12月7日，由清华大学发起和主办的2024年全国工业工程博士生学术论坛暨第十九届“东风日产杯”清华IE亮剑全国工业工程应用案例大赛在北京举行。我院数据与信息研究院张灿荣课题组的“用于半导体晶圆关键生产环节的智能调度框架”项目入围决赛并荣获特等奖。团队成员包括2024级物流工程与管理方向硕士生孙焱、2024级管理科学与工程博士生殷豪、校内指导教师张灿荣和校外指导教师华为诺亚方舟工程师童夏良。
孙焱和殷豪（中）上台领奖
张灿荣团队的参赛课题源自半导体生产场景中的关键问题。在半导体行业，由多个工艺模块组成的集群工具被广泛应用于晶圆制造过程。然而，在考虑多种晶圆类型和小批量加工的情况下，如何有效调度集群工具以适应频繁切换的生产批次，一直是学术界和实践者面临的关键性挑战。为了快速响应客户订单，课题组提出了一个整数规划增强的深度强化学习框架，用于非周期作业场景下调度具有多种晶圆类型、双臂机器人和工艺模块共享特征的集群工具。通过引入整数规划模型生成动作掩码，实时捕获数据流并更新掩码，从而有效避免死锁并减小搜索空间。
考虑到晶圆驻留时间约束和活动时间变化的不确定性因素，课题组还整合了鲁棒优化技术，通过Benders分解算法和列约束生成算法的混合方案来确保解决方案的稳健性。最后，团队通过大量的数值实验，验证了提出的方法在计算时间和泛化能力方面均优于基于规则的方法和元启发式方法，以及周期作业场景下的方法。
张灿荣课题组长期从事数字化生产、智慧物流、供应链管理等方面的研究，主要围绕设计优化理论与数据分析技术相结合的优化算法，处理生产计划与调度、物流网络设计和优化等领域的复杂优化决策问题，提高系统运作效率。课题组注重产学研相结合，与华为技术有限公司、华为海思半导体有限公司、阿里巴巴、恒力集团、盐田港、天津港等多家单位开展科研合作，为企业带来实实在在的效益。
“东风日产杯”清华IE亮剑全国工业工程应用案例大赛每年举办一次，是目前工业工程领域规模最大、层次最高、最具影响力的高校和企业联合赛事之一，旨在打造全国性的集理论切磋、成果展示、新技术新项目新工具的知识交流于一体的平台。本届大赛共有225个有效案例入选初赛，经专家评审，12支企业参赛队伍和12支高校参赛队伍晋级总决赛，最终企业和高校队伍各评选出特等奖三个，一等奖三个和二等奖六个。
文、图：殷豪
编辑：叶思佳
审核：陈超群
