Automatic hose routing for vehicles using multi-objective optimization

The aim of this thesis is the definition of a design automation and optimization framework for the optimization of the routing of multiple hoses in a confined geometry having conflicting paths. Multiple objectives can simultaneously be optimized, such as the length of the hoses, their clearance between each other and their maximum internal stress. The distance of the hoses to an external geometry defined in a CAD file can also be measured and optimized. This is based on a previous framework created at the department of Machine Design of Linkoping University. Via-points are used as a way to control the path of the single hoses. Two via-points definitions were already existing and three more are defined in this thesis. The different definitions are analyzed and compared. The framework is tested with three different test cases. All the different definitions allow to find the optimal routing for all three cases, with only minor differences in the path of the single hoses. The major differences are in the number of function evaluations and therefore computational time required and in the robustness of the results when using different hoses’ optimization orders.

L’obiettivo di questa tesi è la definizione di un framework di automatizzazione e ottimizzazione del percorso, in uno spazio confinato, di più tubi flessibili aventi traiettorie in conflitto. Molteplici obiettivi possono essere ottimizzati contemporaneamente, come la lunghezza dei tubi, la distanza minima tra i diversi tubi e il lo sforzo interno. La distanza minima tra i tubi e una geometria esterna, definita in un file CAD, può essere inoltre misurata e ottimizzata. Questo lavoro è basato su un framework precedentemente sviluppato presso il dipartimento di Machine Design della Linkoping University. I via-points sono usati per controllare il percorso dei singoli tubi. Due definizioni di via-points erano già esistenti e tre nuove sono state create in questa tesi. Le diverse definizioni sono state analizzate e testate usando tre diversi casi prova. Tutte le definizioni permettono di trovare il percorso ottimale in tutti i casi testati, con solo differenze minori nel percorso dei singoli tubi. Le maggiori differenze sono nel numero di iterazioni, e quindi nel tempo computazionale necessario, e nella robustezza dei risultati usando diversi ordini di ottimizzazione dei tubi.