基于Petri网与SimEvents的半导体晶圆生产线建模与仿真.pdfVIP

42 基于Petri网与SimEvents的半导体晶圆生产线建模与仿真 基于Petri网与SimEvents的半导体晶圆生产线建模与仿真 Modeling and Simulation of Wafer Fabs Based on SimEvents and Petri Nets 曹静静 汪 峥 (东南大学自动化学院，江苏南京210096) 摘 要 SimEvents与Petri网相结合是一种很好的复杂生产线建模仿真方法，应用这一方法建立了一条3OOmm晶圆生产线 的仿真模型。描述了其Petri网模型建立的总体流程和各个详细步骤，以及在SimEvents环境下实现 Petri网模型并进行仿 真的关键技术。在此基础上，对晶圆生产的不同调度方案分别进行了仿真，并把仿真结果进行了比较，从而验证了仿真建模 方法的正确性。 关键词：SimEvents，Petri Nets，仿真，建模，晶圆生产线 Abstract The combination of SimEvents and PetriNets is a good method for the modeling and simulation of the complicated pro- duction line In this paper，the simulation model of a 300mm wafer fab is built up The overall process and steps of modeling the wafer fab by using Petri Nets are described in detail Basic steps and key techniques of implementing the Petri Nets model and simulating the wafer fab based on SimEvents are presented．Different schedule schemes are simulated and the results are analyzed to prove the correctness of the modeling method mentioned—above Keywords：SimEvents，petri nets，simulation，modeling，wafer fabs 半导体晶圆生产线是一种复杂的可重入(reentrant)制造系 本文以文献[6]中的某条晶圆生产线为例，建立其Petri网模 统，晶圆的生产工序从几十至几百步不等，且生产过程中存在回 型和SimEvents仿真模型。该生产线包括83个机器组，265台机 流现象，即同一晶圆可以多次返回某些机器加工不同的工序。此 器，32种操作人员共9O名，21O道加工工序，其中部分机器的部 外，它还具有设备种类多且价格昂贵、半成品可能报废与重加 分加工时间需要操作人员，典型机器组的重入次数为19次。 工、机器可能发生故障等特点。对这样一个复杂系统进行研究， 整个生产线可分为机器层、机器组层、系统层，进行分别建 常常需要借助仿真方法，首先要解决的问题是仿真建模。 模，为了让模型表示的更简洁，用一个特殊的符号O表示复合库 文献[1]介绍了DEDS(离散事件动态系统)的建模方法，包 所，是在上层模型中可以展开成下层模型的库所。此外文中所有 括逻辑层建模方法和性能层建模方法，例如：排队网络模型 时间都赋在库所上。生产过程的调度通过不同的变迁触发规则 (Queuing Networks)、Brownian模型、连续流模型(Fluid Net— 来实现。 works)、Petri网模型等。其中Petri网适合于逻辑层建模，具有 1．2机器层建模 很强的描述能力。