VAO生产率套件

摘要

一种半导体制造设施(fab)配置模块被限定成实质上对制造设施的物理系统和属性建立模型。数据获取模块被限定成与制造设施的物理系统接口相连并且从该物理系统收集操作数据。观察器模块被限定成聚集和集合从物理系统收集的操作数据。观察器模块被进一步限定成将操作数据处理成适于视觉呈现的格式。所处理的操作数据显示在由观察器模块控制的图形用户接口中的制造设施的视觉上下文内。分析器模块被限定成分析由观察器模块收集的数据，以及解决关于制造设施性能的查询。优化器模块被限定成响应于观察器模块收集的数据、分析器模块生成的数据或其组合来控制制造设施内的系统。

说明书

背景技术

现代半导体工厂使用来自多个独立供应商的各种自动化系统。如在此使用的那样，术语半导体工厂和半导体制造设施是同义词，分别缩写为工厂和制造设施。各种独立的自动化系统包括被接口连接从而一起工作的硬件和软件，以通过制造设施使材料、数据和控制的移动自动化。制造设施中的主要独立自动化系统包括：MES(Manufacturing Execution System，制造执行系统)，AMHS(Automated Material Handling System，自动材料处理系统)，MCS(Material Control System，材料控制系统)，用于工具连接性的站控制装置，EFEM(Equipment Front-End Modules，装备前端模块)和用于工厂工具与AMHS之间接口的载荷端口，材料跟踪系统如无线频率识别器(RFID)和条形码，以及相关联的独立软件产品，该软件产品可以或可以不用在工厂中以及可以或可以不捆绑在一起以处理如下功能：故障检测，方法管理，调度和派送，统计处理控制(SPC)及其他。

尽管各种自动化系统被限定为在特定制造设施中独立地工作，目前没有在制造设施范围的基础上集合数据和控制的单个自动化系统。结果是即使在独立的自动化系统有效运行时，整个系统(即整个制造设施)的生产率可能无法优化。虽然独立的自动化系统可能不直接影响每晶片半导体设备的产量，但独立的自动化系统确实在周期时间、吞吐量、WIP(Work-In-Progress，在制品)水平、材料处理等领域影响整个制造设施生产率。

当新制造设施上线或开始制造新芯片设计时，在制造设施中可能存在不利地影响每晶片器件(即芯片)产量的难点和问题。因此，在制造设施寿命的开始或在新产品制造斜线的开始，制造设施的主要关注点是在提高每晶片器件产量上。随着设备产量提高，制造设施的关注点可更多地向制造设施物流和生产率的改进转移。制造设施物流的改进是关于更大型晶片的制造的特别关注。例如，300mm以及更大晶片的制造需要通过制造设施的更自动化的运输，从而得益于改进的制造设施物流。此外，具有减小的线宽的更小的技术节点器件的制造可能需要更多的处理步骤，这进而需要通过制造设施的更自动化的输送，且增加了制造设施中周期时间控制的复杂性。因此，制造设施物流的改进还可有益于更小技术节点器件的制造。

发明内容

在一个实施例中，公开了一种半导体制造设施(fab)可视化系统。该半导体制造设施可视化系统包括制造设施配置模块，制造设施配置模块被限定成对要被监控的制造设施的物理系统和属性虚拟建模。此外，数据获取模块被限定成与制造设施的物理系统接口相连以及从物理系统收集操作数据。观察器模块被限定成聚集和集合从物理系统收集的操作数据。观察器模块进一步被限定成将操作数据处理成适于视觉呈现的格式。制造设施可视化系统还包括由观察器模块控制的图形用户接口(GUI)以在制造设施的视觉上下文内显示所处理的操作数据。

在一个实施例中，公开了一种半导体制造设施(fab)生产率系统。该系统包括观察器模块，被限定成通过图形用户接口收集、过滤和呈现制造设施数据。该系统还包括分析器模块，被限定成分析由观察器模块收集的数据以解决关于制造设施性能的疑问。该系统还包括优化器模块，被限定成响应于观察器模块收集的数据、分析器模块生成的数据或其组合来控制制造设施内的系统。

在一个实施例中，公开了一种用于监控半导体制造设施(fab)操作的方法。该方法包括用于从制造设施内的不同系统获取操作数据的操作。该方法还包括用于集合所获取的操作数据的操作。该方法还包括用于在制造设施的可视上下文中的图形用户接口中呈现经集合的操作数据的操作。

根据结合附图的以下详细说明可清楚本发明的其他方面和优点，附图作为示例示出本发明。

附图说明

图1A是示出根据本发明一个实施例的VAO系统操作流程的概要的图示；

图1B是示出根据本发明一个实施例可通过VAO系统的实施实现的制造设施改进的分阶段步骤的图示；

图2A示出根据本发明一个实施例的VAO系统的一般化结构；

图2B是示出根据本发明一个实施例的VAO系统的部署的图示；

图3A示出根据本发明一个实施例的给定的OHVC地图文件的一组对象的示例结构；

图3B示出根据本发明一个实施例的示例互连节点组；

图3C示出根据本发明一个实施例的迪彻斯特算法的表述；

图3D示出了根据本发明一个实施例用于处理第二互连节点的迪彻斯特算法的示例输出；

图3E示出根据本发明一个实施例用于实现OHV位置插入算法的VAO系统内的数据流；

图3F示出根据本发明一个实施例的报告更新的运载工具位置的数据结构的示例；

图3G示出了根据本发明一个实施例的包括运载工具穿越的路径列表的示例数据结构；

图3H示出了根据本发明一个实施例的具有临时节点的示例网络改变；以及

图4.1-4.24示出了根据本发明各种实施例由VAO系统生成的各种GUI的大量屏幕截图。

具体实施方式

在以下说明中，阐述大量具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，显然本领域技术人员在没有这些具体细节中的一部分或全部的情况下也可实现本发明。在其它示例中，没有详细描述公知的处理操作，以便不会不必要地使本发明难以理解。

缩写定义

●AGV：自动化引导运载工具

●AMHS：自动材料处理系统

●BKM：最佳已知方法-工业最佳实践

●DB：数据库

●EDA：电子设计自动化

●EFEM：装备前端模块-在自动化半导体装备中，该工具部分将负载端口上的运输工具之间的晶片移向加载室和/或处理室。

●FDIM：工厂数据集成管理器-使装备数据与工厂数据系统协调的产品。

●FOSB：前端开口装运箱-用于在设施之间运输半导体晶片的运输工具

●FOUP：前端开口片盒-用于在制造设施中运输半导体晶片的运输工具

●GUI：图形用户接口

●ID：识别器

●LFC：起重机/升降器和/或其对应的控制器

●MES：制造执行系统

●MCS：材料控制系统

●MOHVC：主高架工具控制器

●OHT：高架升降机运输(AMHS的形式)

●OHV：高架升降机运载工具

●OHVC：高架升降机运载工具控制器

●PM：预防性维护

●RFID：无线频率识别器

●RGV：轨道引导运载工具(AMHS的形式)

●RPT(原始处理吞吐量)

●RTD：实时派送

●SPC：统计处理控制

●STC：材料存储/储存器和/或其对应控制器

●WIP：在制品

VAO系统概要

VAO生产率套件是能够在一个或更多个计算机系统中被执行的组合的工具组。VAO生产率套件还被称为VAO系统。VAO系统包括用于可视化、分析和优化制造设施状态和性能的大量组件。可视化组件(VAO中的V)允许使用图形用户接口(GUI)来集成及可视化多个制造设施系统及其数据/状态。分析组件(VAO中的A)允许将先进的分析技术应用到来自多个制造设施子系统和站点的数据，并帮助理解制造设施状态。优化组件(VAO中的O)允许基于对使用可视化和分析部分识别的根本数据和趋势的理解来控制制造设施。

VAO系统提供了客户的定制和可配置性，由此在半导体制造设施布局、产品优先性、混合和焦点随时间的变化方面适应客户之间的差别。因此，VAO系统可适配于特定组的客户基础设施属性。此外，VAO系统对特定客户商业需求提供了数据的剪裁、分析和优化方法。

VAO系统以可测量的方式改进了制造设施生产率。可以以如下测量标准来测量制造设施生产率的改进：诸如周期时间、工厂吞吐量、输送效率(例如变化的消除/减少)、库存水平等。VAO系统被限定成考虑整个制造设施系统性能，且通过该考虑使得能够基于制造设施范围内的测量标准的测量和分析进行制造设施水平优化。

图1A是示出根据本发明一个实施例的VAO系统操作流程的概要的图示。VAO系统包括三个模块，即1)观察器模块，2)分析器模块，以及3)优化器模块。如图1A所示，三个VAO模块可彼此互动地操作，从而使得能够对于每个模块的责任区域进行连续集成改进。应该理解VAO系统被限定成与现有应用集成，且允许添加新应用。而且，应该理解不需要VAO系统替换现有制造设施基础设施。VAO系统的下层结构能够在添加功能时调整。

观察器模块被限定成实时地或近似实时地提供收集、滤波和通过GUI呈现制造设施数据。观察器模块从制造设施内的各种源收集数据，将数据集成并滤波成期望的形式，且可视化地呈现该数据。应该理解观察器模块不替换现有的数据收集程序，而是通过使得能够集成和呈现来自制造设施内的不同独立源的数据来改进现有数据收集能力。

在一个实施例中，观察器模块被限定成收集和编码制造设施的“规则”。这些规则包括商业规则(批次尺寸，产品的相对价值，生产能力相对于周期时间的相对优先级等)，和操作规则(对PM(预防性维护)如何调度工具，如何报告和增加问题等)。期待规则集合与编码会随着分析来自制造设施的数据以及优化制造设施操作而发展。应该理解数据的特定组合的可视化可以识别用于制造设施优化的特定变化或机会。

分析器模块建立在观察器模块中提供的数据基础设施上，且提供额外的工具和技术以更详细地产生及探究关于制造设施的性能方面的假想。在一个实施例中，分析器模块在观察器模块工作之后工作且针对特定的制造设施环境被配置。分析器模块被限定成对回答各种疑问所需的制造设施数据进行分析。简单疑问的示例可以是“特定误差的数目在日班比在夜班是否明显上升？”更复杂疑问的示例可以是“通过改变关于该批次工具处队列尺寸的特定规则可得到多少生产率能力？”。为了便于所需的分析，分析器模块可反馈给观察器模块以识别应收集什么数据以及应在什么频率采样数据。分析器模块能够识别用于优化制造设施性能的一些机会，然而在一个实施例中仅提供制造设施优化推荐。在该实施例中，在分析器模块外处理制造设施控制指令的实际执行。例如，分析器模块可提供对在制造设施中需要更多车以满足所需能力的疑问应答，然而分析器模块不负责将更多车导入制造设施。

优化器模块建立在分析器模块的能力上，且添加了用于控制或提供改变制造设施的现有自动化系统性能(可控的控制)的输入的能力。优化器模块提供的优化功能不但允许使用预定的约束和平衡进行标准优化方案，而且允许操纵(修改、改变、对其反应)产品混合物、产品处理流程、工具计数分布和市场评价(相对产品成本变化)中的明显变化的能力。这些变化可包括断续的(短期价格摇摆，例如)或长期的(生产中的斜线)。观察器、分析器和优化器模块可协同工作从而预测事件并采取先发制人的动作，以及完善过去的特征行为。另外，由VAO套件生成的优化解决方案可用来改进制造设施内的各种独立自动化系统的设计和/或操作特征。

此外，尽管观察器、分析器和优化器模块被限定成彼此接口相连，但应该理解可以以部分的方式或完全的方式部署VAO系统。例如，在一个实施例中，仅部署观察器模块。在另一实施例中，部署观察器和分析器模块。在又一实施例中，部署观察器、分析器和优化器模块这些所有模块。图1B是示出根据本发明一个实施例可通过VAO系统的实施来实现的对制造设施改进的分阶段方法的图示。

VAO系统结构

图2A示出了根据本发明一个实施例的VAO系统的一般结构。该VAO系统包括被限定成与各种制造设施系统接口相连的大量媒介。例如，VAO系统包括被限定成与制造设施的MCS 2002接口相连的MCS数据和控制媒介2001，被限定成与制造设施的MES 2004接口相连的MES数据和控制媒介2003，以及被限定成与制造设施的AMHS 2006接口相连的AMHS数据媒介2005。

VAO系统还包括制造设施数据配置模型2007和VAO数据库(DB)2009，各自可通过VAO系统的VAO DB媒介2011存取。另外，图2A的VAO系统结构示出了观察器媒介2013，分析器媒介2015和优化器媒介2017，其被限定成分别实现观察器模块、分析器模块和优化器模块。根据客户登录优先权可在任何数目的客户终端查看由VAO系统的模块生成的各种VAO GUI2019。服务器2021可用来便于VAO系统的各种媒介、制造设施和客户终端之间的数据通信。该数据通信实质上可在任何类型的数据通信网络(包括有线网络、无线网络或其组合)上进行，且可使用实质上任何类型的互相理解的数据通信协议进行。

图2B是示出根据本发明一个实施例的VAO系统的部署的图示。图2B的部署实质上是关于图2A所述的结构的扩展。图2B的VAO系统进一步包括被限定成与制造设施的派送系统2024接口相连的派送数据和控制媒介2023。此外，工程/制造数据库数据媒介2025被限定成与制造设施的工程/制造数据库2026接口相连。储存器数据和控制媒介2027被限定成与制造设施的储存器系统2028接口相连。OHVC数据和控制媒介2029被限定成与制造设施的OHT系统2030接口相连。传送器数据和控制媒介2031被限定成与制造设施的传送器系统2032接口相连。工具数据和控制媒介2033被限定成与制造设施的工具站控制器2034接口相连。另外，前端数据和控制媒介2035被限定成与制造设施的工具前端2036接口相连。

应认识到VAO系统被设计成可被定制从而满足特定客户需求。例如，VAO系统可被限定成与许多不同类型的消息传送系统、数据库和接口一起工作。此外，可建立定制数据获取层以解决客户具体需求。这些定制数据获取层可被限定为与制造设施系统接口相连的定制数据和控制媒介，以收集数据和/或被提供的控制数据。数据获取层包括用来从外部源(诸如数据库或MCS或MES)获取数据的数据媒介。数据媒介被控制媒介封装，控制媒介被限定成采用由数据媒介获取的数据，在需要时处理数据，并将数据发送到适当的目的地。这样的数据获取层可由硬件、软件和/或固件或其任何组合限定。而且，VAO系统的观察器GUI被限定成可由终端用户定制，从而使得能够定制显示哪个数据和如何显示数据。

VAO系统被限定成非侵入的，使得从制造设施数据源获取数据不需要改变制造设施数据源或其控制系统。VAO系统还被设计成以对生产的最小影响处理故障。例如，VAO系统的数据获取层可被限定在与制造设施资源分离的独立计算平台上，使得VAO系统的操作崩溃不干扰正在进行的制造设施操作。另外，VAO系统的可升级性在于VAO系统的模块和组件可被分布以在所需数量的计算平台上并行操作，以满足VAO系统性能需求/目标。此外，可在不干扰其他模块/组件的情况下更新VAO系统模块/组件。因此，可在不需要整个VAO系统关断的情况下更新VAO系统。而且，VAO系统还可包括远程诊断逻辑以使得能够远程监控其性能。

VAO数据库被限定成存储与制造设施及遍及制造设施部署的VAO系统相关联的信息和数据。例如，在一个实施例中，VAO数据库包括制造设施数据模型信息，观察器GUI数据(包括VAO GUI元素和用户生成的GUI元素)，用于计算测量标准的参数，用于分析计算的参数，配置参数，和概括历史数据(不限于诸如来自MES、MCS的历史数据、客户数据库和工具)。可基于由给定制造设施使用的测量标准对给定制造设施定制观察器GUI。通过VAO系统的各种数据获取层来收集制造设施数据。所收集的制造设施数据存留在VAO数据库中，且可通过观察器GUI实时显示。此外，可根据存储在VAO数据库中的制造设施数据来生成定制的报告。而且，如果客户具有其自身的GUI，则VAO系统可使用各种技术(不限于诸如.Net、网站服务或流XML)来集成客户GUI。

观察器媒介2013、分析器媒介2015和优化器媒介2017组合以形成VAO控制器模块。VAO控制器模块处理复杂的算术、统计和/或基于逻辑的对所获取的制造设施数据的分析。VAO系统被限定成包括可应用于所获取的制造设施数据的一组预定算法、统计和基于规则的分析。VAO系统用户还可使用作为递送的一部分提供的发展环境产生其自身的一组算法、统计分析或基于规则的分析。VAO控制器模块进一步包括远程诊断能力。此外，VAO控制器模块被限定成准备用于模拟和/或仿真的所获取的制造设施数据。

VAO生产率套件(VAO系统)的一个目的是对半导体制造设施提供决策制定和控制能力，以改进制造设施生产率和支持中央化的制造设施控制。从相关源收集的制造设施数据被用于制造设施自动化控制系统的任何数目的层次处进行控制决策。VAO系统结构被限定成链接到客户专用和站点专用的制造设施基础设施系统。在一个实施例中，使用配置工具通过配置系统使得能够选择链接的系统。此外，在一个实施例中，VAO系统装备有基于网络的能力和足够的安全需求从而针对多个制造设施提供了中央化的命令和控制平台。随着制造设施的物理尺寸和制造设施内的距离增加，以及随着更多的制造设施试图在位置之间链接，由VAO系统提供的中央化的命令和控制平台变得愈发相关和有用。

以足够鲁棒的方式将VAO系统限定为使得能够对不正常和故障事件(包括不期望的输入或格式，降级模式的操作，VAO系统误差，硬件故障等)进行失效保护处理。VAO系统还被限定成提供具有最小故障时间的升级管理。而且，以保存状态的能力跟踪升级，从而使得能够重新装载之前保存的VAO系统状态。VAO系统可记录所有登录行为和所有用户编程变化。这些记录可被有适当资质的用户查看。

VAO系统提供了密码控制，包括分级密码控制，使得一些实体比其他实体具有更高的查看/控制特权。此外，VAO系统能够集成有针对基本用户现有客户安全方案。VAO系统可被配置成对不同级别的用户提供不同水平的屏幕访问。此外，写能力可限制到特定级别的用户以及特定的屏幕。另外，VAO系统可被配置成使规则变化和/或屏幕变化特权与特定级别的用户相关联。

VAO系统可在时间上与制造设施同步，从而使得能够与制造设施中的各种数据源所关联的各种时钟同步。此外，VAO系统可在时间上与外部时钟接口相连。VAO系统还可被限定成在多个制造设施站点上链接数据。

VAO系统被限定成硬件不确定的。换句话说，VAO生产率套件被限定成实质上在任何类型的硬件(如服务器、网络设施和客户系统)上操作。另外，VAO系统可包括在线手册和在线帮助资源。

VAO系统被限定成与客户的现有MES接口(不限于诸如SiView，FactoryWorks，Fab300，Promis，WorkStream，Miracom，CAMSTAR)相连。VAO系统被限定成与客户的现有RTD接口相连。VAO系统被限定成与客户的现有MCS接口(不限于诸如Asyst，Murata，Daifuku)相连。VAO系统可以是遵从EDA的以使得能够进行站控制。VAO系统可被限定成对制造设施内的大量装备类型提供装备数据接口。VAO系统可被限定成提供设施和网络骨干接口。另外，VAO系统的观察器媒介、分析器媒介和优化器媒介被限定成可扩展的。因此，客户，即制造设施可发展制造设施具体应用所需的到VAO系统媒介的定制扩展。

观察器模块特征

观察器模块提供了制造设施的整体性能的集成图。观察器模块示出了AMHS系统的状态(包括通过工厂移动的车的图)和制造设施内的工具的状态。观察器模块提供了用于监控制造设施性能测量标准以及用于提供操作制造设施的图的大量仪表板(以GUI形式)。

观察器模块对管理者和系统进行工厂数据的收集、滤波和呈现。观察器模块的目的不是替代数据收集程序，而是通过允许从不同的源呈现和集成数据来改进数据收集程序。观察器模块提供了对制造设施的“规则”的收集和编码。这些规则包括商业规则(批次尺寸、产品的相对价值，产品容量相对于周期时间的相对优先权等)和操作规则(对PM如何调度工具，如何报告和升级问题等)。随着系统通过分析进行到优化以及随着来自制造设施的数据被分析，规则收集将发展。可视化正确的数据组合的这个动作可识别特定的有益变化。制造设施可基于观察器模块输出进行变化以便实现改进的性能。

观察器模块被限定成提供快速(即实时或近似实时)的质量控制和制造设施可视化。例如，可对由观察器模块提供的各种GUI的屏幕刷新提供比每二分之一秒一次屏幕刷新更高的频率。观察器模块还被限定成提供各种语言(例如英语、日语、中文、韩语、德语)的显示之间的快速转换，以便于咨询、支持、编程和调试。可通过一个或更多个GUI按钮来使能各种语言之间的转换。在各种操作模式中，观察器模块可提供来自制造设施的选择区域的静止图片和视频供给。此外，观察器模块可对制造设施中的各种照相机提供控制接口。

观察器模块被限定成提供制造设施的各个方面的许多GUI仪表板图以及相关联的数据。由观察器模块生成的GUI提供了用于导航和命令的接口。观察器模块能够与特殊的装载传感器的旅行者(诸如系统上的FOUP，对准盒，漫游设施等)接口相连。观察器模块被限定成提供AMHS的GUI仪表板图，以及工具状态变化(当其在制造设施中发生时)。观察器模块被限定成提供电流的GUI仪表板图，以及以各种形式(诸如图表、曲线图、表、地图等)呈现的历史制造设施统计数据。

观察器模块能够在进行相关、趋势和排序时处理大数据组。例如，可处理包括几十万行的数据组。观察器模块被限定成使得能够向VAO系统外部的各种系统输出报告、曲线图、数据和其他信息。可控制观察器模块以清楚地过滤和标记坏数据。可使用特定的算法进行数据过滤。此外，可标记有问题的数据以进行人工检查和过滤。观察器模块可包括基于GUI的机制以捕获关于问题、观察、评论等的人工输入，以便于讨论和问题解决。可通过工具、日期、问题以及实质上任何其他相关的索引来分类和排序前述人工数据。

观察器模块被限定成使得能够基于GUI限定共享的资源，诸如FOUP、运载工具、探针卡等。观察器模块被限定成提供用于限定/捕获要应用到从制造设施获取的各种数据类型的规则的基于GUI的机制。观察器模块被限定成通过使得能够对制造设施元素(诸如制造设施位置、建筑物、阶段、地板、隔间、工具、操作、流程、产品、模块、路由等)基于GUI限定多个(交叠的)层次，来处理多个客户站点和结构。观察器模块能够通过到制造设施模拟和仿真工具的接口来输出和引入各种输入和输出结构。

制造设施数据模拟

虽然制造设施具有共同的元素，每个制造设施将具有结构上和操作上的差异。为了构造每个制造设施的分层、关系和配置，VAO系统的观察器模块提供用于产生制造设施逻辑模型的工具/模块。制造设施逻辑模型识别要由VAO系统监控和控制的物理系统和属性。制造设施逻辑模型被提供以被应用和工业工程师用来建造制造设施的集成视图。此外，在观察器模块用户接口中，基于制造设施逻辑模型(即制造设施数据配置模型)中的信息来显示工具及其子组件的图标。这允许VAO系统在工具子组件层次提供深入的状态和统计数据更新。

规则引擎

VAO系统中提供的规则引擎是允许可用于描述、判断和分析的逻辑比较的工具或应用。规则引擎被限定成在不需要用户提供明确的软件编程代码的情况下进行用户指定的代数关系操纵。因此，“规则”可由用户(诸如应用工程师、产品工程师或自动化工程师)设计和实现。应该理解VAO系统的结构设计和人机接口特征使得非软件工程师能够有效和有生产率地使用。

期望创建规则以具体地详细说明客户需求。由客户产生和对客户产生的规则称为“红规则”。具体详细说明行为和控制的VAO系统内部的规则被称为“蓝规则”。VAO系统能够使红规则和蓝规则彼此分离和不受对方影响。VAO系统供应商知识产权(IP)可置入蓝规则中，且可从工厂到工厂复制蓝规则。客户红规则可包含可能需要保护的IP和客户所有权信息。从配置工具或制造设施逻辑模型获得的大量细节可形成红规则的子集。因此，作为制造设施建模处理的一部分(即作为开发制造设施逻辑模型的一部分)的用于标记或自动生成规则的任何方法，可用来减小创建红规则所需的工作量。

取决于运输的周期时间的监控

观察器模块的该特征提供了对关于针对批次运输周期时间的取决于运输层的部分的测量标准的收集。从MCS和较低层运输控制器获取关于运输时间的信息。从MES获取关于工具、批次和运输工具的信息(例如用于使产品批次的自动派送和监控器或测试批次的手动或自动派送相互区分)。观察器模块可使用当前和历史数据以建立基线和趋势，且然后使用当前数据来跟踪关于周期时间改进的进步。

制造设施视频照相机媒介

制造设施视频照相机媒介提供了实时的用户选择的监控以及记录的所选择事件驱动触发器以供日后回放(例如参见交通拥塞监控器)。可通过制造设施视频照相机媒介增强的应用包括交通拥挤的跟踪、停止车辆的跟踪以及制造设施中其他误差情况的跟踪(根据照相机的数目和位置)。制造设施视频照相机媒介包括照相机控制和链接媒介、照相机GUI屏幕模板媒介以及管理记录的事件驱动“触发”的媒介和规则。

交通拥塞记录和回放模块

该观察器模块组件使得制造设施的选定区域能够记录且稍后回放有限时间段的交通流量。可手动、基于预先安排或基于来自分析监控器(例如参见交通拥塞监控模块(Transport Traffic Congestion MonitoringModule)或交通运输状态分析功能(Transport Traffic State AnalysisFunction))或来自工具事件(例如在扩展的停工期后熔炉、储存器或其他高要求元件的重新启动)的“事件”触发器来进行记录的“触发”。

记录媒介部分提供关于在一段时间上位于制造设施的(预先选择的)区域中、进入或退出制造设施的(预先选择的)区域的有效载荷的运输信息的(经压缩的)记录，这可手动设置、预先安排或通过外部事件和/或媒介触发。可存储数据以供日后分析。此外，可建立规则以设置关于整个存储器、时间、给定时间段内的记录次数的限制。

回放媒介部分使得具有足够安全优先级的用户能够在客户系统上“回放”交通记录。提供控制以允许标准、慢速或快速地回放。通过使用回放媒介，用户可查找趋势以帮助发现拥塞的根本原因，或查找关于记录或报告的“触发”的附加观点。

OHV位置插入方法

通过AMHS监控器获得的OHV位置和状态数据获取频率可能不足以直接在GUI屏幕上呈现OHV位置/移动。例如，因为OHV能够在OHV位置和状态数据获取点之间越过GUI屏幕上显示的制造设施区域范围，所以制造设施操作员可能不能够在GUI屏幕上跟踪单个OHV的位置。以下描述基于可用的OHV位置和状态数据获取频率在GUI屏幕上呈现OHV位置/移动的解决方案。应该理解虽然在OHV位置的上下文中给出描述，但相同的位置插入方法可应用到其他路线受限制的运输设备，例如不限于传送器、轨道导引车(RGV)和自动导引车(AGV)。

高架运输系统用来在半导体制造工厂(“制造设施”)中的自动化处理装备和存储位置之间使经受制造处理(工作进行中或WIP)的材料移动。工厂操作员有兴趣使材料流动的效率最大化，以降低制造周期时间和保持昂贵的处理装备被充分利用。由于材料流动受到如运输运载工具可用性和交通管理这些因素的较大影响，所以有用的是能够在运输车在工厂内移动时可视地监控运输车的行进和状态。

高架运载工具(OHV)保持与派送器控制器(高架运载工具控制器，OHVC)通信，并在其越过导轨网络时周期性地报告位置。导轨系统被细分成称作路径的部分。在行驶时车累计其距离数，然而在关键位置邻近导轨放置有具有条形码的布告。这些位置包括到路径的入口，路径的出口，下车/上车点，OHVC域之间的过渡，和需要运动曲线变化的位置。车携带在经过能够读取条形码布告并且在检测到布告时发起动作的条形码读取器。经过条形码布告生成事件并且使车发起适当的动作。遇到路径入口导致从路径的起点起被测量的距离归零。

每个OHVC具有包括路径和车集合的监管域，OHVC在每个车穿过路径域时监测车。离开域的车被传到邻近路径域的OHVC。区域中的OHVC聚集在主OHVC(MOHVC)下的运载工具信息和状态，该主OHVC实现了到主系统的SEMI E-82接口。在大部分情况下，该主系统是制造设施的材料控制系统(MCS)，其管理制造设施的制造执行系统(MES)的材料运输和存储子系统。

提供称为AMHS监控器的子系统以便于OHV状态和位置收集。AMHS监控器采用一系列数据收集媒介来轮询MOHVC、材料存储/储存器(STC)、起重机/升降机(LFC)以及MCS控制器并将所得的状态存储在中央数据库中。VAO系统从该数据库周期性地收集运载工具位置并使用其来显示车位置。在一个实施例中，AMHS监控器可不足够频繁地提供OHV位置和状态。例如，AMHS监控器可仅每五秒提供一次OHV位置和状态。在该实施例中，制造设施操作员可能不能在屏幕上跟踪单个车的位置，这是因为车可能在单个更新的持续时间内越过屏幕的范围。此处公开的OHV位置插入方法桥接了OHV位置和状态采样实例之间的差距。应该理解虽然此处提供的说明是在OHV位置的上下文中，但相同的位置插入方法可应用于其他路径受限制的运输设备，不限于例如传送器、轨道引导车(RGV)和自动引导车(AGV)。

每个OHVC具有一个地图文件。每个OHVC的地图文件被读取以构造相对应的对象集。图3A示出了根据本发明一个实施例的用于给定OHVC地图文件的对象集的示例构造。然后如下连结各个OHVC的地图文件。对每个OHVC，通过使过渡点连接模块ID与另一OHVC模块ID相匹配来找到每个未连接的相邻OHVC。使用每对过渡点标记ID以找到路径的开始或结束坐标(起点标记ID、终点标记ID)，计算点之间的位置偏移。由于这些点应该一致，所以从邻近模块中的每个笛卡尔坐标减去偏移以校正。

然后如下创建一组互连节点。对于每个路径，找到起点和终点，且针对每个唯一终点创建节点对象。对可在节点之间过渡的每个路径创建节点连接对象。路径是方向性的，因此仅包括从起点到终点的过渡。图3B示出了根据本发明一个实施例的示例互连节点组。互连节点组表示到用于计算两个点之间的最短路径的诶斯哥·迪彻斯特算法(Edsger Dijkstra’salgorithm)的输入。图3C示出了根据本发明一个实施例的迪彻斯特算法的表达式。图3D示出了根据本发明一个实施例的被用于处理互连结点的第二个的迪彻斯特算法的示例输出。图3D中的点#5不是真实节点，这是因为没有替代路线(即，可通过将片段连结在一起来减少节点数目)。在从路径到路径的OHV行进的情况下，这种情况经常出现。当找到最短路径时，首先对没有替代路径的情况进行检查以改进性能。

图3E示出了根据本发明一个实施例的VAO系统内的数据流以实现OHV位置插入方法。在运行时，VAO数据收集媒介周期性地轮询AMHS监控器数据库以查找新OHVC位置。具有以下信息的数据样本被存储在VAO App服务器中：

●OHV车的制造设施元件ID，

●车所在的当前区域的制造设施元件ID，

●车所在的地板的制造设施元件ID，

●车所在的路径的制造设施元件ID(具有到线和弧形路径元件的链接)，

●相对于路径的开始，运输工具的位置，

●当数据被更新时的日期/时间戳，以及

●指示过去的车状态变化的日期/时间和状态值的阵列，其中状态值包括：启动、初始化、初始等待、注册、BC测试、等待停止、循环(等待运行)、运行到上车位置、运行到下车位置、从上车位置装载、卸载到下车位置、从(上车)等待、到(下车)等待，原始互锁，误差。

然后将OHV位置和状态缓冲在客户端中。客户端周期性地针对新样本轮询网站服务，检索任何变化的列表。任何更新的运载工具位置被报告回数据结构中。图3F示出了根据本发明一个实施例的报告更新的运载工具位置的数据结构的示例。然后客户端将运载工具位置填入包括运载工具穿越的路径的列表的数据结构中。图3G示出了根据本发明一个实施例的包括运载工具穿越的路径列表的示例数据结构。

每运载工具有一个车插入实例。如果车位置样本对象的车插入列表为空，则仅保存给予路径位置和距离的新样本。如果车位置样本对象的车插入列表不为空，则试图找到从上一样本位置到新样本位置的路径。节点网络包含几百个节点，因此对每个最短路径计算重建节点网络是不现实的。相反，仅用表示上一车位置和当前车位置的临时节点修改同一网络。不是严格地需要单向性，但其使得问题更好地适于一般的迪彻斯特实施。可通过添加一些步骤(情况)来修改算法，从而处理双向路径片段(诸如可能在特定传送器或RGV实施中遇到的那样)。

图3H示出了根据本发明一个实施例的具有临时节点的示例网络改变。如图3H所示，假想跟踪方向被配置为(3)(5)(1)(2)，则不存在方向的选择，从而意味着(8)(5)(1)(9)。由于从起点到终点没有分支点，所以不适用迪彻斯特。在可能的情况下优先存储和使用来自前一次迪彻斯特计算的结果。假想以上测试失败(即在图3H的(8)和(9)之间有分支点)，则对从(5)到(1)的前次计算进行检查。因为我们知道所有路径都是单向的，这是有可能的。因此，有可能从终点位置根据一个路径后退以及从开始位置根据一个路径前进，从而得到候选起点和终点。

定时器启动以更新屏幕上显示的车位置。在一个实施例中，定时器每500毫秒启动。定时器事件处理器从当前时间减去任意量的时间(例如15秒)且然后基于时间计算当前位置。这可通过在整个车位置样本值的阵列中迭代以及找到目标时间在采样时间之间的连续对象来完成。然后，通过以经过的时间的部分乘以整个路径距离来计算第二路径列表中的当前偏移。

例如，样本#1在12:00:00，样本#2在12:00:05，样本#3在12:00:10。对于样本#3的路径路线中的总距离是6米。客户端的显示时间是12:00:05.2，因此对样本#3仅经过了200毫秒或整个时间的4％，且所行驶的距离被设置在24cm。可使用用于沿所计算的路径路线的片段24cm的线或弧形公式来计算笛卡尔坐标。因为车显示在时间上偏移，因此车状态也偏移。车状态确定图形的颜色，因此使历史状态与位置相匹配是重要的。通过搜索用于当前样本的运载工具状态2对阵列可找到正确的状态。

分析器模块特征

分析器模块建立在可视化模块中提供的数据基础结构上且提供了另外的工具和技术以更具体地创建和探究制造设施的性能方面的假想。分析器模块包括基本分析，诸如按照天、轮班、隔间、工具、维护等的E84误差帕累托(Pareto)，以及更复杂的分析，诸如容量与队列尺寸和工具限制条件等的关系。分析器模块生成的分析结果可指示对观察器相位的潜在变化需求(例如，要收集什么数据和在什么频率方面的变化)。分析器模块能够识别用于优化性能和提供相关联的制造设施调整推荐的机会。可手动地或可通过优化模块配合完成推荐的制造设施调整的实际实施。

分析器模块被限定成识别与制造设施问题和/或制造设施性能缺陷相关的数据模式，且便于确定相对应的根本原因。虽然分析可包括创建新的仪表板图(GUI)以及数据测量标准，然而应该理解分析器模块提供的分析能力包括提供工具和技术以创建和探究关于用于测试的性能的假想。以如下期待限定分析器模块，即对制造设施变量的变化和底层分布的理解与对制造设施变量的平均值和趋势的理解同样重要。此外，随着制造设施性能改进且随着制造设施低效的其他原因从“误差校正”变为“操作规则改进”，对制造设施变量的变化和底层分布的理解的重要性可能增加。

VAO系统的分析器模块提供了大量不同类型的分析技术，包括但不限于：

●比较分析：“好”和“坏”时间段之间的不同，其中可变化地设置时间段，

●基本值分析：交通拥挤，WIP突发，

●机会性搜索：探究性分析，也许随着时间“被封闭”，

●仿真和“如果”分析，以及

●规则变化分析。

以下描述大量分析器模块特征。分析器模块被限定成使得能够进行可用于制定决策和分析的逻辑数据比较。分析器模块还被限定成提供数据之间的代数关系的基于GUI的创建和估计。例如，GUI被限定成使得用户能够输入、编辑和操纵规则代数学，包括交易值功能的说明书和数据加权参数。此外，用户可创建和保存可再使用的功能。用户可通过分析器模块提供的GUI中的下拉菜单来访问所保存的功能。

还可以开发规则以包括到VAO生产率套件外的应用的链接。分析器模块能够保持分离的规则组以使能根据发布的特权由各种实体对规则的访问控制。此外，读取、删除和/或编辑规则的能力可取决于登录的级别和/或具体规则安全设置。分析器模块被限定成跟踪/记录规则变化，并使得能够返回之前保存的规则状态。分析器模块可被限定成基于到制造设施逻辑模型的输入的链接来生成一些规则。分析器模块能够根据制造设施站点来组织和分离规则。例如，随着多个制造设施站点链接到VAO系统，一个站点相对于另一个可能有稍微不同的规则版本。用于分析器模块中的规则可被开发和测试，且然后被发布以供客户使用。

分析器模块提供了通过应用滤波器、排序和功能组合(包括统计功能)来从现有的数据组提取新的变量。分析器模块可被限定成提供在时间轴上的数据回放。回放的速度可由用户调整。分析器模块可被限定成对给定的数据组进行频率空间分析，即傅里叶分析。分析器模块可被限定成计算财务测量标准，诸如投资回报(return-on-investment，ROI)，基于活动的成本计算(activity-based costing，ABC)等。分析器模块可被限定成执行标准的制造设施性能和诊断应用，从而允许制造设施的“指纹识别”和“基线”。特征鉴别/基线可用来引导随后的详细分析和测量性能改进，即在性能改进之前和之后。

分析器模块可被限定成分析制造设施内的交通拥挤/拥塞。例如，可在时间标度上进行分析，其中测量和记录制造设施的选定区域(例如工具、路径、交叉点、隔间、地板等)内的给定实体(例如FOUP、晶片、车)的密度。交通拥挤/拥塞分析可根据制造设施逻辑模型和规则引擎来跟踪时间关系曲线图，监控测量标准，并发出警报。此外，交通拥挤/拥塞分析的结果，包括警报，可被传送到在当前显示的上下文中呈现的可视化模块。此外，交通拥挤/拥塞分析的结果可被传送到优化模块以使得能够在制造设施内进行校正或预防动作。

分析器模块可被限定成识别和估计制造设施内的瓶颈和突发。瓶颈/突发分析可与工具、运输、排队和/或处理流程相关。可在用户限定或预设的时间标度上进行瓶颈/突发分析，以使得能够计算和比较平均值和变化。分析器模块可被限定成监控依赖于运输的批次周期时间，作为用于跟踪分析改进的测量标准。分析器模块可被限定成估计制造设施内的负载平衡。例如，负载平衡分析可在平均的基础上和根据变化和时间标度，比较各种起重机、车、储存器、路径等的运输负载。分析器模块可被限定成基于变量的功能分析来估计和传送制造设施的操作“状态”。状态的限定可以是分级的、蓝和红规则的函数。一些示例状态可以是混乱的制造设施、过载的制造设施或标准制造设施。制造设施状态分析还可以识别相位变化以跟踪制造设施何时/如何从一个状态移到另一个。分析器模块可被限定成操作各种学习系统以识别模式和推荐用于改进的修改。

分析器模块可被限定成将分析结果，包括数据和上下文信息，输出到外部程序以允许人引导的数据搜索和比较。分析器模块被限定成提供大量GUI从而以如下各种形式传送数据和分析结果，诸如帕累托图、轮廓图、3-D图和彩色图。此外，可生成“热图”的绘图以存储制造设施状态指纹识别。分析器模块可被限定成提供用于从可通过观察器模块访问的数据创建新图形的向导。分析器模块提供基于GUI的仪表板以查看制造设施情况，诸如交通拥塞和瓶颈隔间。也可回放历史制造设施情况。分析器模块提供了用于WIP计算的基于GUI的仪表板。

在一个实施例中，分析器模块包括“机会识别器”，其提供了与强大的人机接口分析引擎耦合的半自动化搜索(BKM比较)，该人机接口分析引擎用于处理大集合以及限定用于可视化的永久的新变量。分析器模块还可被限定成提供制造设施仿真能力。该仿真能力允许基于观察的制造设施数据来预测未来的制造设施数据，且允许对观察的制造设施数据和预测的制造设施数据进行搜索、分析和计算，从而支持制定决策。此外，制造设施仿真能力可包括对输入和/或规则子集的“如果这样则怎么办”分析。

交通拥塞监控模块

交通拥塞监控模块提供了针对制造设施中的交通拥塞事件的记录和报告能力。交通拥塞监控模块可分析并报告制造设施的跟踪部分或区域内的运载工具密度。另外，交通拥塞监控模块可被限定成考虑本地工具对制造设施中的拥塞的影响。例如，交通拥塞监控模块可估计在维护之后或故障事件之后高吞吐量工具返回在线时拥塞事件是否趋向于发生。

除了在制造设施内发生时观察拥塞事件之外，交通拥塞监控模块可被限定成识别拥塞事件的早期前兆/相关，诸如迫近的交通拥挤。在得知了根本原因和/或早期前兆/相关时，交通拥塞监控模块媒介可向其他媒介发送通知(警报、报警)。这些通知会触发记录，或稍后可被自动化控制元件(可能通过优化模块)用来减缓迫近的拥塞事件。

交通状态分析模块

交通状态分析模块可进行分析以计算表征制造设施内或制造设施的特定区域内的拥塞的服务质量(QoS)测量标准。这些QoS测量标准可用作触发器来引导交通拥塞监控模块开始记录交通拥挤，或引导优化模块采取先发制人的动作来避免制造设施内的不利交通情况。这些交通状态分析模块还可被限定成进行用于确定制造设施内的运输阶段变化的分析。

虽然交通拥塞监控模块针对识别严重拥塞的形成和对如E84误差率增加的事情的反应，但交通状态分析模块进行操作以识别更固有的问题，并提议制造设施的行为(规则)中的变化，以改进拥塞状况。例如，随着区域的交通密度增加到靠近临界“拥挤”水平，交通状态分析模块可进行操作以向优化器模块发送事件，使得到受影响区域且通过该受影响区域的运输可仅限于更高优先级工作，其他工作被重新选择路径或延迟(取决于优先级或目的地状态)。

E84事件监控媒介

E84事件监控媒介被限定成从MCS和OHVC，从有效侧，以及从MES(工具控制器)从无效侧获取并组合信息。因此，关于来自主动侧的警报和定时、关于工具状态、负载端口(E87)状态的信息以及来自被动侧的运载器ID可被组合以提供对与E84相关问题事件的趋势的高水平分析，诸如：

●根据类型(工具导致的、未准备好、硬件、未知等)的事件的帕累托、特别是对于主动和被动记录在事件(或事件序列)上不一致的那些事件的帕累托；

●根据运载工具的帕累托，

●根据运载器类型(Foup对FOSB，FOUP频带/模型，FOUP ID)的帕累托，

●根据目的地(根据工具组，工具，负载端口)的帕累托，以及

●根据时间的帕累托。

E84事件监控媒介获取和生成的信息可用来跟踪E84事件减少的进度，以及识别关键区域/工具以进行详细分析和校正动作。

高级E84诊断模块

高级E84诊断模块提供了要应用到由E84事件监控媒介识别的更持久地麻烦的制造设施区域和/或工具的软件、硬件和服务动作的更紧密组合，以减少误差率并辅助E84相关的根本原因分析。在一个实施例中，高级E84诊断模块包括用于直接E84并联I/O监控的诊断硬件模块的组合，和/或Scout硬件连接和FDIM工具监控以捕获E87运载器和负载端口状态机器的真实状态、在交递期间存在和放置传感器以及RFID(运载器ID)数据的组合。基于结果，高级E84诊断模块可提议特定的软件或硬件测试，其可以导致请求改变工具软件行为，或改变用于在当前讨论的工具的手动装载和自动装载模式之间切换的操作步骤。

RPT分析模块

RPT分析模块被限定成使用到工具事件的FDIM链接来进行详细的内部工具吞吐量分析和报告。可针对具体选择的工具(和制法)修改RPT分析模块以收集详细的工具水平信息从而优化工具(和制造设施)生产率。FDIM工具连接性软件可用来连接到工具和工具控制器，从而收集具体的详细定时信息。根据具体工具和所需定时的具体细节，从制造设施可能需要有限的物理(硬件)检测或传感器连接。可提供RPT连接媒介以从工具收集详细信息。RPT连接媒介还可被限定成从MES链接获取额外信息(例如以将工具状态识别为在线或维护中)。RPT GUI媒介提供学习具体运行的细节的能力，或生成比较多个运行(以及随着程序进行，多个工具)的报告的能力。

操作瓶颈和WIP平衡跟踪媒介

操作瓶颈和WIP平衡跟踪媒介被限定成通过操作、工具组、工具(包括对“激发/突发”和“队列存储量”或针对上游事件的缺乏保护的分析)来进行队列尺寸的计算。操作瓶颈和WIP平衡跟踪媒介被限定成组合所选择的操作区域中的运输、工具和MES数据和工具组，以理解关于工具、存储、缓冲和运输系统的“突发容量”的需求和线路平衡。

可从MES(批次的逻辑位置)以及从工具信息来收集操作队列尺寸信息(以适当地处理工具如竖炉的内部缓冲器中的批次)。然后可通过操作(处理步骤)、通过工具组、隔间(物理邻近)来分析队列尺寸(按照运载器、晶片和期待的处理时间测量)。更高级的分析可提供由危急程度(即通过对更关键工具的缺乏的风险因数)以及由与工具的“距离”(解释了非负载端口队列批次与工具的时间分离和距离分离的测量标准)加权的测量标准。这些测量可用来通过工具组和操作来开发“队列存储量”的测量标准(相对于故障事件的保障)。可以按照晶片、运载器、工作、小时或可包括随机事件(诸如工具毁坏、处理减慢、人机接口等)的可能性以及相匹配的恢复时间的风险因数诸如“可能性时间”来计算队列。换句话说，“存储量”的单元可以是“风险存储量”，不仅是WIP量。

操作瓶颈和WIP平衡跟踪媒介进行的另一分析针对用于下游工具和运输系统的“突发”预测(高吞吐量工具的延长的故障时间或偏离正常的派送导致的WIP水平的不平衡)。起初这些可提供对在以后多个小时在特定制造设施区域中存储或运输需求的变化的指示。这些指示可用作到优化器模块元件的输入以进行校正动作，从而平衡和控制制造设施中的变化。优化器模块特征

优化器模块被限定成基于制造设施的高级计算和/或模型来提供优化输出和控制(近时或实时)。因此，优化器模块被限定成实际上控制制造设施操作以基于从分析器模块和/或从独立优化技术搜集的知识来改进制造设施性能。优化器模块实施的优化技术可被改编且可在没有重新编程以及没有实质重写规则的情况下处理明显不同的问题组。在一个实施例中，优化器模块包括“学习”系统，其基于“系统水平”监控(例如，基于紧急的新行为来识别制造设施中的“相位偏移”)来给出制造设施系统行为中的变化。

除使用预定限制和平衡的标准优化方法之外，优化器模块还能够响应于产品混合物、产品处理流程、工具计数分布以及市场权重(相对产品成本变化)中的明显变化来操纵(修改、改变、进行响应)制造设施控制。这些变化可包括间断的变化(例如短期容量价格摆动)或长期变化(生产方面的斜线)。另外，优化器模块能够预测事件。

优化器模块被限定成当其存在时优化工厂。因此，优化器模块能够控制制造设施内的大量值以实现某些最大值功能。此外，在一个实施例中，可在使能优化器模块的全自动制造设施优化控制之前离线测试或手动验证优化控制。因此，可将优化模块设为在建议模式或动作模式下操作。

优化器模块被限定为将直接命令发送到制造设施中的特定子系统。命令可以针对各种目的，诸如改变优先级、重新导向WIP、改变批次状态或工具状态等。此外，优化器模块被限定成与RTD系统互动。优化器模块还能够实施多种优化技术，包括线性和非线性技术。可在各种优化技术上创建并运行测试，以在制造设施中实施之前验证其稳定性。而且，优化器模块被限定成记录优化技术的使用和优化技术的手动超驰。另外，优化器模块被限定成与分析器模块耦合，以基于制造设施的高级计算和/或模型来提供优化输出和控制(近时或实时)。

附加的VAO系统能力

通过开发将“数据”和“控制”接口暴露给MES和其他AMHS软件组件的VAO媒介，VAO生产率套件使得能够进行以下应用：1)虚拟材料处理产品，2)基于站控制器的材料控制，3)超级聚类工具，和4)基于“竞拍”的派送。以下更详细地说明上述应用中的每一个。应该理解上述应用表示可由VAO系统使能的少数应用。

虚拟负载端口

该概念是创建利用材料处理硬件的“虚拟”产品或产品扩展，作为当前产品的扩展。其示例是使用储存器内的负载端口作为工具负载端口(虚拟负载端口)。尽管储存器其自身是产品且半导体工具其自身是产品，将控制接口和数据接口(通过VAO媒介)暴露给储存器自动机械、负载端口和传送器允许工具站控制器控制作为工具扩展的这些机构。以这种方式，制造设施MES“看见”的负载端口的数目可以增加，从而在不对工具添加机构的情况下增加工具的缓冲能力。从储存器“分配”负载端口以被工具使用。

基于站控制器的材料控制

对于材料处理系统通过创建数据和控制媒介成为可能的另一概念是工具自动化可“扩展”到存储位置(诸如储存器和另一工具的负载端口)中，使得材料处理系统实际上被“吸收”到工具中。从自动化的观点看，材料处理完全由这些“扩展的”工具站控制器控制。这些“扩展的”工具站控制器将处理直接转移到彼此的物流，而不是被MCS和MES系统引导。如果每个工具的站控制器控制在储存器中的负载端口上的材料移动，则“工具到工具”转移相当于从一个储存器负载端口到另一个转移的储存器自动机械。

超级聚类工具

该概念的较大扩展是产生超级聚类工具，从而半导体工具如处理工具的隔间和测量学工具的隔间可通过传送器的直接控制或其间的OHT系统被一起并入“超级聚类”工具，使得在一个工具完成其处理时，该批晶片可直接移动到下一处理步骤，而不需要来自MES的介入和中央派送软件。不是使用传统派送来确定转到哪个工具，而是使用基于“竞拍”的派送器。(参见下一概念)。这种自动化的广范围实施可有效地减少晶片制造设施中的工具计数，从而减少晶片制造设施中的MES派送的复杂性。被聚类的工具之间的吞吐量也会增加，这是由于可在预计到材料需求的情况运行材料移动，且将消除MES向MCS派送传送器通信的开销。储存器存储和被跟踪的存储也可使用相同接口被增加到聚类工具容量。

基于“竞拍”的派送

该概念可应用于整个制造设施，应用在制造设施的隔间中或上述“超级”聚类概念。可通过“竞拍”处理来处理派送，从而该批次晶片将在从所有可用或近似可用的给定类型的“工具”的竞拍中请求转移时间的“竞价”，且最低(时间)竞价人将接收该批次晶片。“热”批次将能够使其批次首先竞拍。竞价时间可以是包括直到负载端口变得可用的时间(预期到批次完成)和到工具的转移时间(储存器自动机械转移时间+任何可用的OHT或传送器运输时间)的计算值。在提交竞价之前，检查工具的状态、负载端口、传送器路径或OHT路径，使得能实时地处理任何子系统故障。该派送方法中的批次将被移动到最近的工具(最低移动时间竞价)，使得吞吐量将被优化。关于材料移动的决策将不能预先计划或基于过时信息，但通过来自工具和材料转移系统的最近实时信息来确定。

VAO GUI

图4.1-4.24示出了根据本发明各种实施例的由VAO系统生成的各种GUI的大量屏幕截图。应该理解图4.1-4.24示出的GUI是示例性的且不代表VAO系统的完整GUI生成能力。以下简短说明图4.1-4.24的每个GUI示例。

图4.1示出了根据本发明一个实施例的制造设施观察器GUI。GUI包括含有用于控制GUI的操作的大量控制按钮的顶部菜单条102。下拉菜单101使得能够将表/图形显示改变成各种格式以进行分析。下拉菜单103使得能够选择特定的制造设施。下拉菜单105使得能够选择所选择制造设施的特定层。下拉菜单107使得能够选择特定相位，即所选择制造设施的所选择层的部分。按钮109使得能够在所选择制造设施层的侧视图和顶视图之间切换。下拉菜单111使得能够选择所选择制造设施层的显示类型。按钮113用于所显示的制造设施层上的储存器的开/关切换。按钮115用于所显示的制造设施层上的升降机的开/关切换。按钮117用于所显示的制造设施层上的装备的开/关切换。按钮119用于所显示的制造设施层上的OHV路径的开/关切换。按钮121用于所显示的制造设施层上的负载端口的开/关切换。

下拉菜单123使得能够控制动作，诸如重新路由材料或修改派送计划。下拉菜单125使得能够选择各种制造设施数据图表以用于显示/分析。按钮127使得能够捕获GUI中显示的所选择制造设施层的屏幕截图。按钮129使得能够从一种语言到另一种语言的瞬时翻译，例如从英语到日语，反之亦然。字段131示出了与GUI中显示的所选择制造设施层的状态相对应的数据和时间。交互式地图133通过层(F1、F2、F3、F4、F5)和相位(P1、P2、P3)来表示制造设施。互动式地图133中行或块的选择将导致制造设施的该部分(层和相位)被显示在GUI中。GUI进一步包括显示区域145，其中显示制造设施的所选择部分的现场示意图/图。

GUI进一步包括下方窗口134，其中以表格形式或图形形式显示制造设施数据147。按钮135使得能够存取用于在下方窗口134中生成表/图形的制造设施的MCS数据。按钮137的选择导致数据以表格形式呈现在下方窗口134中。按钮139的选择导致数据以图形形式呈现在下方窗口134中。按钮141在新窗口中生成制造设施数据的表。按钮143在新窗口中生成制造设施数据的图形。GUI还提供了制造设施的放大和缩小的缩放功能，如显示区域145所示。

图4.2示出了根据本发明一个实施例在图4.1的GUI中选择的区域149的放大图。图4.3示出了根据本发明一个实施例响应于图4.1的GUI中的选择按钮141而生成的窗口。图4.4示出了根据本发明一个实施例在按钮139的选择之后图4.1的GUI。图4.5示出了根据本发明一个实施例与图4.4的下方窗口134中的每个图相关联的下拉菜单。图4.6示出了根据本发明一个实施例响应于图4.1的GUI中的按钮143的选择而生成的窗口。

图4.7示出了根据本发明一个实施例在互动式地图133中选择了制造设施的第二层(F2)之后图4.1的GUI。在显示区域145中示出了制造设施的第二层(F2)的示意图/图。图4.8示出了根据本发明一个实施例的识别到处于不正常状态的路径的图4.7的制造设施图。例如，将路径201识别为处于不正常状态。图4.9示出了根据本发明一个实施例通过用户单击按钮127获得的图4.7的GUI的屏幕截图。

图4.10示出了根据本发明一个实施例在互动式地图133中选择了制造设施的第五层(F5)之后图4.1的GUI。在显示区域145中示出了制造设施的第五层(F5)的示意图/图。图4.11示出了根据本发明一个实施例选择了日语按钮129B之后图4.10的GUI。图4.12示出了根据本发明一个实施例分别通过下拉菜单107和105中的选择在选择了制造设施的第五层(F5)上的相位1(P1)之后图4.10的GUI。显示区域145中的制造设施图示出了沿制造设施的路径移动的车207。应该理解图4.12中车的子集由附图标记207标识以避免使图不清楚。

图4.13示出了根据本发明一个实施例的图4.10的GUI，其中制造设施的所显示部分中的所有正常项成为灰色，从而使得能够更容易地识别非正常项。应该理解各种VAO GUI被染色，其中制造设施中各个实体的状态和类型以颜色编码。因此，在图4.13的颜色版本中，以与其状态相对应的颜色示出制造设施中非灰色的实体，即非正常实体。为了说明的目的，以附图标记213标识图4.13的灰度版本中的非正常实体。

图4.14示出了根据本发明一个实施例选择了(即用户点击了)所显示的制造设施部分中的升降机实体之后图4.10的GUI。选择所显示的制造设施部分中的升降机实体触发了弹出菜单221，其提供了用于对选择的升降机显示警报历史或工作计数的可选择选项。图4.15示出了根据本发明一个实施例在选择了(即用户点击了)所显示制造设施部分中的工具实体之后图4.10的GUI。选择所显示的制造设施部分中的工具实体触发了弹出菜单227，其提供了用于对所选择的工具显示警报历史的可选择选项。

图4.16示出了根据本发明一个实施例在选择(即用户点击了)所显示的制造设施部分中的储存器实体之后图4.10的GUI。选择所显示的制造设施部分中的储存器实体触发了弹出菜单231，其提供了用于对所选择储存器显示警报历史、工作计数或储存器信息的可选择选项。图4.17示出了根据本发明一个实施例响应于在图4.16的GUI中选择了弹出菜单231中的储存器信息选项而生成的窗口。

图4.18示出了根据本发明一个实施例在选择(即用户点击)电子表格下拉菜单125之后图4.10的GUI。选择电子表格下拉菜单125提供了用于显示各种数据组(包括每隔间运输作业，每隔间排队作业，每储存器作业计数，每升降机作业计数以及警报历史)的可选择选项。图4.19示出了根据本发明一个实施例响应于在电子表格下拉菜单125中选择了每隔间运输作业选项而生成的窗口。图4.20示出了根据本发明一个实施例响应于在电子表格下拉菜单125中选择了每隔间排队作业选项而生成的窗口。

图4.21示出了根据本发明一个实施例响应于在电子表格下拉菜单125中选择了每储存器作业计数选项而生成的窗口。图4.22示出了根据本发明一个实施例响应于在电子表格下拉菜单125中选择了每升降机作业计数选项而生成的窗口。图4.23示出了根据本发明一个实施例响应于选择了电子表格下拉菜单125中的警报历史选项而生成的窗口。图4.24示出了根据本发明一个实施例在切换按钮109以显示制造设施的侧视图之后图4.1的GUI。

示例实施例

在一个实施例中，提供了一种半导体制造设施(fab)可视化系统。制造设施可视化系统包括被限定成对要监控的制造设施的物理系统和属性进行虚拟建模的制造设施配置模块。制造设施配置模块提供了限定制造设施内的组件之间的等级和关系的设施逻辑模型的构造。为此，制造设施配置模块生成GUI，通过该GUI提供了用于对制造设施的物理系统和属性以及制造设施内的组件之间的等级和关系进行虚拟建模的工具和图标。

制造设施可视化系统还包括数据获取模块，数据获取模块被限定成与制造设施的物理系统接口相连以及从该物理系统收集操作数据。数据获取模块被限定成对制造设施内的每个系统提供数据媒介和控制媒介。用于给定系统的数据媒介和控制媒介被定制成与给定系统接口相连，而不需要修改给定系统并且不干扰给定系统的正常操作。数据媒介被限定成从给定系统获取数据。控制媒介被限定成将所获取数据的通信引导到观察器模块。

在一个实施例中，数据获取模块对材料控制系统、制造执行系统和自动材料处理系统中的每个提供相应的数据媒介和控制器媒介。在该实施例的扩展中，数据获取模块进一步对派送系统、工程和制造数据库、储存器系统、高架起重机运载工具控制器系统、传送器系统和处理工具系统中的每个提供相应的数据媒介和控制器媒介。

制造设施可视化系统还包括被限定成收集和集合从物理系统采集的操作数据的观察器模块。观察器模块被进一步限定成将操作数据处理成适于视觉呈现的格式。所处理的操作数据显示在由观察器模块控制的图形用户接口内的制造设施的可视上下文中。在一个实施例中，数据获取模块和观察器模块被限定成收集和处理操作数据，以使能图形用户接口内制造设施操作的实时显示。制造设施可视化系统还可包括被限定成存储与制造设施配置模块、数据获取模块、观察器模块和图形用户接口的操作相关联的数据的数据库。

在另一实施例中，公开了半导体制造设施生产率系统。制造设施生产率系统包括观察器模块、分析器模块和优化器模块。观察器模块被限定成通过图形用户接口收集、滤波和呈现制造设施数据。更具体地，观察器模块被限定成集成和呈现来自制造设施中的不同独立源的数据。在一个实施例中，观察器模块被限定成收集和编码制造设施的规则，其中规则包括商业规则和操作规则。分析器模块被限定成分析观察器模块收集的数据以解决关于制造设施性能的疑问。优化器模块被限定成响应于观察器模块收集的数据、分析器模块生成的数据或其组合来控制制造设施内的系统。优化器模块可在建议模式或动作模式下操作。

分析器模块被限定成识别与制造设施问题、缺陷或低效相关的数据模式，且被进一步限定成提供用于创建和探究关于制造设施性能的假想的工具。在一个实施例中，分析器模块被限定成进行不同的制造设施操作时间段之间的比较分析、与特定操作情况相对应的基本值分析、解释性分析、制造设施仿真和制造设施规则变化分析。分析器模块还可包括被限定成记录、分析和报告制造设施的区域内的运载工具密度的交通拥塞监控模块。交通拥塞模块被进一步限定成识别拥塞事件的前兆，发出相对应的通知以使得能够减少迫近的拥塞事件。

分析器模块可进一步包括大量额外分析模块。例如，分析器模块可包括被限定成计算限定制造设施内的交通拥塞特征的服务质量测量标准的交通状态分析模块。分析器模块还可包括被限定成获取E84事件数据和对获取的E84事件数据进行趋势分析的E84事件监控媒介。分析器模块还可包括被限定成进行内部工具吞吐量分析和报告的原始处理吞吐量分析模块。另外，分析器模块可包括操作瓶颈和在制品跟踪媒介，操作瓶颈和在制品跟踪媒介被限定成通过操作、工具组和工具计算队列尺寸以及进一步被限定成分析处理负载突发和对工具队列存储量的相应影响。

在另一实施例中，公开了一种用于监控半导体制造设施操作的方法。在该方法中，从制造设施内不同的系统获取操作数据。在不与制造设施内的不同系统的正常操作干扰的情况下获取操作数据。然后集合获取的操作数据。此外，在制造设施的视觉上下文内在GUI中呈现集合的操作数据。制造设施的可视化上下文示出了用于不同系统的图标，从该不同的系统获取操作数据。与用于不同系统的图标相关地同时显示用于不同系统的集合的操作数据。

在一个实施例中，对自动材料处理系统获取操作数据以包括制造设施内的各种传送工具的实时位置数据。制造设施内的各种传送工具的实时位置数据用来提供在图形用户接口内的路径地图上各种传送工具的视觉呈现的实时更新。

应理解此处公开的VAO生产率套件可以以有形形式存储，如以计算机可读介质上的数字形式。此外，在此公开的本发明可以以计算机可读介质上的计算机可读代码实现。计算机可读介质是可存储此后可被计算机系统读取的数据的任何数据存储设备。计算机可读介质的示例包括硬驱动、网络附着存储器(NAS)、只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁带和其他磁和非磁数据存储设备。计算机可读介质还可分布在耦合的计算机系统的网络上，使得以分布的方式存储和执行计算机可读代码。

此处公开的形成VAO系统的一部分的任何操作是有用的机器操作。VAO系统还涉及用于进行这些操作的设备或装置。可针对需求的目的如特殊目的计算机来具体地构造装置。当被限定为特殊目的计算机时，计算机还可执行不是特殊目的的一部分的其他处理、程序执行或子程序，同时仍能够为该特殊目的操作。可替代地，操作可由通过存储在计算机存储器、缓存器中或通过网络获得的一个或更多个计算机程序选择性激活或配置的通用计算机来处理。当通过网络获得数据时，可通过网络上的其他计算机例如计算资源云来处理数据。

VAO系统的实施例还可被限定为将数据从一个状态转换到另一个状态的机器。数据可代表可表示为电信号以及可电操纵数据的物体。在一些情况下可将转换的数据可视地描绘在显示器上，代表数据转换导致的物理物体。一般可将转换的数据保存到存储器，或以使得能够构造或描述物理和有形物体的特定格式保存。在一些实施例中，可通过处理器进行操纵。在该示例中，处理器从而将数据从一个事物转换到另一个。此外，该方法可通过可经由网络连接的一个或更多个机器或处理器处理。每个机器可将数据从一个状态或事物转换到另一个，且还可处理数据、将数据保存到存储器，在网络上发送数据，显示结果，或将结果传送到另一机器。

已根据若干实施例说明了本发明，应认识到本领域技术人员在读了之前的说明并研究了附图之后将认识到本发明的各种变化、附加、置换和等同内容。因此，期望本发明包括落入本发明的真实精神和范围内的所有该变化、附加、置换和等同内容。