Verfahren zur Entwicklung von Leitungssatz-Architekturen mit genetischen Algorithmen

Im Entwicklungsprozeß für Kfz-Bordnetze wachsen in jüngster Zeit die CAD-Systeme zur mechanischen Auslegug des Fahrzeugpackages und zur Auslegung der elektrotechnischen Eigenschaften des Bordnetzes immer weiter zusammen. Die Software-Werkzeuge der Branche enthalten zunehmend Funktionalitäten, welche auf die spezifischen Anforderungen der Bordnetz-Entwicklung im Rahmen eines Digital Mockup Ansatzes ausgerichtet sind. Ein Defizit besteht jedoch nach wie vor bei der Entwicklung von Bordnetzen bzw. Leitungssätzen derart, daß deren Architektur einen Aufbau aus weitestgehend automatisch herstellbaren Montagemodulen zuläßt. die darin liegenden Rationalisierungs- und Qualtiätsverbesserungspotentiale sind enorm. Das mit dieser Arbeit vorgestellte Verfahren erlaubt den Entwurf von Leitungssatz-Architekturen zum einen nach produktspezifischen Zielgrößen (z.B. Minimierung von Leitungslängen, Anzahl Stecker, etc.), zum anderen ist es erstmals möglich, wichtige produktionsspezifische Kriterien im Entwicklungsprozeß zu berücksichtigen (Aufbau des Leitungssatzes aus für die automatisierte Konfektion geeigneten Modulen). Als Variablen zur Gestaltung einer optimierten Leitungssatz-Architekur werden die Verlegewege von Leitungen und die Plazierung von Verknüpfungsmodulen in dem durch das Fahrzeugpackage vorgegebenen Verlegkanalnetzwerk herangezogen. Zur Lösung dieser komplexen Optimierungsaufgabe wird ein genetischer Algorithmus eingesetzt. Auf Basis des Leitungssatzmodells wird mit Hilfe dieses gerichteten stochastischen Suchverfahrens iterativ eine optimierte Lösungsalternative für die Leitungssatz-Architektur bestimmt. Das resultierende Architekurmodell enthält alle optimierten Verlegewege, Trennstellen bzw. Verknüpfungsmodule im Leitungssatz sowie die Module, aus denen sich der Gesamtleitungssatz in der Montage aufbauen läßt. Das Verfahren ist in Form eines softwarebasierten Entwicklungswerkzeugs umgesetzt worden. Eingangsdaten sind die Verbindungsliste des Leitungssatzes und die geometrischen Randbedingungen des Verlegekanalnetzwerks. Die Leitungssatz-Architektur wird als 3D-Drahtmodell, die Details der Leitungssatzmodule werden in Listenform ausgegeben. Im Rahmen der Ergebnisdarstellung werden dem Anwender dieses neuen Entwicklungswerkzeugs günstige Einstellbereiche für die Parameter der verwendeten Operatoren vorgeschlagen. Dem Entwickler von Kfz-Leitungssätzen eröffnet sich mit diesem Verfahren die Möglichkeit, auf Basis einer differenzierten Gewichtung einzelner Zielkriterien verschiedene Entwurfsszenarien für Leitungssätze in kurzer Zeit durchzuspielen und nach den Vorgaben seiner Lastenhefte zu bewerten.