Многоэтапная оптимизация размещения и прокладки для компоновки автомобильных компонентов, жгутов проводки и трасс воздуховодов

Современное проектирование автомобилей включает сложные соображения и компромиссы между системной интеграцией и компоновкой, которые прямо влияют на характеристики, энергоэффективность и себестоимость. Размещение оборудования, включая управляющие платы, двигатели и вентиляторы, а также прокладка воздуховодов и проводных жгутов представляет собой трудоёмкую и сложную задачу для инженеров-конструкторов. В статье представлена автоматизированная методика определения оптимальной конфигурации упаковки компонентов, трассировки воздуховодов и компоновки жгутов проводки с целью максимизации плотности размещения компонентов и минимизации суммарной длины прокладок. Разработана двухэтапная оптимизационная схема, где на первом этапе компоненты размещаются в проектном пространстве с учётом использования объёма, перекрытий компонентов, отношений близости, доступности «точка-точка» и крепления компонентов. На втором этапе реализованы собственный алгоритм поиска пути A* и градиентная оптимизация для определения оптимальной трассировки между портами. Цель работы — с использованием A* и градиентной оптимизации минимизировать суммарную длину воздуховодов и прокладок жгутов при соблюдении ограничений по близости, перекрытию и доступности. В статье изложена методология и приведено применение на реальном примере оптимизации конструкции автомобильной приборной панели.