The AMHS(automated material handling system) composed of OHT(overhead hoist transport), OHS(overhead shuttle), and RGV(rail-guided vehicle) is one of the most representative aspects of successful 300mm wafer fabrication(FAB) lines. The success of FABs made AMHS to be spread to the other manufacturing lines of semiconductor industry such as electrical die sorting(EDS) lines. In the EDS line of this study, the standard unit of processing in the testing machine and transportation on the rail-guided vehicle(RGV) is a single wafer. And wafers are delivered between machines because there is no common buffer in the line but very small-sized individual input/output ports exist within each machine. The absence of common buffer and heavy transportation load caused by the single-wafer transfer make the sequencing and timing of testing machines and RGVs to be coupled tightly. In the tightly coupled system processing equipments and AMHS should be coordinated with great delicacy in an integrated framework.
This dissertation suggests a bottleneck-focused integrated planning, scheduling, dispatching and control framework for an automated EDS line which is a kind of tightly coupled systems. The sub-problems of the integrated framework are as follows. The first problem is planning and scheduling of the parallel machines. Arrivals of wafers are dynamic and known in advance and the production requirement of each product for every period is given. The objective of this problem is maximizing the on-time-delivery. The size of lots(number of continuous processing without setup change) and the sequence of lots of all machines are decided. We propose two heuristic algorithms for this problem.
Second, operational strategies and conflict-free control of RGV-based wafer handling system are developed. We suggest a free-ranging operational strategy in contrast to conventional zone-control policy. And we develop real-time graph-based traffic control algorithm for coordinating multi-RGVs on a bidirectional rail safely and efficiently without conflict.
Finally, we develop a bottleneck-focused real-time scheduling algorithm for an automated EDS line which is a kind of flexible flow lines. Deadlock prevention/avoidance rules are considered and a look-ahead dispatching rule for avoiding blocking and starvation is proposed.
최근의 반도체 및 평판 디스플레이 제조 라인에서는 고청정, 고신뢰성, 고속의 OHT, OHS, RGV 등을 기반으로 하는 무인 자동화된 물류시스템이 더욱 확대하여 채택되고 있으며, 라인 내 공용 버퍼는 대폭 감소되고 공정 및 물류의 기본 단위가 매엽식 또는 소형 로트로 축소되고 있다. 그 결과 공정 설비와 물류 설비의 상호 스케쥴 결합 정도는 더욱 긴밀해졌으며, 전체 라인의 운용 최적화를 위한 물류 시스템의 역할이 증대되었다. 이러한 공정 스케쥴과 운송 스케쥴의 상호 결합 정도가 강한 상호 밀겹합 시스템의 운용 최적화를 위해서는 새로운 통합적 접근전략이 필요하다.
본 연구에서 필자는 상호 밀결합 시스템의 특성을 띄고 있는 웨이퍼 자동 선별 라인의 운용 최적화를 위한 병목 공정 중심의 통합적인 운용 전략을 제안하고, 통합적인 운용 전략을 구성하는 세부 문제들을 정의하여 그에 대한 해법들을 제시한다. 먼저 복수 제품에 대한 제품별 주기별 재료의 도착량과 완제품의 생산 요구량이 주어진 병목 공정의 병렬 설비들에 대하여 적시 배송률을 최대화하기 위한 로트 크기 및 처리 순서 결정 문제의 근사 해법들을 제시한다. 다음으로 하나의 직선 선로에서 양방향으로 움직이며 운송 작업을 수행하는 복수의 대차들을 충돌없이 효율적으로 제어하기 위한 효율적인 물류 시스템 운용 전략 및 그래픽 기반 실시간 교통제어 알고리듬을 제시한다. 마지막으로 공정 설비와 운송 설비가 상호 밀결합된 유연흐름라인에서 적시배송률을 최대화 하기 위한 병목 공정 중심의 실시간 스케쥴링 기법을 제안한다.
