選擇線纜組件總重量、捆扎段主干道占比和線纜組件敷設(shè)路徑上的開敞空間三個(gè)指標(biāo)作為優(yōu)化目標(biāo),設(shè)x為線纜組件布局方案,目標(biāo)函數(shù)分別為f1(x)、f2(x)和f3(x),根據(jù)以下公式計(jì)算:f1(x)=gb+gs其中,gb、gs為捆扎段總重量、非捆扎段總重量;其中,n為捆扎段的數(shù)量;li為捆扎段的長度;ni為捆扎段包含的線纜數(shù)量;ρj為捆扎段中第j條線纜的線密度;其中,n為非捆扎段的數(shù)量;li為非捆扎段的長度;ρi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(shù)量;li為第i條捆扎段的長度;ni為第i條捆扎段中的線纜數(shù)量;其中,openness為線纜組件敷設(shè)路徑上的開敞空間;n為線纜組件敷設(shè)路徑上的節(jié)點(diǎn)數(shù)量;vi為節(jié)點(diǎn)周圍的開敞空間體積。將路徑貼壁、規(guī)避高溫和強(qiáng)電磁區(qū)域、端口延伸長度和線纜比較好的小彎曲半徑要求作為約束條件。路徑貼壁h(x)=0,反之,h(x)≠0;路徑不經(jīng)過高溫區(qū)域t(x)=0,反之,t(x)≠0;路徑不經(jīng)過強(qiáng)電磁區(qū)域e(x)=0,反之,e(x)≠0;端口延伸長度滿足要求n(x)=0,反之,n(x)≠0;b(x)≥bmin為路徑滿足比較好的小彎曲半徑要求。第二步:首先,根據(jù)機(jī)電產(chǎn)品裝配體的幾何模型,構(gòu)建裝配體的aabb包圍盒cad模型,結(jié)合產(chǎn)品零部件的分布。民生類機(jī)電設(shè)備是指用于人民生活領(lǐng)域的電子機(jī)械產(chǎn)品。山西出口機(jī)電設(shè)備檢測技術(shù)
所述的步驟(2)中,選擇線纜組件總重量、捆扎段主干道占比和線纜組件敷設(shè)路徑上的開敞空間作為優(yōu)化目標(biāo),目標(biāo)函數(shù)分別為f1(x)、f2(x)和f3(x),根據(jù)以下公式計(jì)算:f1(x)=gb+gs其中,gb、gs為捆扎段總重量、非捆扎段總重量;其中,n為捆扎段的數(shù)量;li為捆扎段的長度;ni為捆扎段包含的線纜數(shù)量;ρj為捆扎段中第j條線纜線密度;其中,n為非捆扎段的數(shù)量;li為非捆扎段的長度;ρi為第i條線纜線密度;其中,proportion為捆扎段主干道占比;n為捆扎段的數(shù)量;li為第i條捆扎段的長度;ni為第i條捆扎段中的線纜數(shù)量;其中,openness為線纜組件敷設(shè)路徑上的開敞空間;n為線纜組件敷設(shè)路徑上的節(jié)點(diǎn)數(shù)量;vi為節(jié)點(diǎn)周圍的開敞空間體積;將路徑貼壁、規(guī)避高溫和強(qiáng)電磁區(qū)域、端口延伸長度和線纜比較好的小彎曲半徑要求作為約束條件。所述的步驟(3)中,離散空間模型表達(dá)的線纜敷設(shè)空間包括離散單元位置、各離散單元間的拓?fù)潢P(guān)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(qiáng)度、開敞性等信息。所述的步驟(4)中,基于mopso/d算法優(yōu)化求解線纜布局的具體流程如下:第一步:初始化;步驟,生成w個(gè)均勻權(quán)重向量;步驟,選擇比較好的小的b個(gè)子問題作為鄰居;步驟。河北機(jī)械機(jī)電設(shè)備銷售方法機(jī)電安裝施工過程 中,涉及施工過程中采用新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備等新興技 術(shù)。
本發(fā)明的實(shí)施將有效提高機(jī)電產(chǎn)品的布線設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量,并減輕設(shè)計(jì)人員工作強(qiáng)度。附圖說明圖1是某典型機(jī)電產(chǎn)品空間結(jié)構(gòu)及接線端子分布示意圖。圖2是基于多目標(biāo)優(yōu)化的機(jī)電產(chǎn)品多分支線纜組件自動(dòng)布局實(shí)現(xiàn)流程圖。圖3機(jī)電產(chǎn)品線纜組件多目標(biāo)布局效果圖。表1是機(jī)電產(chǎn)品接線表。表2是預(yù)處理后的離散空間數(shù)據(jù)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明,以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明。如圖1-3,表1-2所示。一種基于多目標(biāo)優(yōu)化的機(jī)電產(chǎn)品多分支線纜組件自動(dòng)布局的實(shí)現(xiàn)方法的輸入條件為機(jī)電產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu)、接線端子空間位置、接插件法矢量方向及電氣接線表。如圖1、表1所示。表1機(jī)電產(chǎn)品接線表本發(fā)明基于分解的多目標(biāo)粒子群算法,通過定長度粒子編碼,得到適用于線纜組件布局設(shè)計(jì)的多目標(biāo)粒子群算法,實(shí)現(xiàn)機(jī)電產(chǎn)品中線纜組件的布局優(yōu)化和線纜幾何模型創(chuàng)建及裝配。圖2是本發(fā)明基于多目標(biāo)優(yōu)化的機(jī)電產(chǎn)品多分支線纜組件自動(dòng)布局實(shí)現(xiàn)流程圖。具體步驟包括:第一步:確定線纜組件布局設(shè)計(jì)的若干優(yōu)化目標(biāo)和約束條件,記優(yōu)化目標(biāo)的數(shù)量為3,并設(shè)置布局方案的優(yōu)化函數(shù)fm(x),m=1,2,3,優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值越小,布局方案越好。
以解決機(jī)電產(chǎn)品線纜組件多目標(biāo)布局問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于多目標(biāo)優(yōu)化的機(jī)電產(chǎn)品多分支線纜組件自動(dòng)布局的實(shí)現(xiàn)方法,其特征是它包括以下步驟:(1)輸入待設(shè)計(jì)的線纜組件進(jìn)行電氣連接的各端口信息、接線關(guān)系及各芯線物理屬性;(2)根據(jù)布線設(shè)計(jì)的工程需求確定線纜組件布局設(shè)計(jì)的若干優(yōu)化目標(biāo)和約束條件,記優(yōu)化目標(biāo)的數(shù)量為m,并設(shè)置布局方案的優(yōu)化函數(shù)fm(x),m=1,2,…,m,x為線纜組件布局方案,其中各個(gè)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值越小,布局方案越好;(3)基于機(jī)電產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三維幾何模型,進(jìn)行線纜可敷設(shè)空間的離散預(yù)處理,生成離散空間模型表達(dá)的線纜敷設(shè)空間;(4)使用基于分解的多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法(簡稱mopso/d)對(duì)線纜組件布局進(jìn)行優(yōu)化求解,利用步驟(2)生成的離散線纜敷設(shè)空間初始化初始解,并處理優(yōu)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(jìn)行存儲(chǔ);(5)選擇滿足需求的線纜布局,在cad環(huán)境中讀取對(duì)應(yīng)的xml文件,利用二次開發(fā)接口自動(dòng)生成線纜組件幾何模型,并裝配到機(jī)電產(chǎn)品幾何模型中。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(guān)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。各種家用電器、家用加工機(jī)械、汽車電子化產(chǎn)品、健身運(yùn)動(dòng)機(jī)械等都屬于民生類機(jī)電設(shè)備。
使用分支點(diǎn)數(shù)量和空間位置對(duì)粒子編碼,隨機(jī)生成w個(gè)粒子,初始化粒子速度。對(duì)于每一個(gè)粒子,首先,使用路徑搜索算法生成接線端點(diǎn)與分支點(diǎn)之間的路徑和分支點(diǎn)之間的路徑;然后,構(gòu)建分支點(diǎn)的比較好的小生成樹,進(jìn)而遍歷搜索接線端點(diǎn)至比較好的近分支點(diǎn)的路徑;比較好的后,根據(jù)接線關(guān)系確定各個(gè)分支段中通過的芯線,根據(jù)芯線屬性計(jì)算分支段的直徑、線密度等屬性,從而生成整體線束的布局方案,并根據(jù)該方案計(jì)算粒子的目標(biāo)值f(pi)=(f1(pi),f2(pi),…,fm(pi)),i=1,2,…,w;;步驟*;步驟比較好的優(yōu)粒子設(shè)置為粒子本身,即pbesti=gbesti=pi;第二步:種群進(jìn)化;步驟,計(jì)算粒子新位置的各目標(biāo)值;步驟(pi)更新參考點(diǎn)步驟比較好的優(yōu)位置,若新的位置優(yōu)于之前的局部比較好的優(yōu)位置,則設(shè)置pbesti=pi,否則,保留原局部比較好的優(yōu)位置pbesti;步驟比較好的優(yōu)位置,對(duì)于粒子pi鄰居粒子pb的全局比較好的優(yōu)位置gbestb,若pi作為鄰居pb的全局比較好的優(yōu)更好,則設(shè)置gbestb=pi,否則,不更新鄰居的全局比較好的優(yōu)位置;步驟,如果滿足,則將種群全局比較好的優(yōu)解及其對(duì)應(yīng)線纜布局的相關(guān)物理屬性分別存儲(chǔ)到xml文件中,并停止種群進(jìn)化,否則,繼續(xù)第二步。所述的步驟(5)中。隨著技術(shù)的不斷改進(jìn),傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)入了機(jī)、電結(jié)合的新階段,并不斷擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。重慶質(zhì)量機(jī)電設(shè)備哪里買
機(jī)電設(shè)備按用途可分為三大類,即產(chǎn)業(yè)類機(jī)電設(shè)備、信息類機(jī)電設(shè)備和民生類機(jī)電設(shè)備。山西出口機(jī)電設(shè)備檢測技術(shù)
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和人工智能技術(shù),尤其是一種機(jī)電產(chǎn)品電纜布線技術(shù),具體地說是一種基于多目標(biāo)優(yōu)化的機(jī)電產(chǎn)品多分支線纜組件自動(dòng)布局的實(shí)現(xiàn)方法。背景技術(shù):線纜是機(jī)電一體化設(shè)備的“血管神經(jīng)”,用于電氣元件的能量輸送與信號(hào)控制,并在航空航天、車輛、電子、船舶等復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品中被大量使用,不合理的線纜布局不僅破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性還會(huì)損壞電器元件,導(dǎo)致產(chǎn)品故障率上升,例如美國通用公司總結(jié)出發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車事件有50%的故障是由于管路、線纜和傳感器損壞導(dǎo)致的。復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的線纜大都是經(jīng)過捆扎的線纜組件,線纜布局設(shè)計(jì)涉及多個(gè)優(yōu)化目標(biāo)和多個(gè)工程約束,存在多種不同的布局方案,但大多智能優(yōu)化算法針對(duì)的是雙端單根線纜單目標(biāo)布局優(yōu)化問題,單一的將線纜的長度作為優(yōu)化目標(biāo),采用傳統(tǒng)的工程經(jīng)驗(yàn)和路徑搜索相結(jié)合的方式,獲得方案的線纜布局,缺少線纜組件可制造性和裝配難易程度等因素的考慮,合理的考慮線纜組件的總重量、可制造性和裝配難易程度等多個(gè)目標(biāo)對(duì)縮短機(jī)電產(chǎn)品的生產(chǎn)研發(fā)周期具有重大意義和必要性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的是針對(duì)機(jī)電產(chǎn)品線纜組件多目標(biāo)布局困難的問題,發(fā)明一種基于多目標(biāo)優(yōu)化的機(jī)電產(chǎn)品多分支線纜組件自動(dòng)布局的實(shí)現(xiàn)方法。山西出口機(jī)電設(shè)備檢測技術(shù)
上海錦朔機(jī)電科技中心(有限合伙)在同行業(yè)領(lǐng)域中,一直處在一個(gè)不斷銳意進(jìn)取,不斷制造創(chuàng)新的市場高度,多年以來致力于發(fā)展富有創(chuàng)新價(jià)值理念的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),在上海市等地區(qū)的電工電氣中始終保持良好的商業(yè)口碑,成績讓我們喜悅,但不會(huì)讓我們止步,殘酷的市場磨煉了我們堅(jiān)強(qiáng)不屈的意志,和諧溫馨的工作環(huán)境,富有營養(yǎng)的公司土壤滋養(yǎng)著我們不斷開拓創(chuàng)新,勇于進(jìn)取的無限潛力,上海錦朔機(jī)電科技中心供應(yīng)攜手大家一起走向共同輝煌的未來,回首過去,我們不會(huì)因?yàn)槿〉昧艘稽c(diǎn)點(diǎn)成績而沾沾自喜,相反的是面對(duì)競爭越來越激烈的市場氛圍,我們更要明確自己的不足,做好迎接新挑戰(zhàn)的準(zhǔn)備,要不畏困難,激流勇進(jìn),以一個(gè)更嶄新的精神面貌迎接大家,共同走向輝煌回來!