CN109063381B - 一种基于cad平台的汽车线束工艺设计方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车线束设计技术领域，公开了一种基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法及系统,采用CAD平台支持的C++语言的ARX开发环境，编辑各种命令模块，并结合CAD平台原始命令进行建立线束零部件信息库、建立线束工艺参数库、绘制图纸、设置内联点、设置配属零件、工艺生成与输出操作。本发明基于规则的线束段识别方法和基于模糊支持向量机(Fuzzy SVM)的电器件图形识别方法，实现了线束图纸的智能识别和线束结构信息的快速输入；将Pareto最优解和遗传算法结合起来，采用先寻优后决策求解策略的内联工艺规划优化方法，实现了内联工艺设计的智能化和最最优化。

Description

一种基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法及系统

技术领域

本发明属于汽车线束设计技术领域，尤其涉及一种基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法及系统。

背景技术

线束是指由铜材冲制而成的接触件端子(连接器)与电线电缆压接后，外面再塑压绝缘体或外加金属壳体等，以线束捆扎形成连接电路的组件。汽车线束是汽车电路的网络主体，随着人们对汽车的安全性、舒适性、经济性和排放性要求的提高，汽车线束变得越来越复杂，需要对各种线束进行设计及统计。

目前，业内常用的现有技术是这样的：

现有的技术往往是通过在CAD平台上绘图，然后导出到其他的软件(如Excel)中进行手工分类统计或使用VBA这类辅助小程序进行计算。然而在汽车电线束中所需要的电线有几百甚至上千回路，还有绞线、屏蔽线、复合配置连接器等需特殊处理的工艺操作。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)传统方式通过人工查询工艺手册，统计线号路径计算，需要消耗大量人力成本，并且准确性难以保证，需要反复核算，效率低下，已经远远不能适应企业生产的需要，不能满足企业信息化的要求；

(2)传统方式未能建立标准化工艺知识库，难以保证工艺的准确性和进行企业工艺知识的积累；

(3)传统方式对于工艺员技能要求高，企业对于员工的培养成本高；

(4)传统方式将工艺数据以Excel或纸质文件的形式存储，文件管理成本高，同时难以与ERP、MES等系统对接。

解决上述技术问题的难度和意义：

汽车工业代表着一个国家制造业发展的水平，一直是CAD/CAM技术应用的先锋和大户，这就要求汽车配套企业提高CAD/CAM的应用水平，保证汽车配套件的生产质量和按时交货的能力。目前，我国约有大大小小几百家汽车线束生产企业，其规模大小和技术水平参差不齐，形成了大多数的民营企业与少数几家外资企业竞争的市场格局。对此问题，是现有技术解决的难度。

解决现有技术存在的问题，带来的意义为：利用人工智能领域的研究成果，本发明研究和开发一种基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法及系统，并通过示范应用效应，推动我国民营汽车线束企业的技术实力和信息化水平的提高，增强我国民营汽车线束生产企业在全球化环境下的市场竞争力，从而产生巨大的社会效益。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法及系统。

本发明是这样实现的，一种基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法，采用CAD平台支持的C++语言的ARX开发环境，编辑各种命令模块，并结合CAD平台原始命令进行如下操作步骤。

步骤1：建立线束零部件信息库：将线束产品原材料的信息，如图形文件、物料编码、物料工艺特性、加工特性、物料间的配属关系维护到线束零部件信息库中；

步骤2：建立线束工艺参数库：维护各种工艺符号对应的工艺消耗和工艺操作特征，维护电线各种特征下附加长度，绞线的操作方法对应物料消耗，内联点压接方式和包覆方式对应的工艺消耗，连接器的特殊工艺方法；

步骤3：绘制图纸：包括设定线号参数，绘制线束主干线以及支线的连接关系，绘制连接器及连接器与线束回路的连接关系定连接器参数、设定分支点参数、及设定长度参数；该连接器录入相应的线号参数，根据物料信息库中连接器配置关系和该连接器相应的孔位线号的电线特征选择适当的端子、密封塞、盲堵、连接器附件等；

步骤4：设置内联点：分析两个及两个以上的关联线号之间使这些线号的电线总长度最短的内联点，并将改内联点标记在图纸上和记录产品库中；

步骤5：设置配属零件：绘制线束产品的附加材料，如包覆件、配带材料等；

步骤6：工艺生成与输出：根据线号所在连接器中的位置和内联点的位置，遍历各线号的路径，计算各线号回路的长度，查询线束工艺参数库，为个线号回路配置端子、防水塞以及工艺操作方法的到下线表；统计线束图纸中使用的材料消耗，得到原材料消耗清单；

所述步骤3中所述连接器参数包括位置参数、端子参数及电线参数，所述位置参数设置在产品数据上。

所述步骤3中，在绘制连接器，根据材料库中连接器的配置关系和以绘制完成的图形数据，实时分析判定线束数字模型的合理性和配置数据，保证线束数字模型的准确性；

所述连接器包括若干数据(附件、端子、防水栓等)记录导产品数据库中；

所述步骤4中，运用托(Pareto)遗传算法的内联工艺规划算法，该方法将Pareto最优解和遗传算法结合起来，采用先寻优后决策求解策略的内联工艺规划优化方法，实现了内联工艺设计的智能化和最最优化

本发明的另一目的在于提供一种实现所述基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法的计算机程序。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法的信息数据处理终端。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法的基于CAD平台的汽车线束工艺设计系统，所述基于CAD平台的汽车线束工艺设计系统包括：

线束零部件信息库建立模块：将线束产品原材料的图形文件、物料编码、物料工艺特性、加工特性、物料间配属关系的信息维护到线束零部件信息库中；

线束工艺参数库建立模块：维护各种工艺符号对应的工艺消耗和工艺操作特征，维护电线各种特征下附加长度；

图纸绘制模块：设定线号参数，绘制线束主干线以及支线的连接关系，绘制连接器及连接器与线束回路的连接关系确定连接器参数、设定分支点参数、及设定长度参数；

内联点设置模块：分析两个及两个以上的关联线号之间使这些线号的电线总长度最短的内联点，并将改内联点标记在图纸上和记录产品库中；

配属零件设置模块：绘制线束产品的件、配带材料附加材料；

工艺生成与输出模块：根据线号所在连接器中的位置和内联点的位置，遍历各线号的路径，计算各线号回路的长度；查询线束工艺参数库，为各线号回路配置端子、防水塞以及工艺操作方法的下线表；统计线束图纸中使用的材料消耗，得到原材料消耗清单。

本发明的另一目的在于提供一种利用所述基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法制备的车辆线束。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

(1)本发明采用面向对象方法对线束产品图进行分析建模，建立一个统一、完整的线束产品模型、实现产品信息与图形信息的关联操作。建立线束工艺设计的知识库，研究根据线束产品图模型自动生成线束生产工艺的推理机制以提高线束制造企业工艺设计的效率和质量；

(2)本发明基于规则的线束段识别方法和基于模糊支持向量机(Fuzzy SV M)的电器件图形识别方法，实现了线束图纸的智能识别和线束结构信息的快速输入；

(3)本发明基于帕累托(Pareto)遗传算法的内联工艺规划算法，该方法将Pareto最优解和遗传算法结合起来，采用先寻优后决策求解策略的内联工艺规划优化方法，实现了内联工艺设计的智能化和最最优化。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法流程图。

图2是本发明实施例提供的基于CAD平台的汽车线束工艺设计系统示意图。

图中：1、线束零部件信息库建立模块；2、线束工艺参数库建立模块；3、图纸绘制模块；4、内联点设置模块；5、配属零件设置模块；6、工艺生成与输出模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

传统方式通过人工查询工艺手册，统计线号路径计算，需要消耗大量人力成本，并且准确性难以保证，需要反复核算，效率低下，已经远远不能适应企业生产的需要，不能满足企业信息化的要求。

本发明基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法，通过建立标准化的线束零部件信息库，将主机厂图纸与线束零部件信息库进行对比，补充缺省信息，快速完成工艺生产图纸的装换，

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1，本发明实施例提供的基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法，采用CAD平台支持的C++语言的ARX开发环境，编辑各种命令模块，并结合CAD平台原始命令进行如下操作步骤：

本优选实例中，以AutoCAD为CAD平台进行说明，包括以下步骤。

步骤1：建立线束零部件信息库：该步骤包括录入零件的基础信息、设置图块、设置配属关系及附属长度。以连接器参数设置为例，建立一个对话框，在其中录入连接器的材料属性，主要信息为零件型号、名称、孔数、图块等信息；对照建立的图块中的子块信息指定每个子块的所配置的孔位附加长度、附件等信息；

步骤2：建立线束工艺参数库：维护各种工艺符号对应的工艺消耗和工艺操作特征，维护电线各种特征下附加长度，绞线的操作方法对应物料消耗，内联点压接方式和包覆方式对应的工艺消耗，连接器的特殊工艺方法；

步骤3：绘制图纸；该步骤包括绘制连接器及连接关系、设定连接器参数、设定分支点参数、及设定长度参数，各内容具体如下：

所述绘制连接器z1；所述连接器z1通过零件型号从数据库中调用该连接器的数字模型，连接器参数、设定分支点参数、及设定长度参数；所述连接器参数、分支点参数、长度参数；

所述连接器z1具有六个连接块，每一连接块均包括有端子参数及电线参数。电线参数是指连接该连接器的对应端子的电线的线号、直径、颜色等等参数；端子参数是指对应该电线的端子所属连接器位置、端子孔位等等参数。

举例说明，其中一个连接块(1901/0.75W)，该电线参数是线号为1901,直径为0.75mm、颜色为白色(W定代表白色)；显示端子参数如表示该端子所属连接器位置为z1、孔位为1等等。

同理，每一连接器z1所述附属块只显示部分附属参数，如该连接器的位置P1、功能“接至车身主线束”、名称“护套”等等。

本发明步骤3绘制图纸除了直接绘制各块的方式，也可以通过将现有的图纸中转换过来，转换方法是将与相似的不具备块的普通图形转化为本发明中具有块的图形及数据库文件。如将客户原始图形中的连接器内的电线参数转换为连接块、连接器的标注转换为附属块的支点自动转换为分支块、及表示长度的数字转换为长度块，这些转换后的块均具有一定的基本参数；然后选择性地将转换后的块补充参数；

步骤4：设置内联点；本发明内联点的意思是指当不同的连接器10中的具有相同线号的连接块12多于两个的时候，由于相同线号两两之间均需要连线，可能会形成部分重复的回路，需要选择一个合理的结合点，将重复的线路合并为一根，该点为内联点。

本发明根据具有相同线号的连接块的不同位置，对所经过的路线上的所有分支点假设为内联点后所形成的总长进行计算，比较后得出总长最短的线路的那个分支点作为内联点。例如连接块(1901/0.75W)在P1、P2、P6位置的连接器均有，设定好的程序根据最短原理将短路点设置在分支点J01上，并自动生成内联点放置在该短路点上，该内联点设置有对应的参数。同时，输出该内联点的参数的表格供使用者判断，该表可以显示短路点的相关连接。如果在复杂的图纸中同一线号出现多个短路点，而使用者由于成本的因素认为某短路点不需要，使用者则可以删除该短路点，而程序会自动根据使用者的删除将到达这个点的电线快速移到另一个点去短路来确保同一组的所有电线处于同一电位。可以理解地，在有的图纸处理中并不会出现短路点或者不需要设置内联点，所以该的步骤并非必要的。

步骤5：工艺生成与输出：

工艺生成与输出：根据线号所在连接器中的位置和内联点的位置，遍历各线号的路径，计算各线号回路的长度，查询线束工艺参数库，为个线号回路配置端子、防水塞以及工艺操作方法的到下线表；统计线束图纸中使用的材料消耗，得到原材料消耗清单；当已设置内联点时，直接根据所绘制的连接器z1，读取各连接器z1的端子参数及电线参数，自动计算相同的线号省去短路点重复部分以后的总长，并将各参数自动生成所需的物料表格。

本发明基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法，通过建立标准化的线束零部件信息库，将主机厂图纸与线束零部件信息库进行对比，补充缺省信息，快速完成工艺生产图纸的装换，如图1技术流程所示，同时获取线束产品数据，查询线束工艺参数库，快速计算生产工艺，工艺标准化，准确快捷。

如图2，本发明实施例提供的基于CAD平台的汽车线束工艺设计系统包括：

线束零部件信息库建立模块1：将线束产品原材料的图形文件、物料编码、物料工艺特性、加工特性、物料间配属关系的信息维护到线束零部件信息库中；

线束工艺参数库建立模块2：维护各种工艺符号对应的工艺消耗和工艺操作特征，维护电线各种特征下附加长度；

图纸绘制模块3：设定线号参数，绘制线束主干线以及支线的连接关系，绘制连接器及连接器与线束回路的连接关系确定连接器参数、设定分支点参数、及设定长度参数；

内联点设置模块4：分析两个及两个以上的关联线号之间使这些线号的电线总长度最短的内联点，并将改内联点标记在图纸上和记录产品库中；

配属零件设置模块5：绘制线束产品的件、配带材料附加材料；

工艺生成与输出模块6：根据线号所在连接器中的位置和内联点的位置，遍历各线号的路径，计算各线号回路的长度；查询线束工艺参数库，为各线号回路配置端子、防水塞以及工艺操作方法的下线表；统计线束图纸中使用的材料消耗，得到原材料消耗清单。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法，其特征在于，所述基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法包括：

采用CAD平台支持的C++语言的ARX开发环境，编辑各种命令模块，并结合CAD平台原始命令进行建立线束零部件信息库、建立线束工艺参数库、绘制图纸、设置内联点、设置配属零件、工艺生成与输出操作；

所述基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法具体包括：

步骤一：建立线束零部件信息库：将线束产品原材料的图形文件、物料编码、物料工艺特性、加工特性、物料间配属关系的信息维护到线束零部件信息库中；

步骤二：建立线束工艺参数库：维护各种工艺符号对应的工艺消耗和工艺操作特征，维护电线各种特征下附加长度；

步骤三：绘制图纸：设定线号参数，绘制线束主干线以及支线的连接关系，绘制连接器及连接器与线束回路的连接关系确定连接器参数、设定分支点参数、及设定长度参数；

步骤四：设置内联点：分析两个及两个以上的关联线号之间的最短电线总长度作为内联点，并将该内联点标记在图纸上和记录产品库中；

步骤五：设置配属零件：绘制线束产品的件、配带材料附加材料；

步骤六：工艺生成与输出：根据线号所在连接器中的位置和内联点的位置，遍历各线号的路径，计算各线号回路的长度；查询线束工艺参数库，为各线号回路配置端子、防水塞以及工艺操作方法的下线表；统计线束图纸中使用的材料消耗，得到原材料消耗清单。

2.如权利要求1所述的基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法，其特征在于，所述步骤三中所述连接器参数包括位置参数、端子参数及电线参数，所述位置参数设置在产品数据上；

根据材料库中连接器的配置关系和以绘制完成的图形数据绘制连接器，实时分析判定线束数字模型的合理性和配置数据；

连接器包括的附件、端子、防水栓若干数据记录到产品数据库中。

3.如权利要求1所述的基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法，其特征在于，步骤四中，运用托遗传算法的内联工艺规划算法，将Pareto最优解和遗传算法结合起来，采用先寻优后决策求解策略的内联工艺规划优化方法进行内联工艺设计的智能化和最优化。

4.一种实现权利要求1～3任意一项所述基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法的信息数据处理终端。

5.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-3任意一项所述的基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法。

6.一种实现权利要求1所述基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法的基于CAD平台的汽车线束工艺设计系统，其特征在于，所述基于CAD平台的汽车线束工艺设计系统包括：

线束零部件信息库建立模块：将线束产品原材料的图形文件、物料编码、物料工艺特性、加工特性、物料间配属关系的信息维护到线束零部件信息库中；

线束工艺参数库建立模块：维护各种工艺符号对应的工艺消耗和工艺操作特征，维护电线各种特征下附加长度；

图纸绘制模块：设定线号参数，绘制线束主干线以及支线的连接关系，绘制连接器及连接器与线束回路的连接关系确定连接器参数、设定分支点参数、及设定长度参数；

内联点设置模块：分析两个及两个以上的关联线号之间的最短电线总长度作为内联点，并将该内联点标记在图纸上和记录产品库中；

配属零件设置模块：绘制线束产品的件、配带材料附加材料；

工艺生成与输出模块：根据线号所在连接器中的位置和内联点的位置，遍历各线号的路径，计算各线号回路的长度；查询线束工艺参数库，为各线号回路配置端子、防水塞以及工艺操作方法的下线表；统计线束图纸中使用的材料消耗，得到原材料消耗清单。

7.一种利用权利要求1所述基于CAD平台的汽车线束工艺设计方法制备的车辆线束。

Images