一般半導(dǎo)體企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品種類繁多，加工步驟多達好幾十步。這些產(chǎn)品一般又是同時混合加工，因此產(chǎn)品加工流程路線就顯得極其復(fù)雜。機器設(shè)備的性能差別較大，機器的生產(chǎn)能力對產(chǎn)品混合也非常敏感，例如同一臺機器加工產(chǎn)品A的速率可能與加工產(chǎn)品B的速率相差很大。以上因素決定了半導(dǎo)體企業(yè)生產(chǎn)能力規(guī)劃問題是一個非常復(fù)雜的過程。

在實際中的優(yōu)化手段大致有以下幾種：一是靠經(jīng)驗的積累，以一定的直觀基礎(chǔ)而構(gòu)造的啟發(fā)式算法；二是多次試驗，以結(jié)果優(yōu)劣定決策；三是建立數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)學(xué)規(guī)劃法等求解最優(yōu)策略。雖然模型是實際生產(chǎn)的簡化，但是其基于客觀數(shù)據(jù)，求解問題簡便、靈活、經(jīng)濟，對大規(guī)模的生產(chǎn)決策非常有效。目前在半導(dǎo)體工業(yè)中，生產(chǎn)能力規(guī)劃也主要有三種方式：一是利用電子表格來實現(xiàn)，由于在制定計劃時設(shè)備生產(chǎn)能力一般是以周為單位來考慮的，故所需的設(shè)備數(shù)量等于周加工任務(wù)除以設(shè)備周生產(chǎn)能力。企業(yè)在采用該種方法時，一般會根據(jù)不同的優(yōu)先評價標準來依次制定生產(chǎn)計劃。二是在加工周期是關(guān)鍵的工作指標的情況下，用離散事件仿真法多次重復(fù)試驗來進行生產(chǎn)能力規(guī)劃；上述兩種方法均需多次運行反復(fù)試驗，而且所得的解仍可能遠離最優(yōu)解。第三種方法是綜合考慮多方面的因素利用線性規(guī)劃法建立約束條件和目標函數(shù)對生產(chǎn)進行優(yōu)化，Leachman和Carmon對加工在有多種可替換設(shè)備選擇的情況下機器的生產(chǎn)能力進行了分析，他們所提出來的建模技術(shù)使得線性規(guī)劃模型的規(guī)模大為降低，從而使求解更為有效。由于可以利用專業(yè)的優(yōu)化解算器如ILOG CPLEX在較短時間內(nèi)得出模型的最優(yōu)解，線性規(guī)劃在半導(dǎo)體生產(chǎn)能力規(guī)劃中的應(yīng)用越來越廣泛，特別是對于大規(guī)模的問題，其優(yōu)點也就越明顯。

1 優(yōu)化計劃模型

生產(chǎn)能力規(guī)劃模型經(jīng)歷了從單時間段到多時間段，從單目標到多目標的轉(zhuǎn)變。事實上，從單時間段到多時間段的轉(zhuǎn)變是非常容易的，只需增加時間段下標和相應(yīng)的約束關(guān)系即可，而目標規(guī)劃也能很好地解決多目標的協(xié)調(diào)問題，懲罰函數(shù)決定了各目標的相對重要程度。為了便于問題的說明，本文采用單時間段，單目標，單加工操作的模型。

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