【摘 要】
:
半导体材料中使用最多的是硅(Si),而经过提纯的单晶硅在集成电路领域的地位举足轻重,不管是当前还是未来很长时间也不会发生动摇。直拉法是制备单晶硅的主要技术方法,制备过程不仅工艺复杂、制备周期长,同时制备过程中用到大功率热系统,会产生较高的能耗,在规模化生产硅单晶的过程中,容易出现峰值功率超过工厂最大电力负荷从而产生安全隐患,而针对峰值约束下的问题,人工调度无法对全局资源进行把控,会导致生产效率低,
【基金项目】
:
国家自然科学基金重点项目(编号:No.61533014); 西安市重大科技项目(编号:20GXSF0001);
论文部分内容阅读
半导体材料中使用最多的是硅(Si),而经过提纯的单晶硅在集成电路领域的地位举足轻重,不管是当前还是未来很长时间也不会发生动摇。直拉法是制备单晶硅的主要技术方法,制备过程不仅工艺复杂、制备周期长,同时制备过程中用到大功率热系统,会产生较高的能耗,在规模化生产硅单晶的过程中,容易出现峰值功率超过工厂最大电力负荷从而产生安全隐患,而针对峰值约束下的问题,人工调度无法对全局资源进行把控,会导致生产效率低,生产成本提高。因此,本文针对规模化硅单晶生产过程优化调度问题,同时考虑多个约束条件,对确定加工时间以及不确定加工时间的规模化硅单晶生产过程进行调度优化。主要的研究内容如下:(1)直拉法生产硅单晶的过程中不同工序的功率不同,若多个高功率的工序在同一时刻开启会导致峰值功率过大从而出现安全隐患。因此,本文在考虑多台单晶炉功率峰值约束以及硅单晶生产工艺约束,在加工时间确定的条件下,以最终完工时间最小化为目标函数,建立有等待时间的硅单晶生产过程优化调度模型,并采用改进自适应粒子群(GPSO)算法进行求解。为了提高GPSO算法求解过程中种群的的多样化以及收敛能力,防止算法进入局部最优中无法跳出,对GPSO算法采用两层自适应措施,分别是针对种群迭代过程中每一代的最大变异、交叉概率和每一代种群中每个个体对应的交叉和变异概率。最后在仿真实例中将改进算法与其基础算法在不同规模的调度问题上的求解结果进行对比,表明改进GPSO算法在求解模型上要优于其他三个算法。(2)在等待时间固定模型的基础上,考虑等待时间在生产过程中可变的特性,建立等待时间可变的硅单晶生产过程优化调度模型。由于改进GPSO算法在求解过程中时间复杂度过大导致运行时间过长,因此本文提出一种引入异维变异思想的多策略个体自适应变异的差分进化算法(MSIADE)来求解模型,该算法在变异操作中引入异维变异策略,同时采用多策略变异思想均衡算法能力,并使用(1)中提出的自适应方式,根据适应度值排序为每个个体分配不同的变异因子来增强算法能力,并在交叉操作中引入“精英”交叉操作来提高算法的收敛性。在不同规模的标准测试函数上运行,通过分析收敛结果以及对数收敛图对算法性能进行评估,再针对基于硅单晶生产过程调度模型对该算法进行实例仿真,将改进前与改进后的模型结果以及人工调度结果进行对比,体现出改进模型和所提算法的优势。(3)在等待时间固定模型的基础上,进一步考虑实际生产过程中加工时间是一个范围的情况,采用三角模糊数来表征不确定的加工时间,对不同型号单晶炉生产不同尺寸硅单晶棒的模糊加工时间进行定义,建立目标函数为最小化最大模糊完工时间的硅单晶生产过程订单调度模型。采用MSIADE算法以及变邻域搜索算法来求解模型,在考虑模糊加工时间的情况下对生产订单进行调度,使得模糊完成时间大大减少。在实例仿真中与人工调度方案进行对比,表明本文所提出的模型可以通过合理分配不同单晶炉的生产数量以及生产顺序,达到提高生产效率的目的。最后加入Matlab GUI人机交互界面,对算法求解过程进行封装。根据实验结果表明,通过合理分配订单任务可以大大提高企业的生产效率,降低生产成本,提高企业的竞争力。
其他文献
<正>一、前言南京海事局在上级各级领导的关心和指导下,成功地做好了南京长江第二大桥、第三大桥的现场安全维护工作,保障了大桥施工安全和桥区水域的水上交通安全,建桥期间没有发生任何等级交通事故, 没有采取封航措施,保证了长江黄金水道的畅通,维护了广大船民的利益。现将我们主要的做法向大家做一个简要的汇报,请给予指导。
在电力系统中,变压器是必不可少的一环,其健康与否对于整个电力系统来说十分重要,绕组变形是变压器故障的重要预兆,但是绕组变形的数据获取途径十分有限,导致变压器绕组故障诊断精度低。因此对绕组故障变形进行准确模拟,为变压器绕组故障检测提供数据样本,对于及时排查变压器故障,保障电力系统健康运行具有重要意义。当用频率响应法对变压器绕组进行检测时,通常将绕组等同于由电感、电容、电阻构成的线性无源双端口网络,而
在塔式太阳能热发电系统中,吸热器的作用为吸收定日镜反射的太阳辐射能,其高效、安全运行是光热电站工作的前提条件。但是吸热器易受到外界影响,导致表面的温度和能流密度在部分区域出现数值过高的情况,使得吸热器表面的太阳辐射能量分布不均匀,引起吸热器损坏。因此,保证太阳能在吸热器上均匀分布,不但可提高吸热效率,更能提高电站运行的安全性。本论文应东方电气集团东方锅炉股份有限公司需求,以国家光热示范工程哈密熔盐
系统的可靠性建模与研究为提高产品质量、增强系统可靠性和增长经济效益做出了巨大贡献。随着相关研究的深入,科学技术的提升,系统都具备了高可靠性、长寿命的特点,导致获取系统的相关失效数据的难度大大增加,传统的可靠性分析方法也受到挑战。目前,主要是基于系统失效过程进行可靠性分析,系统在运行过程中往往都要遭受退化失效过程和冲击失效过程两种失效模型。而环境的复杂性导致系统退化失效过程中的形式具有多样性,冲击过
人体姿态估计是从图像或视频中获取人体关节点的位置,主要应用于自动驾驶、安防领域、人机互动、游戏动画等领域。人体姿态估计包括2D姿态估计和3D姿态估计,在引入神经网络方法后,人体姿态估计取得了重大进展,但是在人体姿态估计诸多方法中,仍存在几个问题,如3D人体姿态估计中,多视角比单视角能够提供更多的信息且使用几何原理让网络的性能进一步提高,但也带来了更多的约束,导致使用的效率不高;在2D人体姿态估计中
随着人力资源成本逐渐增加、生产生活自动化与智能化应用场景与任务逐渐复杂,多机器人系统与多机器人协同工作逐渐在“机器换人”进程中占据主要地位。多机器人编队控制是多机器人协同工作领域的一项重要技术,可以在多机器人系统作业过程中,为系统成员之间维持稳定的几何关系,为安全作业和高效完成任务提供保障。因此,本文以移动机器人作为编队成员,深入研究了多机器人系统的编队控制问题。本文主要的研究工作和成果如下:(1
近年来,我国空间技术不断取得重大突破,航天器的出现使人类不断探索新的天体和空间,加深了人类对地球和空间的认知,航天技术已渗透到人类活动的各个领域。为了确定航天器飞行弹道状态,外弹道测量系统通过脉冲雷达、光电经纬仪等设备测量出航天器飞行过程中的测元数据,这些数据都是随时间变化的有序离散时间序列。由于在测量过程中任何测元数据都会受到仪器设备、测量技术、测量环境等因素的影响与制约,导致观测数据都不可能极
现阶段,我国铁路运输具有全天候、运量大的特点,且同时向着载重化和高速化发展。在长期运营过程中,轨道会出现磨损、裂纹,甚至发生断轨,威胁行车安全。因此,促进铁路检修的高效化、智能化具有重要意义。目前,我国使用的检测设备均依靠多人现场合作完成探伤,易受外界干扰、工作量大、效率低,且时效性不足。因此,本文针对这一现状,研究并实现了一款适用于超声波轨道探伤小车的远程控制系统,主要工作如下:(1)分析实际探
<正>各有关单位、船舶:长江南京以下12.5 m深水航道二期工程于2018年5月投入试运行,为保障长江江苏段12.5 m深水航道船舶通航安全,依据交通运输部《长江江苏段船舶定线制规定(2013)》、江苏海事局《船舶航行富余水深管理规定》(2014年第3号通告),江苏海事局组织航运、航道等部门专家研究制定长江江苏段12.5 m深水航道船舶最大吃水控制标准,现通告如下:(1)江阴以上(南京新生圩至江阴
非对称液压缸是一类常见且重要的执行机构,由于它结构紧凑、制造简单等优点,在实际工程的应用非常广泛。同时随着近些年的超级工程越来越多,这些工程负载很大,系统干扰严重,需要使用多个执行机构共同运作。但是如果液压执行机构的同步精度达不到所需要求,会大大降低设备的可靠性,同时安全问题也需要考虑。因此研究如何在现有的生产条件,确保阀控非对称液压缸系统和多液压缸同步系统的安全可靠,并提高系统性能是非常有研究意