1.流水线的论文
浅谈流水线技术 摘要]本文通过传统计算机的指令执行的顺序方式与现代计算机指令执行的流水线技术的比较,介绍了流水线的工作原理,流水线工作过程的描述方法———时空图,以及流水线的性能指标。
[关键词]指令;顺序方式;流水线方式;时空图;性能一、传统计算机指令执行的顺序方式传统的计算机系统是基于冯·诺伊曼的体系结构,采用的是串行处理,无论是指令的执行还是数据的处理,都是严格地按照串行的方式来进行的,那就是指令或数据流入后,无论需要执行或处理的时间是长还是短,这时除了正在执行或处理的部件以外,其余的都处于闲置状态。如一条指令的指令构成包括取指令、分析指令和执行指令,即按四个周期完成一条指令,其执行过程如下: 这种计算机的主要特点是:计算机的各个操作(如读/写存储器,算术或逻辑运算,I/O操作)只能串行顺序地执行,即任一时刻只能进行一个操作。
计算机的串行执行的处理方式非常简单,但效率也是惊人的低下、速度慢,因为这些闲置的部件完全可以在等待的时间里完成几个之前的同类工作,不能充分发挥CPU的性能。考虑到计算机在指令周期的不同阶段,其功能是由不同的组成器件完成的,这样我们可以设计使它们并行执行,以提高计算机的执行速度。
为了提高微机的工作速度,采用将某些功能部件分离,使一些大的顺序操作分解为由不同功能部件分别完成、在时间上可以重叠的子操作,这种技术被称为流水线技术。流水线(Pipeline)技术是一种将每条指令分解为多步,并让各步操作重叠,从而实现几条指令并行处理,是目前广泛应用于微处理芯片(CPU)中的一项关键技术,是对CPU内部的各条指令的执行方式的一种形容。
要了解流水线技术,就必须先了解指令及其执行过程。计算机指令,就是告诉CPU要做什么事的一组特定的二进制集合。
如果我们将CPU比喻成一个加工厂,那么,一条指令就好比一张订单,它引发了CPU这一加工厂的一系列动作,最后分别得到了运算结果和产品。那么,它们到底是怎样工作的呢?首先,要有一个接收订单的部门--CPU的取指令机构;其次,还要有完成订单的车间--CPU的执行指令机构。
在工厂中,一张订单上的产品被分成了许多道工序,而指令亦在CPU中转换成了许多条对应的微操作,依次完成它们,就执行完了整条指令。二、现代计算机指令执行的流水线技术在低档的CPU中,指令的执行是串行的,简单地说,就是执行完了一条指令后,再执行下一条指令,好比我们上面提到的加工厂在接到一张订单之后,他必然忙于完成第1张订单,而没有能力去接第2张订单。
这样接订单→完成订单→接订单→。
取指令→执行指令→取指令→。
是一个串行的过程。后来,老板发现接受订单不费太多时间,而且他还有了一个帮工,他们可以相互独立地工作,这样,老板就在完成上张订单产品的同时,接受下一张订单的订货。
这表现在CPU上就是取指令机构与执行指令机构的分开,这样从CPU整体来看,CPU在执行上条指令的同时,又在并行地取下条指令。这在CPU技术上是一个质的飞跃,它使得CPU从串行工作变为并行工作,从而具有了流水线的雏型。
CPU在完成了上面这一步之后,剩下的就是如何提高并行处理能力的问题了,CPU的设计者们从加工厂的装配线得到启发,将一条指令的执行分解成了许多各不相同的多个工序———微指令,从而极大地简化了指令的复杂度,简化了逻辑设计,提高了速度。在具有流水线技术的CPU中,上条指令刚执行完第一道“工序”,马上第二条指令就加入了流水线中,开始执行。
很明显,这种流水线技术要求有多个执行单元。流水线技术的采用的目的只有一个:使指令的执行速度或数据的处理速度更快。
在处理机采用流水线方式与采用传统的串行方式相比,具有如下特点:1.在流水线中处理的必须是连续任务,只有连续不断地提供任务才能充分发挥流水线的效率。2.把一个任务(一条指令或一个操作)分解为几个有联系的子任务,每个子任务由一个专门的功能部件来实现。
因此,流水线实际上是把一个大的功能部件分解为多个独立的功能部件,并依靠多个功能部件并行工作来缩短程序的执行时间。在流水线中,一个子任务通常称为一个子过程,或流水线中的一个功能段。
3.在流水线的每一个功能部件的后面都要有一个缓冲寄存器,用于保存本段的执行结果。4.流水线中各段的时间应尽量相等,否则将引起“堵塞”、“断流”等。
在理想情况下,各流水线所需要的时间是相等的,流水线填满后每隔△t时间就会有一个结果流出流水线。5.流水线的工作一般分为3个阶段,即建立(填入)、填满和排空。
简单地说,流水线技术是一种将每条指令分解为多步,并让各步操作重叠,从而实现几条指令并行处理的技术。程序中的指令仍是一条条顺序执行,但可以预先取若干条指令,并在当前指令尚未执行完时,提前启动后续指令的另一些操作步骤。
这样显然可加速一段程序的运行过程。三、描述流水线工作的有效方法———时空图描述流水线的工作,最常用的方法是采用“时空图”,即解释指令的时(间)-空(间)关系。
在时空。
2.以如何提高生产线的生产效率为题材,写一篇论文
如何提高生产效率 在多年的生产实践中,制造型企业生产主管经常问到的问题无非是效率、品质、成本之类的话题,而这三者本来就是唇齿相依的关系,现依据这些年在工厂生产合理化的经验,简捷的谈谈生产主管如何高效的促进生产效率大提升。
生产率是衡量一个企业的生产要素(资源)使用效率的重要尺度,即在材料、劳动力和生产设施等方面花费相同的成本,能够生产多少产品。对于制造业企业来说,有效的提高生产效率是降低生产成本的关键。
一.解除瓶颈生产工序:这是最简单的一招,但也是最厉害的一招,我自己的“名言”是,“把简单的招式练到极至就是绝招”。有一句格言:“瓶颈工序决定最大产能”。
众所周知,均衡是生产进度的重要保证,在100个环节中,只要存在一个环节效率低下,那么99个环节的努力都可能解决不了进度落后的问题。因此,抓住瓶颈工序的生产节拍,不断予以改善,是提升效率最重要的法宝。
旧的瓶颈解决,新的瓶颈又产生,不断消除瓶颈,持续推动组合优化,实现生产效率大提升。 那么,如何有效解除瓶颈工序呢?常采用的是解除瓶颈五步法:①.找出系统的瓶颈;②.决定如何挖尽瓶颈的潜能;③.给予瓶颈最优质的资源支持;④.给瓶颈松绑(绕过、替代、外包);⑤.假如步骤四打破了原有的瓶颈,那么就回到步骤一,持续改进,重新寻找新瓶颈。
二.实施绩效、计件薪酬:记得一位管理大师曾说过:“如果一家企业员工的固定工资超过70%,这家企业就已经离死亡不远了”。这句话很容易理解,因为“旱涝保收”的员工根本就不可能有积极性,我们经常讲的一句俏皮话是“计时不要脸(摸鱼),计件不要命”。
实际上,管理就是利益分配,分配得好就是双赢和多赢。我曾到过一家上万人的企业,他们企业内部有10多名IE工程师,天天研究如何再提升效率,但效率就是提升不上来。
我的说法非常简单,“现场效率改善不是牺牲员工利益达成公司的利益,这样的改善注定会失败”。意思是:“IE工程师是研究如何让员工做得更快更好,但员工做得更快更好相对于来讲就更辛苦,员工更辛苦如果工资没有上涨他肯定就不干了”。
实际上,生产管理最宝贵的财富是员工,员工的核心是激励,激励的重点是满足员工的需求。 生产现场作业部分(比如说点焊,焊锡等加工工序)必须采用计件制。
在以往的咨询经历中,实施计件薪酬后产能效率一般都能提升10%以上。计件本来就是一种合理的薪酬方式,它鼓励员工多做多得,这样不仅能调动员工的积极性,更能提高现场的工作效率,确保流水线不待料,断料发生,降低生产成本。
当然,实施计件薪酬,要重点解决以下六个问题:①.不良品返修、②.补制数量、③.新员工培训、④.计件单价核算、⑤.标准产能的合理化、⑥.生产线主管分工的合理性与公平性。 目前企业的生产管理形态不适合实施计件工资,那么在某些工位上,如果把生产现场的秩序再理顺一下,工作方法再改进一点(减少不必要的工作步骤,或使必要的操作用最迅速、最安全、最舒适的方法完成),那么提高我们工作效率、提高生产率实施绩效奖金制度则是必须的,而这时重点要关注的则是:①.考核项目、②.计算方式、③.项目内涵、④.目标权重、⑤.项目配分、⑥.评分规则、⑦.数据来源、⑧.考核周期、⑨奖金额配置。
三.鼓励员工自检与互检:在生产管理中,一般来讲,只要品质好,效率自然高。不良品返修往往会影响3倍以上的效率。
在以往的生产合理化咨询中,发现一般企业都花费大量的资源做好首末件、全检、专检,却忽略了员工的自检与互检。 “品质是制造出来的”这个道理谁都懂,但如何执行很多人就不懂了,我们的做法是有两点: 一.员工自检,员工在生产过程中要做到:①.“确认上道工序零部件的加工质量”;②.“确认本工序加工的技术、工艺要求和加工质量”; ③.“确认交付到下道工序的完成品质量”。
二.员工互检,一般有两条质量管理原则:第一原则,当第一道工序给第二道工序提供产品的时候,如果第二道工序检测出存在不良产品,比如提供10个产品 ,被第二道工序检出来9个是合格的,1个不合格,那么,第二道工序有权对上游工序进行指数索赔。这里的索赔指数相当惊人,是成几何数递增的。
第二个原则,在第一道工序给第二道工序提供产品之后,如果第二道工序没有检出已经存的不良品,而流到第三道工序去了,第三道工序就要扣第二道工序的奖金…… 通过设计一系列制度,让员工做好自检与互检,不但可以大幅度提升效率,而且,可以大幅度削减品质检验员。 四.建立灵活的生产组织体系,以生产组织架构和运作为主体,而展开的一系列综合应用活动的形式和要素,它的最终目的是在保证质量良好地完成生产任务的前提下使全体人员得到以发展。
1.生产组织的职能将总体任务分配给每一个单位或个人,并建立既有分工又有合作的关系。 2.按流程图排工位,依据作业时间量决定间距及复杂性,配置指导书工位,材料的投入,不良品的标识,工具•夹具•仪器设备的放置。
3.确定工位平衡与流水线的顺畅,依据熟练程度合理安排员工,生产线不会堆料,流空间,不会有的人忙死。
3.求<自动装配工艺>论文
需求流动装配与生产能力建模 分批流动装配(batch flow assembly)将电路板成批地从工厂经过。
第一块板要直到该批中的最后一块板完成后才往前移动,此时整批板移到下一个工序。分批流动装配是从后面推动(push)板从工厂经过。
可是,连续流动装配(continuous flow assembly)是一次一块板地将板从工厂经过。第一块板只要它完成现在的工序即移动到下一个工序。
连续流动装配是在前面拉动(pull)板经过工厂。连续流动装配的关键之一是把装配运作看作制造单元的一个连续系统,而不是独立制造单元的一个集合,这就是分批流动装配的观点。
需求流动装配(demand flow* assembly)是连续流动装配的延伸。需求流动装配将生产计划和生产能力模型(capacity modeling)结合到连续流动概念之中。
有三种常用的方法来测量生产能力或产量:完成面的数量、完成板的数量和完成周期的数量(即,贴装元件数)。对于制造而言,主要是对完成的产品(面或板)感兴趣,因为这是发货出去产生收入的。
工程方面也必须对工艺周期率有良好的处理,以保证装配线有足够的能力满足生产需求。 每小时面数:在战术上,制造方面重视完成的板面数量。
由于大多数表面贴装的装配都是双面的,完成一块板要求两次经过。如果期望是每小时40块板,那么装配运作必须有每小时生产80块板的能力。
每小时板数:在策略上,制造方面重视完成板的数量。这个度量就是简单测量每小时生产的完成板数量。
结果应该与制造的每小时目标相比较。 装配线能力:这个数字可以面数、板数或周期数来显示,测量单位可以是小时、天数、周、月、年或班次。
生产线能力可以基于结果,或者可以建立模型。 瓶颈:除非一条制造线是完美地平衡的(每个工序有完全一样的周期时间),否则就会有瓶颈。
关键是要识别瓶颈,减少其对制造线的影响。不要忽视瓶颈,制造线将只是以瓶颈工艺的最大速度生产。
能力模型单元因子 一个需求流动装配的能力模型,它是基于一个拉动的系统,从最终的制造工艺开始(即功能测试),到第一个制造工序(即锡膏印刷)结束。这个模型可以在微软的电子表格(MS Excel)或一个类似的软件工具上建立。
每个工序或单元分解成单个装配线的项目,可以详细地检查和说明。在能力模型内的每个单元应该含有下面的内容:操作(工序)名称 - 例如,锡膏印刷。
价值增加的劳动力时间 - 这个时间(每板的小时数)是用于增加价值的劳力集中的活动,如元件插件或机械装配。 非价值增加的劳动力时间 - 这个时间(每板的小时数)是用于没有增加价值的劳力集中的活动,如设定、检查和返工。
机器周期时间 - 这个时间(每板的小时数)是用于机器集中的活动,如元件贴装。 运作(总)周期时间 - 这是装配产品所要求的总的周期时间(每板的小时数)。
它是价值增值劳动力时间、非价值增值劳动力时间和机器循环时间的总和。 每班次的原始能力 - 这是没有考虑利用率和合格率因数的一个班次可以生产的产品数量。
它是通过每班次的小时数除以运作周期时间得到的。 每天的班次 - 通常是一班或两班。
每天的原始能力 - 这是每天可以生产的产品数量,同样没有考虑利用率和合格率的因素,它是通过将每班次的原始能力乘以班次数。 运作(工艺)的利用率 - 这个数(百分数)显示装配工艺实际用于装配板的时间。
它是使用的小时数(x)除以可用的小时数(y),或者 u = x/y。例如,如果工艺使用一个工作周40小时的34小时,那么 u = 34/40,即等于85%的工艺利用率。
定义什麽影响利用率是重要的。例如,你打算让一些装配线在午餐休息期间保持运行吗?对计划与非计划的停机时间必须给予考虑。
计划的停机时间的例子包括设定和转换、业务会议、和机器维护。非计划的停机时间的例子包括缺料、机器或工艺问题。
目标数:85-90%。 每天可使用的生产能力 - 这是在一天内考虑利用率因素(但没有合格率因素)可以生产的产品数量。
它是将每天原始的能力乘以运作利用率获得的。 运作(工艺)合格率 - 这是在该工序所期望(所展示)的合格率。
如果一个缺陷产品可以返工,那么不需要额外的产品开始代替在该工序的报废。可是,如果缺陷发生时返工是不可能的,那么额外的产品必须开始代替在该工序的产品损失。
每天的实际产出 - 这是在一天内考虑到利用率和合格率因素可以生产的产品数量。它是通过将每天可用的生产能力乘以运作的合格率得到的。
到这时,该单元的实际产出能力就得出来了。 要记住的一个支持因素是装配效率。
这个数字(百分数)显示在所希望的装配时间和实际要求用来完成一块板的装配时间之间的差别。基本上,它是所希望的时间(x)除以实际的时间(y),或者 e = x/y。
这个测量可以基于一个装配工艺(例如,元件贴装)或者整个装配工艺(例如所有表面贴装工艺)。例子:所希望的装配时间是5.5分钟,但是实际的装配时间是6分钟,因此 e = 5.5/6,结果是92%的效率。
目标数:95-100%。 总的周期时间 - 这是一个关键的数字,因为它揭示了是实际上花多长时间将一块板经过工厂,它是一个真实的指标,显示你的公司可以对顾客的定单作。
4.装配线的工艺流程是什么
装配线指的是由一些物料搬运设备连接起来的连续生产线。最主要精神在于“让某一个生产单位只专注处理某一个片段的工作”,而非传统的让一个生产单位从上游到下游完整完成一个产品。
装配线是人和机器的有效组合,最充分体现设备的灵活性,它将输送系统、随行夹具和在线专机、检测设备有机的组合,以满足多品种产品的装配要求。装配流水线的传输方式有同步传输的/(强制式)也可以是非同步传输/(柔性式),根据配置的选择,实现手工装配或半自动装配。装配线在企业的批量生产中不可或缺。
装配线平衡:
装配线的平衡是使人员之间或机器之间尽量平衡,这样装配线的产出才能达到要求的水平。装配线平衡问题与设施规划相牵连。装配线的平衡与否直接影响到制造系统的生产率。
装配线平衡问题是一个与设施规划相牵连的问题。一个工作站要完成的工作总量与分配到该工作站的基本工作单元总数是一致的。装配线平衡问题就是将所有基本工作单元分派到各个工作站,以使每个工作站在节拍(即相邻两产品通过装配线尾端的间隔时间)内都处于繁忙状态,完成最多的操作量,从而使各工作站的未工作时间(闲置时间)最少。
装配线的平衡是装配线的设计与管理中的一个很重要的问题,因为装配线的平衡与否直接影响到制造系统的生产率。在过去的几十年里,人们对装配线的平衡问题进行了大量的研究,已得到了大量的理论成果。
装配线节拍:
所谓装配线节拍,是指流水线上连续出产两件相同产品的时间间隔。
装配线工艺流程:
制定装配线工艺规程的任务是根据产品图样、技术要求、验收标准和生产纲领、现有生产条件等原始资料,确定装配线组织形式。装配线工艺规程的制定对于保证装配质量,提高装配生产效率,减轻工人劳动强度以及降低生产成本等都有重要的作用。装配线工艺规程是指用文件的形式将装配内容,顺序,操作方法和检验项目等规定下来,作为指导装配工作和组织装配生产的依据的技术文件。
1、制定装配线工艺的基本原则及原始资料合理安排装配顺序,尽量减少钳工装配工作量,缩短装配线的装配周期,提高装配效率,保证装配线的产品质量这一系列要求是制定装配线工艺的基本原则。制定装配工艺的原始资料是产品的验收技术标准,产品的生产纲领,现有生产条件。
2、装配线工艺规程的内容,分析装配线产品总装图,划分装配单元,确定各零部件的装配顺序及装配方法;确定装配线上各工序的装配技术要求,检验方法和检验工具;选择和设计在装配过程中所需的工具,夹具和专用设备;确定装配线装配时零部件的运输方法及运输工具;确定装配线装配的时间定额。
3、制定装配线工艺规程的步骤,首先分析装配线上的产品原始资料;确定装配线的装配方法组织形式;划分装配单元;确定装配顺序;划分装配工序;编制装配工艺文件;制定产品检测与试验规范。
5.皮带流水线的制作工艺
一、皮带流水线机架的制作:
皮带流水线机架式由铝型材制作而成,将铝型材按照设计图纸的方案,相应的衔接在一起,然后通过螺丝将衔接部分固定。
二、滚筒的安装:皮带流水线的输送面两端安装滚筒,便于皮带输送线的循环运作。滚筒安装后,就可以将皮带流水线安装在输送架上。
三、安装脚杯:在皮带流水线的输送架底部安装脚杯,防止底部经过摩擦出现磨损,同时可以通过脚杯适当调整整个皮带输送线的高度,以适应生产需要。
四、安装调节螺杆:在皮带流水线的机架两端底部安装调节螺杆,便于调节皮带输送线的输送坡度。
五、安装电控箱与调速器:皮带流水线的输送速度是可以根据生产需要进行调节,这就需要在输送架上安装调速器。调速器的位置与电控箱靠近,便于二者的连接电路。
六、包装:经过以上五个流程的制作安装,一台可以调节输送坡度的皮带输送线就制作完成了,然后再用包装材料将设备包装起来就可以了。
6.关于流水线作用的文章
宁波流水线相信大家应该都不陌生了,就是在一定的线路上运输或者传送货物的搬运机械,又称输送机,按照宁波流水线的分类滚筒式流水线、板链式装配流水线、差速输送流水线、皮带流水线、倍数链线、插件线、网带线、悬挂线等7类流水线,其中包括了牵引件、承载构件、驱动装置、涨紧装置、改向装置、支撑件等组成部分,那么流水线的作用大家都知道么?
流水线的作用就在于从产品的开发设计到生产销售的整个过程都变得专业化、规范化、科学化,引进流水线,通过改变整个生产过程,推进流水作业,不但提高了工作的效率,而且降低了成本,间接提高了企业对于员工的管理能力。
其次流水线是一种一条龙的服务,具有相当规模的生产能力,流水线上的工人也会立即接触高难度的技能和工作领域,这种高动手频率的工作会让他们快速的提升动手能力,从而变成一个高生产率的生产小队,正是因为流水线的作用提高了产能又加强了员工的动手能力,所以也给企业带来了前景光明的发展之路。
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