半导体封装生产任务及数学描述分析

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：对于封装测试制造企业的车间作业计划来说，虽然在计划过程中直接涉及的任务只有工件和工序，然而，加工设备将影响到工件和工序的相关属性，从而影响到车间作业计划的结果。对于封装测试生产线来说，由于生产线复杂多变，每个站点的加工方式可能不尽相同，主要是由于有些站点的工序存在组批(多卡)加工现象进行加工。这在封装测试生产中，主要是如何组批，以及排序加工的调度问题。

现实世界中的每一个对象都包括许多属性，按照面向对象的分析思想，我们仅需关注那些与所研究问题相关的属性。以下的叙述中，将从车间作业计划角度出发，对任务、资源及加工三类对象的属性进行分析。下面介绍任务对象的属性定义、符号表示及数学描述。

调度问题的研究工作是在制造业背景下发展起来的。现在已经发展成为一门综合运筹学、系统科学、控制科学、管理科学与计算机科学等多个学科领域的交叉学科，广泛应用于工程技术和管理工程的各个领域。制造业的一些术语仍然应用于问题的描述，如表2-2。

表2-2　常用术语解释

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经典调度问题的描述如下：

给定工件集J ＝{J1， J2， …， Jn}(n 为工件总数)，设备集M＝{M1， M2， …， Mm}(m 为设备总数)，调度问题是在满足对工件、设备及资源约束的条件下，把设备M 和资源按时间相应分配到工件的各个加工工序，以及目标函数达到最优。在经典车间作业计划的定义中，主要涉及的要素有：工件(Job)、工序或操作(Operation)、机器(Entity)。其中，工件和工序可以抽象为需要在计划中安排的“任务”，而机器可以抽象为在计划中需要用到的“加工资源”(或简称“资源”)。对于封装测试制造企业的车间作业计划来说，虽然在计划过程中直接涉及的任务只有工件和工序，然而，加工设备将影响到工件和工序的相关属性，从而影响到车间作业计划的结果。封装测试制造企业的加工资源除了机器资源之外，还有大量的不需要用到机器的人力资源，如设备工程师、目检工程师、质检工程师等。为此，在车间作业计划中引入“任务”和“资源”两个抽象的要素。对于制造企业车间作业计划来说，任务包括：设备、工件和工序三个层次；资源包括设备资源、人力资源两类，分为资源类型、具体资源两个层次。

对于封装测试生产线来说，由于生产线复杂多变，每个站点的加工方式可能不尽相同，主要是由于有些站点的工序存在组批(多卡)加工现象进行加工。在同一时刻，一台设备可能同时加工多个批次的工件，也存在将多个较小的批次组合在一起，形成一个较大的批次进行加工。例如，在封装阶段，当芯片点胶环氧树脂完毕后，进行固化加工时，一个烘箱可以同时加工2 个批次，加工时间一般是3 个半小时左右。而在后道的测试站点，由于前面遗留下许多数目不超过1000 个芯片的批次(Lot，每个Lot 包含的芯片数量均不相同)，组合加工，可以减少设备Setup 的启动时间。加工调度时，一次只能加工一个工件的站点，可以采用遗传算法进行调度处理，而对于需要进行组批(多卡)加工的工序站点，采用多智能技术比较适宜简化问题。从面向对象的思想来分析，任务是一个抽象的、一般的类，而设备、工件、工序是特殊类；其间存在单继承关系。因此，可表示为如图2-3 所示的层次结构。

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