复杂环境下汽车线束布线网络拓扑结构生成及可靠性分析方法研究

Vehicle harness is physical carrier of vehicle circuits,and it is one of the key issues to ensure reliability, stability and security of vehicle.For the new challenge of routing harness,such as large quantity, high density, complex style and bad work condition, this project focus on the method of harness network topology sturcture generation and reliability analysis. The main research issues include:(1)the method of automation generation of vehicle harness network topology sturcture, which include routing space constraints description, space interference inspection, MMP(Major-Minor- spur) route path search algorithm.(2) the method of harness network reliabilty analysis and evaluation in complex work condition including statics field, temperature field, electromagnetic field and vibration field,(3) the study of multi-objective optimization algorithm of harness network reliabilty on the basis of analysis of the relationship between harness network topology sturcture and harness network reliabilty.Finally,the theories will be proved by experiment. The research findings of this project will be contribute to resolve the utility theories issue of vehicle harness routing network generation and reliability in complicated physical environments. It is worth of great theory and realistic signification for providing theoretical foundation of the vehicle harness routing process,and improving routing design level in vehicle harness.

汽车线束是汽车电路的物理载体，是保证汽车整车可靠性、稳定性、安全性的关键问题，针对汽车线束数量多、密度高、类型复杂、工况恶劣等汽车布线新问题，研究复杂环境下汽车线束布线网络拓扑生成及可靠性分析方法是当前所迫切需要解决的基础理论问题。主要研究：（1）汽车线束布线网络拓扑结构生成方法，包括布线约束及空间描述，空间干涉检查及回避，"主-辅-支"三层次布线网络路径搜索算法；（2）布线网络结构在静力、温度场、电磁场、振动场等环境及复杂工况下的布线网络可靠性分析、评价方法；（3）研究布线网络结构对布线综合可靠性的影响方式及强度，建立布线网络结构多目标优化算法，形成布线网络可靠性优化方法。最后，通过实验对本课题的理论与方法进行验证。研究成果将有助于解决汽车复杂环境下线束布线及可靠性分析这一共性理论难题，为汽车线束布线工艺及方法提供理论指导，对于提高汽车线束布线设计水平，具有明显的理论和现实意义。

汽车线束是汽车电路的物理载体，是保证汽车整车可靠性、稳定性、安全性的关键问题，针对汽车线束数量多、密度高、类型复杂、工况恶劣等汽车布线新问题，本项目研究了复杂环境下汽车线束布线网络拓扑生成及可靠性分析方法。主要完成的研究内容包括：（1）汽车线束布线网络拓扑结构生成方法，建立布线空间的几何结构约束描述，面向布线工艺约束，形成三维布线空间；以随机搜索树算法为基础，研究“主-辐-支”三层布线网络的并行搜索算法；建立布线网络的评价方法。（2）线束的可靠性分析方法，结合线束的形态（线束结构尺寸、形状因子、空间布局因子等）与性态（热特性参数、电磁参数、材料参数等）特征参数，利用数值模拟和仿真工具，研究了汽车线束布线网络（线束、绑扎点等）的可靠性；（3）单个改变或全局改变布线网络线束形态和性态参数，基于正交试验方法进行参数灵敏度分析，建立布线网络结构参数与综合可靠性的关系；以综合可靠性最优为目标，研究改变布线网络中“瓶颈”结构（走线路径、绑扎位置、绑扎排布方式等）的优化算法，从而形成布线网络拓扑结构优化方法；（4）研究了线束绑扎机构的关键技术，提出了线束绑扎系统的总体方案以及各模块的具体设计方案；研究了线束绑扎系统关键模块，针对各个模块所要实现的功能，进行方案选择和结构设计的计算，得到了关键模块的三维设计模型，建立关键零部件的仿真分析模型。研究了线束绑扎模块机构的优化设计方法，通过建立绑扎模块的优化数学模型，从Pareto最优解集并筛选出最优解。研究成果将有助于解决汽车复杂环境下线束布线及可靠性分析这一共性理论难题，为汽车线束布线工艺及方法提供理论指导，对于提高汽车线束布线设计水平，具有明显的理论和现实意义。