流水线平衡

一、流水线的概念及其特征

流水生产，又称为流水线，是指劳动对象按照一定的工艺路线，顺序地通过各个工作中心，并按照一定的生产速度（节拍）完成作业的连续重复生产的一种生产组织形成。

基本特征

1、固定生产一种或少数几种产品（零件），其生产过程连续重复进行，最大限度地减少了制品的等候时间和设备的加工间歇时间。

2、工作中心的专业化程度很高，在流水线上，各个工作中心是按照产品工艺过程的顺序排列的。在制品按单向运输路线移动，每个工作中心只固定完成一种或少数几种作业。

3、按照规定的节拍进行生产。

4、流水线上各工序的生产能力是平衡的、成比例的，即各道工序的工作中心（设备）数同各道工序单件作业时间的比例相同。

5、工艺过程是封闭的。

二、节拍

所谓节拍，就是流水线上相继出产两件相同产品之间的时间间隔。节拍是一种期量标准，是装配线组织和设计的重要数据，它决定了装配线的生产能力，以及生产的速度和效率。确定节拍的依据是计划期的产量和有效工作时间。

三、保持流水线各工序之间平衡的条件（S、T、R关系）

设流水线上各道工序的工作中心数分别为s1，s2，……，s m；各道工序的单件作业时间分别为t1，t2，……t m；流水线节拍为r。为使流水线各工序之间保持平衡，必须是：

t1 s1=t2s

=…=t m s

四、流水线的优越性及缺陷

优越性：在流水生产条件下，生产过程的连续性、平等性、比例性、节奏性都很高，故流水线具有提高工作中心专业化水平、提高劳动生产率、降低产品成本、稳定产品质量，以及提高生产的自动化水平等。

缺陷：由于设备高度专用化，对产品的变化缺乏适应性；一旦流水线上某台设备发生故障，就可能导致整条线停工，系统的可靠性较差；从社会心理角度来看，流水线上的操作工人长时间重复简单而单调的操作，容易感到乏味、疲劳、对工作缺乏满足感。

所以如何充分发挥流水线的优越性和克服某缺陷，将是现代生产与作业管理面临的一个主要课题。

五、流水线的分类

按生产对象的移动方式可以分为：

1、固定流水线。是指生产对象固定，工人携带工具沿着顺序排列的生产对象移动，经过循环过错成一批产品的加工或装配。例如机床等重型机器的装配，船舶的装配等。

2、移动流水线。是指生产对象移动，工人、设备和工具位置固定，生产对象顺序地经过各个工作中心的加工或装配后，成为成品或半成品，如汽车、电视机等的装配线。

?按流水线上生产对象的数目可以分为：

1、单一对象流水线。是指只生产一种产品（或零件），品种是固定不变的，又称为不变流水线。这种流水线适用于大量生产类型。

2、多对象流水线。是指生产两种或两种以上的产品（或零件），又可进一步分为：

（1）可变流水线，是固定成批轮番地生产几种产品，这些产品虽然品种不同，但在结构上、工艺上最近似的，在变换生产对象时，一般要相应地调整设备和工艺装备。可变流水线比不变流水线的产品结构适应面广，但生产效率比之要低。

（2）混合流水线（又称混流生产），不是成批地轮番生产，而是在一定时间内同时生产几中产品，由于产品的结构、工艺特征相似，故在变换品种时，基本耻不需要重新调整设备和工艺装备。

混合流水线是近几十年来为了适应多品种生产的需要发展起来的一种有效的生产组织形式，其基础是成组技术，生产管理的重点是生产的同步化和合理地确定不同产品的投入顺序。日本丰田汽车公司创造的准时制生产方式（JIT）就是一种混合流水线生产方式。

?按生产过程的连续程度可以分为：

1、连续流水线。指生产对象从投入到生产连续地从一道工序转入下一道工序不断地进行加工，中间没有停放等待时间。生产过程是完全连续的。它一般适用于大量生产，是一种完善的流水线形式。

2、间断流水线。指由于各道工序的劳动量不等或不成倍比关系，生产能力不平衡。生产对象在各工序之间会出现停放等待。生产过程是不完全连续的。

?按流水线节拍的方法可以分为：

1、强制节拍流水线：是采用机械化运输装置等专门装置来强帛实现规定的节拍，工人必须在规定的时间内完成自己的工作，如有延误或违反技术规程，就会影响下道工序的生产。

2、自由节拍流水线：是由操作者自行保持节拍，要求各工序必须按节拍进行生产，但每件制品的加工时间，则由工人自己掌握，一般在各工作中心之间都设有安全在制品以调节生产的节奏。

?按产品运输方式可以分为：

1、无专用运输设备流水线。是由流水线上的操作工人直接用手，或是由辅助工人利用普通的运输器具将制品传送给下道工序。

2、有专用运输设备流水线。是采用专门的运输设备，如重力滑道、悬挂输送装置或是采用传送带。传送带又可分为：（1）分配式传送带。是将需要加工的制品送到设在传送带一侧或两侧的各个工作中心上，工人从传送带上取下制品，在工作中心上进行加工，加工完毕后又把制品放到传送带上，由传送带将制品送到下一个工作中心去继续加工。（2）工作式传送带。这种传送带并不把制品从传送带上取下来，而是工人按规定的地段站在传送带的旁边，当制品运来时，工人应在传送带上进行加工。这样的传送带即是运输装置，又连接很多个工作中心。

按流水线的机械化程度还可以分为：手工流水线、机械化流水线和自动化流水线。自动化流水线由自动机床和自动化输送装置组成，工件在一道工序加工完成后，自动地由一机床送到另一机床，这时流水线上的工人起监督和管理作用。

流水线的分类如图 2-12 所示。

图2-12 流水线的分类

六、装配线的平衡问题

装配线平衡问题，又称为工序同期化，就是对于特定的产品，给定流水线节拍，求出使装配线所需的工作中心数量或工人数量最少的配置方案。装配线平衡的问题还可以表述为：对于特定的产品，给定工作中心数量，求出使流水线节拍最小化的配置方案。

这两种表述方式都是要使各工作中心的单件作业时间尽可能等于节拍或节拍的倍数，从而使每个工作中心或工人的作业空闲时间最少。在实际应用中，究竟选择哪一种表述方式，取决于事先给定的条件是节拍还是工作中心或工人数量。

七、装配线平衡的基本方法

是将整个作业任务细分为许多小工序（或称作业元素），然后以适当的方式，将相邻的小工序合并成大工序，并使这些大工序的单件作业时间接近于节拍或节拍的倍数。

作业任务分工的详细程度，取决于产品的结构和工艺特性，一般来说，作业任务分解得细一些，在进行装配线平衡时，工序合并与分派的灵活性更大一些。

八、装配线平衡常用符号及其定义。

N：沿装配线的工作中心数量。在手工方式为主的装配流水线上，通常工作中心是一个工人所占据的空单。有些情况下，一个工作中心可以分派多于1 个的工人，或者一个工人可

操纵多于一个的工作中心。我们这里假定一个工作中心一个工人，除非特别说明。

C：节拍，它是任何工作中心的最大允许作业时间，也是装配线上相继的完工产品之间的间隔时间。

t i：第 i 项作业元素的作业时间，每项作业元素只分派给一个工作中心。

∑t i：产品装配的总作业时间。

九、装配线平衡步骤

1、确定装配线的节拍。

2、计算装配线上需要的最少工作中心数N min。

3、组织工作中心。按装配线平衡要求，将各小工序分配到工作中心。

常用的工序分派方法有启发式方法和分枝定界法，前者适于手工计算，但通常只能求得一个满意解；后者的计算量比较大，必须借助计算机，但可以得到最优解。

4、计算装配线的负荷系数。流水线的负荷系数越大，表明流水线的生产效率越高。一般机械化流水线的负荷系数不应低于0.75 ，以手工为主的装配流水线的负荷系数应在 0.85 ~ 0.9 以上。

十、装配线平衡设计相关计算公式

节拍C =计划期的有效工作时间

计划期的产品产量计划期的有效工作时间是指制度规定时间减去必要

的停歇时间，如维护设备、更换工具、工人休息等时间。计划期的产量包括计划出产量和预计不合格的量。

最少工作中心数 N min = ti

c式中，符号[ ] ：大于或等于∑

/ C 的最小整数；N min：

装配线实现完全平衡的理想最少工作中心数。

装配线负荷系数?=

NC式中，ti——第i工作中心的（总）作业时间?：装配线负荷系

数(平衡率）；C：装配线节拍；N：装配线平衡后实际采用的工作中心数。

装配线平衡损失率，即平衡损失系数（Bal-ance Delay），记作BD ，其计算公式如下：BD =1- ?

例如，某产品装配线计划日产量为150 件，采用现金班制生产，每班规定有21 分钟停歇时间，计划不合格品率为 2%，节拍应为：

C =8 2 60-（21 2）

150 （1+2%）

=6（分）

十一、装配线平衡要求

向每一个工作中心分配小工序时必须满足下列条件：

（1）保护各工序之间的先后顺序关系。

（2）每个工作中心分配到的小工序作业时间之和，不能大于节拍。

（3）各工作地的单件作业时间应尽量相等或接近节拍。

（4）应使工作中心数目尽量少。

十二、单一对象装配线的特点

单一对象装配线，由于品种单一不变，故生产效率很高，但是也存在一些严重缺陷。其中两种主要的缺陷是：（1）品种单一，不能适应市场向多品种小批量演变的大趋势；（2）由于品种单一和分工过细，使工人操作高度专业化、简单化、呆板化，由此造成工人容易疲劳，工作兴趣减退，人员流动率高和操作差错率上升等社会心理后果。对于前一个缺陷，解决的办法是采用混合流水线，实行混流生产。

十三、针对单一对象装配线的不良社会心理后果的改进措施

1、采用几条平行配置的装配线，生产同一产品，这样使每一条装配线的节拍延长，工作中心减少，从而使每个操作工人的工作多样化。

2、采用小组和工作队的方式在装配线上工作，增加工人们在工作中的社会交往。

3、采用自由节拍装配线，在工作中心之间适当增加缓冲在制品，以消除强制节拍给工人造成的心理压力。

单行配置

平等配置

图2-18 流水线平行配置示意图

第1 种改进措施对资本密集型装配线是不现实的，因为这要增加大量投资；但对人力密集型的装配线则是一个很值得考虑的选择。

十四、平行配置装配线的优点

（1）提高了生产系统的可靠性。如果某个工作中心出了故障，只会局部受到影响。

（2）丰富了职务内容。消除了单行配置带来的工人乏味和疲劳。

（3）提高了生产能力的柔性。可以通过增加平行的流水作业组的方式，扩大生产能力，而当市场需求减少时，可以通过暂停某个流水作业组的方式缩减生产能力。而不必像单行配置流水线那样，使整条流水线开工不足。

（4）容易开发新产品。例如在一个作业组中，可从组装新产品，而其他作业组仍维持原有产品的生产。

（5）对生产结果的责任更明确，而且还可以引入竞赛机制来提高劳动生产率、提高质量和降低成本。

十五、平衡的目的

“省人化”而非“省力化”

所谓“省人化”，是意味着要节省人员，用尽量少的人来生产更多的产品。

十六、如何用少量的人员生产出更多的产品？

首先要考虑改进作业，其次再考虑改进设备。

不要把作业改进和设备改进混同起来。如果，最初就从设备改进入手，那么，成本不能降低而只能增加。

十七、流水生产线

按照流水生产的要求设计和组织的生产方式/系统, 车称为流水线生产, 简称流水线.

十八、流水线的特点

流水线系统是大批量生产的典型生产方式

生产过程封闭, 设备/人力按工艺过程进行分配布置. 每个工位只完成少数的工作量.

工位之间联系紧密. 要保持良好的连续型, 工位之间的工作量需力求平衡.或成倍数关系.

适应性差. 不能适应产品的品种变化.

要求产品的结构/工艺相对稳定

工艺过程能够分解成多个工位

厂房适合安放设备,工具和运输装置

十九、流水线的流动方式

按对象分可以分成移动式(工件移动)和固定式(设备或人员移动)

根据工序间的紧密程度, 可分为连续性流水线和间断性流水线.

按节拍可分为强制节拍流水线和自由节拍流水线.

按自动化程度来分, 可分为自动化流水线, 机械化流水线, 手工流水线.

实际上, 一条流水线会具有多种特征.

二十、流水线的设计

⑴流水线节拍r设计

r = F(1-β)÷N(1-α)

F:计划总工作时间β:工具准备/工人休息占总共时的百分比

N:计划期内产量β:容许废品率

⑵流水线某工序设备数量Si 计算

Si = Ti÷r

Ti: 某道工序的时间

⑶流水线人力计算P

P =(1+b%)∑( Pi g ÷Fi)

b: 后备工人百分比 Pi: 某工位人数, g: 班数, Fi: 某道工序每人看管设备数

⑷传送速度

υ=L /r

L:工位距离

●流水线的平面布局

●流水线能力评估

⑴流水线产出能力计算Cp:

Cp= (Tw-∑T I )÷r

Tw:总工作时间∑T I:线上所有工位的标准时间之合.r : 流水线节拍

⑵流水线平衡率计算

B% = ∑T I / (rxn)

T ∑T I:线上所有工位的标准时间之合. r : 流水线节拍. n:流水线工位数

⑶流水线平衡率要求

多大的平衡率是合适的, 至今尚无定论. 迎接和公司的工艺能力和管理水平来确定.通常而言如果平衡率低过70%, 应考虑优化. 可将85%±5%作为控制标准. 平衡率超过90%一般是很优秀的流水线.

计算机系统结构考试计算题

3.12 有一指令流水线如下所示（1）求连续输入10条指令，该流水线的实际吞吐率和效率；（2）该流水线的“瓶颈”在哪一段？请采取两种不同的措施消除此“瓶颈”。对于你所给出的两种新的流水线，连续输入10条指令时，其实际吞吐率和效率各是多少？解：（1） 2200(ns)2009200)10050(50t )1n (t T max m 1 i i pipeline =?++++=?-+?=∑= )(ns 220 1 T n T P 1pipeline -== 45.45%11 5 4400T P m t T P E m 1 i i ≈=? =?? =∑= （2）瓶颈在3、4段。 ? 变成八级流水线（细分） 850(ns)509850t 1)(n t T max m 1 i i pipeline =?+?=?-+?=∑= )(ns 85 1 T n T P 1pipeline -== 58.82%17 10 8400T P m ti T P E m 1 i ≈=? =?? =∑= ? 重复设置部件出 50ns 50ns 100ns 200ns

)(ns 85 1 T n T P 1pipeline -== 58.82%17 10885010400E ≈=??= 3.13 4段组成，3段时，一次，然4段。如果需要的时间都是，问：（1）当在流水线的输入端连续地每时间输入任务时，该流水线会发生什么情况？（2）此流水线的最大吞吐率为多少？如果每输入一个任务，连续处理 10个任务时的实际吞吐率和效率是多少？（3）当每段时间不变时，如何提高该流水线的吞吐率？仍连续处理10个任务时，其吞吐率提高多少？（2） t ?t ?2

装配流水线平衡率改善

1 引言从目前全球竞争的核心看,中国家电产业20多年的发展基本上处在一种“不发达的发展状态”,而从最近诸多企业统计数据看,中国家电企业的增长速度已经明显放缓,中国家电的高原平台期已经来临[1]。在2006年一年的时间内,小家电的价格指数猛降了655. 36点,可见小家电的暴利已开始被实实在在地挤压,而且这种势头还将继续延伸下去。中国家电制造企业急切需要提高工业化管理水平。 2009年2月的统计数据显示，温州有电器企业2000家，从业人员20多万，生产100多个系列6000多个品种以及2万多种规格的电器产品，低压电器产品占全国总量的60%[1]。通过调研某民营电器公司的接触器组装车间，发现装配线上存在以下问题：（1）在制品大量堆积；（2）存在大量浪费，生产周期较长；（3）由于工位缺人，装配人员不停地换工位，以满足生产要求；（4）虽有搬运工，但常常缺料时需操作人员自己搬运，供料不及时；本文将结合某民营企业的实际,应用基础工业工程中的流程分析、单元设计、装配线平衡等理论,结合柏拉图分析法,探讨改善手工装配线效率和管理水平的方法。首先运用程序分析方法界定了断路器的生产工艺；其次运用秒表测时技术测定了装配线上主要工位的标准作业时间，识别出了瓶颈工序的位置；最后运用作业方法分析与工序重排实现了持续的二次改善，缩短了装配线的生产节拍，提高了装配线平衡率和产量。 2 生产现状调查 2.1 生产布局本文主要研究用于生产几种型号接触器的手工装配生产线为主要研究对象，该生产线全长20米，共有员工11人，其中负责接触器整体装配的7人，检验的1人，其余3人负责最后的封装打包。生产线核定产量为每天500～600个之间，员工统一以计件形式结算工资。因此，如何提高生产率以增加工资是管理人员和员工都迫切想解决的问题。调研得到的装配线平面布局。图1 接触器装配线布局图 2．2 生产工艺流程图为了对装配线进行改善，必须明确装配线上各个工位的作业单元，作业内容及作业的先

自动化装配流水线的生成方式有哪几种

自动化装配流水线的生成方式有哪几种我国输送机械的研发是从自力更生入手，借鉴国外先进技术实现提高。改革开放以来，从单项技术引进扩大到成套设备技术引进，再通过消化吸收实现国产化，继而形成系列化，并开始走向东南亚和欧洲等地。目前，我国的输送机械产品重头产业类别基本齐全，品种多种多样，产品技术高中低档并存。在目前国内制造业中,手工装置流水线是最底子的出产方法,恰当多的商品的装置都在手工装置流水线上进行的,进行商品的装置作业,分外在家电制造工作便是一个典型的比方.这种装置作业中在制造业中发扬重要作用,它适用于商品需要量较大,相同或相似,装置过程中能够分解为多个工序;削减人的疲劳强度,而且节约一些本钱. 手工装置流水线的底子特征,本钱贱价;能够充分利用国内许多贱卖劳动力资源,由于商品是有许多零件和部件组成的,需要许多工人结束工序.如果每一个工人长时辰从事某一工序或多个工序操作,能够抵达一定的操作水陡峭技术,出产组织灵活性极好,不只能够习气多品种中小批量出产的需要(因厂家的订单数量不多,可是品种多的话,规范需要交换)不适合于自动化出产,有利于前进商品的质量,有许多商品是要靠人工和机器结束的. 能够及时发现商品质量问题;在实际情况中也反映,市场竞争恰当剧烈;,用户和商家对商品的质量需要更高,新商品周期更短,商品价格更低.公司的最终目标也是时辰更短,质量需要更高;本钱更低,下降本钱是公司竞争手段之一,选用手工流水线就能够满足上述需要,

一同也是完结自动化的基础,更利于自动化的快速展开.当然这种出产方法有许多不足之处.技术含量低,需要大批量人员进行出产,阻碍商品的技术前进和市场竞争力. 国内输送机械设备发展新动向我国是世界上最大的输送设备机械生产国，近年来，随着国内技术水平的不断提高，发展速度非常之快，2007年我国输送设备产销量达到718万台套以上，占世界产量的1/3，居世界首位。物流输送工业的丰硕成果和广阔的市场前景必将给输送机械行业带来新的发展空间。大容量、高速度、自动化设备的组合式模块化，已成为输送设备的发展趋势，也是输送设备生产制造强国竞相追逐的目标。我国输送机械设备的生产迄今已有几十年的历史。随着国产化技术水平的提高和引进先进的机械制造设备和加工工艺，输送设备工业近20年来得到了飞速的发展。在经济全球化、企业生产专业化和信息网络技术的传播背景下，必将促进中国输送机械工业的革命性发展，也给输送机械零部件制造商带来了良好机遇。涂装设备行业的发展走向我国涂装行业的发展十分迅速，各种喷涂机的现身也说明了我国喷涂行业的发展前景。在涂装行业上，我国已经有40多年的历史了，在经过这些年的发展后，已经形成了较为完善的产业链。与此同时，在市场国际化发展的现阶段，崛起于内部市场的中国涂装机械业无论是在技术上还是在产品实体价值上都需要进一步的提升，这使得我国涂装机械行业快速稳健的发展。

并行计算(天津大学软件学院)

并行计算一、并行计算概述 1.并行计算定义：并行计算（Parallel Computing）是指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程。为执行并行计算，计算资源应包括一台配有多处理机（并行处理）的计算机、一个与网络相连的计算机专有编号，或者两者结合使用。并行计算的主要目的是快速解决大型且复杂的计算问题。此外还包括：利用非本地资源，节约成本―使用多个“廉价”计算资源取代大型计算机，同时克服单个计算机上存在的存储器限制。为利用并行计算，通常计算问题表现为以下特征：（1）将工作分离成离散部分，有助于同时解决；（2）随时并及时地执行多个程序指令；（3）多计算资源下解决问题的耗时要少于单个计算资源下的耗时。并行计算是相对于串行计算来说的，所谓并行计算分为时间上的并行和空间上的并行。时间上的并行就是指流水线技术，而空间上的并行则是指用多个处理器并发的执行计算。2.并行化方法 1)域分解首先，确定数据如何划分到各个处理器然后，确定每个处理器所需要做的事情示例：求数组中的最大值 2)任务（功能）分解首先，将任务划分到各个处理器然后，确定各个处理器需要处理的数据 Example: Event-handler for GUI 二、并行计算硬件环境 1.并行计算机系统结构 1)Flynn分类 a. MIMD 多指令流多数据流(Multiple Instruction Stream Multiple Data Stream，简称MIMD)，它使用多个控制器来异步的控制多个处理器，从而实现空间上的并行性。对于大多数并行计算机而言，多个处理单元都是根据不同的控制流程执行不同的操作，处理不同的数据，因此，它们被称作是多指令流多数据流计算机 b. SIMD 单指令流多数据流(Single Instruction Multiple Data)能够复制多个操作数，并把它们打包在大型寄存器的一组指令集，以同步方式，在同一时间内执行同一条指令。以加法指令为例，单指令单数据（SISD）的CPU对加法指令译码后，执行部件先访问内存，取得第一个操作数；之后再一次访问内存，取得第二个操作数；随后才能进行求和运算。而在SIMD型的CPU中，指令译码后几个执行部件同时访问内存，一次性获得所有操作数进行运算。这个特点使SIMD特别适合于多媒体应用等数据密集型运算。 2)并行计算及结构模型 a. SMP SMP (Symmetric Multiprocessor) 采用商品化的处理器，这些处理器通过总线或交叉开关连接到共享存储器。每个处理器可等同地访问共享存储器、I/O设备和操作系统服务。扩展性有限。

并行计算-习题及答案-第12章并行程序设计基础

第十二章并行程序设计基础习题例题： 1、假定有n 个进程P(0)，P(1)，…，P(n -1)，数组元素][i a 开始时被分配给进程P(i )。试写出求归约和]1[]1[]0[-+++n a a a 的代码段，并以8=n 示例之。 2、假定某公司在银行中有三个账户X 、Y 和Z ，它们可以由公司的任何雇员随意访问。雇员们对银行的存、取和转帐等事务处理的代码段可描述如下： /*从账户X 支取￥100元*/ atomic { if (balance[X] > 100) balance[X] = balance[X]-100； } /*从账户Y 存入￥100元*/ atomic {balance[Y] = balance[Y]-100；} /*从账户X 中转￥100元到帐号Z*/ atomic { if (balance[X] > 100){ balance[X] = balance[X]-100； balance[Z] = balance[Z]+100； } } 其中，atomic {}为子原子操作。试解释为什么雇员们在任何时候（同时）支、取、转帐时，这些事务操作总是安全有效的。 3、考虑如下使用lock 和unlock 的并行代码： parfor (i = 0；i < n ；i++){ noncritical section lock(S)； critical section unlock(S)； }

假定非临界区操作取T ncs时间，临界区操作取T cs时间，加锁取t lock时间，而去锁时间可忽略。则相应的串行程序需n( T ncs + T cs )时间。试问： ①总的并行执行时间是多少？ ②使用n个处理器时加速多大？ ③你能忽略开销吗？ 4、计算两整数数组之内积的串行代码如下： Sum = 0； for(i = 0；i < N；i++) Sum = Sum + A[i]*B[i]；试用①相并行；②分治并行；③流水线并行；④主-从行并行；⑤工作池并行等五种并行编程风范，写出如上计算内积的并行代码段。 5、图12.15示出了点到点和各种集合通信操作。试根据该图解式点倒点、播送、散步、收集、全交换、移位、归约与前缀和等通信操作的含义。图12.15点到点和集合通信操作

基于PLC的装配流水线控制系统设计

基于P L C的装配流水线的控制系统设计摘要随着微电子技术和计算机技术的不断发展，PLC在处理速度、控制功能、通信能力及控制领域成为工业自动化领域中最重要、应用最广泛的控制设备之一，并已成为现代工业生产自动化的重要支柱。对装配流水线的控制进行了分析设计，该系统主要引入了PLC编程控制器的控制方式，实现了对装配流水线的工作状态的在线监测和系统自动控制。设计的控制系统具有较高的实用性，能够进行启动、移位、复位工作，较好地达到预期目标。本次设计是装配流水线控制的模拟，主要是模拟流水线上产品所经加工过程的控制和生动的表示。模拟主要流水线有四个操作过程（包括入库），传输带用四段指示灯表示，以指示灯的明暗来显示产品在运输这一状态。分析控制对象我们选择用移位寄存器控制来实现控制目的，每隔5秒寄存器移位一次，从而控制相应操作的执行。关键词：装配流水线，PLC,控制系统

DESIGN OF CONTROL SYSTEM OF ASSEMBLY LINE BASED ON PLC ABSTRACT With the development of the microelectronics technology and computer technology, PLC in processing speed, control function, communication ability and control fields have new breakthrough. Become one of the most important control equipment in the field of industrial automation, the most widely used, and has become an important pillar of the modern industrial production automation. Control of the assembly line are analyzed and designed, the system is mainly introduced PLC control programming controller, realized the on-line monitoring system of assembly line and the working state of automatic control. Practical design of the control system has high, can start, shift work, reset, can reach the expected goal. The design is simulated assembly line controle, simulation is the main line of products through the control of process and the vivid representation. Simulation of main line is four operations (including storage), transmission belt with four indicates, to display the products in the transportation of this state to light shade. Analysis of the control object we choose to use the shift register control to achieve the control objective, every 5 seconds of shift register once, so as to control the corresponding operations. KEY WORDS: assembling line, plc, the control system

总装流水线设计方案

“装配流水线”方案 1、装配生产组织概况 XXX产品属于公司是比较典型的小批量多品种订货组装产品。取暖器的零部件生产加工，分为外购标准件、外协件、自制件等，XXXX生产任务主要依据客户订单要求进行备货组装。因此XXX的装配生产组织管理存在的问题比较突出。主要表现在以下几个方面。 a、生产小组包干制，取暖器装配车间完成产品全部装配工序。小组内生产作业随意性大，作业地点不固定，车间现场秩序混乱。 b、工序作业缺乏标准化，同道工序的作业方法、作业时间相差悬殊，产品质量、生产进度控制困难。并且不能建立有效地工时考核标准，生产能力存在较大的不确定性。 c、缺乏基本的市场预测机制，按订单生产。临时订单的插单生产，经常引起整体生产过程的混乱，不能按时交货的情况经常发生。鉴于“生产小组包干制”的诸多弊端，技术开发部将对取暖器装配生产车间生产运作流程进行重新设计。 2、生产节拍、产能 2.1、装配流水线的生产节拍（DR80-130*18D为例）： a、根据工时定额，节拍r=35.217分（2113秒/人），（根据公式：r=F/N < r—流水线的节拍(分／台)，F—每日有效工作时间(分)，N—每日产品产量(台) >） b、根据实际生产情况，系数K（我们可除去工人休息的时间等。工作时间 K取0.95，）则F为： F＝FOK＝7.5×0．95 ×60＝427.5(分) （F＝F0K （F0—每人每天理论工作时间(分)，K—时间利用系数。） 2.2、预估装配生产流水线可实现的产能为： N=F/r= 427.5÷35.217 =12.139台/天/人（按每天工作7.5小时计算，0.5小时休息） N1=F1/r=427.5*23÷35.217 =279.197 台/月/人（按每月工作23天计算）

装配生产线任务平衡问题的遗传算法MATLAB源代码

装配生产线任务平衡问题的遗传算法MATLAB源代码下面的源码实现了装配生产线任务平衡优化问题（ALB问题）的遗传算法，算法主要参考下面这篇文献，并对其进行了改进。陈永卿,潘刚,李平.基于混合遗传算法的装配线平衡[J].机电工程,2008,25(4):60-62.。 function [BestX,BestY,BestZ,AllFarm,LC1,LC2,LC3,LC4,LC5]=GSAALB(M,N,Pm,Pd,K,t0,alpha,Tas kP,TaskT,TaskV,RT,RV) % GreenSim团队——专业级算法设计&代写程序 % 欢迎访问GreenSim团队主页→https://www.360docs.net/doc/748376701.html,/greensim %% 装配生产线任务平衡问题的遗传算法 %% 输入参数列表 % M------------遗传算法进化代数 % N------------种群规模，取偶数 % Pm-----------变异概率调节参数 % Pd-----------变异程度调节参数，0

并行计算期末试题-理工

并行计算期末试题适用专业：理工类考试说明： 1、将试卷答案以学号命名为word文件，如115042101.doc，上传到 ftp://172.17.124.203/upload。 2、第一、二大题，直接将答案写在题后；第三、四题要求将程序补充、编写完整并将运行结果截图插在题目后面。一、简述题（每小题4分，共20分）。 1、简述openmp编译制导指令master,single,critical,atomic的功能。 1.master制导语句指定代码段只能被主线程执行 2.single编译制导语句指定内部代码只能由线程组中的一个线程执行。线程组中没有执行single语句的线程会一直等待代码块的结束，使用nowait子句除外。 3.critical制导语句表明域中的代码一次只能由一个线程执行，其他线程被阻塞在临界区 4.atomic制导语句指定特定的存储单元将被原子更新 2、简述openmp编译制导子句shared,private的功能？简述openmp编译制导指令threadprivate的功能。 1.private子句表示它列出的变量对于每个线程是局部的。 2.shared子句表示它所列出的变量被线程组中所有的线程共享，所有线程都能对它进行读写访问。 3.threadprivate语句使一个全局文件作用域的变量在并行域内变成每个线程私有，每个线程对该变量复制一份私有拷贝并在多个并行域中保持。 3、简述openmp函数omp_set_num_threads，omp_get_num_threads， omp_get_thread_num的功能；环境变量OMP_NUM_THREADS的功能。 omp_set_num_threads

计算机系统结构实验一流水线指令调度

计算机专业类课程实验报告课程名称：计算机系统结构学院：计算机科学与工程专业：计算机科学与技术学生姓名：林怡学号：2012060020023 指导教师：叶娅兰日期：2015年 5月 5日电子科技大学计算机学院实验中心

电子科技大学实验报告实验一一、实验名称：流水线指令调度二、实验学时：4 三、实验内容和目的：实验目的： 1. 通过本实验，理解指令调度的方法。 2．掌握使用VC 开发平台模拟处理机内部指令流调度的编程策略。实验内容：（一）给定要执行的任务和执行该任务的流水线结构流水线的调度方式能够提高任务的并行度，但是针对不同的任务，由于相关的存在，其并行度的提高是不一致的。在开始程序设计前，我们首先要给定所要完成的任务：这里我们使用最简单的累加操作∑=n 1i Ai 。 n 的数值可以变化，通过变换n 的值用同一程序进行多次模拟。给定流水线：流水线分四个步骤，每个步骤的执行时间均为一个单位时间。（二）对任务进行分解任务分解的目的是为了减少相关。例如n ＝4时，任务分解为 A1＋A2、A3＋A4、 A1＋A2＋A3＋A4 三个加法操作。如果n 的大小是未知的，任务该怎样分解呢？换而言之，在程序模拟中，有没有一种通行的分解处理方式，可以实现对任意数目的源数据的累加的分解？（三）任务分解程序模拟的思路首先，Ai 是对称的，Ai 和Aj 都是一个源操作，任意更换其相对位置，计算的累加和的结果是不变的。每次的加法操作能执行的必要条件是存在两个源数据，因此我 1 2 3 4 X Y

们可以把所有的源数据放入一个队列中，只要该队列中有两个源，那么就执行加法，加法计算的结果是下一次计算的源数据，我们把它再放回源数据队列，直到对列中只剩一个数据、同时加法流水线中没有执行加法操作时，整个累加过程完成。（四）加法流水线的设计加法流水线分为四个步骤，每个步骤时间花费是一个单位时间。模拟程序的目的是为了计算总的执行时间，因此对于每个步骤执行的功能并不需要关心。为此设计一个总步数为4步的加法器，接收两个输入数据，经过4个时间片，输出加法的结果。时间片可以用定时器来模拟。（五）程序设计程序应包括一个队列，一个加法类，一个定时器，一个输出对话框。队列用于存放源数据，一开始将n个源数据A1－An放入。启动定时器，每一个时间片从队列中取出两个源数据，送入加法器（可以通过调用加法器中接口函数，把源数据作为参数传入）。构造加法器类，可以考虑用一个长度对4的执行队列来模拟4个步骤，每个时间片将队列的数据依次下压一格，队列尾的数据进行加法计算并将结果压入源数据队列。用一个记数值表示时间开销，每个时间片对该记数值加1。当源队列只剩一个数据且加法器的执行队列为空时，整个程序结束，记数器的值就是任务执行的总体时间花费。（五）多次模拟可以通过循环的方式对n从4－20进行循环，将每次模拟运行的时间开销值在对话框中显示出来。如果可能将结果打印。四、实验原理：程序设计及数据结构：实验程序共有6个类，分别是： ①PipeAdditionTest 公共类，测试程序，每一个n的循环，将计时器清零并初始化长度为n的源操作数队列，当源操作数队列有多余一个操作数或者加法器的执行队列不为空的时候持续调用加法器类执行加法操作，在程序结束时输出n以及计时器timercounter的值； ②OperaQueue 操作数队列类，包括一个操作数队列数据结构、队列初始化函数OperaQueue(int queueLength)、从队列中取一个源操作数函数getOperationNum()和将加法器计算的结果压入队尾的函数pushOperationNum(int op)；电子科技大学计算机学院实验中心

装配生产线平衡问题的研究

目录摘要 (1) ABSTRACT (2) 1 绪论 (3) 1.1论文选题的背景及意义 (3) 1.2国内外研究现状 (3) 1.3研究思路及主要内容 (4) 2 生产线平衡的基本原理 (5) 2.1生产线平衡的目的和原则 (5) 2.2生产线平衡要满足的约束条件 (5) 2.3影响生产线平衡的主要因素 (5) 2.3.1标准作业指导书的制定对生产线平衡的影响 (5) 2.3.2 排线对生产线平衡的影响 (6) 2.3.3员工责任心对生产线平衡的影响 (6) 2.4生产线平衡问题的方法研究 (6) 2.4.1程序分析 (6) 2.4.2 操作分析 (7) 2.4.3动作分析 (9) 3 F公司整车流水线的情况概述 (10) 3.1F公司概况 (10) 3.2F公司装配生产线平衡的情况概述 (10) 3.2.1F公司电动车生产流程现状 (10) 3.2.2F公司电动车生产中存在的关键问题 (11) 4 F公司整车流水线平衡的解决方案 (12) 4.1F公司整车流水线平衡整改方案 (12)

4.2整车线与吊挂方案对比 (14) 5 结论 (16) 致谢..........................................................................................错误！未定义书签。参考文献. (17)

摘要在流水线生产模式下，如何提高生产线的整体效率，减少工序间的在制品，决定着企业设备、人员的利用率，并限制着生产线生产能力的提高。目前，生产线平衡问题已被认为是生产流程设计及作业标准化过程中关键的一环。制造业的生产多半是在进行细分化之后的多工序流水化连续作业生产线，此时由于分工作业，简化了作业难度，使作业熟练度提高了，从而提高了作业效率。然而，经过了这样的作业细分化之后，各工序的作业时间在理论上、实践上都不能完全相同，这就势必存在工序间作业负荷不均衡的现象。 F公司在装配生产线中就经常遇到这种问题，作业负荷不平衡给F公司造成无谓的工时损失，还造成大量的工序堆积，严重时会造成生产线的中止。在市场需求越来越大的今天，F公司研究改善生产线就迫在眉睫。实现均衡生产不仅有利于保证设备、人力的负荷平衡，从而提高设备和工时的利用率，同时还有利于建立正常的生产秩序和管理秩序，保证产品质量和安全生产；均衡生产还有利于节约物资消耗，减少在制品数量，加速流动资金周转，从而降低生产成本。在均衡生产的基础上实现“单元生产(cell production)”，也提高了企业生产应变能力，对应市场变化实现柔性生产系统；通过平衡生产线，可以综合运用程序分析、操作分析、动作分析、Lay out 分析、时间分析等传统工业工程手法，能提高全员的综合素质。总之，现代生产企业在大力提倡现代工业工程应用时，不要忽视基础工业工程方法在企业中所起的事半功倍的作用。关键词：生产线平衡作业效率现代工业工程作业细分

流水线平衡的装配生产流程方案

流水线的装配生产流程方案工业工程企业生产组织过程中，选择适合自身产品生产特点的生产组织方式，对企业提高生产效率、产品质量和降低生产成本起到至关重要的作用。我公司是一家集开发设计与制造于一体的电气生产企业，主要生产通信设备、输配电设备、监控设备、自动化控制设备。由于生产管理比较粗放，生产组织流程不尽合理，致使生产效率低、周期长、不能按期交货等缺点十分突出，因此对现行生产组织流程提出了改善的要求。通过应用工业工程的方法技术，采用“多品种可变流水线”代替“生产小组包干制”的生产组织方式对企业生产流程进行重组，使整个生产组织过程的不利局面发生了根本性改变，生产效率获得成倍的提高。具体改善方案如下：一、公司电气装配生产现状概况我公司是比较典型的小批量多品种订货组装型生产企业，企业主要依据客户订单要求进行外购件采购（电气主、附材料）、产品的零部件生产加工及钣金生产加工，由电气车间完成总装配。公司电气装配生产组织管理存在的问题比较突出。主要表现在以下几个方面。 (1)生产小组包干制，总装配车间共有生产人员40人左右，分为配电箱3个生产小组（8人左右）和配电柜1个小组及下线小组平行生产，各小组分别完成全部产品装配工序。小组内生产作业随意性大，作业地点不定，车间现场秩序混乱。 (2)订单批量制顺序生产，临时订单的插单生产，经常引起整体生产过程的混乱，不能按时交货的情况经常发生。批量生产品占用时间长，生产周期长(100台以上产品生产周期大约6天以上)，缺乏临时小批量订单的处理能力，市场响应能力差。 (3)工序作业缺乏标准化，同道工序的作业方法、作业时间相差悬殊，产品质量、生产进度控制困难。并且不能建立有效地工时考核标准，生产能力存在较大的不确定性。鉴于“生产小组包干制”的诸多弊端，公司应用工业工程相关技术对电气装配车间生产运作流程进行重新设计。二、生产组织改善方案设计及实施方案 2.1 生产组织方式设计我公司生产主要以客户订单作为生产驱动(客户产品从几台到几百台订货都有)，产品品种繁多，相对产品结构相似，各型配电产品总装使用的工具设备相同，生产组织过程具有多品种小批量生产特点。故生产组织方式具备由“生产小组包干制”改为“多品种可变流水线”生产方式的有利条件，生产过程经重新组合为流水线生产方式后，其相应生产组织管理的主要相关环节作如下调整。 (1)生产计划：各订单产量比例与各订单供货周期的平衡。 (2)生产能力核定：所有工序操作标准化，采用秒表时间研究进行测时对流水线进行平衡，按新方式运行一段时间后核定，做出能力计划。确定新方式下生产周期，做出生产周期下“可用生产能力”计划。

流水线指令及RISC

一.流水线 1. 概念: 处理器按照一系列步骤来执行每一条指令.典型的步骤如下: 1) 从存储器读取指令(fetch). 2) 译码以鉴别它是那一类指令(dec). 3) 从寄存器堆取得所需的操作数(reg). 4) 将操作数进行组合以得到结果或存储器地址(ALU). 5) 如果需要,则访问存储器以存取数据(mem). 6) 将结果写回到寄存器堆(res). 并不是所有的指令都需要每一个步骤,但是,多数指令需要其中的多数步骤.这些步骤往往使用不同的硬件功能,例如,ALU 可能只在第四步中用到.因此,如果一条指令不是在前一条结束之前就开始,那么在每一个步骤内处理器只有少部分的硬体被使用. 有一个明显的方法可以改善硬件资源的使用率和处理器的吞吐量,这就是在当前指令结束之前就开始执行下一条指令.该技术被称为流水线,是在通用处理器中采用并行算法且非常有效的途径. 采用上述操作顺序,处理器可以这样来组织:当一条指令刚刚执行完步骤1并转向步骤2时,下一条指令就开始执行步骤1.图1.13说明了这个过程.从原理上来说,这样的流水线应该比没有重叠的指令执行快6倍,但实际上事情并没有这么好,下面我们将会看到原因. 1 2 3 指令时间图1.13 流水线的指令执行 2. 流水线中的冒险要点：后一条指令要用到前一条指令。在典型的计算机程序中经常会遇到这样的情形,即一条指令的结果被用做下一条指令的操作数.当这种情形发生时,图1.13所示的流水线操作就中断了,因为第一条指令的结果在第二条指令取操作数时还没有产生.第二条指令必须停止,直到结果产生为止.这是流水线的行为如图1.14所示.这是流水线的”写后读”冒险(hazard). 1. 2. 图 1.14 先写后读的流水线冒险转移指令更会破坏流水线的行为,因为后续指令的取指步骤受到转移目标计算的影响,因而必须推迟.不幸的是,当转移指令正在被译码时,在它被确认为是转移指令

装配线平衡重点

装配线的平衡一、流水生产的基本概念一）、流水生产的特点二）、流水生产线的种类三）、流水生产的组织二、装配线的平衡一、流水生产的基本概念流水生产——是劳动对象按照一定的工艺过程、规定的顺序和速度，连续不断地通过各个工作地进行加工，完成工序作业的一种生产过程组织形式。流水生产是将高度的对象专业化的生产组织和劳动对象的平行移动方式有机地结合起来。流水生产的主要特点是： 1，各工作地按照劳动对象的加工顺序排列。 2．每个工作地固定地完成一道和少数几道工序，工作地的专业化程度高。 3．流水线上各工序的加工时间之间成相等或整数倍数关系。 4，按照一定的节拍进行生产。流水生产线的种类 1．按流水线的连续程度 ——连续流水线和间断流水线 2．按在流水线上加工对象的数目 ——单一对象流水线和多对象流水线 3．按流水线上的劳动对象是否移动 ——制件固定流水线和制件移动流水线 4．按流水线的节拍 ——强制节拍流水线和自由节拍流水线 5，按流水线的机械化程度 ——手工流水线和机械化流水线组织流水生产的条件组织流水生产需要具各一定条件，这些条件主要有： 1），产品结构和工艺要相对稳定。 2）．产品、零件和部件的产量要大，足以保证工作地的正常负荷。在产品品种多，产量不大的企业中，组织流水生产时，可通过成组工艺来增大同种零件的产量三、装配线平衡（一）、为什么要进行生产线平衡? 浪费时间资源忙闲不均，引起矛盾浪费人（二）生产线平衡的目的物流快速﹐缩短生周期减少或消除物料或半成品周转场所消除生产瓶颈﹐提高作业效率提升工作士气﹐改善作业秩序稳定产品质量

（三）装配线平衡的技巧 1、如何消除瓶颈 1）作业分割——将此作业的一部分分割出来移至工时较短的作业工序。 2）利用或改良工具﹑机器——将手工改为工具；或半自动或全自动机器；或在原有工具；夹具做改善；自可提升产量﹐缩短作业工时。 3）提高作业者的技能——运用工作教导，提升作业者的技能 4 ）调换作业者——调换效率较高或熟练作业人 5 ）增加作业者——上面几项都做了﹐还未达到理想﹐可能就得考虑增加工序人手了。 2、如何改善作业方法 1）改善四要法(ECRS) “剔除”( Eliminate )不必要的动作 “合并”(Combine) 微少的动作 “重排”(Rearrange )作业工序或动作 “简化”(Simplify )复杂的效率动作 2) 改善有妨碍的布置或环境 3. 应注意的问题生产线的管理人员﹐如对改善技法缺乏了解﹐如出现不平衡的状态时﹐习惯用人员增补来弥补﹐这是一个不动脑筋的做法﹐不足为取。除了上面介绍的技法以外﹐也可以对材料﹑零件包括设计方法来检讨﹐有否缩短工时的方法。生产线补进新手时﹐因新手对工作不熟悉﹐熟练不足。在配置上尤其要注意﹐会造成很大的不平衡使产量大幅度下降﹐或对新手造成异常的工作压力。一般加工或装配线对新手的熟练标准如下：工作时间熟练度 1个月50% 2个月70% 3个月90% 4个月或以上100% （四）装配线设计与平衡方法（1）确定装配流水线节拍。（2）计算装配线上需要的最少工作地数。（3）组织工作地。（4）计算工作地时间损失系数/ 装配线的效率。

手工装配流水线结构与生产节拍分析.doc

手工装配流水线结构与生产节拍分析在目前国内制造业中,手工装配流水线是最基本的生产方式,相当多的产品的装配都在手工装配流水线上进行的,进行产品的装配作业,特别在家电制造行业就是一个典型的例子.这种装配作业中在制造业中发挥重要作用,它适用于产品需求量较大;相同或相似;装配过程中可以分解为多个工序;减少人的疲劳强度,而且节约一些成本.手工装配流水线的基本特点,成本低廉;可以充分利用国内大量廉价劳动力资源,由于产品是有许多零件和部件组成的;需要许多工人完成工序.如果每一个工人长期从事某一工序或多个工序操作;可以达到一定的操作水平和技能;生产组织灵活性很好,不仅能够适应多品种中小批量生产的需要(因厂家的订单数量不多,但是品种多的话,规格需要更换)不适合于自动化生产;有利于提高产品的质量,有许多产品是要靠人工和机器完成的;能够及时发现产品质量问题;在实际情况中也反映,市场竞争相当激烈;,用户和商家对产品的质量要求更高,新产品周期更短,产品价格更低.企业的最终目标也是时间更短;质量要求更高;成本更低;降低成本是企业竞争手段之一,采用手工流水线就可以满足上述要求,同时也是实现自动化的基础;更利于自动化的快速发展.当然这种生产方式有许多不足之处.技术含量低,需要大批量人员进行生产,阻碍产品的技术提高和市场竞争力. 一.手工装配流水线的基本结构;要点;概念. 手工装配流水线就是自动化输送装置基础上由一系列工人按一次序组成的工作站系统;每个工人作为一个工作站后工位完成产品制造装配过程中的不同工序,当产品经过全部工人的装配操作后即完成全部装配操作,并最终成为产品;如果生产线只完成部分工序的装配检测为半成品.产品的输送系统有许多形式如皮带输送线;滚筒输送线;悬挂链输送线等.输送的方式可以是连续的也可以是间歇式的;工作的操作方式也多样.通常有如下几种方式：（１）直接在输送线上的产品上进行装配，产品随输送线一起运动，工人也随之运动；操作完成后再返回原位置；（２）将产品从输送线上取下，在输送线旁边的工作台上完成装配后再将产品送回输送线上；（３）工件通过工装板在输送线上输送，工装板到达装配位置后停下来重新定位装配，装配完成后将工装板及工件随输送线运动；工人的工作既可以坐着进行例如一些零件较小的装配；也可以站立进行例如在生产大型产品（如轿车．空调等）采用悬挂链输送线输送，工人可以在工位的区域内活动；边随输送线上的产品同时移动位置直到完成装配为止．根据工序所需要的时间长短有区别，每个工位的操作工序既可以是工序时间较长的的单个工序也可以是工序时间较短的多个工序；每个工位的排序可根据生产

PLC课程设计装配流水线控制

目录 1 概述 (1) 2 硬件设计 (2) 2.1 控制要求 (2) 2.2 选择PLC的型号 (3) 2.2.1 基本单元 (3) 2.2.2 个人计算机（PC）或编程器 (4) 2.3 输入输出接线表 (4) 2.4 系统设计流程图 (4) 3 软件设计 (6) 3.1 设计梯形图 (6) 3.2 设计语句表 (13) 4 调试结果 (18) 5 结束语 (19) 6 参考文献 (20) 1 概述在PLC问世之前，工业控制领域中是继电器控制占主导地位，继电器控制系统有着十分明显的缺点。体积大、功耗多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差，特别当生产工艺发生变化时，就鼻息重新设计、重新安装，造成时间和资金的严重浪费。为了改变这种现状，

1969年美国数字设备公司（DEC）研制出了世界上第一台PLC。随着PLC的不断发展增加了网络通信功能，发展了各种智能模块，增加了外部诊断功能。使PLC成为了现在工业控制领域的三大支柱之一。本课题是用PLC控制装配流水线控制。用PLC控制装配流水线具有程序设计简单、易于操作和理解、能够实现多种功能等优点。此系统主要能够实现顺次启动和停止，完成工件移位以及功能紧急故障处理等功能。 2 硬件设计 2.1 控制要求：图2-1

功能说明：装配流水线控制传送系统，用异步电动机带动传送带，控制过程如下：启动时先按下SD按钮，起动整个传送系统，工件开始在传送带移位。停止时按下复位按钮，装配流水线停止工作，系统初始化重新开始运行。 A，B，C三个灯模拟的是三个操作，D，E，F，G四组灯模拟的是传送带。传送带共有十六个工位，工件从1号位装入，分别在A（操作1）、B（操作2）、C（操作3）三个工位完成三种装配操作，经最后一个工位后送入仓库；D，E，F，G均是四个灯一组的模拟传送带，这些工位均用于传送工件。工件在传送带上开始传送，经过DEFG传送之后进行A操作，再经过DEFG传送之后进行B操作，再经过DEFG传送之后进行C操作，然后经过DEFG传送到仓库。按下启动按钮整个系统开始工作，按下复位按钮整个系统开始恢复到初始化状态，按下移位按钮系统开始传送工件经过ABC三个操作之后最后到达仓库。 2.2 选择PLC型号 PLC的选择主要应从PLC 的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊

高性能计算和并行算法-计算物理课件

第十章高性能计算和并行算法

§10．1 引言计算机的运算速度在日新月异地增长，计算机的市场价格却不断地下降。当前的计算机技术仍然远远不能满足物理问题计算的需要。高性能计算机是一个所有最先进的硬件，软件，网络和算法的综合概念，“高性能”的标准是随着技术的发展而发展的。高性能计算系统中最为关键的要素是单处理器的最大计算速度，存贮器访问速度和内部处理器通讯速度，多处理器系统稳定性，计算能力与价格比，以及整机性能等。

传统的计算机是冯.纽曼(Von Newmann)计算机，它是由中央处理器、内存器和输入/输出设备构成。为了要超越这个冯.纽曼“瓶颈”，人们发展了两种计算机体系结构和相关软件技术的应用原则。一个是并行算法(parallelism)，另一个是流水线技术(pipelining)。由于高性能计算机与当前能够应用的新计算技术相关联，因而它与并行算法和流水线技术有着密切的联系。

§10. 2并行计算机和并行算法并行计算机是由多个处理器组成，并能够高速、高效率地进行复杂问题计算的计算机系统。串行计算机是指只有单个处理器，顺序执行计算程序的计算机，也称为顺序计算机。并行计算作为计算机技术，该技术的应用已经带来单机计算能力的巨大改进。并行计算就是在同一时间内执行多条指令，或处理多个数据的计算。并行计算机是并行计算的载体。

为什么要采用并行计算呢？ z并行计算可以大大加快运算速度，即在更短的时间内完成相同的计算量，或解决原来根本不能计算的非常复杂的问题。 z提高传统的计算机的计算速度一方面受到物理上光速极限和量子效应的限制，另一方面计算机器件产品和材料的生产受到加工工艺的限制，其尺寸不可能做得无限小。因此我们只能转向并行算法。