EP3365816A1 - Vorrichtung, programm und computerlesbares medium zur bestimmung der kabelführung in luftfahrzeugen - Google Patents

Vorrichtung, programm und computerlesbares medium zur bestimmung der kabelführung in luftfahrzeugen

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Publication number
EP3365816A1
EP3365816A1 EP16790537.1A EP16790537A EP3365816A1 EP 3365816 A1 EP3365816 A1 EP 3365816A1 EP 16790537 A EP16790537 A EP 16790537A EP 3365816 A1 EP3365816 A1 EP 3365816A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
aircraft
consumers
consumer
key performance
installation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16790537.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Gonnsen
Marcel ZENKER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Operations GmbH
Original Assignee
Airbus Operations GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Operations GmbH filed Critical Airbus Operations GmbH
Publication of EP3365816A1 publication Critical patent/EP3365816A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/15—Vehicle, aircraft or watercraft design
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D11/00—Passenger or crew accommodation; Flight-deck installations not otherwise provided for
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • G06F2111/20—Configuration CAD, e.g. designing by assembling or positioning modules selected from libraries of predesigned modules
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    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/16—Cables, cable trees or wire harnesses

Definitions

  • the invention relates to the configuration of aircraft.
  • the invention relates to an aircraft configurator for calculating locations of consumers and routes along which consumers are to connect to appropriate suppliers, a method of calculating locations of consumers in an aircraft and routes along which consumers are to connect to appropriate suppliers , a program element and a computer readable medium.
  • modified airfoils and hull shapes can be used to improve the aircraft's resistance and buoyancy characteristics. For certain applications, it may be make sense to provide so-called. Winglets at the ends of the wings, which can improve the aerodynamic properties of the aircraft.
  • a first aspect of the invention relates to an aircraft configurator for
  • Aircraft configurator is, for example, a computer-aided system having a data memory on which comprehensive structural data of the aircraft and the components to be installed therein are stored. In particular, information about the geometry of the aircraft and about the consumers and suppliers to be installed therein or all available for installation are stored in the data memory.
  • An input unit is provided, which is designed for entering the installation locations and the type of consumers to be installed. In addition, one is
  • Arithmetic unit which is designed to identify a supplier to which a corresponding consumer is to be connected, as well as for calculating a number of alternative routes along which the consumer can be connected to the supplier. After the arithmetic unit has now calculated alternative cable or cable routes, along which the cables or cables can run to connect the consumer to its associated provider, the arithmetic unit can identify that of the calculated routes, in which a so-called.
  • Key performance indicator or a (mathematical) function eg a sum) of several, for example differently weighted key performance indicators of the aircraft is optimal eg with regard to the length of the aircraft or its weight.
  • the one key performance indicator or the function (more precisely, the value of the function) from a plurality of key performance indicators is as small as possible.
  • the aircraft configurator is able to calculate and output the optimal cable route for the intended use of the aircraft.
  • the key performance indicator is, for example, the weight of the aircraft, the distance of the center of gravity of the aircraft from a desired center of gravity position, or the installation time required to install the consumer and establish the connection between the consumer and the utility.
  • the key performance indicator to be optimized can be the installation time.
  • the selected cable route ensures that, on the one hand, the weight of the aircraft is as low as possible, but on the other hand, that a certain maximum construction time is not exceeded, and, moreover, that the distance of the center of gravity from the optimum center of gravity position does not exceed a certain threshold exceeds.
  • system may be designed to allow the use of standard cables, as this can reduce installation and manufacturing costs.
  • the arithmetic unit changes from itself the installation location of a user to be installed by the user in order to further optimize (for example, reduce) the key performance indicator or the function or the function of the differently weighted key performance indicators.
  • an input unit for inputting the key performance indicator can be provided.
  • the arithmetic unit is designed for the identification of consumers whose installation locations are not to be changed.
  • the user can prevent the arithmetic unit of itself from changing the installation locations of certain consumers in order to optimize the key performance indicator or the sum of various key performance indicators, that is to say to reduce them, for example.
  • the consumers are, for example, aircraft toilets, sinks, kitchen appliances, ventilations, lights, loudspeakers and / or display devices, seat supplies, Communication systems such as on-board telephones, flight personal displays, service switches.
  • the corresponding suppliers are, for example, water tanks, fuel cells, fuel tanks, air sources or air conditioning components or, in general, power or data sources.
  • the arithmetic unit is designed to create an installation plan for the consumer and further comprises an output unit for outputting the installation plan to a user.
  • This installation plan may refer to the provision of information about the installation locations of consumers and utilities as well as the corresponding, too
  • the installation plan may contain additional information, such as information about the type and design of the
  • the arithmetic unit may be programmed to exchange a user-selected consumer with another consumer if this results in optimizing the corresponding key performance parameter or the sum of the key performance parameters.
  • the computing unit can also be designed to change the design of a consumer, for example the position of the connection interfaces, via which the consumer is connected to the line or the cable.
  • the installation plan includes all cabin installations as well as the structural components of the aircraft, which in part have an effect on the cable route to be carried out, but at least takes into account.
  • the arithmetic unit may be programmed not only to calculate alternative routes and possibly to change the installation location of one or more consumers or suppliers, but also to change the installation location and / or design of another component or structural element of the aircraft to achieve the desired goal, namely the optimization of a key performance indicator or a function of key performance indicators.
  • Another aspect of the invention relates to a method for calculating locations of consumers in an aircraft and routes along which consumers are to connect to appropriate suppliers. This initially stores information about the geometry of the aircraft and about installable consumers and utilities. Furthermore, installation locations and type of consumers to be installed are entered and a utility is identified, to which the corresponding consumer is to be connected.
  • Performance indicator or a function of several differently weighted key performance indicators of the aircraft is optimized or as low as possible.
  • a further aspect of the invention relates to a program element which, when executed on an arithmetic unit of an aircraft configurator, the
  • a further aspect of the invention relates to a computer-readable medium on which the program element described above is stored.
  • Fig. 1 shows an aircraft configurator according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 2 shows the description of a route element using
  • Fig. 3 shows alternative cable routes according to an embodiment of the
  • Invention. 4 shows a flow chart of a method according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 5 shows frames of an aircraft.
  • Fig. 6 shows a cross section of the fuselage of an aircraft, divided into different areas.
  • Fig. 1 shows an aircraft configurator according to an embodiment of the invention.
  • the Aircraft Configurator is used to calculate locations of electrical or other loads in an aircraft, and routes along which consumers are to be connected to appropriate providers in the aircraft.
  • the aircraft configurator has a computing unit 101 which is connected to the
  • the arithmetic unit requires comprehensive data, which are stored in the data memory 103, and which in particular include information about the geometry of the aircraft and about installable consumers and suppliers.
  • the arithmetic unit 101 is connected to an input unit 102, which is designed for inputting the installation locations and the type of consumers to be installed.
  • an output unit 104 for example in the form of a printer or a display, is provided, via which the installation and connection diagram generated by the arithmetic unit 101 can be output.
  • the output can be in the form of a PD (Principle Diagram) of a FD (Functional Diagram) or a WD (Wire Diagram).
  • the arithmetic unit can, for example, consult a three-dimensional grid which images the geometry of the aircraft and its installations. Starting from this three-dimensional grid, the arithmetic unit can now have a specific consumer Position at a specific point and then calculate possible cable and / or cable routes from the consumer to the corresponding supplier.
  • This process can then be carried out for all consumers and suppliers. It can be provided that the user determines the position of one, several or all consumers themselves.
  • the computing unit may be programmed to change the position of one or more or all consumers (unless the user has prohibited this for one or more consumers), followed by a re-calculation of the corresponding cable routes.
  • the arithmetic unit can compare whether the new positions and cable routes are "cheaper" than the previous ones, if so, for example, certain positions can be defined as fixed and other positions or
  • Cable routes can be varied again to get even better results. This iterative process may be performed until a selected Key Performance Indicator or function of multiple Key Performance Indicators (for example, this may be a sum of different Key Performance Indicators that are weighted equally or differently) to an acceptable, predetermined one Size was optimized.
  • Both the consumers and suppliers to be installed in the aircraft as well as the other installations to be installed therein as well as the cables and lines that can be used can be defined by means of description logic.
  • An example of this is shown in FIG. 2, in which a position indicator r2, c2 is to be seen, which is described with logical statements in the form of description logic.
  • the position indicator 201 may be located to the right of the installation (see arrow 203), to the left of an installation (see arrow 202), over the installation (see arrow 205), or under the installation (see arrow 204).
  • a fundamental consideration is that the aircraft or at least a certain area of the aircraft, for example the fuselage or the passenger cabin, is subdivided into abstract areas of space.
  • These spatial regions can be predetermined, for example, by the former regions in the x-direction (see FIG. 5). These different regions can also be split further in the yz plane (see FIG. 6, which shows a cross section of the fuselage).
  • the x-axis in this case runs in the direction of flight, ie along the longitudinal axis of the
  • the z-axis is the vertical axis and the y-axis is the transverse axis.
  • Aircraft configuration considering one or more key
  • Performance indicators eg total weight, installation time,
  • the arithmetic unit outputs, for example, an installation plan for the consumers, which indicates the position and the type of consumers as well as the corresponding line and / or cable routes.
  • the use of description logic describes the functional, possible links between consumers, cables and lines, utilities and other components of the aircraft.
  • Fig. 3 shows a possible result of the method described above.
  • Places 301 and 302 indicate the positions of a consumer and a utility, which should be connected to each other.
  • the direct route leads diagonally through the aircraft cabin (see 303).
  • Alternative routes are designated by lines 304, 305, 306.
  • Route 306 takes into account geometric factors such as the shape of the fuselage, the shape and position of structural components such as frames and stringers, and brackets attached thereto.
  • the aircraft configurator compares the various alternative line and cable routes 303-306 and identifies the route for which a selected key performance indicator or, for example, a sum of weighted selected key performance indicators is most optimized (e.g., lowest). This route is then chosen for the aircraft's construction.
  • FIG. 4 shows a flow chart of a method according to an embodiment of the invention.
  • step 401 retrieving information about the geometry of the aircraft and about installable consumers and suppliers from a computing unit from a database.
  • the arithmetic unit receives installation locations and type of consumers to be installed from a user, and in step 403, the arithmetic unit identifies a particular utility to which a corresponding consumer is to be connected.
  • step 404 various alternative routes along which the consumer is connectable to the provider are calculated and, in step 405, that of the calculated routes is identified where a key performance indicator or a sum of several key performance indicators of the aircraft is minimal.
  • step 406 a corresponding finished installation plan is output.

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Abstract

Luftfahrzeugkonfigurator zur Berechnung von Einbauorten von Verbrauchern (301) und von Routen (303, 304, 305, 306), entlang derer die Verbraucher an entsprechende Versorger (302) des Luftfahrzeugs anzuschließen sind. Eine Recheneinheit (101) kann verschiedene Anschlussrouten berechnen und diejenige Anschlussroute auswählen, bei der ein Key Performance Indikator optimal ist und zusätzliche Installationen berücksichtigt, welche die Route beeinflussen. Hierdurch ist es möglich, die Effizienz bei der Herstellung des Luftfahrzeugs sowie die Effizienz beim Betrieb des Luftfahrzeugs zu erhöhen.

Description

VORRICHTUNG, PROGRAMM UND COMPUTERLESBARES MEDIUM ZUR BESTIMMUNG DER KABELFÜHRUNG IN LUFTFAHRZEUGEN
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft die Konfiguration von Luftfahrzeugen. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Luftfahrzeugkonfigurator zur Berechnung von Einbauorten von Verbrauchern und von Routen, entlang derer die Verbraucher an entsprechende Versorger anzuschließen sind, ein Verfahren zur Berechnung von Einbauorten von Verbrauchern in einem Luftfahrzeug und von Routen, entlang derer die Verbraucher an entsprechende Versorger anzuschließen sind, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium.
Technischer Hintergrund
Zur Effizienzsteigerung des Betriebs von Luftfahrzeugen können verschiedene Maßnahmen getroffen werden. Beispielsweise ist es möglich, effizientere
Flugzeugtriebwerke einzusetzen, welche sich durch verminderten
Treibstoffverbrauch auszeichnen. Auch können modifizierte Tragflächenprofile und Rumpfformen eingesetzt werden, um den Widerstand des Luftfahrzeugs und dessen Auftriebseigenschaften zu verbessern. Bei bestimmten Anwendungen kann es sich als sinnvoll erweisen, sog. Winglets an den Enden der Tragflächen vorzusehen, welche die aerodynamischen Eigenschaften des Flugzeugs verbessern können.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Effizienz von Luftfahrzeugen weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Luftfahrzeugkonfigurator zur
Berechnung von Einbauorten von Verbrauchern und von Routen, entlang derer die Verbraucher an entsprechende Versorger anzuschließen sind. Bei dem
Luftfahrzeugkonfigurator handelt es sich beispielsweise um ein computergestütztes System, welches einen Datenspeicher aufweist, auf dem umfassende bauliche Daten des Luftfahrzeugs und der darin zu verbauenden Komponenten gespeichert sind. Insbesondere sind in dem Datenspeicher Informationen über die Geometrie des Luftfahrzeugs und über die darin zu installierenden bzw. sämtliche zur Installation zur Verfügung stehenden Verbraucher und Versorger gespeichert.
Es ist eine Eingabeeinheit vorgesehen, die zum Eingeben der Einbauorte und der Art der zu installierenden Verbraucher ausgeführt ist. Darüber hinaus ist eine
Recheneinheit vorgesehen, die zum Identifizieren eines Versorgers, an dem ein entsprechender Verbraucher anzuschließen ist, sowie zum Berechnen mehrerer alternativer Routen, entlang derer der Verbraucher an den Versorger anschließbar ist, ausgeführt ist. Nachdem die Recheneinheit nun alternative Leitungs- oder Kabelrouten berechnet hat, entlang derer die Leitungen bzw. Kabel verlaufen können, um den Verbraucher an den ihm zugeordneten Versorger anzuschließen, kann die Recheneinheit diejenige der berechneten Routen identifizieren, bei der ein sog. Key Performance Indikator oder eine (mathematische) Funktion (z.B. eine Summe) aus mehreren, beispielsweise unterschiedlich gewichteten Key Performance Indikatoren des Luftfahrzeugs optimal z.B. hinsichtlich der Länge des Luftfahrzeugs oder dessen Gewicht ist.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der eine Key Performance Indikator oder die Funktion (genauer: der Wert der Funktion) aus mehreren Key Performance Indikatoren möglichst gering ist.
Somit ist der Luftfahrzeugkonfigurator in der Lage, die für den geplanten Einsatz des Luftfahrzeugs jeweils optimale Kabelroute zu berechnen und auszugeben. Bei dem Key Performance Indikator handelt es sich beispielsweise um das Gewicht des Luftfahrzeugs, die Entfernung des Schwerpunkts des Luftfahrzeugs von einer gewünschten Schwerpunktposition oder die zur Installation des Verbrauchers und zur Herstellung der Verbindung zwischen dem Verbraucher und dem Versorger benötigte Installationszeit.
Somit kann in einem einfachen Fall vorgesehen sein, dass dafür gesorgt wird, dass das Gesamtgewicht des Luftfahrzeugs möglichst gering ausfällt. In einem anderen Fall kann dafür gesorgt sein, dass die Schwerpunktlage des Luftfahrzeugs möglichst nahe an der optimalen Schwerpunktlage liegt, da hierdurch Treibstoff eingespart werden kann. Steht beispielsweise im Vordergrund, das Luftfahrzeug in möglichst geringer Zeit zusammenzubauen, kann der zu optimierende Key Performance Indikator die Installationszeit sein.
Es kann vorgesehen sein, dass nicht nur einer dieser Key Performance Indikatoren optimiert wird, sondern vielmehr eine Funktion aus einer Mehrzahl an Key Performance Indikatoren, welche beispielsweise unterschiedlich gewichtet sein können. So kann vorgesehen sein, dass die ausgewählte Kabelroute dafür sorgt, dass einerseits das Gewicht des Luftfahrzeugs möglichst niedrig ist, dass andererseits es aber auch eine bestimmte Höchstbauzeit nicht überschritten wird, und dass darüber hinaus der Abstand des Schwerpunkts von der optimalen Schwerpunktposition einen bestimmten Schwellwert nicht übersteigt.
Auch kann das System ausgeführt sein, die Verwendung von Standardkabeln zu ermöglichen, da hierdurch Installations- und Herstellungskosten reduziert werden können.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Recheneinheit den vom Benutzer eingegebenen Einbauort eines zu installierenden Verbrauchers von sich aus ändert, um den Key Performance Indikator bzw. die Funktion oder die Funktion der unterschiedlich gewichteten Key Performance Indikatoren weiter zu optimieren (bspw. zu reduzieren).
Weiterhin kann eine Eingabeeinheit zum Eingeben des Key Performance Indikators vorgesehen sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Recheneinheit zur Identifikation von Verbrauchern ausgeführt, deren Einbauorte nicht zu ändern sind. Somit kann der Benutzer verhindern, dass die Recheneinheit von sich aus die Einbauorte bestimmter Verbraucher verändert, um den Key Performance Indikator bzw. die Summe verschiedener Key Performance Indikatoren zu optimieren, also beispielsweise zu reduzieren.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei den Verbrauchern zum Beispiels um Flugzeugtoiletten, Waschbecken, Küchengeräte, Lüftungen, Lichter, Lautsprecher und/oder Anzeigeeinrichtungen, Sitzversorgungen, Kommunikationssysteme wie Bordtelefone, Flug Personal Displays, Service Schalter . Bei den entsprechenden Versorgern handelt es sich beispielsweise um Wassertanks, Brennstoffzellen, Treibstofftanks, Luftquellen oder Klimaanlagenkomponenten oder allgemein um Strom oder Datenquellen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Recheneinheit zur Erstellung eines Installationsplans für die Verbraucher ausgeführt und weist des Weiteren eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe des Installationsplans an einen Benutzer auf. Dieser Installationsplan kann auf die Bereitstellung von Informationen über die Einbauorte der Verbraucher und Versorger sowie die entsprechenden, zu
verwendenden Routen der Verbindungen zwischen Verbraucher und Versorger beschränkt sein. Der Installationsplan kann aber noch weitere Informationen enthalten, beispielsweise Informationen über die Art und das Design der
einzubauenden Verbraucher und Versorger. Die Recheneinheit kann programmiert sein, einen vom Benutzer gewählten Verbraucher durch einen anderen Verbraucher auszutauschen, falls dies dazu führt, dass der entsprechende Key Performance Parameter bzw. die Summe der Key Performance Parameter hierdurch optimiert wird. Auch kann die Recheneinheit ausgeführt sein, das Design eines Verbrauchers zu ändern, beispielsweise die Lage der Anschlussschnittstellen, über welche der Verbraucher an die Leitung bzw. das Kabel angeschlossen wird.
Auch kann vorgesehen sein, dass der Installationsplan sämtliche Kabineneinbauten sowie die Strukturbauteile des Luftfahrzeugs, welche teilweise Auswirkungen auf die durchzuführende Kabel Route haben, mitumfasst, zumindest jedoch berücksichtigt, . Die Recheneinheit kann insbesondere programmiert sein, nicht nur alternative Routen zu berechnen und ggf. den Einbauort eines oder mehrerer Verbraucher oder Versorger zu verändern, sondern darüber hinaus auch Einbauort und/oder Design einer anderen Einbaute oder eines Strukturelements des Luftfahrzeugs zu ändern, um das gewünschte Ziel zu erreichen, nämlich die Optimierung eines Key Performance Indikators bzw. einer Funktion aus Key Performance Indikatoren.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Berechnung von Einbauorten von Verbrauchern in einem Luftfahrzeug und von Routen, entlang derer die Verbraucher an entsprechende Versorger anzuschließen sind. Hierbei werden zunächst Informationen über die Geometrie des Luftfahrzeugs und über darin installierbare Verbraucher und Versorger gespeichert. Weiter werden Einbauorte und Art der zu installierenden Verbraucher eingegeben und es wird ein Versorger identifiziert, an den der jeweils entsprechende Verbraucher anzuschließen ist.
Nachfolgend werden auf die Route einflussnehmende Installationen identifiziert und für die Route berücksichtigt, um den Lösungsraum der möglichen Routen
einzuschränken. Daraufhin werden verschiedene alternative Routen, entlang derer die Verbraucher an die entsprechenden Versorger anschließbar sind, berechnet und es erfolgt eine Identifikation derjenigen berechneten Route, bei der ein Key
Performance Indikator oder eine Funktion aus mehreren, unterschiedlich gewichteten Key Performance Indikatoren des Luftfahrzeugs optimiert bzw. möglichst günstig ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Programmelement, das, wenn es auf einer Recheneinheit eines Luftfahrzeugkonfigurators ausgeführt wird, die
Recheneinheit anleitet, die folgenden Schritte durchzuführen: Abrufen von
Informationen über die Geometrie des Luftfahrzeugs und über darin installierbare Verbraucher und Versorger; Entgegennehmen der Einbauorte und der Art der zu installierenden Verbraucher; Identifizieren eines Versorgers, an dem der
entsprechende Verbraucher anzuschließen ist; Berechnen verschiedener alternativer Routen, entlang derer der Verbraucher an den Versorger anschließbar ist;
Identifizieren derjenigen berechneten Route, bei der ein Key Performance Indikator oder eine Funktion aus mehreren, unterschiedlich gewichteten Key Performance Indikatoren des Luftfahrzeugs optimiert ist. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem das oben beschriebene Programmelement gespeichert ist.
Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich. Werden in der folgenden Figurenbeschreibung die gleichen
Bezugszeichen verwendet, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente.
Kurze Beschreibung der Figuren
Fig. 1 zeigt einen Luftfahrzeugkonfigurator gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2 zeigt die Beschreibung eines Routenelements mithilfe von
Beschreibungslogik.
Fig. 3 zeigt alternative Kabelrouten gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung. Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 5 zeigt Spanten eines Luftfahrzeugs. Fig. 6 zeigt einen Querschnitt des Rumpfes eines Luftfahrzeugs, aufgeteilt in unterschiedliche Bereiche.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen Fig. 1 zeigt einen Luftfahrzeugkonfigurator gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Luftfahrzeugkonfigurator dient der Berechnung von Einbauorten von elektrischen oder anderen Verbrauchern in einem Luftfahrzeug, und von Routen, entlang derer die Verbraucher an entsprechende Versorger im Luftfahrzeug anzuschließen sind.
Der Luftfahrzeugkonfigurator weist eine Recheneinheit 101 auf, die zum
Identifizieren eines Versorgers, an den einer oder mehrere entsprechende
Verbraucher anzuschließen sind, sowie zum Berechnen alternativer Routen, entlang derer die Verbraucher an den Versorger anschließbar sind, ausgeführt ist. Hierfür benötigt die Recheneinheit umfassende Daten, welche im Datenspeicher 103 gespeichert sind, und welche insbesondere Informationen über die Geometrie des Luftfahrzeugs und über darin installierbare Verbraucher und Versorger umfassen. Darüber hinaus ist die Recheneinheit 101 an eine Eingabeeinheit 102 angeschlossen, die zum Eingeben der Einbauorte und der Art der zu installierenden Verbraucher ausgeführt ist.
Weiter ist eine Ausgabeeinheit 104, beispielsweise in Form eines Druckers oder eines Displays vorgesehen, über welche der von der Recheneinheit 101 erzeugte Installations- und Anschlussplan ausgegeben werden kann. Die Ausgabe kann in Form eines PDs (Principle Diagram) eines FDs (Functional Diagram) oder eines WDs (Wire Diagram) erfolgen. Um die Lage der Einbauorte der Verbraucher und Versorger sowie die Routen der Verbindungen zwischen diesen beiden Gruppen berechnen zu können, kann die Recheneinheit beispielsweise ein dreidimensionales Gitter hinzuziehen, welches die Geometrie des Luftfahrzeugs und dessen Einbauten abbildet. Ausgehend von diesem dreidimensionalen Gitter kann die Recheneinheit nun einen bestimmten Verbraucher an einer bestimmten Stelle positionieren und dann mögliche Leitungs- und/oder Kabelrouten vom Verbraucher zum entsprechenden Versorger berechnen.
Dieser Vorgang kann dann für sämtliche Verbraucher und Versorger durchgeführt werden. Es kann vorgesehen sein, dass der Benutzer die Position eines, mehrerer oder sämtlicher Verbraucher selber bestimmt. Jedenfalls kann die Recheneinheit so programmiert sein, dass sie die Position eines, mehrerer oder sämtlicher Verbraucher ändert (außer der Nutzer hat dies für einen oder mehrere Verbraucher verboten), gefolgt von einer nochmaligen Berechnung der entsprechenden Kabelrouten.
Nun kann die Recheneinheit vergleichen, ob die neuen Positionen und Kabelrouten „günstiger" sind als die vorherigen. Ist dies der Fall, können beispielsweise bestimmte Positionen als fix definiert werden und andere Positionen oder
Kabelrouten können wieder variiert werden, um zu einem noch besseren Ergebnis zu gelangen. Dieser iterative Prozess kann so lange durchgeführt werden, bis ein ausgewählter Key Performance Indikator oder eine Funktion aus mehreren Key Performance Indikatoren (beispielsweise kann es sich hierbei um eine Summe verschiedener Key Performance Indikatoren handeln, die gleich oder unterschiedlich gewichtet sind) auf eine akzeptable, vorbestimmte Größe optimiert wurde.
Sowohl die im Luftfahrzeug zu installierenden Verbraucher und Versorger als auch die weiteren darin zu installierende Einbauten sowie die verwendbaren Kabel und Leitungen können über Beschreibung slogik definiert werden. Ein Beispiel hierfür ist in der Fig. 2 gezeigt, in welcher einen Positionsindikator r2, c2 zu sehen ist, welcher mit logischen Aussagen in Form von Beschreibungslogik beschrieben wird. So kann der Positionsindikator 201 rechts von der Installation angeordnet werden (siehe Pfeil 203), links von einem Installation (siehe Pfeil 202), über der Installation (siehe Pfeil 205) oder unter der Installation (siehe Pfeil 204). Eine grundsätzliche Überlegung ist darin zu sehen, dass das Luftfahrzeug oder zumindest ein bestimmter Bereich des Luftfahrzeugs, beispielsweise der Rumpf oder die Passagierkabine, in abstrakte Raumbereiche unterteilt wird. Diese Raumbereiche können beispielsweise durch die Spantbereiche in x-Richtung vorgegeben sein (siehe Fig. 5). Diese unterschiedlichen Bereiche können auch in der y-z-Ebene weiter aufgeteilt werden (siehe Fig. 6, welche einen Querschnitt des Rumpfes zeigt). Die x- Achse verläuft hierbei in Flugrichtung, also entlang der Längsachse des
Luftfahrzeugs, die z- Achse ist die Hochachse und die y- Achse die Querachse. Nach der Einteilung des verfügbaren Raumes in Unterbereiche und einer Rasterung des Raumes, welche die Einbaubarkeit der Verbraucher definiert (jeweils unter der Berücksichtigung von bereits vorhandenen Strukturbauteilen, wie Spanten und Stringern, sowie der Konfiguration der Kabine) erfolgt die Auswahl der
einzubauenden Verbraucher. Daraufhin erfolgt eine Festsetzung der Einbauorte der Verbraucher.
Nach Durchführung dieser Schritte erfolgt eine Optimierung der
Luftfahrzeugkonfiguration unter Berücksichtigung eines oder mehrerer Key
Performance Indikatoren (beispielsweise Gesamtgewicht, Einbauzeit,
Verwendbarkeit von Standardkabeln, Schwerpunktlage).
Als Ergebnis gibt die Recheneinheit beispielsweise einen Installationsplan für die Verbraucher aus, welcher die Position und die Art der Verbraucher sowie die entsprechenden Leitungs- und/oder Kabelrouten angibt. Durch die Verwendung von Beschreibungslogik werden die funktionalen, möglichen Verknüpfungen zwischen den Verbrauchern, den Kabeln und Leitungen, den Versorgern und den übrigen Bestandteilen des Luftfahrzeugs beschrieben.
Fig. 3 zeigt ein mögliches Ergebnis des oben beschriebenen Verfahrens. Die Orte 301 und 302 bezeichnen die Positionen eines Verbrauchers und eines Versorgers, welche miteinander verbunden werden sollen. Der direkte Weg führt diagonal durch die Flugzeugkabine (siehe 303). Alternative Routen werden durch die Linien 304, 305, 306 bezeichnet. Route 306 berücksichtigt geometrische Faktoren, wie die Form des Rumpfes, Form und Position von Strukturbauteilen, wie Spanten und Stringer, sowie daran angebrachte Halter.
Der Luftfahrzeugkonfigurator vergleicht die verschiedenen alternativen Leitungsund Kabelrouten 303 bis 306 miteinander und identifiziert diejenige Route, für die ein ausgewählter Key Performance Indikator oder zum Beispiel eine Summe aus gewichteten, ausgewählten Key Performance Indikatoren am optimiertesten (z.B. am geringsten) ist. Diese Route wird dann für die Erstellung des Luftfahrzeugs gewählt.
Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In Schritt 401 erfolgt das Abrufen von Informationen über die Geometrie des Luftfahrzeugs und über daran installierbare Verbraucher und Versorger von einer Recheneinheit aus einer Datenbank. In Schritt 402 nimmt die Recheneinheit Einbauorte und Art der zu installierenden Verbraucher von einem Benutzer entgegen und in Schritt 403 identifiziert die Recheneinheit einen bestimmten Versorger, an den ein entsprechender Verbraucher anzuschließen ist. In Schritt 404 erfolgt ein Berechnen verschiedener alternativer Routen, entlang derer der Verbraucher an den Versorger anschließbar ist und in Schritt 405 wird diejenige der berechneten Routen identifiziert, bei der ein Key Performance Indikator oder eine Summe aus mehreren Key Performance Indikatoren des Luftfahrzeugs minimal ist. In Schritt 406 erfolgt eine Ausgabe eines entsprechenden fertigen Installationsplanes.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass„umfassend" und„aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.

Claims

Patentansprüche
1. Luftfahrzeugkonfigurator zur Berechnung von Einbauorten von Verbrauchern und von Routen, entlang derer die Verbraucher an entsprechende Versorger
anzuschließen sind, aufweisend:
einen Datenspeicher (103), in welchem Informationen über die Geometrie des Luftfahrzeugs und über darin installierbare Verbraucher (301) und Versorger (302) gespeichert sind;
eine Eingabeeinheit (102), die zum Eingeben der Einbauorte und der Art der zu installierenden Verbraucher ausgeführt ist;
eine Recheneinheit (101), die zum Identifizieren eines Versorgers, an den der entsprechende Verbraucher anzuschließen ist, sowie zum Berechnen alternativer Routen (303, 304, 305, 306), entlang derer der Verbraucher an den Versorger anschließbar ist, ausgeführt ist;
wobei die Recheneinheit darüber hinaus zum Identifizieren derjenigen berechneten Route (305) ausgeführt ist, bei der ein Key Performance Indikator oder eine Summe aus mehreren, unterschiedlich gewichteten Key Performance
Indikatoren des Luftfahrzeugs optimiert ist und welche zusätzliche Installationen im Luftfahrzeug, welche die Route (305) beeinflussen, berücksichtigt.
2. Luftfahrzeugkonfigurator nach Anspruch 1,
wobei es sich bei dem Key Performance Indikator um das Gewicht des Luftfahrzeugs, die Entfernung des Schwerpunkts des Luftfahrzeugs von einer gewünschten Schwerpunktposition, oder die zur Installation des Verbrauchers und zur Herstellung der Verbindung zwischen dem Verbraucher und dem Versorger benötigten Installationszeit handelt.
3. Luftfahrzeugkonfigurator nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Eingabeeinheit (102) zum Eingeben des Key Performance
Indikators ausgeführt ist.
4. Luftfahrzeugkonfigurator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Recheneinheit (101) zum Ändern des eingegebenen Einbauortes eines zu installierenden Verbrauchers (301) ausgeführt ist, um den zumindest einen Key Performance Indikator zu optimieren.
5. Luftfahrzeugkonfigurator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Recheneinheit (101) zur Identifikation von Verbrauchern (301) ausgeführt ist, deren Einbauorte nicht zu ändern sind.
6. Luftfahrzeugkonfigurator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei es sich bei den Verbrauchern (301) um Toiletten, Waschbecken, Lüftungen, Lichter, Lautsprecher, Anzeigeeinrichtungen, Küchengeräte,
Sitzversorgungen, Kommunikationssysteme, wie Bordtelefone, Flugpersonal Displays, und Service Schalter handelt.
7. Luftfahrzeugkonfigurator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Recheneinheit (101) zur Erstellung eines Installationsplans für die Verbraucher ausgeführt ist;
weiter aufweisend eine Ausgabeeinheit (104) zur Ausgabe des
Installationsplans.
8. Verfahren zur Berechnung von Einbauorten von Verbrauchern in einem
Luftfahrzeug und von Routen, entlang derer die Verbraucher an entsprechende Versorger anzuschließen sind, aufweisend die Schritte:
Speichern von Informationen über die Geometrie des Luftfahrzeugs und über darin installierbare Verbraucher (301) und Versorger (302), sowie über zusätzliche Installationen, welche eine Route (305) beeinflussen;
Eingeben der Einbauorte und der Art der zu installierenden Verbraucher; Identifizieren eines Versorgers, an den der entsprechende Verbraucher anzuschließen ist;
Berechnen verschiedener alternativer Routen (303, 304, 305, 306), entlang derer der Verbraucher an den Versorger anschließbar ist;
Identifizieren derjenigen berechneten Route (305), bei der ein Key
Performance Indikator oder eine Summe aus mehreren, unterschiedlich gewichteten Key Performance Indikatoren des Luftfahrzeugs optimal ist und welche zusätzliche Installationen im Luftfahrzeug, welche die Route (305) beeinflussen, berücksichtigt.
9. Programmelement, das, wenn es auf einer Recheneinheit eines
Luftfahrzeugkonfigurators ausgeführt wird, die Recheneinheit anleitet, die folgenden Schritte durchzuführen:
Abrufen von Informationen über die Geometrie des Luftfahrzeugs und über darin installierbare Verbraucher (301) und Versorger (302), sowie über zusätzliche Installationen, welche eine Route (305) beeinflussen;
Entgegennehmen der Einbauorte und der Art der zu installierenden
Verbraucher;
Identifizieren eines Versorgers, an den der entsprechende Verbraucher anzuschließen ist;
Berechnen verschiedener alternativer Routen (303, 304, 305, 306), entlang derer der Verbraucher an den Versorger anschließbar ist;
Identifizieren derjenigen berechneten Route (305), bei der ein Key
Performance Indikator oder eine Summe aus mehreren, unterschiedlich gewichteten Key Performance Indikatoren des Luftfahrzeugs minimal ist und welche zusätzliche Installationen im Luftfahrzeug, welche die Route (305) beeinflussen, berücksichtigt.
10. Computer lesbares Medium, auf dem ein Programmelement nach Anspruch 9 gespeichert ist.
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