.12實驗因子變動分析65
4.12.1以最大完工時間為目標65
4.12.2以總流程時間為目標.67
4.12.3以機器總閒置時間為目標70
第五章 結論與建議74
5.1結論74
5.2未來研究與建議事項79
參考文獻80

一、中文部分
1.王立志，系統化運籌與供應鏈管理，滄海書局，民國88年。
2.吳奇靜,“半導體製程中具批次處理與迴流特性之排程問題”,中央大學工業管理研究所碩士論文,1999.
3.徐吉田, “單一物流中心配送車輛途程問題之研究”,台灣科技大學管理技術研究所碩士論文,1993.
4.陳俊杰, “半導體測試廠產能規劃研究”,中原大學工業工程研究所碩士論文, 1999。
5.喻瀚寬, “雙機流線型批次處理排程問題之工作總完工時間最小化”,銘傳大學資訊管理研究所碩士論文,1997.
二、英文部分
6.Ahmadi,J. H.,Ahmadi,R. H.,Dasu S.,Tang C. S., “Batching and Scheduling Jobs on Batch and Discrete Processor,”Operation Research, Vol.39, No.40, pp.750-763, 1992.
7.Bodin,L. and Golden,B., “Classification in Vehicle Routing and Scheduling,” Networks,Vol.11,pp97-108,1981.
8.Cheng,T.C.E., Lin,B.M.T.and Toker,A., “makespan minimization in the two-machine flowshop batch scheduling problem,” Technical Report No.04/95-96, Department of Management,The Hong Kong Polytechnic University,1996.
9.Chandru,V.,Lee,C.Y.and Uzsoy,R., “Minimizing Total Completion Time on Batch Processing Machines,” International Journal of Production Research,Vo.31,No.9, pp2097-2121,1992.
10.Clarke,G.and J.W. Wright, “Scheduling of Vehicles from a Central depot to a Number of Delivery Points,”Operations Research,Vol.12,pp.568-581,1964.
11.Hochabaum,D.S.,Landy,D., “Scheduling Semiconductor Burn-in Operation to Minimize Total Flowtime,”Operation Research,Vol.45,No.6,pp.874-885,1997.
12.Ikura,Y.,Gimple,M., “Efficient Scheduling Algorithm for Single Batch Processing Machine,”Operation Research Letters,Vol.5,No.2,pp.61-65,1986.
13.Jensen,Finn and Niels Erik Petersen ,Burn-in：an engineering approach to the design and analysis of burn-in procedures ,John Wiley & Sons,1982。
14.Lee,C.Y.,Uzsoy,R., and Martin-Vega,L.A., “Efficient Algorithm for Scheduling Semiconductor Burn-in Operation,”Operation Research, Vol.40, No.4, pp764-775, 1992.
15.Lee,C.Y. and Uzsoy,R., “Minimizing Makespan on Single Batch Processing Machine With Dynamic Job Arrivals,” International Journal of Production Research, Vol.37, No.1,pp219-236,1999.
16.Liu,Zhaohui. and Yu, Wenci., “Scheduling One Batch Processor to Job Release Dates,”Discrete Applied Mathematics, Vol.105, pp129-136,2000.
17.Melnyk,S.A., Carter,P.L., Dilts,D.M. and D.M. Lyth, Shop Floor Control ,Irwin Inc.,1985.
18.Sateesh,C. and Pradip,K., “Vehicle Routing in Large Organizations：a Case Study,” International Journal of Operations & Production Management,Vol.12, No.3, pp71-78,1991.
19.Sung,C.S.and Choung Y.I, “Minimizing Makespan on a Single Burn-in Oven in Semiconductor Manufacturing,”European Journal of Operational Research , Vol.120, pp559-574,2000.