FR2965647A1

FR2965647A1 - Method for manufacturing e.g. wiring harness of land vehicle, involves determining path of channel within vacuum volume from optimization criterion, and manufacturing channel by determining length of channel from path in vacuum volume

Info

Publication number: FR2965647A1
Application number: FR1057934A
Authority: FR
Inventors: Didier Bourderonnet; Philippe Chamalet
Original assignee: Leoni Wiring Systems France SAS
Current assignee: Leoni Wiring Systems France SAS
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2012-04-06
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: FR2965647B1

Abstract

The method involves defining a three-dimensional digital model (12) of a volume of a part of a predetermined structure, and defining a three-dimensional digital model of a vacuum volume in the structure. A path of a distribution channel e.g. electrical conductor, of a distribution system within the vacuum volume is determined from the optimization criterion such as path length minimization. The distribution channel is manufactured by determining length of the distribution channel from the path in the vacuum volume. An independent claim is also included for a wiring harness for a motor vehicle.

Description

-1- La présente invention concerne le domaine technique de la fabrication d'un système de distribution dans une structure, notamment d'un câblage électrique pour véhicule. Un câblage électrique comprend généralement un faisceau de conducteurs 5 électriques. Au vu de la multiplicité des conducteurs électriques et de leurs trajets respectifs, il est courant dans l'état de la technique d'effectuer une étape de modélisation du véhicule muni de son câblage électrique, pour pouvoir déterminer le trajet optimal des conducteurs dans le véhicule. Cela permet ensuite de déterminer au mieux la 10 longueur de ces conducteurs, puis leur section au vu d'autres caractéristiques, par exemple de courant et de tension. Une telle modélisation est effectuée à l'aide d'un modèle numérique en trois dimensions du véhicule, obtenu notamment à partir d'un modèle numérique en trois dimensions des organes du véhicule, placés dans la position qu'ils occupent 15 lorsqu'ils sont montés sur le véhicule. Le trajet des conducteurs est déterminé en fonction de plusieurs contraintes, notamment la position de leurs extrémités et la position des organes dans le véhicule, sachant que les organes ne peuvent être traversés par les conducteurs. Au vu de la structure des véhicules actuels, un modèle numérique en trois 20 dimensions du véhicule est très complexe. Par conséquent, l'optimisation du trajet des conducteurs entre les organes est une opération qui s'avère également très complexe. On cherche à diminuer la complexité de l'opération d'optimisation de la longueur des conducteurs. 25 A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un système de distribution pour une structure prédéterminée, le système comprenant au moins un canal de distribution, le procédé étant caractérisé en ce que: - on définit un modèle numérique en trois dimensions du volume d'au moins une partie de la structure, dit volume de structure, comprenant au moins un modèle 30 numérique en trois dimensions d'un organe contenu dans la partie de la structure, dit volume d'organe ; - on définit un modèle numérique en trois dimensions d'un volume vide, dit volume vide, contenu dans le véhicule mais excluant chaque volume d'organe, - on détermine un trajet de chaque canal de distribution à l'intérieur de ce 35 volume vide, à partir d'au moins un critère d'optimisation, et - on fabrique chaque canal en déterminant sa longueur à partir de son trajet 2965647 -2 dans le volume vide. Un tel procédé est notamment utilisé pour fabriquer un câblage permettant une distribution d'électricité dans un véhicule automobile, tel qu'un véhicule terrestre, mais aussi aérien ou maritime, mais peut s'appliquer à d'autres système, tels que des système de distribution de fluide par exemple. La définition du volume vide peut être tout aussi précise que celle du modèle numérique en trois dimensions de la structure puisqu'elle est obtenue à partir de ce modèle. De plus, la réalisation de calculs dans un volume vide unique plutôt que dans plusieurs volumes est plus simple et fournit un résultat tout aussi précis que dans l'état de la technique. Le temps d'optimisation du trajet des canaux de distribution, par exemple des conducteurs lorsque le système est un câblage électrique, grâce à la modélisation proposée dans l'invention est donc bien moins long que dans l'état de la technique et les outils effectuant l'optimisation peuvent être moins puissants. Cela permet d'économiser des coûts relatifs à la modélisation et de ce fait, plus généralement, à la fabrication du système. L'invention peut également comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques de la liste suivante : Le volume vide est le volume complémentaire de la réunion des volumes d'organe dans le volume de structure. Il peut de ce fait être facilement construit par l'opérateur, à l'aide de fonctions d'un logiciel de conception assistée par ordinateur. Ainsi, l'opération de définition du volume vide est très simple à effectuer et ce volume vide est le reflet exact de la structure. The present invention relates to the technical field of the manufacture of a distribution system in a structure, in particular of an electrical wiring for a vehicle. Electrical wiring generally includes a bundle of electrical conductors. In view of the multiplicity of electrical conductors and their respective paths, it is common in the state of the art to perform a modeling step of the vehicle with its electrical wiring, in order to determine the optimal path of the drivers in the vehicle . This then makes it possible to better determine the length of these conductors, then their section in view of other characteristics, for example of current and voltage. Such modeling is performed using a three-dimensional digital model of the vehicle, obtained in particular from a three-dimensional numerical model of the vehicle components, placed in the position they occupy when they are mounted on the vehicle. The path of the conductors is determined according to several constraints, including the position of their ends and the position of the organs in the vehicle, knowing that the organs can not be crossed by the drivers. In view of the structure of current vehicles, a three-dimensional digital model of the vehicle is very complex. Therefore, optimizing the path of the conductors between the organs is an operation which is also very complex. It is sought to reduce the complexity of the operation of optimizing the length of the conductors. To this end, the subject of the invention is a method of manufacturing a distribution system for a predetermined structure, the system comprising at least one distribution channel, the method being characterized in that: a numerical model is defined three-dimensional volume of at least a portion of the structure, said volume structure, comprising at least a three-dimensional digital model of an organ contained in the part of the structure, said organ volume; a three-dimensional numerical model of an empty volume, called empty volume, contained in the vehicle but excluding each volume of organ, is defined; a path of each distribution channel is determined within this empty volume. from at least one optimization criterion, and - each channel is made by determining its length from its path 2965647 -2 in the empty volume. Such a method is used in particular to manufacture a wiring for distributing electricity in a motor vehicle, such as a land vehicle, but also air or sea, but can be applied to other systems, such as control systems. fluid distribution for example. The definition of the empty volume can be just as precise as that of the three-dimensional numerical model of the structure since it is obtained from this model. In addition, performing calculations in a single empty volume rather than in multiple volumes is simpler and provides a result just as accurate as in the state of the art. The optimization time of the path of the distribution channels, for example conductors when the system is electrical wiring, thanks to the modeling proposed in the invention is therefore much shorter than in the state of the art and the tools performing optimization can be less powerful. This saves modeling costs and, more generally, the manufacturing of the system. The invention may also include one or more of the features of the following list: The void volume is the complementary volume of the union of organ volumes in the structure volume. It can therefore be easily constructed by the operator, using functions of computer-aided design software. Thus, the operation of defining the empty volume is very simple to perform and this empty volume is the exact reflection of the structure.

On définit au moins un modèle numérique en trois dimensions d'un volume interdit, dit volume interdit, le volume vide excluant également chaque volume interdit. Un volume interdit correspond à une zone que le canal de distribution, tel que le conducteur, ne peut traverser en raison de contraintes relatives à la structure. Il correspond par exemple, dans le cas où le système de distribution est un câblage électrique, à un volume dans lequel la chaleur est trop importante, lorsque le véhicule est en fonctionnement pour qu'on puisse permettre le passage d'un conducteur. Cela permet de prendre en compte de nombreuses contraintes de la structure sans pour autant multiplier les critères d'optimisation et donc rendre les calculs d'optimisation difficile. Les différentes contraintes liées à la structure sont en effet directement prises en compte dans le modèle 2965647 -3- numérique du volume vide, par le biais des volumes interdits. Pour définir le volume vide, on définit un volume, dit volume de travail, complémentaire de la réunion des volumes d'organe dans le volume de structure, et on définit chaque volume interdit dans le volume de travail, 5 le volume vide correspondant au volume complémentaire de la réunion des volumes interdits dans le volume de travail. En variante,on définit le volume de structure comme comprenant de plus chaque volume interdit et on définit le volume vide comme un volume complémentaire de la réunion des volumes d'organe et des volumes 10 interdits dans le volume de structure. Le ou un des critères d'optimisation est de minimiser la longueur du trajet. D'autres critères d'optimisation pourraient être d'éviter que le trajet du canal se trouve à une distance supérieure ou inférieure des organes, par exemple pour des questions de température ou de tenue sur la 15 structure. On définit au moins deux points d'extrémité associés à chaque canal. Cette étape peut être mise en oeuvre après l'étape de définition du volume vide, avant l'étape de définition du volume de travail, ou entre les étapes de définition du volume de travail et du volume vide.At least one digital model is defined in three dimensions of a prohibited volume, said volume prohibited, the empty volume also excluding each prohibited volume. A forbidden volume corresponds to an area that the distribution channel, such as the driver, can not cross due to structural constraints. It corresponds for example, in the case where the distribution system is an electrical wiring, to a volume in which the heat is too high, when the vehicle is in operation to allow the passage of a driver. This makes it possible to take into account many constraints of the structure without multiplying the optimization criteria and thus making the optimization calculations difficult. The various constraints related to the structure are indeed directly taken into account in the numerical model of the empty volume, through the forbidden volumes. To define the empty volume, we define a volume, called the working volume, complementary to the union of the organ volumes in the structure volume, and we define each prohibited volume in the work volume, the empty volume corresponding to the volume complementary to the meeting of prohibited volumes in the volume of work. Alternatively, the volume of structure is defined to further include each prohibited volume and the void volume is defined as a volume complementary to the union of organ volumes and prohibited volumes in the structure volume. One or more of the optimization criteria is to minimize the length of the path. Other optimization criteria could be to avoid that the path of the channel is at a higher or lower distance of the organs, for example for temperature or structural resistance issues. At least two endpoints associated with each channel are defined. This step can be implemented after the step of defining the empty volume, before the step of defining the work volume, or between the steps of defining the working volume and the empty volume.

20 La structure est de préférence un véhicule automobile alors que le système de distribution peut être un câblage électrique et le canal de distribution, un conducteur électrique. L'invention a également pour objet un câblage électrique comprenant au moins un conducteur, fabriqué à partir d'un procédé selon l'invention.The structure is preferably a motor vehicle while the distribution system may be electrical wiring and the distribution channel an electrical conductor. The invention also relates to an electrical wiring comprising at least one conductor, manufactured from a method according to the invention.

25 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels : les figures 1A à ID représentent des étapes d'un procédé de fabrication selon un mode de réalisation de l'invention, 30 - les figures 2A et 2B représentent des variantes de réalisation des étapes du procédé des figures 1A à ID. On a représenté sur les figures 1A à ID des schémas de différentes étapes d'un procédé de fabrication d'un câblage électrique destiné à être monté sur un véhicule, selon un mode de réalisation particulier de l'invention. Le câblage comprend en 35 général au moins un conducteur électrique, et en général plusieurs, dont un seul est représenté à la figure ID. 2965647 -4- Tout d'abord, comme représenté sur la figure 1A, le procédé comprend une étape 10 de définition d'un modèle numérique 12 en trois dimensions du volume d'au moins une partie du véhicule automobile. Ce modèle 12 est défini de préférence par réunion d'un modèle numérique en trois dimensions 13 du volume de 5 la partie du véhicule considérée sans organes du véhicule et de modèles numériques en trois dimensions 16,18 de volumes d'organes du véhicule, placés comme il se doit dans le véhicule. On appellera dans la suite de la description le modèle numérique en trois dimensions du véhicule, volume de véhicule 12 , et les modèles numériques des différents organes, volumes d'organe 16, 18.The invention will be better understood on reading the following description, which is given by way of example only and with reference to the drawings in which: FIGS. 1A to ID represent steps of a manufacturing method according to a Embodiment of the Invention, FIGS. 2A and 2B show alternative embodiments of the steps of the method of FIGS. 1A-1D. FIGS. 1A to 1D show diagrams of various steps of a method of manufacturing an electrical wiring intended to be mounted on a vehicle, according to a particular embodiment of the invention. The wiring generally comprises at least one electrical conductor, and in general more than one, only one of which is shown in FIG. First, as shown in FIG. 1A, the method comprises a step 10 of defining a three-dimensional digital model 12 of the volume of at least a portion of the motor vehicle. This model 12 is preferably defined by combining a three-dimensional numerical model 13 of the volume of the part of the vehicle considered without vehicle components and three-dimensional numerical models 16, 18 of the vehicle body volumes, placed as it should be in the vehicle. In the following description will be called the three-dimensional digital model of the vehicle, vehicle volume 12, and the numerical models of the various organs, organ volumes 16, 18.

10 L'étape 10 est effectuée à l'aide d'un logiciel de conception assistée par ordinateur, exécuté sur un ordinateur comportant de façon classique des moyens d'interface avec l'opérateur tels qu'un écran ou un clavier, et des moyens d'exécution du programme, également classiques, tels qu'un processeur et une mémoire. Ensuite, comme représenté sur la figure 1B, le procédé comprend une étape 20 15 lors de laquelle on définit un volume de travail 22, constituant un volume complémentaire de la réunion 24 des volumes d'organe 16, 18 dans le volume de véhicule 12. Cette étape peut être effectuée à l'aide d'un logiciel classique de conception assistée par ordinateur. Le procédé comprend ensuite une étape 30 de définition d'un modèle numérique 20 en trois dimensions d'un volume interdit, dit volume interdit 32, constituant une zone que l'opérateur considère ne pas pouvoir être traversée par les conducteurs. Sur la figure 1C, il s'agit d'une zone centrale du volume de travail 22. Elle ne peut être traversée par le conducteur car il est préférable que les conducteurs longent les organes ou les contours du véhicule, pour pouvoir être maintenus en place sur le 25 véhicule. Une telle zone interdite pourrait également être une zone, située au voisinage d'un organe, susceptible d'être chaude durant le fonctionnement du véhicule de sorte qu'un conducteur ne pourrait la traverser sans risquer d'être endommagé. Le procédé comprend en outre, comme cela est représenté sur la figure 1 D, 30 une étape 40 lors de laquelle on définit un modèle numérique en trois dimensions d'un volume vide 42, appelé par la suite volume vide, constituant un volume complémentaire de la réunion des volumes interdits dans le volume de travail. Cette étape est effectuée de la même manière que l'étape 20. On détermine ensuite les points d'extrémité Cl; C2 de chacun des conducteurs 35 C, puis on effectue une optimisation du trajet des conducteurs dans le volume vide 42 en fonction d'un ou plusieurs critères d'optimisation, ici uniquement le critère de minimisation du trajet du conducteur. Cette étape peut être effectuée à l'aide des 2965647 -5- modules d'optimisation connus, compatibles avec le logiciel de conception assistée par ordinateur. Dans le cas présent, les calculs d'optimisation sont relativement simples puisque la seule condition à laquelle le trajet d'un conducteur doit répondre est que sa 5 longueur soit minimale. Les autres conditions (température, protection, etc.) n'ont pas besoin d'être prises en compte dans les calculs d'optimisation puisqu'elles sont déjà prises en compte dans la forme du volume vide. Un tel procédé permet donc de minimiser le temps d'optimisation et la puissance des moyens de calcul nécessaires. Enfin, on détermine la longueur de chaque conducteur à partir de la longueur de 10 son trajet et on peut fabriquer chaque conducteur, notamment le dimensionner, en fonction de cette donnée et d'autres, telles que des caractéristiques de courant et de tension. En variante, comme représenté sur les figure 2A et 2B, on définit le volume de véhicule 12 par réunion du volume de la partie du véhicule considérée sans organes 15 du véhicule, des volumes d'organe 16, 18 et des volumes interdits, par exemple le volume central 32 et un modèle numérique en trois dimensions d'une zone chaude 16' voisine du volume de l'organe 16 (voir figure 2A). Puis on définit un volume vide 42' comme un volume complémentaire, dans le volume de véhicule 12, de la réunion 24' des volumes d'organe 16, 18 et des 20 volumes interdits 16', 32 (voir figure 2B). On notera que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus. L'ordre des étapes n'est pas forcément immuable. Par exemple, l'étape de définition des points d'extrémité des conducteurs peut être effectuée à un autre 25 instant du procédé, notamment avant l'étape de définition du volume de travail ou entre cette étape et celle de définition du volume vide. En outre, le volume vide peut correspondre au volume complémentaire de la réunion des volumes d'organe dans le volume de véhicule, aucun volume interdit n'étant alors défini.Step 10 is performed using computer-aided design software, executed on a computer conventionally including operator interface means such as a screen or keyboard, and means program execution, also conventional, such as a processor and a memory. Then, as shown in FIG. 1B, the method comprises a step 20 in which a work volume 22 is defined, constituting a complementary volume of the union 24 of the organ volumes 16, 18 in the vehicle volume 12. This step can be performed using conventional computer-aided design software. The method then comprises a step 30 of defining a three-dimensional numerical model 20 of a prohibited volume, said forbidden volume 32, constituting a zone that the operator considers not to be traversed by the conductors. In Figure 1C, it is a central area of the working volume 22. It can not be crossed by the driver because it is preferable that the drivers along the bodies or contours of the vehicle, to be held in place on the vehicle. Such a prohibited zone could also be an area, located in the vicinity of an organ, likely to be hot during operation of the vehicle so that a driver could not cross without risk of being damaged. The method further comprises, as shown in FIG. 1 D, a step 40 in which a three-dimensional numerical model of a void volume 42, hereinafter referred to as an empty volume, is defined as a complementary volume of the meeting of prohibited volumes in the work volume. This step is performed in the same manner as step 20. The end points C1 are then determined; C2 of each of the conductors 35 C, then an optimization of the path of the conductors in the empty volume 42 according to one or more optimization criteria, here only the criterion of minimizing the path of the driver. This step can be performed using known optimization modules, compatible with computer-aided design software. In the present case, the optimization calculations are relatively simple since the only condition that a driver's path must meet is that its length is minimal. The other conditions (temperature, protection, etc.) do not need to be taken into account in the optimization calculations since they are already taken into account in the form of the empty volume. Such a method therefore makes it possible to minimize the optimization time and the power of the necessary calculation means. Finally, the length of each conductor is determined from the length of its path and each conductor can be fabricated, in particular sized, according to this data and others, such as current and voltage characteristics. In a variant, as represented in FIGS. 2A and 2B, the vehicle volume 12 is defined by meeting the volume of the portion of the vehicle considered without vehicle members 15, organ volumes 16, 18 and forbidden volumes, for example the central volume 32 and a three-dimensional numerical model of a hot zone 16 'adjacent the volume of the member 16 (see Figure 2A). Then an empty volume 42 'is defined as a complementary volume, in the vehicle volume 12, of the union 24' of the organ volumes 16, 18 and the forbidden volumes 16 ', 32 (see FIG. 2B). It should be noted that the invention is not limited to the embodiments described above. The order of the steps is not necessarily immutable. For example, the step of defining the end points of the conductors may be performed at another time of the method, especially before the step of defining the work volume or between this step and that of defining the empty volume. In addition, the empty volume may correspond to the complementary volume of the meeting of the organ volumes in the vehicle volume, no prohibited volume being then defined.

30 Le procédé peut également être utilisé pour fabriquer un système de distribution autre qu'un câblage électrique, par exemple un système de distribution de fluide comprenant des conduits permettant le passage du fluide. En outre, la structure peut ne pas être un véhicule, mais pourrait par exemple être un immeuble. The method can also be used to fabricate a distribution system other than electrical wiring, for example a fluid distribution system comprising conduits for fluid passage. In addition, the structure may not be a vehicle, but could for example be a building.

Claims

REVENDICATIONS1. A method of manufacturing a dispensing system for a predetermined structure, said system comprising at least one dispensing channel (C), the method being characterized in that it comprises the following steps: -on defines a numerical model (12) three-dimensional volume of at least a portion of the structure, said volume structure, comprising at least one numerical model (16, 18) in three dimensions of the volume of an organ contained in the part of the structure, said volume organ; defining a three-dimensional numerical model of an empty volume (42; 421), called empty volume, contained in the structure but excluding each volume of organ; determining a path of each distribution channel inside. of this empty volume, from at least one optimization criterion, and - each distribution channel is produced by determining its length from its path in the empty volume.

2. Method according to the preceding claim, wherein the empty volume (42) is the complementary volume of the union of organ volumes in the structure volume.

3. Method according to claim 1, wherein at least one digital model is defined in three dimensions of a prohibited volume (16 ', 32), said volume prohibited, the empty volume (42, 42') also excluding each prohibited volume .

4. Method according to the preceding claim, wherein, to define the empty volume (42): - defines a volume, said working volume (22), complementary to the meeting of organ volumes in the structure volume, - each prohibited volume (32) is defined in the work volume, the empty volume (42) corresponding to the complementary volume of the union of the prohibited volumes in the work volume. 7. The method of claim 3, wherein the structure volume (12) is further defined as each prohibited volume (16 ', 32), and empty volume (42') is defined as a complementary volume of the meeting of organ volumes (16, 18) and forbidden volumes (16 ', 32) in the structure volume. 8. Method according to any one of claims 3 to 5, wherein each prohibited volume corresponds to an area that the distribution channel can not pass due to constraints related to the structure. The method of any of the preceding claims, wherein the one or more optimization criteria is to minimize the path length. 8. A method according to any one of the preceding claims, wherein at least two end points (C1, C2) associated with each distribution channel (C) are defined. 9. Method according to the preceding claim, wherein the step of defining the end points of the distribution channels is implemented: after the step of defining the empty volume, or before the step of defining the volume. working, or 10 - between the steps of defining the volume of work and the empty volume. The method of any one of the preceding claims, wherein the structure is a motor vehicle. 13. A method as claimed in any one of the preceding claims, wherein the distribution system is electrical wiring and the distribution channel is an electrical conductor. 14. Electrical wiring for a motor vehicle comprising at least one electrical conductor, characterized in that it is obtained from a method according to any one of the preceding claims.