調度是一個相當普遍的問題，其本質是通過對有限資源的合理配置，尋求繫統目標的化。由於資源（包括物質資源、時間資源）限制與目標（如產量、效率、速度等）追求之間存在著廣泛且多樣的客觀矛盾，因此，長期以來，調度問題一直是學術界與應用界的研究熱點之一。

盡管調度問題的實際表像有多種，如生產繫統調度、交通運輸調度、人員時間調度、項目進度調度等，但制造繫統調度毫無疑問是眾多調度問題中受關注多、研究時間長的一類問題。制造繫統調度是企業生產活動組織和管理的中心，是提高企業綜合效益的有效途徑。它對提高企業生產管理水平、成本、改進服務質量、提高企業競爭力、快速收回投資以及獲得更高的經濟效益有著十分重要的意義。借助於先進的生產計劃與調度方法，可以在不增加或少增加投入的基礎上使企業提高產出，獲得更大的利潤及投資回報率。

自1954年約翰森發表了篇關於生產調度的經典論文以來，制造繫統的調度問題經歷了單機調度、多機調度、流水車間（Flow Shop）調度、作業車間（Job Shop）調度、柔性制造繫統（Flexible Manufacturing System, FMS）調度等由簡單到復雜的發展過程。其間，大量相關研究工作及成果的積累也進一步奠定了制造繫統調度在調度研究領域中舉足輕重的地位。如果說調度領域內許多早期的工作是在制造業的推動下發展起來的，那麼不斷產生於制造業的實際問題還在進一步為調度的研究與發展提出新的挑戰。隨著經典調度問題的四個基本假設（即單件加工方式、確定性、可運算性和單目標性）不斷被突破，關於調度的研究重心已逐漸由經典調度問題移向新型調度問題。本書要重點討論的半導體制造繫統智能調度就屬於這一類新型調度問題。

關於半導體制造繫統的調度問題，作者早在十年前就有所關注，當時基於已有的對柔性制造繫統（FMS）、離散事件動態繫統（Discrete Event Dynamic System，DEDS）和Petri網等方面的研究基礎，開始有意識地對這一領域的問題與現狀加以跟蹤了解和展開初步研究，並出版了《半導體制造繫統調度》專著。近幾年，隨著作者及所帶領的研究團隊的科研工作的逐步深入，以及計算智能理論的不斷發展，對以半導體制造行業為典型代表的一類具有多重入特征的復雜制造過程的智能優化調度問題的研究進一步得以繫統性地展開。不僅對該領域的理論、方法，特別是一些先進的智能化方法的研究內容與成果有了充分的調研和認識，還積累了一定的研究成果，並與典型半導體制造企業合作，在相關研究成果的應用實施方面進行了有益的探索嘗試。本書就是在這些工作和成果的基礎上撰寫而成的。

本書將近20年來國內外的相關研究成果的總結和作者多年在制造繫統調度特別是半導體制造繫統智能調度領域的研究與應用成果的經驗積累相結合，嘗試對復雜的半導體制造繫統智能調度問題從理論到方法再到應用，全方位地進行繫統化論述。全書分為6章。

第1章是概述，主要介紹半導體制造過程、半導體生產線運作總體框架、半導體生產線調度以及半導體制造繫統調度體繫結構；第2章介紹智能化調度方法，主要包括遺傳算法、免疫算法、分布式估計算法、蟻群算法和Memetic算法；第3章介紹智能化投料控制策略，著重論述混合智能優化投料控制策略和基於Memetic算法的投料控制策略；第4章論述瓶頸設備智能化調度，首先介紹約束理論和瓶頸設備識別等一些基本理論與方法，隨後著重介紹基於GA的瓶頸設備調度方法和基於ACO的瓶頸設備調度方法；第5章是圍繞批加工設備智能調度來展開的，重點介紹基於ACO的批加工設備調度方法、基於柔性ACO的批加工設備調度方法以及基於ACOICSA的批加工設備調度方法；第6章緊扣本書主題，介紹半導體生產線智能化調度方法，依次對基於ACO的單瓶頸半導體生產線調度方法、基於MultiACO的多瓶頸半導體生產線調度方法以及基於ACOICSA的多瓶頸半導體生產線調度方法展開介紹。

本書面向從事半導體制造繫統計劃、調度和優化等相關領域研究工作的科研人員，自動控制、工業工程等專業大專院校研究生和教師，制造管理及微電子制造行業生產管理或工程技術人員等，力求在半導體制造繫統及其智能調度的理論、方法、技術及應用案例等方面為讀者提供有價值的參考和輔助。為方便讀者閱讀，本書在編排方面，為每一章的章首都配加了簡短的前言，並在書末彙總了英文縮略語的全稱及解釋。為了方便讀者能夠有針對性地進一步參考查閱，將本書的參考文獻列於書末。在此向有關專家學者們表示感謝。

與本書內容相關的研究工作得到了國家自然科學基金重點項目（批準號： 61034004）、國家自然科學基金項目（批準號：51475334，61273046）、國家自然科學基金青年科學基金項目（批準號：50905129）以及同濟大學青年英纔計劃項目（0800219252）的資助。在本書的編寫過程中，倪嘉呈、許佳、孔維暢、李雲峰、孫紫瑾、陳隆、徐輝等研究生參與了部分工作，在此作者謹向他們表示感謝。另外還要特別感謝清華大學出版社對本專著的大力支持，以及清華大學出版社張民老師等在書稿編輯出版過程中所給予的寶貴建議和付出的辛勤勞動。

半導體制造繫統智能調度是具有NP特征的調度問題中的一類高度復雜而具挑戰性的課題，隨著國際上對這一類問題研究的不斷深入，也應我國半導體制造產業的興起與迅速發展的需要，有關的研究還在不斷發展和完善之中，本書僅為作者近年來學習和研究的一個階段性總結，其中難免會有不當甚至錯誤之處，敬請讀者批評指正。

作者2015年1月