[發明專利]一種基于多目標優化的機電產品多分支線纜組件自動布局的實現方法

在審

• 申請號: 202010061023.9
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111274757A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 張丹;劉召朝;周琛;劉成;左敦穩
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/392
• 分類號: G06F30/392
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭

1.一種基于多目標優化的機電產品多分支線纜組件自動布局的實現方法，其特征是它包括以下步驟：

(1)輸入待設計的線纜組件進行電氣連接的各端口信息、接線關系及各芯線物理屬性；

(2)根據布線設計的工程需求確定線纜組件布局設計的若干優化目標和約束條件，記優化目標的數量為M，并設置布局方案的優化函數f_m(x)，m＝1,2,…,M，x為線纜組件布局方案；

(3)基于機電產品的結構設計三維幾何模型，進行線纜可敷設空間的離散預處理，生成離散空間模型表達的線纜敷設空間；

(4)使用基于分解的多目標粒子群優化算法(MOPSO/D)對線纜組件布局進行優化求解，利用步驟(2)生成的離散線纜敷設空間初始化初始解，并處理優化約束，生成一系列非支配的線纜布局方案，并分別使用XML格式進行存儲；

(5)選擇滿足需求的線纜布局，在CAD環境中讀取對應的XML文件，利用二次開發接口自動生成線纜組件幾何模型，并裝配到機電產品幾何模型中。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是：所述的步驟(1)中，各端口信息包括空間位置和插接矢量方向；接線關系為電氣連接的接線表或者接線圖；各芯線物理屬性包括芯線截面形狀、尺寸和線密度。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征是：所述的步驟(2)中，將線纜組件總重量、捆扎段主干道占比和線纜組件敷設路徑上的開敞空間作為優化目標，目標函數分別為f₁(x)、f₂(x)和f₃(x)，根據以下公式計算：

f₁(x)＝G_B+G_S

其中，G_B、G_S為捆扎段總重量、非捆扎段總重量；

其中，n為捆扎段的數量；L_i為捆扎段的長度；N_i為捆扎段包含的線纜數量；ρ_j為捆扎段中第j條線纜的線密度；

其中，n為非捆扎段的數量；L_i為非捆扎段的長度；ρ_i為第i條線纜的線密度；

其中，Proportion為捆扎段主干道占比；n為捆扎段的數量；L_i為第i條捆扎段的長度；N_i為第i條捆扎段中的線纜數量；

其中，Openness為線纜組件敷設路徑上的開敞空間；n為線纜組件敷設路徑上的節點數量；V_i為節點周圍的開敞空間體積。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征是：所述的步驟(2)中，將路徑貼壁、規避高溫和強電磁區域、端口延伸長度和線纜最小彎曲半徑要求作為約束條件。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征是：所述的步驟(3)中，離散空間模型表達的線纜敷設空間包括離散單元位置、各離散單元間的拓撲關系、離散單元的空間屬性等信息；其中空間屬性包括是否障礙、溫度、電磁強度、開敞性信息。