调度是一个相当普遍的问题，其本质是通过对有限资源的合理配置，寻求系统目标的最大化。由于资源（包括物质资源、时间资源）限制与目标（如产量、效率、速度等）追求之间存在着广泛且多样的客观矛盾，因此，长期以来，调度问题一直是学术界与应用界的研究热点之一。

尽管调度问题的实际表象有多种，如生产系统调度、交通运输调度、人员时间调度、项目进度调度等，但制造系统调度毫无疑问是众多调度问题中受关注最多、研究时间最长的一类问题。制造系统调度是企业生产活动组织和管理的中心，是提高企业综合效益的有效途径。它对提高企业生产管理水平、节省成本、改进服务质量、提高企业竞争力、快速收回投资以及获得更高的经济效益有着十分重要的意义。借助于先进的生产计划与调度方法，可以在不增加或少增加投入的基础上使企业提高产出，获得更大的利润及投资回报率。

自1954年约翰森发表了第一篇关于生产调度的经典论文以来，制造系统的调度问题经历了单机调度、多机调度、流水车间（Flow Shop）调度、作业车间（Job Shop）调度、柔性制造系统（Flexible Manufacturing System, FMS）调度等由简单到复杂的发展过程。其间，大量相关研究工作及成果的积累也进一步奠定了制造系统调度在调度研究领域中举足轻重的地位。如果说调度领域内许多早期的工作是在制造业的推动下发展起来的，那么不断产生于制造业的实际问题还在进一步为调度的研究与发展提出新的挑战。随着经典调度问题的四个基本假设（即单件加工方式、确定性、可运算性和单目标性）不断被突破，关于调度的研究重心已逐渐由经典调度问题移向新型调度问题。本书要重点讨论的半导体制造系统智能调度就属于这一类新型调度问题。

关于半导体制造系统的调度问题，作者早在十年前就有所关注，当时基于已有的对柔性制造系统（FMS）、离散事件动态系统（Discrete Event Dynamic System，DEDS）和Petri网等方面的研究基础，开始有意识地对这一领域的问题与现状加以跟踪了解和展开初步研究，并出版了《半导体制造系统调度》专著。最近几年，随着作者及所带领的研究团队的科研工作的逐步深入，以及计算智能理论的不断发展，对以半导体制造行业为典型代表的一类具有多重入特征的复杂制造过程的智能优化调度问题的研究进一步得以系统性地展开。不仅对该领域的理论、方法，特别是一些先进的智能化方法的研究内容与成果有了充分的调研和认识，还积累了一定的研究成果，并与典型半导体制造企业合作，在相关研究成果的应用实施方面进行了有益的探索尝试。本书就是在这些工作和成果的基础上撰写而成的。

本书将近20年来国内外的相关研究成果的总结和作者多年在制造系统调度特别是半导体制造系统智能调度领域的研究与应用成果的经验积累相结合，尝试对复杂的半导体制造系统智能调度问题从理论到方法再到应用，全方位地进行系统化论述。全书分为6章。

第1章是概述，主要介绍半导体制造过程、半导体生产线运作总体框架、半导体生产线调度以及半导体制造系统调度体系结构；第2章介绍智能化调度方法，主要包括遗传算法、免疫算法、分布式估计算法、蚁群算法和Memetic算法；第3章介绍智能化投料控制策略，着重论述混合智能优化投料控制策略和基于Memetic算法的投料控制策略；第4章论述瓶颈设备智能化调度，首先介绍约束理论和瓶颈设备识别等一些基本理论与方法，随后着重介绍基于GA的瓶颈设备调度方法和基于ACO的瓶颈设备调度方法；第5章是围绕批加工设备智能调度来展开的，重点介绍基于ACO的批加工设备调度方法、基于柔性ACO的批加工设备调度方法以及基于ACOICSA的批加工设备调度方法；第6章紧扣本书主题，介绍半导体生产线智能化调度方法，依次对基于ACO的单瓶颈半导体生产线调度方法、基于MultiACO的多瓶颈半导体生产线调度方法以及基于ACOICSA的多瓶颈半导体生产线调度方法展开介绍。

本书面向从事半导体制造系统计划、调度和优化等相关领域研究工作的科研人员，自动控制、工业工程等专业大专院校研究生和教师，制造管理及微电子制造行业生产管理或工程技术人员等，力求在半导体制造系统及其智能调度的理论、方法、技术及应用案例等方面为读者提供有价值的参考和辅助。为方便读者阅读，本书在编排方面，为每一章的章首都配加了简短的前言，并在书末汇总了英文缩略语的全称及解释。为了方便读者能够有针对性地进一步参考查阅，将本书的参考文献列于书末。在此向有关专家学者们表示感谢。

与本书内容相关的研究工作得到了国家自然科学基金重点项目（批准号： 61034004）、国家自然科学基金项目（批准号：51475334，61273046）、国家自然科学基金青年科学基金项目（批准号：50905129）以及同济大学青年英才计划项目（0800219252）的资助。在本书的编写过程中，倪嘉呈、许佳、孔维畅、李云峰、孙紫瑾、陈隆、徐辉等研究生参与了部分工作，在此作者谨向他们表示感谢。另外还要特别感谢清华大学出版社对本专著的大力支持，以及清华大学出版社张民老师等在书稿编辑出版过程中所给予的宝贵建议和付出的辛勤劳动。

半导体制造系统智能调度是具有NP特征的调度问题中的一类高度复杂而具挑战性的课题，随着国际上对这一类问题研究的不断深入，也应我国半导体制造产业的兴起与迅速发展的需要，有关的研究还在不断发展和完善之中，本书仅为作者近年来学习和研究的一个阶段性总结，其中难免会有不当甚至错误之处，敬请读者批评指正。

作者2015年1月