生產(chǎn)控制支援裝置以及生產(chǎn)控制支援方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實(shí)施方式涉及生產(chǎn)控制支援裝置以及生產(chǎn)控制支援方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，作為生產(chǎn)線的控制方式，公知有針對(duì)生產(chǎn)線內(nèi)的半成品數(shù)量設(shè)置上限（稱 為WIP(W 〇rk-In-Pr〇cesS，在制品）上限）的方式。作為決定WIP上限的方法，存在利用生 產(chǎn)模擬器的方法、和利用現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)線的制造實(shí)際值的方法這兩個(gè)方法。
[0003] 在利用生產(chǎn)模擬器的方法中，存在計(jì)算耗費(fèi)時(shí)間的問(wèn)題。另一方面，在利用實(shí)際值 的方法中，在生產(chǎn)周期（從投入到產(chǎn)出的時(shí)間）長(zhǎng)的生產(chǎn)線中，存在施加生產(chǎn)控制的時(shí)機(jī)延 遲的問(wèn)題。生產(chǎn)周期也稱作周轉(zhuǎn)時(shí)間（TAT:Turn Around Time)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的生產(chǎn)控制支援裝置，是針對(duì)多個(gè)工序串聯(lián)連接的生產(chǎn)線的生產(chǎn)控制支援 裝置，在一個(gè)工序中包括：緩沖部，用于供半成品等待由加工裝置進(jìn)行的處理；以及并行處 理用的多個(gè)加工裝置，其中的任一個(gè)加工裝置對(duì)在上述緩沖部中待機(jī)的半成品進(jìn)行處理， 在該生產(chǎn)控制支援裝置中，具備待機(jī)率計(jì)算部，當(dāng)針對(duì)上述生產(chǎn)線內(nèi)的半成品數(shù)量設(shè)置有 上限值的情況下，計(jì)算上述上限值與待機(jī)率之間的關(guān)系，該待機(jī)率是指：因上述半成品的個(gè) 數(shù)達(dá)到上述上限值，上述半成品未被投入生產(chǎn)線而在上述生產(chǎn)線的近前待機(jī)的概率，上述 待機(jī)率計(jì)算部，基于存在于各工序的加工裝置的臺(tái)數(shù)、到達(dá)上述生產(chǎn)線的半成品的時(shí)間間 隔、上述時(shí)間間隔的偏差值、各工序的1臺(tái)裝置處理一個(gè)半成品所需的時(shí)間、上述所需的時(shí) 間的偏差值，計(jì)算根據(jù)上述上限值的范圍分別賦予的不同函數(shù)，由此針對(duì)上述范圍的每個(gè) 計(jì)算上述上限值與上述待機(jī)率之間的關(guān)系，將各范圍的函數(shù)結(jié)合而得的函數(shù)根據(jù)上述上限 值的增加而上述待機(jī)率的值單調(diào)減小。
[0005] 本發(fā)明的生產(chǎn)控制支援方法，是針對(duì)多個(gè)工序串聯(lián)連接的生產(chǎn)線的生產(chǎn)控制支援 方法，在一個(gè)工序中包括：緩沖部，用于供半成品等待由加工裝置進(jìn)行的處理；以及并行處 理用的多個(gè)加工裝置，其中的任一個(gè)加工裝置對(duì)在上述緩沖部中待機(jī)的半成品進(jìn)行處理， 在該生產(chǎn)控制支援方法中，計(jì)算機(jī)執(zhí)行待機(jī)率計(jì)算步驟，當(dāng)針對(duì)上述生產(chǎn)線內(nèi)的半成品數(shù) 量設(shè)置有上限值的情況下，計(jì)算上述上限值與待機(jī)率之間的關(guān)系，該待機(jī)率是指：因上述半 成品的個(gè)數(shù)達(dá)到上述上限值，上述半成品未被投入生產(chǎn)線而在上述生產(chǎn)線的近前待機(jī)的概 率，上述待機(jī)率計(jì)算步驟，基于存在于各工序的加工裝置的臺(tái)數(shù)、到達(dá)上述生產(chǎn)線的半成品 的時(shí)間間隔、上述時(shí)間間隔的偏差值、各工序的1臺(tái)裝置處理一個(gè)半成品所需的時(shí)間、上述 所需的時(shí)間的偏差值，計(jì)算根據(jù)上述上限值的范圍分別賦予的不同函數(shù)，由此針對(duì)上述范 圍的每個(gè)計(jì)算上述上限值與上述待機(jī)率之間的關(guān)系，將各范圍的上述函數(shù)結(jié)合而得的函數(shù) 根據(jù)上述上限值的增加而上述待機(jī)率的值單調(diào)減小。
【附圖說(shuō)明】
[0006] 圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的生產(chǎn)控制支援裝置的框圖。
[0007] 圖2是圖1的生產(chǎn)控制支援裝置的動(dòng)作的流程圖。
[0008] 圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的生產(chǎn)線的模型的示意圖。
[0009] 圖4是用于對(duì)待機(jī)率計(jì)算部的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0010] 圖5是示出上限值與生產(chǎn)率的關(guān)系的圖表的圖。
[0011] 圖6是示出上限值與周轉(zhuǎn)時(shí)間的關(guān)系的圖表的圖。
[0012] 圖7是圖1的生產(chǎn)控制支援裝置的變形例所涉及的框圖。
[0013] 圖8是圖1的生產(chǎn)控制支援裝置的其他變形例所涉及的框圖。
[0014] 圖9是圖1的生產(chǎn)控制支援裝置的另外的變形例所涉及的框圖。
[0015] 圖10是圖1的生產(chǎn)控制支援裝置的硬件框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 作為本發(fā)明的實(shí)施方式的生產(chǎn)控制支援裝置是針對(duì)多個(gè)工序串聯(lián)連接的生產(chǎn)線 的生產(chǎn)控制支援裝置，一個(gè)工序包括：緩沖部，用于供半成品等待由加工裝置進(jìn)行的處理； 以及并行處理用的多個(gè)加工裝置，其中的任一個(gè)加工裝置對(duì)在上述緩沖部中待機(jī)的半成品 進(jìn)行處理。上述生產(chǎn)控制支援裝置具備待機(jī)率計(jì)算部。對(duì)于上述待機(jī)率計(jì)算部，當(dāng)針對(duì)上 述生產(chǎn)線內(nèi)的半成品數(shù)量設(shè)置有上限值的情況下，計(jì)算上述上限值與待機(jī)率之間的關(guān)系， 該待機(jī)率是指：因上述半成品的個(gè)數(shù)達(dá)到上述上限值，上述半成品未被投入生產(chǎn)線而在上 述生產(chǎn)線的近前待機(jī)的概率。上述待機(jī)率計(jì)算部，基于存在于各工序的加工裝置的臺(tái)數(shù)、到 達(dá)上述生產(chǎn)線的半成品的時(shí)間間隔、上述時(shí)間間隔的偏差值、各工序的1臺(tái)裝置處理一個(gè) 半成品所需的時(shí)間、上述所需的時(shí)間的偏差值，計(jì)算根據(jù)上述上限值的范圍分別賦予的不 同的函數(shù)，由此針對(duì)上述范圍的每個(gè)計(jì)算上述上限值與上述待機(jī)率之間的關(guān)系，將各范圍 的函數(shù)結(jié)合而得的函數(shù)根據(jù)上述上限值的增加而上述待機(jī)率的值單調(diào)減小。
[0017] 本發(fā)明的實(shí)施方式涉及生產(chǎn)控制支援裝置以及自動(dòng)控制方式，能夠應(yīng)用于在由半 導(dǎo)體制造中所代表的、多個(gè)工序串聯(lián)連接的生產(chǎn)線中針對(duì)生產(chǎn)線內(nèi)的半成品數(shù)量（批量 數(shù)）設(shè)置上限（稱為WIP上限）的控制方式。以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō) 明。
[0018] 圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的生產(chǎn)控制支援裝置的框圖。圖2是圖1的生產(chǎn) 控制支援裝置的動(dòng)作的流程圖。圖3是本實(shí)施方式所涉及的生產(chǎn)線的模型的示意圖。
[0019] 在本實(shí)施方式中作為對(duì)象的生產(chǎn)線是一個(gè)以上的工序串聯(lián)連接的生產(chǎn)線。假定該 生產(chǎn)線是半導(dǎo)體生產(chǎn)工序的一部分。設(shè)半成品是分批的，但并不限定于此。此外，生產(chǎn)線可 以是從投入到產(chǎn)出的全部工序列，也可以是將工序列的一部分分離出來(lái)的部分工序列。
[0020] 在圖3中，工序1、工序2、……、工序m串聯(lián)連接。在各工序中，準(zhǔn)備有1臺(tái)以上 用于對(duì)批量進(jìn)行處理的加工裝置（以下簡(jiǎn)稱為裝置），在這些裝置的前級(jí)配置有共用的緩 沖部。假定緩沖部的容量無(wú)限大。批量暫時(shí)被儲(chǔ)存于緩沖部，在裝置并不為空的情況下，在 緩沖部待機(jī)。若任一個(gè)裝置為空或已經(jīng)為空，則被投入該裝置并被實(shí)施處理。在處理結(jié)束 后，批量被儲(chǔ)存于接下來(lái)的工序的緩沖部，或者若已處理的工序是最后的工序則被從生產(chǎn) 線輸出。當(dāng)生產(chǎn)線內(nèi)的半成品的個(gè)數(shù)（批量數(shù)）達(dá)到上限值（WIP上限=k)的情況下，使 到達(dá)生產(chǎn)線的批量在生產(chǎn)線近前待機(jī)。在本實(shí)施方式中，在生產(chǎn)線的近前待機(jī)的批量最大 為一個(gè)。當(dāng)批量正在待機(jī)的狀態(tài)下，設(shè)為不會(huì)新到達(dá)批量。圖3內(nèi)記載的各參數(shù)將在后面 敘述。此外，在生產(chǎn)線內(nèi)經(jīng)由緩沖部而利用各工序?qū)ε刻幚聿⒊酉聛?lái)的工序送出的動(dòng) 作，以及當(dāng)達(dá)到上限值（WIP上限=k)的情況下使到達(dá)生產(chǎn)線的批量在生產(chǎn)線近前待機(jī)的 動(dòng)作是一般的動(dòng)作，因此并不進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。生產(chǎn)線能夠設(shè)定WIP上限，能夠根據(jù)所設(shè) 定的WIP上限控制內(nèi)部的各工序的動(dòng)作。生產(chǎn)線一般都具備這樣的結(jié)構(gòu)。
[0021] 如圖1所示，生產(chǎn)控制支援裝置具備工序列構(gòu)成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部11、裝置能力數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)部12、到達(dá)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部13、待機(jī)率計(jì)算部14、生產(chǎn)率計(jì)算部15、WIP計(jì)算部16、TAT計(jì)算部 17、以及輸出裝置18。圖1的模塊的全部或者一部分作為一例可以由處理回路（processing circuitry)構(gòu)成。處理回路可以由一個(gè)或者多個(gè)回路（circuitry)構(gòu)成。例如，待機(jī)率計(jì) 算部14可以由第1回路（circuitry)構(gòu)成，生產(chǎn)率計(jì)算部15可以由第2回路（circuitry) 構(gòu)成等?；芈罚–ircuitry)可以指一個(gè)電路（circuit)，也可以指多個(gè)電路（circuit)，也 可以指由多個(gè)電路（circuit)構(gòu)成的系統(tǒng)。
[0022] 工序列構(gòu)成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部11存儲(chǔ)表示與工序列相關(guān)的信息的工序列構(gòu)成數(shù)據(jù)。工 序列構(gòu)成數(shù)據(jù)包括工序數(shù)、工序的順序、各工序的并列裝置臺(tái)數(shù)等。
[0023] 裝置能力數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12存儲(chǔ)表示與裝置能力相關(guān)的信息的裝置能力數(shù)據(jù)。裝置 能力數(shù)據(jù)例如包括各工序的裝置的平均批量處理時(shí)間及其變差系數(shù)。變差系數(shù)是用標(biāo)準(zhǔn)偏 差除以平均值而得的值。標(biāo)準(zhǔn)偏差是方差的正的平方根，因此，代替變差系數(shù)，也可以使用 標(biāo)準(zhǔn)偏差或者方差。變差系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)偏差或者方差是表示偏差的指標(biāo)的例子。
[0024] 到達(dá)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部13存儲(chǔ)表示與批量到達(dá)相關(guān)的信息的到達(dá)數(shù)據(jù)。到達(dá)數(shù)據(jù)例如 包括批量到達(dá)生產(chǎn)線的平均到達(dá)間隔及其變差系數(shù)等。代替變差系數(shù)，也可以使用標(biāo)準(zhǔn)偏 差或者方差。
[0025] 這里，對(duì)在本實(shí)施方式中使用的符號(hào)進(jìn)行定義（參照?qǐng)D3)。
[0026] m :工序數(shù)
[0027] sn:第η個(gè)（η = 1，…，m)工序中存在的裝置臺(tái)數(shù)
[0028] t'。：批量到達(dá)生產(chǎn)線的平均時(shí)間間隔
[0029] 的變差系數(shù)
[0030] tn:第η個(gè)工序的1臺(tái)裝置處理1個(gè)批量所需的平均時(shí)間
[0031] dn:tn的變差系數(shù)
[0032] t0(k):在WIP上限為k的情況下，到達(dá)各工序的批量的到達(dá)間隔（在各工序中共 用的值。假想穩(wěn)態(tài)狀態(tài)）
[0033] cn:到達(dá)第η個(gè)工序的批量的相對(duì)于到達(dá)間隔的變差系數(shù)
[0034] PB(k):因生產(chǎn)線內(nèi)的半成品數(shù)量達(dá)到ffIP上限（k)而批量在生產(chǎn)線近前待機(jī)的概 率（稱為待機(jī)率）。該值越大則意味著待機(jī)時(shí)間越長(zhǎng)。此外，P B(k)的標(biāo)號(hào)在圖3中未示出。
[003