勘察設(shè)計(jì)企業(yè)基于CAD的二維協(xié)同生產(chǎn)實(shí)踐

■ 中國(guó)電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 陳雁南

緯衡浩建科技（深圳）有限公司 甘帥 陳永濤

1.前言

設(shè)計(jì)協(xié)同生成是勘察設(shè)計(jì)企業(yè)近幾年工作的轉(zhuǎn)變方向之一。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)生成已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)在高速的設(shè)計(jì)過程需要。為了規(guī)范設(shè)計(jì)質(zhì)量、追求效益，越來(lái)越多的企業(yè)通過應(yīng)用信息技術(shù)以達(dá)到設(shè)計(jì)協(xié)同的目的。建筑行業(yè)是目前設(shè)計(jì)企業(yè)的領(lǐng)軍者，筆者所在的中國(guó)電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司與緯衡浩建科技（深圳）有限公司有著多年的合作，共同探索設(shè)計(jì)企業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)、知識(shí)管理和圖檔管理，形成了一些適合企業(yè)自身的圖檔系統(tǒng)和協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)。本文以緯衡浩建科技（深圳）有限公司開發(fā)的協(xié)同系統(tǒng)為基礎(chǔ)，闡述了設(shè)計(jì)企業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)原理及協(xié)同生產(chǎn)的價(jià)值，以期為設(shè)計(jì)企業(yè)提供參考。

2.傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式的缺陷

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)出圖過程，是各專業(yè)設(shè)計(jì)人員在個(gè)人電腦上使用CAD等軟件繪制出工程設(shè)計(jì)圖紙，然后將圖紙的紙質(zhì)版本或者電子版本提交給校審人員和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，經(jīng)過審批的圖紙?jiān)偬峁┙o下游專業(yè)，最終形成成果。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式存在以下缺陷：

（1）上下游專業(yè)缺乏協(xié)同意識(shí)。任務(wù)的指派不明確，上下游專業(yè)協(xié)調(diào)困難，引發(fā)設(shè)計(jì)沖突；工作量難以計(jì)量，工作缺乏積極性。大型設(shè)計(jì)院?jiǎn)栴}尤為嚴(yán)重，存在產(chǎn)值劃分不明確、任務(wù)難以協(xié)調(diào)等情況。

（2）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一。筆者所在的企業(yè)雖然已經(jīng)規(guī)范了CAD的版本、CAD字體和圖層以及標(biāo)準(zhǔn)圖框，但依然存在大量不規(guī)范的現(xiàn)象。例如，設(shè)計(jì)人員使用錯(cuò)誤的字體、非標(biāo)準(zhǔn)的圖框、圖簽樣式不正確等情況。

（3）ISO9000貫標(biāo)流于形式。未能嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，有大量表格和程序需要執(zhí)行，但這些工作變成僅僅走個(gè)過程，沒有達(dá)到質(zhì)量控制的初衷，同時(shí)帶來(lái)了大量流于形式的工作量。

（4）過程信息的缺失。缺少一個(gè)共同的資料庫(kù)來(lái)儲(chǔ)存設(shè)計(jì)產(chǎn)品，由于所有工作沒有留下記錄，僅僅是成果的轉(zhuǎn)移，很難管控工作的進(jìn)度，亦沒辦法核實(shí)文件的各個(gè)版本，無(wú)法追溯調(diào)整和查找。由于無(wú)法記錄每個(gè)環(huán)節(jié)花費(fèi)的工時(shí)，也很難對(duì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行績(jī)效考評(píng)?？荚u(píng)多為人為判斷，存在有失公允的情況。

（5）設(shè)計(jì)效率低下。所有設(shè)計(jì)任務(wù)環(huán)節(jié)是串行進(jìn)行，由一個(gè)環(huán)節(jié)再到下一個(gè)環(huán)節(jié)，一旦出現(xiàn)修改，將引起連鎖反應(yīng)。所有版本都保存在設(shè)計(jì)人員自己的電腦，容易出現(xiàn)版本的錯(cuò)誤提交和修改。

3.協(xié)同設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

協(xié)同設(shè)計(jì)，是引入信息技術(shù)、建立一個(gè)協(xié)同生成的平臺(tái)，將相互孤立的設(shè)計(jì)工作融入到同一個(gè)平臺(tái)中，各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)人員都可以通過該平臺(tái)參與工作，所有成果也都保存在這個(gè)平臺(tái)中，方便流轉(zhuǎn)和查閱。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)由系統(tǒng)設(shè)定，不能擅自更改，保證了規(guī)范性。設(shè)計(jì)修改后會(huì)同步更新，避免出現(xiàn)上游修改后下游未知的情況，提高了設(shè)計(jì)生產(chǎn)的效率和準(zhǔn)確性，有利于縮短設(shè)計(jì)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。將傳統(tǒng)的以部門為單元的設(shè)計(jì)生成模式改編為以項(xiàng)目為主導(dǎo)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)模式，更強(qiáng)調(diào)工作的協(xié)同性，更有利于專業(yè)間的配合，并且所有工作有記錄，這樣既便于檢查、又便于統(tǒng)計(jì)工作，能夠有效把控任務(wù)完成進(jìn)度、方便績(jī)效考核。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和協(xié)同設(shè)計(jì)方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較見表1所示。

表1 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和協(xié)同設(shè)計(jì)方法比較

4.基于CAD的協(xié)同生成平臺(tái)的建立

4.1 項(xiàng)目管理過程

項(xiàng)目管理過程流程如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目管理過程流程圖

4.2 系統(tǒng)建設(shè)環(huán)境

基于項(xiàng)目管理整體思路，同時(shí)為增強(qiáng)系統(tǒng)的可操作性，便于設(shè)計(jì)人員的使用，系統(tǒng)的開發(fā)分成兩部分：一部分是系統(tǒng)使用端，為CS架構(gòu)，主要包括任務(wù)的建立、人員的配分、權(quán)限的設(shè)置、流程的建立、數(shù)據(jù)的維護(hù)等系統(tǒng)配置功能；另一部分是設(shè)計(jì)圖紙模塊，是在CAD中構(gòu)建插件，插件將基于CS端的任務(wù)的架構(gòu)，建立設(shè)計(jì)生產(chǎn)模塊。具體包括圖紙的新增、添加、編輯、查詢，提資，圖層管理，套圖框和送審等功能。

4.3 建立標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)同工作平臺(tái)

為保證設(shè)計(jì)輸出的規(guī)范性，需要建立一些標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)范產(chǎn)品的質(zhì)量。

4.3.1 建立標(biāo)準(zhǔn)的文件架構(gòu)

按照項(xiàng)目可能產(chǎn)生的文件，以及項(xiàng)目可能需要經(jīng)歷的工作流程，建立項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)。如圖2所示，項(xiàng)目其中包括項(xiàng)目管理、合同管理、技術(shù)咨詢、施工管理、ISO9001文件、各階段圖紙及各階段的設(shè)計(jì)存檔等。

圖2 項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)

建立項(xiàng)目整體架構(gòu)后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的范圍，再建立一個(gè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的架構(gòu)，專門用于設(shè)計(jì)圖紙的生產(chǎn)模塊，如圖3所示。

圖3 設(shè)計(jì)生產(chǎn)架構(gòu)

建立的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)用于梳理項(xiàng)目的成果資料，便于對(duì)文件進(jìn)行管理和控制。

4.3.2 建立提資和校審的標(biāo)準(zhǔn)流程

梳理設(shè)計(jì)文件的流轉(zhuǎn)過程，將工作流程標(biāo)準(zhǔn)化。這樣既有利于控制產(chǎn)品質(zhì)量，又可避免人為存在的不規(guī)范因素，從而規(guī)范生產(chǎn)過程。

4.3.3 建立標(biāo)準(zhǔn)化圖層

在CAD中通過建立標(biāo)準(zhǔn)圖層，統(tǒng)一調(diào)用，規(guī)范圖層的使用。

4.3.4 圖簽和圖框標(biāo)準(zhǔn)化

系統(tǒng)內(nèi)部簽入標(biāo)準(zhǔn)圖框，設(shè)計(jì)人員選擇圖框，填寫圖簽信息，避免了使用個(gè)人圖框帶來(lái)的不規(guī)范問題。

4.3.5 字體文件自動(dòng)推送

自動(dòng)推送標(biāo)準(zhǔn)的字體，建立字體庫(kù)，可自動(dòng)保存字庫(kù)，調(diào)用圖紙時(shí)也可自動(dòng)添加本機(jī)沒有的字體文件。

4.3.6 圖簽標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)檢查

系統(tǒng)自動(dòng)檢查圖簽，對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)的圖簽將不予通過，不能發(fā)送至打印環(huán)節(jié)。

4.3.7 自動(dòng)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)圖紙

圖紙轉(zhuǎn)換，按照?qǐng)D層繪圖標(biāo)準(zhǔn)配置文件，可以將非標(biāo)準(zhǔn)圖層的圖紙進(jìn)行圖層轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)圖紙。

4.4 協(xié)同功能

協(xié)同的目的是實(shí)現(xiàn)信息共享，實(shí)時(shí)信息同步，按照設(shè)計(jì)項(xiàng)目建立的協(xié)同平臺(tái)具備以下階段和功能，見下表2所示。

4.4.1 項(xiàng)目策劃

項(xiàng)目策劃階段在系統(tǒng)的CS端完成。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（項(xiàng)目經(jīng)理）在系統(tǒng)中創(chuàng)建項(xiàng)目，包括添加項(xiàng)目名稱，生成相應(yīng)的項(xiàng)目編號(hào)。如果企業(yè)做了項(xiàng)目的編碼處理，由此生成了對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目編碼。如果新的項(xiàng)目架構(gòu)和人員與原來(lái)的項(xiàng)目一致，則可以引用歷史項(xiàng)目的模板，這樣可以快速建立項(xiàng)目架構(gòu)并添加完成項(xiàng)目的專業(yè)和人員。

如果是首次創(chuàng)建，創(chuàng)建完成項(xiàng)目后，再根據(jù)項(xiàng)目選擇需要配合的專業(yè)，專業(yè)信息可以后臺(tái)進(jìn)行增補(bǔ)。

完成專業(yè)的添加后，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人需要添加項(xiàng)目組成員，并為每一個(gè)成員指派角色，角色將影響整個(gè)項(xiàng)目組成員的權(quán)限和工作任務(wù)。設(shè)計(jì)人員可以同時(shí)加入多個(gè)項(xiàng)目組并承擔(dān)不同的角色。每個(gè)項(xiàng)目互不影響。

項(xiàng)目組成員確認(rèn)后，會(huì)同時(shí)生成協(xié)同討論組，類似于QQ群聊的方式，方便項(xiàng)目組成員及時(shí)討論項(xiàng)目工作。

項(xiàng)目階段計(jì)劃發(fā)布，任務(wù)發(fā)布后，CAD中會(huì)自動(dòng)生成該項(xiàng)目的協(xié)同工作目錄。該目錄是基于項(xiàng)目-階段 -任務(wù)模塊-專業(yè)-部位的層級(jí)結(jié)構(gòu)，其中任務(wù)模塊可根據(jù)自身情況設(shè)立。例如，可分為設(shè)計(jì)輸出、審核、校對(duì)、專業(yè)間協(xié)作區(qū)、專業(yè)內(nèi)協(xié)作區(qū)、設(shè)計(jì)文件區(qū)等。這些任務(wù)模塊會(huì)根據(jù)專業(yè)再細(xì)分，以方便找到對(duì)應(yīng)專業(yè)的圖紙。各個(gè)任務(wù)環(huán)節(jié)的圖紙都會(huì)隨著任務(wù)的進(jìn)行，放到對(duì)應(yīng)的文件夾里，如圖4所示。

圖4 CAD插件示例

設(shè)計(jì)任務(wù)分配。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人可以對(duì)圖紙進(jìn)行拆分，將拆分后的圖紙分配給指定的設(shè)計(jì)人員。同時(shí)，也可以指定相應(yīng)的校核、審核、審定人員，這些人員信息可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行匹配。

4.4.2 設(shè)計(jì)繪圖

設(shè)計(jì)繪圖環(huán)節(jié)，是設(shè)計(jì)人員在CAD中的設(shè)計(jì)文件區(qū)模塊完成的。設(shè)計(jì)人員的任務(wù)根據(jù)在CAD右側(cè)列出的架構(gòu)中相應(yīng)繪制圖紙。右鍵對(duì)應(yīng)的文件夾，可以新建文件，新建的文件時(shí)調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)模板。同樣，也可以添加圖紙，從本地計(jì)算機(jī)中加載圖紙。（圖5）

增加的圖紙，會(huì)在對(duì)應(yīng)任務(wù)模塊的文件夾里生成。對(duì)于修改后的文件，右鍵點(diǎn)擊“簽入”，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)版本，或者關(guān)閉修改后的圖紙，自動(dòng)增加版本。版本在CS端自動(dòng)記錄。

圖5 標(biāo)準(zhǔn)圖紙

表2 項(xiàng)目的階段和功能

設(shè)計(jì)繪圖環(huán)節(jié)包含了設(shè)計(jì)所參與的所有工作任務(wù)。除了基本的新建、保存、編輯外，還具備查詢圖紙、批量下載、建立標(biāo)準(zhǔn)圖形庫(kù)、套用標(biāo)準(zhǔn)圖框、以及批量處理圖紙的功能。

4.4.3 設(shè)計(jì)驗(yàn)證

設(shè)計(jì)驗(yàn)證環(huán)節(jié)是在CAD中的校對(duì)和審核模塊中完成的。

設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)文件區(qū)選擇單個(gè)圖紙文件或單個(gè)文件夾的所有圖紙送審，送審的圖紙將出現(xiàn)校對(duì)模塊，校審人的CAD的消息模塊可以看到待辦事項(xiàng)提醒。圖紙的審批意見可以添加到該文件的批注中，并且可以直接打開CAD圖紙，在圖紙中進(jìn)行修改和說(shuō)明。同時(shí)提供了批注的附件上傳功能，在添加批注意見的同時(shí)，可以添加截圖作為批注的補(bǔ)充說(shuō)明。

校審后的圖紙和校審意見會(huì)反饋給設(shè)計(jì)人員，設(shè)計(jì)人員可以查看已做批準(zhǔn)和修改的圖紙，再根據(jù)意見對(duì)圖紙進(jìn)行修改，完成后可提交審核人員，完成整個(gè)設(shè)計(jì)校審流程。校審流程中的審核意見自動(dòng)生成表單，不需要另外填寫。（圖6）

圖6 設(shè)計(jì)修改

4.4.4 專業(yè)互提

專業(yè)互提環(huán)節(jié)是在CAD中的專業(yè)間協(xié)作區(qū)、專業(yè)內(nèi)協(xié)作區(qū)完成。右鍵需要提資的圖紙，可以選擇轉(zhuǎn)換T3并提資的功能，進(jìn)行一鍵提資。同時(shí)增加了給圖紙?zhí)顚憘渥⒌墓δ?，可以?duì)圖紙情況進(jìn)行說(shuō)明，方便參考。提資后的圖紙會(huì)出現(xiàn)在“專業(yè)間互提區(qū)”，該區(qū)域是共享文件的區(qū)域，可根據(jù)設(shè)計(jì)所屬的專業(yè)分別存放。

目前的受資方式有3種：其一是傳統(tǒng)的復(fù)制粘貼模式，將需要的圖紙內(nèi)容復(fù)制后拷貝到自己的圖中；另外兩種方式是參照和插入塊，可通過左鍵拖放操作，快速完成向自己的圖紙中添加參照?qǐng)D紙和插入塊。

添加外部參照。外部參照是指將一幅圖以參照的形式引用到另外一個(gè)或多個(gè)圖形文件中，外部參照的每次改動(dòng)后的結(jié)果都會(huì)及時(shí)地反映在最后一次被參照的圖形中，同時(shí)使用外部參照還可以有效地減少圖形的容量，因?yàn)楫?dāng)用戶打開一個(gè)含有外部參照的文件時(shí)，系統(tǒng)僅會(huì)按照記錄的路徑搜索外部參照文件，而不會(huì)將外部參照作為圖形文件的內(nèi)部資源進(jìn)行儲(chǔ)存。

通過外部參照的方式，可以實(shí)現(xiàn)上下游專業(yè)條件圖自動(dòng)更新。如果上游專業(yè)對(duì)圖紙進(jìn)行了修改，提資的圖紙也會(huì)相應(yīng)進(jìn)行修改，可以有效避免專業(yè)間因沒有及時(shí)溝通導(dǎo)致錯(cuò)誤使用圖紙問題的發(fā)生。

圖層管理。通過系統(tǒng)的建立，對(duì)圖紙的每個(gè)圖層進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化命名，下游專業(yè)應(yīng)用上游專業(yè)的條件圖時(shí)，系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)化的圖層，實(shí)現(xiàn)對(duì)不需要圖層的過濾、淡顯等操作，快速呈現(xiàn)下游專業(yè)繪圖所需參考的條件圖相關(guān)圖層，實(shí)現(xiàn)快速的專業(yè)間相互協(xié)作。

4.4.5 設(shè)計(jì)輸出

設(shè)計(jì)輸出的文件將提交至在CAD的設(shè)計(jì)輸出區(qū)模塊。只有通過了校審的設(shè)計(jì)圖紙才會(huì)最終流轉(zhuǎn)到設(shè)計(jì)輸出區(qū)。設(shè)計(jì)人員通過在設(shè)計(jì)文件區(qū)右鍵發(fā)布，圖紙將發(fā)送至設(shè)計(jì)輸出區(qū)，圖紙會(huì)自動(dòng)加蓋條形碼，并自動(dòng)生成圖紙目錄。

4.4.6 文件歸檔

設(shè)計(jì)輸出區(qū)的文件會(huì)發(fā)送給出版中心和檔案中心，分別作為紙質(zhì)印刷的源文件和留作歸檔的電子文件。

5.協(xié)同生產(chǎn)的價(jià)值

5.1 對(duì)企業(yè)的價(jià)值

對(duì)于企業(yè)而言，協(xié)同設(shè)計(jì)改變了企業(yè)的工作模式，從提高單點(diǎn)效率向提高整體效率過渡；運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化的工作流程，有利于提高整體設(shè)計(jì)質(zhì)量；將任務(wù)分解到協(xié)同平臺(tái)上，解決了多專業(yè)配合過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題；建立健全的協(xié)同系統(tǒng)，保證了設(shè)計(jì)資源的安全性和完整性，真正意義上實(shí)現(xiàn)過程管理；實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程異地協(xié)作，從單一的設(shè)計(jì)向工程總承包過渡；保障ISO9000的實(shí)質(zhì)性執(zhí)行。

5.2 對(duì)設(shè)計(jì)人員的價(jià)值

減少設(shè)計(jì)人員重復(fù)工作量，提高工作效率，保證適當(dāng)?shù)娜?在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間找到適當(dāng)?shù)男畔?文件。與現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方法接軌，可以盡量不改變?cè)O(shè)計(jì)師的操作習(xí)慣，同時(shí)通過利用各種高效的工具進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。