【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于约束规划，具体涉及一种芯片高多层陶瓷封装基板产线多约束自动化排程方法。
技术介绍
1、高多层陶瓷封装基板作为芯片的核心组件之一，其生产质量和生产效率对于芯片产业的发展具有战略重要性。然而在实际生产过程中，由于陶瓷封装基板包含若干复杂零件层的加工与堆叠，同一层的制造涉及多个不同工序，如打孔、清洁、质检等，这些工序之间必须保证严格的加工和装配顺序，以确保最终产品的质量；并且同一工序中也涉及不同零件层的加工任务分配，部分零部件甚至是由其他若干零部件组合而成，增加了生产流程的复杂性。除此之外，生产资源如人力、设备等都是有限的，如何合理分配和利用这些资源，以满足生产的需求，是一个极具挑战性的问题，封装基板的生产环境和需求也常常会发生变化，如生产计划增减、设备故障等，这些变化需要生产排程具有足够的灵活性和适应性，以迅速做出调整。因此，提升高多层陶瓷封装基板产线的生产效率和交付能力对于芯片制造产业的发展有着重要意义。
2、传统的排程方法依赖于人工操作和经验判断，这既耗费时间又容易出现错误，无法确保排程的准确性和可靠性。随着现代大数据的发展，萌生了很多新的排程法和技术来应用到生产实践中，通常采用的方法有：
3、数学规划方法，这类方法通常在具有较小规模且具有清晰的数学模型情况下能够提供精确的最优解，但是在芯片领域中高多层陶瓷封装基板产线这类大规模排程问题中，由于缺乏有效的数学决策变量，可能会导致求解复杂度非常高并且无法找到最优解，对问题的形式和约束条件要求太高，不能适应复杂多变的生产环境。
4、元
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术设计一种芯片高多层陶瓷封装基板产线多约束自动化排程方法，应用于芯片生产中陶瓷封装基板产线的生产排程。
2、一种芯片高多层陶瓷封装基板产线多约束自动化排程方法，具体包括以下步骤：
3、步骤1：收集芯片高多层陶瓷封装基板产线生产数据并基于此构建结构化数据；
4、所述收集芯片高多层陶瓷封装基板产线生产数据：从上游的制造执行系统中收集生产产线的生产计划、工序、层加工件以及车间资源实体信息；
5、通过信息提取和关系抽象构建不同实体的结构化数据，同时使用json数据格式对其进行编码，并给定不同的层级关系和嵌套信息；
6、编码后得到的结构化数据包括：同一时刻的生产计划信息，每个生产计划包含多个工序，每个工序有对应的车间资源，车间有对应的设备和人员完成这个工序；在每个工序中，都会明确地提到需要加工的层级零件；
7、步骤 2：对步骤1得到的结构化数据进行建模；
8、在构建结构化数据之后， 采用变量建模、约束建模和目标建模的方法对陶瓷基板产线中的数据进行建模，以此对数据进行抽象；
9、步骤2.1：变量建模；用 i代表生产计划编号， j代表生产计划中的某个工序， m代表工序内的加工任务编号，定义以下变量：
10、开始时间：；结束时间：；
11、持续时间：；
12、加工车间：；
13、每日车间工作时间：；
14、其中，开始时间和结束时间都是在可执行时间范围内的任意时间点，持续时间是一个三元组，分别包含可执行时间范围的开始时间、结束时间以及根据车间产能预先计算的工件加工的持续时间常数 d，代表工件被分配到的加工车间，代表对应车间每日的工作时间；
15、步骤2.2：约束建模；为了对生产实际过程中的硬性限制条件进行数据表征，分别设计no-overlapping约束、processing-order约束和maximum-time约束；
16、其中no-overlapping约束代表同一车间在加工某个产件时不允许别的产件被安排加工，也即同一车间同一时刻只能分配一个任务；如果在第i个生产计划的第j个工序任务 m和在第k个生产计划的第 l个工序任务n都分配同一个车间进行加工，则它们的时间段不能重叠；用以下约束来表示：
17、
18、processing-order约束代表同一层不同工序的先后顺序的约束，需要加工的某层工件的工序必须按照指定的顺序执行；对于加工件的第m层来说，如果工序j在工序 l之前，那么j的结束时间不能晚于 l的开始时间，用以下约束表示：
19、
20、对于maximum-time，针对一些组合套件的加工工序进行设计，这些加工工序必须要等到其他层件的加工完成后才能开始，假设有一工序 j，该工序必须等待其他工序集合l和层数集合 m加工完成后才能开始，则该约束被定义为：
21、
22、步骤2.3：目标建模；定义总执行工期最短目标：
23、
24、定义车间单位天满载率最高目标：
25、
26、步骤3：对步骤2建模结果进行基于深度优先和启发式方法的搜索；
27、对建模后的变量进行基于深度优先和启发式方法进行搜索，搜索的是在满足步骤2约束建模可行性的基础上各个变量的可行性边界，通过对变量和优化目标的上确界和下确界的范围进行缩小，直至优化目标在可行域内呈收敛；
28、步骤3.1：预求解过程：在获得变量建模、约束建模和目标建模后，首先根据实际产线的产能和生产数量需要对建模后的数值范围进行确定，这个数值范围是在假定所有的生产排程顺次排布而不考虑任何约束条件而划分的；
29、步骤3.2：边界搜索过程：所述边界搜索需要优先搜索根据启发式搜索方法计算得到的针对优化目标的可行距离最近的节点，通过不断计算新节点的开始和结束时间并更新目标的最优值；包含以下步骤：
30、步骤s1：将一个节点表示为一个生产计划 i的一个工序 j的一个加工任务 m，即三元组，所有可能的三元组的集合构成了状态空间，状态空间表示为：，即生产过程中的所有工序的所有加工任务；将接下来要求解的任务队列表示为：优先求解队列，该队列中存放所有接下来要确定开始和结束时间的任务节点；
31、步骤s2: 初始化步骤s1中的优先求解队列 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种芯片高多层陶瓷封装基板产线多约束自动化排程方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种芯片高多层陶瓷封装基板产线多约束自动化排程方法，其特征在于，步骤1所述收集芯片高多层陶瓷封装基板产线生产数据：从上游的制造执行系统中收集生产产线的生产计划、工序、层加工件以及车间资源实体信息；
3.根据权利要求1所述的一种芯片高多层陶瓷封装基板产线多约束自动化排程方法，其特征在于，步骤2所述变量建模；用i代表生产计划编号，j代表生产计划中的某个工序，m代表工序内的加工任务编号，定义以下变量：
4.根据权利要求1所述的一种芯片高多层陶瓷封装基板产线多约束自动化排程方法，其特征在于，步骤2所述约束建模；为了对生产实际过程中的硬性限制条件进行数据表征，分别设计No-overlapping约束、Processing-order约束和Maximum-time约束；
5.根据权利要求1所述的一种芯片高多层陶瓷封装基板产线多约束自动化排程方法，其特征在于，步骤2所述目标建模；定义总执行工期最短目标：
6.根据权利要求1所
7.根据权利要求6所述的一种芯片高多层陶瓷封装基板产线多约束自动化排程方法，其特征在于，步骤3.2具体包含以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种芯片高多层陶瓷封装基板产线多约束自动化排程方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种芯片高多层陶瓷封装基板产线多约束自动化排程方法，其特征在于，步骤1所述收集芯片高多层陶瓷封装基板产线生产数据：从上游的制造执行系统中收集生产产线的生产计划、工序、层加工件以及车间资源实体信息；
3.根据权利要求1所述的一种芯片高多层陶瓷封装基板产线多约束自动化排程方法，其特征在于，步骤2所述变量建模；用i代表生产计划编号，j代表生产计划中的某个工序，m代表工序内的加工任务编号，定义以下变量：
4.根据权利要求1所述的一种芯片高多层陶瓷封装基板产线多...
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