专利摘要:
一種運轉高架軌道天車之方法,包含有提供一天車輸送系統,包括一上層軌道系統、一下層軌道系統、一天車交換設備,以及複數天車運行於上層軌道系統及下層軌道系統,另外,提供上層軌道系統之一上層天車利用率及提供該下層軌道系統之一下層天車利用率,此外,利用天車交換設備,交換運行於上層軌道系統及下層軌道系統之天車,藉以平衡上層天車利用率及下層天車利用率。
公开号:TW201321288A
申请号:TW100143999
申请日:2011-11-30
公开日:2013-06-01
发明作者:huan-cheng Lin;Chin-Hsiao Chuang
申请人:Inotera Memories Inc;
IPC主号:H01L21-00
专利说明:
天車輸送系統及其運轉方法
本發明係關於一種天車輸送系統,特別是關於一種自動平衡天車利用率之天車輸送系統及其運轉方法。
隨著半導體工業持續的進展,超大型積體電路(Ultra Large Scale Integrated Circuits,ULSI)需經過多道繁複的處理程序,例如,蝕刻、研磨、擴散、沈積等等步驟,才能生產出來。對同一批次的晶圓而言,由投片開始至出貨,必須在數個機台間反覆的傳遞運送並進行各站點的製程。目前,無論是在區域間(interbay)或區域內(intrabay),大多是利用自動化物料搬運系統(Automated Material Handling System,AMHS)之天車輸送系統(overhead hoist transport system)以搬運晶圓。天車輸送系統可將裝滿晶圓的前開式晶圓盒(Front Opening United Pod,FOUP)夾起,並沿著吊軌在各個機台間傳送,俾使晶圓進入各製程機台而進行各種半導體製程。
然而,上述之習知技術仍有諸多問題需要進一步克服。舉例來說,由於製造廠內的各天車軌道系統通常為獨立運作,若要將天車在不同之軌道系統交換時,需先將天車移至維護區,並以人工手動之方式進行天車之更換,此作法通常會耗費數小時之時間。此外,過去各軌道系統獨立運轉之模式也使得天車無法進行即時之負荷動態調整,因此無法達到天車最有效之利用率。
因此,有必要提出一種改良之天車輸送系統,其具有負荷動態調整系統,使得天車能配合該負荷動態調整系統,自動地在不同的軌道系統間互相交換或調度,因而達到最少閒置天車之數量以及最有效之天車利用率,俾增進生產鏈之效能。
本發明係提供一天車輸送系統及其運轉方法,可自動平衡不同軌道系統間天車的利用率及節省軌道系統內天車運轉之數量。
為達到上述目的,根據本發明之一較佳實施例,係提供一種運轉高架軌道天車之方法,包含有提供一天車輸送系統,包括一上層軌道系統、一下層軌道系統、一天車交換設備,以及複數天車運行於上層軌道系統及下層軌道系統;提供上層軌道系統之一上層天車利用率;提供下層軌道系統之一下層天車利用率;以及利用天車交換設備,交換運行於上層軌道系統及下層軌道系統之天車,藉以平衡上層天車利用率及下層天車利用率。
根據本發明之另一較佳實施例,係提供一種天車輸送系統,包含有一上層軌道系統、一下層軌道系統、複數個天車,於上、下層軌道系統運行、以及一天車交換設備;一第一控制單元,用來監測及紀錄該些天車於上層軌道系統之位置資訊、目的地資訊及一上層天車利用率;一第二控制單元,用來監測及紀錄天車於下層軌道系統之位置資訊、目的地資訊及一下層天車利用率;一調度控制單元,用來派遣天車並控制天車交換設備;以及一主控制系統,用來控制第一、第二控制單元及調度控制單元,並接收第一、第二控制單元所監測之資訊。
本發明係提供一天車交換設備及一天車自動平衡控制系統,使得天車可以在不需耗費大量人力及時間之情況下自動且即時地在不同的軌道系統間互相交換。此外,本發明可對不同系統間之天車進行負荷動態調整,因此可提升天車的利用率及降低軌道系統內閒置天車之數量。
第1圖根據本發明較佳實施例所繪製之天車輸送系統之方塊圖。如第1圖所示,天車輸送系統100包含一上層軌道系統110、一下層軌道系統112、複數個天車114、116,分別運行於上、下層軌道系統110、112或一天車交換設備200;一第一控制單元104,用來監測及紀錄於上層軌道系統110天車114之位置、目的地及一上層天車利用率之資訊101-1;一第二控制單元106,用來監測及紀錄於下層軌道系統112天車116之位置、目的地及一下層天車利用率資訊112-1;一調度控制單元108,其可分別提供天車派遣訊號108-1、108-2至第一控制單元104及第二控制單元106,並提供訊號108-3以控制天車交換設備200;及一主控制系統102,用來控制第一、第二控制單元104、106及調度控制單元108,並接收來自第一、第二控制單元104、106監測之資訊104-1、106-1以及傳遞一命令訊號102-1給調度控制單元108。其中,主控制系統102可為一物料控制系統(Material Controlling System,MCS)。上述之第一控制單元104及第二控制單元106在分別接收天車派遣訊號108-1、108-2後,可提供一命令訊號104-2、106-2,命令天車114、116移至或移出天車交換設備200。
以下配合圖式詳細說明本發明之天車輸送系統之運轉方法。雖然本發明以實施例揭露如下,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。而為了不致使本發明晦澀難懂,部分習知的運作細節將不在此揭露,且多個實施例中所揭示的相同元件將被標示成相同或相似的符號。此外,於通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語,應解釋成「包含但不限定於」;術語「水平」,乃定義為一大致平行於水平面之方向,且不論該平面之擺向;「垂直」一詞乃定義為一垂直於上述「水平」之方向。而其餘之術語,例如「於...上」、「於...下」、「上」、「下」、「上端」、「下端」、「底部」、「頂端」、「側面」、「高」及「低」,皆以水平面作為基準而加以定義。
請參考第2圖並同時搭配參閱第1圖,第2圖為根據本發明實施例之天車輸送系統之流程圖。在步驟402中,主控制系統102會接收第一、第二控制單元104、106所監測之資訊104-1、106-1並加以分析,且「天車利用率」係為主控制系統102判別天車是否要交換至不同軌道系統之重要數值。在此需注意的是,本發明所稱之「天車利用率」係為「負載天車運轉時間/天車總運轉時間」的數值。亦即,若天車利用率達100%,表示所有在軌道系統內運轉之天車114、116均有負載;反之,若天車利用率為0%,表示所有在軌道系統內運轉之天車114、116均為閒置天車。
接著請參照步驟402,此時主控制系統102會判別上層軌道系統110之天車是否已達或超過上限利用率(較佳為80%,但不限於此)。若否,則執行步驟418,判別下層軌道系統112之天車是否已達或超過上限利用率(較佳為80%,但不限於此)。若否,則執行步驟428,以減少閒置天車之運轉數量或維持現狀。承上,若下層軌道系統112之天車已達或超過上限利用率,則執行步驟420、422,其訊號傳遞方式如下所述:首先,主控制系統102會傳遞一命令訊號102-1給調度控制單元108,並由調度控制單元108提供天車派遣訊號108-1、108-2至第一控制單元104及第二控制單元106,並提供訊號108-3以控制天車交換設備200。最後執行步驟424,亦即,第二控制單元106會提供一命令訊號106-2,命令至少一閒置天車移出天車交換設備210而至下層軌道系統112。
仍參閱第2圖,上述係描述上層軌道系統110之天車114未達上限利用率之具體實施例。然而,若上層軌道系統110之天車114已達上限利用率,則執行步驟404,判別下層軌道系統112之天車116是否已達或超過上限利用率。若是,則代表上層、下層軌道系統110、112之負載天車過多,因此需執行步驟406,額外增加天車至上層、下層軌道系統110、112。承上,若下層軌道系統112之天車未達上限利用率,則執行步驟408、410,其詳細訊號傳遞方式類似如前述實施例之情形。最後執行步驟412,亦即,第一控制單元104會提供一命令訊號104-2,命令至少一閒置天車移出天車交換設備210而至上層軌道系統110。
在此需注意的是,上述各實施例之各上層軌道系統110及下層軌道系統112皆各自設定有一「預定利用率」(以下假設該預定利用率較佳為70%,但不限於此),亦即,若上層、下層軌道系統110、112之天車114、116能被操作在「預定利用率」之使用情況下,便能同時滿足天車114、116之最高使用效率及最低耗損程度之需求。因此,本發明之天車輸送系統100可視為具有一天車自動平衡派遣功能,使得天車114、116可以在不需耗費大量人力及時間之情況下自動且即時地在上層、下層軌道系統110、112間互相交換,藉以平衡天車114、116的利用率,並降低軌道系統內閒置天車之數量。
第3圖至第6圖為根據本發明一實施例所繪製之天車交換設備之作動方法示意圖,其可搭配參照第1圖。如第3圖所示,天車輸送系統100包含一上層軌道系統110、一下層軌道系統112、複數個天車114、116及一天車交換設備200。其中,天車交換設備200包括至少二截斷軌道220、230及一第一方向Z之支撐臂210。截斷軌道220、230係各自與上層、下層軌道120、122沿著相同方向120、121延伸,且斷開部124位於截斷軌道220、230及上層、下層軌道122、124之間。截斷軌道220、230可藉著一升降系統(圖未示)而沿著第一方向Z移動,亦即,截斷軌道220、230非固定連結於上層、下層軌道122、124。在此需注意的是,圖中之斷開部126僅為例示,在實際情形中,截斷軌道220、230係各自與上層、下層軌道122、124緊密接觸,因此不致影響天車114、116在其間之移動。
仍參照第3圖,在本實施例中,假設下層軌道系統112已達或超過天車上限利用率且上層軌道系統110仍未達天車上限利用率。此時,調度控制單元108會提供一派遣訊號108-1,俾使第一控制單元104發出命令訊號104-2,而使至少一上層閒置天車140進入截斷軌道220。而在截斷軌道230中可能具有或不具有一負載天車142,其夾取有至少一物件118,例如前開式晶圓盒(Front Opening Unified Pod,FOUP)或標準機械介面盒(Standard Mechanical Interface,SMIF)。接著,如第4圖所示,調度控制單元108會提供訊號108-3給天車交換設備200,使得截斷軌道220、230沿著第一方向Z向下移動,直至截斷軌道220與下層軌道124接合。此時,截斷軌道230可包含或不包含一負載天車142,且其並未與任何軌道連接。最後,第二控制單元106會提供一命令訊號104-2,命令閒置天車140移出截斷軌道220而至下層軌道124。
上述之實施例係為下層軌道系統112已達或超過天車上限利用率且上層軌道系統110仍未達天車上限利用率。在下文中,將接著描述上層軌道系統110已達天車上限利用率且下層軌道系統112仍未達天車上限利用率之情形。請參照第5圖及第6圖,並搭配參照第1圖,如第5圖所示,由於上層軌道系統110已達或超過天車上限利用率,亦即所有之上層天車114皆為負載天車142,因此必須將下層軌道系統112中之閒置天車140移至上層軌道系統110中。其運轉流程如下:首先,調度控制單元108會先提供訊號108-3,使得截斷軌道220、230沿著第一方向Z向下移動,直至截斷軌道220與下層軌道124接合。接著,至少一下層閒置天車140會移至截斷軌道220內。接著,如第6圖所示,調度控制單元108會提供訊號108-3,使得截斷軌道220再次與上層軌道122接合。最後,第一控制單元104便可提供一命令訊號104-2,使閒置天車140移出截斷軌道220而至上層軌道系統110。
在上述各實施例中,天車交換設備210包括沿著相同方向120、121延伸之截斷軌道220、230。然而,根據本發明之其他實施例,截斷軌道220、230可同時沿著不同方向延伸。如第7圖所示,第7圖係根據本發明另一實施例所繪製之天車交換設備之立體圖。其結構與運作方式大抵類似於第3圖至第6圖之天車交換設備200,然而,其截斷軌道220、230、上層軌道系統110及下層軌道系統112皆沿著一第二方向X及一第三方向Y延伸,其中第二方向X約略垂直該第三方向Y。因此,各截斷軌道220、230大致呈現十字形的外形,且其可緊密接合相對應之上、下層軌道122、124,因此天車可以順暢地在截斷軌道220、230及相對應之上、下層軌道122、124間移動。天車交換設備200也包含一第一方向Z之支撐臂210,因此截斷軌道220、230可沿著第一方向Z上、下移動。在本實施例中,截斷軌道係位於一第一平面A1及一第二平面A2,其皆垂直於第一方向Z。
綜上所述,本發明係提供一改良的天車輸送系統100及一天車交換設備200,使得天車114、116可以在不需耗費大量人力及時間之情況下自動且即時地在不同的軌道系統110、112間互相交換。此外,本發明可針對不同系統間之天車114、116進行負荷動態調整,使天車114、116自動地在不同的軌道系統間互相交換或調度,因此可提升天車114、116的利用率及降低軌道系統110、112內閒置天車之數量。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100...天車輸送系統
101-1...資訊
102...主控制系統
102-1...命令訊號
104...第一控制單元
104-1...資訊
104-2...命令訊號
106...第二控制單元
106-1...資訊
106-2...命令訊號
108...調度控制單元
108-1...派遣訊號
108-2...派遣訊號
108-3...訊號
110...上層軌道系統
112...下層軌道系統
112-1...資訊
114、116...天車
118...物件
120、121...方向
122...上層軌道
124...下層軌道
126...斷開部
140...閒置天車
142...負載天車
200...天車交換設備
210...支撐臂
220...截斷軌道
230...截斷軌道
400...步驟
402...步驟
404...步驟
406...步驟
408...步驟
410...步驟
412...步驟
418...步驟
420...步驟
422...步驟
424...步驟
428...步驟
A1...第一平面
A2...第二平面
X...第二方向
Y...第三方向
Z...第一方向
第1圖為根據本發明一實施例所繪製之天車輸送系統之方塊圖。
第2圖為根據本發明一實施例所繪製之天車輸送系統之流程圖。
第3圖至第6圖為根據本發明一實施例所繪製之天車交換設備之作動方法示意圖。
第7圖係根據本發明另一實施例所繪製之天車交換設備之立體圖。
100...天車輸送系統
101-1...資訊
102...主控制系統
102-1...命令訊號
104...第一控制單元
104-1...資訊
104-2...命令訊號
106...第二控制單元
106-1...資訊
106-2...命令訊號
108...調度控制單元
108-1...派遣訊號
108-2...派遣訊號
108-3...訊號
110...上層軌道系統
112...下層軌道系統
112-1...資訊
114、116...天車
200...天車交換設備
权利要求:
Claims (13)
[1] 一種運轉高架軌道天車之方法,包含有:提供一天車輸送系統,包括一上層軌道系統、一下層軌道系統、一天車交換設備,以及複數天車運行於該上層軌道系統及該下層軌道系統;提供該上層軌道系統之一上層天車利用率;提供該下層軌道系統之一下層天車利用率;以及利用該天車交換設備,交換運行於該上層軌道系統及該下層軌道系統之該些天車,藉以平衡該上層天車利用率以及該下層天車利用率。
[2] 如申請專利範圍第1項所述之運轉高架軌道天車之方法,其中該天車輸送系統另包含有:一第一控制單元,用來監測及紀錄該些天車於該上層軌道系統之位置資訊、目的地資訊以及該上層天車利用率;一第二控制單元,用來監測及紀錄該些天車於該下層軌道系統之位置資訊、目的地資訊以及該下層天車利用率;一調度控制單元,用來派遣該些天車並控制該天車交換設備;以及一主控制系統(MCS),用來控制該第一、第二控制單元及該調度控制單元,並接收該第一、第二控制單元所監測之資訊。
[3] 如申請專利範圍第2項所述之運轉高架軌道天車之方法,另包含有下列步驟:當該上層天車利用率達一上限利用率,該主控制系統命令該調度控制單元派遣該下層軌道系統之一閒置天車經該天車交換設備至該上層軌道系統。
[4] 如申請專利範圍第3項所述之運轉高架軌道天車之方法,另包含有下列步驟:當該下層天車利用率達該上限利用率,該主控制系統命令該調度控制單元派遣該上層軌道系統之至少一閒置天車經該天車交換設備至該下層軌道系統。
[5] 一種天車輸送系統,包含有:一上層軌道系統、一下層軌道系統、複數個天車,於該上、下層軌道系統運行、以及一天車交換設備;一第一控制單元,用來監測及紀錄該些天車於該上層軌道系統之位置資訊、目的地資訊以及一上層天車利用率;一第二控制單元,用來監測及紀錄該些天車於該下層軌道系統之位置資訊、目的地資訊以及一下層天車利用率;一調度控制單元,用來派遣該些天車並控制該天車交換設備;以及一主控制系統,用來控制該第一、第二控制單元及該調度控制單元,並接收該第一、第二控制單元所監測之資訊。
[6] 如申請專利範圍第5項所述之天車輸送系統,其中該天車交換設備包括至少二截斷軌道及一第一方向之支撐臂。
[7] 如申請專利範圍第6項所述之天車輸送系統,其中該些截斷軌道係至少位於一第一平面及一第二平面,且該第一平面及該第二平面皆垂直於該第一方向。
[8] 如申請專利範圍第7項所述之天車輸送系統,其中該些截斷軌道係沿著一第二方向或一第三方向延伸,其中該第二方向垂直該第三方向。
[9] 如申請專利範圍第6項所述之天車輸送系統,其中該些截斷軌道係沿著相同方向延伸。
[10] 如申請專利範圍第6項所述之天車輸送系統,其中各該截斷軌道非同時連接該上層軌道系統及該下層軌道系統。
[11] 如申請專利範圍第6項所述之天車輸送系統,其中該天車交換設備另包含一升降系統,俾使該些截斷軌道沿著該第一方向移動。
[12] 如申請專利範圍第6項所述之天車輸送系統,其中該天車係用來夾取至少一物件。
[13] 如申請專利範圍第13項所述之天車輸送系統,其中該物件包含前開式晶圓盒(Front Opening Unified Pod,FOUP)或標準機械介面盒(Standard Mechanical Interface,SMIF)。
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法律状态:
优先权:
申请号 | 申请日 | 专利标题
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US13/420,623| US8892278B2|2011-11-30|2012-03-15|Overhead rail guided transport system and implementation method thereof|
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