Das zentrale Thema dieser Arbeit behandelt die Optimierung der Programm- und Ablaufplanung in der Halbleiterindustrie.

Die Diplomarbeit besteht aus zwei separaten Teilen. Der erste Abschnitt befasst sich mit einem Unternehmen aus dieser Branche namens Infineon Technologies AG. Dieser internationale Konzern dient als Beispiel für den theoretischen Hintergrund des Halbleiter-Fertigungsprozesses mit seinen spezifischen Anforderungen. Das zugrunde liegende Verfahren zeichnet sich durch große Anfälligkeit der Produkte während des Produktionsprozesses und enorme Komplexität aus.

Da die gesamte Fertigung nicht als Ganzes betrachtet und optimiert werden kann, werden in der Diplomarbeit zwei unterschiedliche Problemstellungen angeführt: ein Produkt-Mix und ein Material-Flow-Problem. Dabei wird einerseits versucht, den Profit zu maximieren, andererseits soll die gesamte Herstellungszeit innerhalb einer Werkstatt minimiert werden. Diese beiden Sachverhalte werden zunächst theoretisch diskutiert und in weiterer Folge wird die mathematische Modellierung mit Xpress optimal gelöst.

Das Produkt-Mix Teilproblem erfordert lediglich die Umsetzung in Xpress, da die generierten Ergebnisse Optimalität aufweisen und die Rechenzeit sich um 0 Sekunden in jedem Durchlauf bewegt. Daher wird kein weiterer Vergleich mit einer anderen Software-Implementierung dargestellt.

Die generierten Lösungen des Materialfluss-Problems aus Xpress werden mit den heuristischen Ergebnissen anhand der Implementierung in C++ verglichen. Diese Ergebnisse erreichen die Optimalität nicht, sondern bieten eine gute und praktikable Lösung für eine größere Auswahl von Fällen in angemessener Rechenzeit.

The main topics of this thesis deal with the optimization of the program planning and operation scheduling in the semiconductor manufacturing industry.

The work consists of two separate parts. The first section describes a company called Infineon Technologies AG as an instance of the theoretical background of the semiconductor production process with its specific requirements. The whole procedure underlies great sensitivity and complexity.

As the whole process of a manufacturing flow cannot be taken into consideration, the thesis points out two different real–world problems: a product mix and a material flow problem. Thereby, it is attempted to maximize the profit on one hand and to minimize the total makespan on the other. These two issues are initially discussed in a theoretical way. Moreover, their mathematical formulation is established and in further consequence solved optimally with Xpress.

The product mix subproblem requires solely the implementation in Xpress since the generated results are optimal and the computational time ranges around zero in each run. Therefore, no further comparison with another software implementation is shown.

The generated solution of the material flow problem is compared with heuristically results found through the implementation in C++. These results cannot gain optimality but provide good and feasible solutions for a bigger range of instances in reasonable computation time.