劉斌梅 肖 剛

（中國建筑設計研究院，北京 100044）

協(xié)同設計發(fā)展與制圖標準的基礎性作用

劉斌梅 肖 剛

（中國建筑設計研究院，北京 100044）

本文通過作者在協(xié)同設計管理和制圖標準方面的工作實踐，介紹了協(xié)同設計的發(fā)展由來和方向，同時介紹了協(xié)同設計解決方案的模式和協(xié)同設計軟件的基本特點，并闡述了制圖標準在協(xié)同設計管理實施應用中的基礎性作用。

協(xié)同設計；二維協(xié)同；制圖標準

1 協(xié)同設計在國內(nèi)的發(fā)展

協(xié)同，是指協(xié)調(diào)兩個或者兩個以上的不同資源或者個體，協(xié)同一致地完成某一目標的過程或能力。協(xié)同設計，主要指企業(yè)內(nèi)不同設計部門、不同專業(yè)方向上或者同一項目的不同設計企業(yè)之間進行協(xié)調(diào)和配合，其目的在于減少重復修改量、建立企業(yè)知識庫、標準化管理，以及提高質(zhì)量與效率。隨著協(xié)同設計概念、功能和技術的完善與實現(xiàn)，為工程設計企業(yè)進一步提供基于知識管理的快速設計實現(xiàn)工具，提升行業(yè)用戶的產(chǎn)品設計能力，以及對于產(chǎn)品設計中知識的利用水平，并通過產(chǎn)品設計能力的增強整體帶動工程設計與制造業(yè)的管理、市場、人員、技術的發(fā)展。

在設計領域中，設計師從逐步丟掉圖板到全面應用計算機輔助設計與計算軟件，已有十多年的歷史，隨之發(fā)展起來的大多是基于AutoCAD、MicroStation等平臺的各種專業(yè)輔助設計軟件。CAD技術的發(fā)展，極大的提高了設計人員的工作效率。尤其在近幾年，隨著各種新技術、新功能的不斷涌現(xiàn)，國內(nèi)的設計師們享受到了前所未有的便利。

但是，隨著計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，僅僅依靠CAD作為生產(chǎn)率提升手段的模式已遠遠不能適應個性化、多樣化的用戶需求和快速變化的市場了。目前使用的CAD平臺，并未提供在設計過程中的消息傳遞和同步更新功能，不同設計者在CAD環(huán)境下設計時，并不能實現(xiàn)真正的同步，設計內(nèi)容的一些變更無法得到及時共享，從而會導致每個人看到的都不是最新的、唯一的、準確的設計圖紙。對于高度協(xié)同化的設計工作而言，一旦出現(xiàn)錯誤的結(jié)果將十分嚴重。因此，支持異地、多專業(yè)之間信息交流和協(xié)作設計的協(xié)同設計，正在成為信息化建設的熱點。

越來越多的設計企業(yè)開始意識到協(xié)同的重要性，并且逐步實施信息化建設。這是因為跨專業(yè)、跨地域的基于網(wǎng)絡化協(xié)同設計可以極大地縮短設計周期，提高設計效率和質(zhì)量，有助于企業(yè)快速地應對市場和客戶需求，提高企業(yè)的競爭能力。

對不同類型的企業(yè)而言，設計協(xié)同的程度和要求不同，概括起來主要包括以下幾個層次：

（1）數(shù)據(jù)共享協(xié)同，包含文件傳輸、圖檔存儲、網(wǎng)絡圖庫等

數(shù)據(jù)從最初建立開始到整個工程周期結(jié)束都可實現(xiàn)共享，文件基于標準格式互相兼容，每個項目設計者都可以自由上傳和下載圖形、文本等資源，設計者之間可以相互參閱。這一層次的協(xié)同設計屬于初級的協(xié)同。

（2）信息交流協(xié)同，包含消息互發(fā)、可視化等

設計者之間的溝通無時不在，隨時的消息互發(fā)可以進行快速溝通和反饋，可以在網(wǎng)絡環(huán)境下召開網(wǎng)絡視頻會議、評審設計方案、流轉(zhuǎn)校審圈閱，使每個人都可以發(fā)表對設計的看法和意見。這一層次的協(xié)同是目前解決協(xié)同設計問題的主流思路。

但是它也存在一些缺陷，主要表現(xiàn)在設計平臺和協(xié)同平臺的分離。設計者在設計環(huán)境下設計產(chǎn)品，然后在協(xié)同環(huán)境下與協(xié)作者進行交流，然后再回到設計環(huán)境下對設計進行修改，如此往復。盡管其協(xié)同效率比第一層次已經(jīng)有較大提高，但是仍然難以達到實時的協(xié)同設計。

（3）CAD平臺的協(xié)同，基礎協(xié)同設計平臺

基于CAD平臺的協(xié)同設計并不是一種通用的協(xié)同設計軟件，而是一個標準、開放的平臺，供其他軟件開發(fā)商根據(jù)行業(yè)部門需要開發(fā)相應的應用協(xié)同設計軟件。CAD基礎協(xié)同設計平臺目的是提供底層技術支持，以及豐富協(xié)同設計的開發(fā)接口。二次開發(fā)者可以使用不同編程語言，根據(jù)用戶需要開發(fā)出自己的軟件應用產(chǎn)品。通過CAD基礎協(xié)同設計平臺，它們可以深入圖檔內(nèi)部，很便捷地提取相關信息，能迅速準確地進行查詢、檢索、統(tǒng)計、歸檔等，即可以無縫連接到CAD平臺，無需在系統(tǒng)和CAD平臺間進行切換。

這種基于CAD平臺的協(xié)同設計思路是將實現(xiàn)協(xié)同設計的眾多基本要素以一種工具庫或者構件庫的形式集成到CAD平臺當中，為二次開發(fā)者實現(xiàn)針對不同行業(yè)的個性化協(xié)同應用提供平臺支持。它一方面避免了第二層次的協(xié)同中面向不同的客戶需求開發(fā)不同的協(xié)同系統(tǒng)的弊端，同時也使得CAD平臺和協(xié)同平臺能夠合二為一，實現(xiàn)真正的實時協(xié)同設計。

協(xié)同設計不單單是工作思路的改變，更體現(xiàn)在對設計模式、流程的重新梳理，流程中角色的重新定義，需要一個新的角色或團隊來管理協(xié)同設計過程。與此同時，對軟、硬件也提出了更高的要求，要求平臺及二次開發(fā)軟件要能夠支撐協(xié)同設計及標準，要求服務器、客戶端、網(wǎng)絡環(huán)境要能夠負載協(xié)同設計所帶來的大量的信息存儲、交互和引用。

2 協(xié)同設計誤區(qū)的三大特征

2.1 希望找到有針對性、行業(yè)特征完整協(xié)同的信息化解決方案

由于設計行業(yè)工程設計的復雜性、以及相互交流的重要性，加之企業(yè)信息化實施部門的信息來源有限，企業(yè)客戶往往希望信息化規(guī)劃一步到位。而3D、協(xié)同等技術的應用，如果沒有企業(yè)信息化決策者的決心和信息化實施部門的執(zhí)行力，以及設計部門主管的理解與共識，是很難取得理想效果的。

2.2 將設計流程信息化等同于協(xié)同

重視流程而忽略工程圖檔數(shù)據(jù)，試圖將設計流程設計在一個閉環(huán)的MIS系統(tǒng)中，其結(jié)果是管理信息與工程圖檔數(shù)據(jù)脫節(jié)，給設計者帶來繁瑣，對管理者而言，無法得到客觀的信息。由于將MIS等同于協(xié)同平臺，造成共性化的協(xié)同平臺（生產(chǎn)管理系統(tǒng)）與企業(yè)個性化的MIS系統(tǒng)（輔助生產(chǎn)管理系統(tǒng)）混為一談，造成國內(nèi)軟件企業(yè)難以形成產(chǎn)品級的協(xié)同平臺。

2.3 3D模式能完全替代2D模式，以實現(xiàn)協(xié)同設計

現(xiàn)行的設計規(guī)范、出圖標準與3D應用并不配套，直接造成大部分設計企業(yè)的上、下游企業(yè)難以在3D設計模式下銜接。高昂的培訓與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成本使得風險加大。3D產(chǎn)品的本地化、二次開發(fā)的開放性與技術本身的成熟度相比嚴重制約了設計企業(yè)大規(guī)模應用。

3 協(xié)同設計中軟件需要實現(xiàn)的內(nèi)容

目前國內(nèi)外的主流CAD平臺都不具備協(xié)同設計功能。因為“協(xié)同設計”是一個系統(tǒng)工程，除了單獨的設計功能外，還有相應管理功能，這靠單獨一個軟件基本不大可能實現(xiàn)。而且，各種設計單位的需求千差萬別，很難有一種CAD產(chǎn)品能給用戶提供完備的協(xié)同設計服務。協(xié)同設計平臺應基本實現(xiàn)兩個層次的內(nèi)容，一個層次是專業(yè)團隊內(nèi)部的協(xié)同。專業(yè)設計團隊形成合理的人員級配，每個設計人員按分工的設計內(nèi)容創(chuàng)建數(shù)據(jù)文件，設計人之間的配合由參考文件支持，專業(yè)負責人和工程主持人也通過參考文件控制設計全局。所有設計數(shù)據(jù)通過服務器和文件管理系統(tǒng)進行自動管理和流轉(zhuǎn)。第二個層次是項目設計團隊各專業(yè)之間的協(xié)同。各專業(yè)的設計信息通過服務器和文件管理系統(tǒng)進行及時的傳遞和溝通，實現(xiàn)準確的配合。

圖1 協(xié)同設計中軟件需要實現(xiàn)的內(nèi)容

3.1 協(xié)同設計平臺是企業(yè)信息化建設的核心，是提供數(shù)據(jù)的來源

協(xié)同設計平臺是工程協(xié)同設計的數(shù)據(jù)來源，圖1顯示了協(xié)同設計中軟件需要實現(xiàn)的內(nèi)容。

3.2 協(xié)同平臺軟件應解決和滿足的內(nèi)容

首先，協(xié)同設計軟件應解決過去分散的工作模式，把單機模式轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡模式，由于大多數(shù)用戶對單用戶系統(tǒng)已經(jīng)習慣，因此，在協(xié)同設計平臺中應充分考慮個體工作方式與群體工作方式的無縫性。使項目中各個專業(yè)的設計師們習慣在同一平臺上進行工作。

另外，協(xié)同設計軟件可項目化的集中管理文件，由于所有設計文件的創(chuàng)建、傳送、提交、退回、審核、審定、發(fā)布等均有服務器管理，并由系統(tǒng)按照項目對所有文件進行組織管理，不再需要用Windows的資源管理器來進行。將用戶的單機設計轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡化設計，設計項目設計資源統(tǒng)一管理，更安全可靠。用戶面對的客戶端可以對服務器上自己依權限瀏覽或修改的文件進行操作，而不能超出權限違規(guī)操作。

協(xié)同設計軟件有利于專業(yè)配合，由于每項設計工作都需要各個專業(yè)間的緊密配合，圖與圖之間也需要項目引用，由此經(jīng)常會引發(fā)由于圖紙版本的更新不能及時通知到設計團隊的每位成員造成設計工作的浪費，嚴重的甚至會造成施工中的事故和損失。平臺應可以通過更新提醒機制解決這個問題，保證圖紙版本的及時刷新，有效減少設計人員大量用于交流的工作量。

通過使用協(xié)同設計軟件，應實現(xiàn)版本管理，包含版本生成、保留歷史版本及修改記錄、跟蹤版本的演化歷史、確定當前有效版本等，不再需要設計師本人用文件名來區(qū)分不同時間繪制的圖紙，設計師只要專注于設計本身即可。

圖紙內(nèi)部元素比較也是比較重要的部分，通過分析，可快速比較兩張圖紙所有元素的屬性以找出不同版本的差異，包括增加或刪除的圖形元素、絕對位置差異、幾何數(shù)據(jù)差異、屬性數(shù)據(jù)差異，幫助設計師及時更新自己的設計內(nèi)容。

最后，協(xié)同設計的軟件還應具備項目管理的基本內(nèi)容，如項目負責人可以對設計項目進行管理，從項目規(guī)劃、參與專業(yè)、設計角色與權限，設計成員，設計流程，任務分解與監(jiān)控，專業(yè)互提資料管理等多方面對一個設計項目進行設置與管理；各設計師可以根據(jù)項目負責人在不同項目里設置的角色和權限承擔不同的任務等內(nèi)容。

4 制圖標準對于協(xié)同設計的基礎性作用

基于CAD的協(xié)同設計的目的不僅是注重數(shù)據(jù)的創(chuàng)造，更為重要的是注重對信息的流轉(zhuǎn)與管理，從而將信息轉(zhuǎn)化為知識，將信息管理上升到知識管理。協(xié)同的基礎是信息的共享，共享就需要標準，標準是協(xié)同的基礎，沒有標準協(xié)同工作無從談起，進行協(xié)同設計首先應該制定相應的標準，這個標準不僅包括制圖標準，而且應該包括工作規(guī)范，標準的制定應該遵循以下兩個原則：

（1）通用。鑒于設計工作的復雜性和特殊性，制定一個能夠涵蓋各專業(yè)設計與各個角落的標準是件很難的事情，所以，標準的制定在某些時候需要有一定的擴展性，換言之，不但要建立具體的標準，還要建立超出現(xiàn)有具體標準之外的工作規(guī)則，也就是所謂“標準的標準”。只有這樣才有可能使該設計標準保持一個較長的生命周期。

（2）易用。標準是否能真正的執(zhí)行還在于該標準是否易用，再好的標準如果讓設計人員難于執(zhí)行也只會是一紙空文，制定標準以后必須能夠提供相應的工具，盡量使設計人員可以方便地適應標準。標準的應用范圍根據(jù)實際情況是在變化當中的，對于一個工程設計項目來說，應用的標準是工程項目的內(nèi)部規(guī)范，對于一個設計單位內(nèi)部來說，使用的標準是企業(yè)標準，對于整個建筑工程生命周期來講，標準應該是一個行業(yè)規(guī)范。但無論標準的范圍如何，制定標準的目的只有一個：規(guī)范工作，協(xié)同工作。

目前主要的難點有以下幾個方面：

a）基于開放技術標準的數(shù)據(jù)互動與共享，難點在于：文件格式的兼容或標準化、數(shù)據(jù)傳輸兼顧開放性與安全性、大項目大數(shù)據(jù)量實時交互。

b）全面的、跨領域的協(xié)同平臺，難點在于不同專業(yè)設計者之間、分散的設計企業(yè)之間、供給商與企業(yè)之間以及用戶與企業(yè)之間如何實現(xiàn)宛如一體的協(xié)同工作以求達到整體生命力的最大化。

總體而言，最主要的難點還是標準化、開放性。協(xié)同設計是一個系統(tǒng)工程，不僅僅是一個軟件。每個設計單位可能對協(xié)同的需求都有不同，不大可能也沒有必要出現(xiàn)一種萬能普適的協(xié)同設計軟件。標準的制定和推廣都有一定的難度。所以，目前可行的辦法是，在基于CAD平臺的協(xié)同設計上，企業(yè)內(nèi)部先提供一種標準、開放的平臺，包括供其他軟件開發(fā)商根據(jù)行業(yè)部門需要開發(fā)出各種應用協(xié)同設計軟件。

目前，很多設計單位的CAD制圖方法不規(guī)范，一些基本圖素不標準。由于一些設計人員對一些標準理解不確切造成繪制的工程圖線型不一致，漢字字形、大小不一，不規(guī)范，圖形符號不符合國家標準等。有一批設計人員，由于不了解CAD方面的國家標準、行業(yè)標準修訂情況，仍在使用過期的標準，所以造成了設計開發(fā)過程中違反現(xiàn)行標準，甚至出現(xiàn)錯誤的、不能使用的圖樣。

CAD的標準化的滯后嚴重阻礙了企業(yè)設計水平的提高，所以標準化工作是企業(yè)技術工作的一個非常重要的基礎性工作。設計企業(yè)要達到協(xié)同的目標，首先應對企業(yè)已有的標準進行修訂或訂立新的標準。例如，計算機繪圖時圖線的寬度，標注字體的字型及大小，圖紙標題欄與明細表格式，圖紙編號及圖形文件命名規(guī)劃，圖檔的管理與保存（紙介質(zhì)、磁盤、光盤）等等。只有統(tǒng)一了標準做法，才會使企業(yè)的技術文件符合有關的標準化要求，相互一致。所以，必須先把標準化的工作解決好，這是實現(xiàn)協(xié)同設計的基礎工作。

5 制圖標準和協(xié)同設計的探索實踐

中國建筑設計研究院長期以來一直非常注重設計水平和管理能力的提升，為了提高設計制圖質(zhì)量，指導CAD制圖標準化，繼而通過統(tǒng)一的標準，統(tǒng)一的平臺實現(xiàn)專業(yè)內(nèi)、專業(yè)間的信息共享，為協(xié)同設計做好數(shù)據(jù)應用基礎。我院于2007年啟動了CAD制圖標準建設項目，并成立了由院領導、信息管理研究中心、生產(chǎn)院一線設計人員共同組成的編制小組。

中國建筑設計研究院在廣泛了解和學習行業(yè)內(nèi)在協(xié)同設計和制圖標準方面取得的經(jīng)驗的基礎上，根據(jù)國內(nèi)協(xié)同設計管理和軟件技術的現(xiàn)實情況，制定了明確的建設目標。從二維設計上的交流問題入手，重點放在圖層、設計流程和CAD應用指導上。我們與國內(nèi)外知名CAD軟件開發(fā)商合作，結(jié)合各工種繪圖的特點定制了“企業(yè)版專業(yè)繪圖”軟件，將企標直接灌入，實現(xiàn)了標準透明化應用。我們扣緊各專業(yè)內(nèi)和專業(yè)間的交流特點和實際需要，開發(fā)了一系列輔助轉(zhuǎn)換工具，以輔助《二維協(xié)同CAD制圖標準》有效推進。

中國建筑設計研究院于2008年1月發(fā)布了第一版《二維協(xié)同CAD制圖標準》，同時發(fā)布了基于此標準的模板、CAD專業(yè)制圖軟件以及轉(zhuǎn)換工具等一系列實施標準的輔助工具，于2008年年底推出了第二版標準。我們從各專業(yè)全面培訓入手，組織專業(yè)內(nèi)試點、項目全專業(yè)試運行等，輔助各種檢查措施，統(tǒng)一專業(yè)繪圖軟件及版本，努力推廣《二維協(xié)同CAD制圖標準》，并取得了一定的成績。

（1）標準的制定，要明確項目設計文件、設計文件命名、設計制圖標準、設計文件權限、設計文件版本等須統(tǒng)一管理的內(nèi)容。

（2）重點關注外部參照功能的應用深度和方法、圖紙集應用及管理深度、圖層標準的合理性及執(zhí)行、協(xié)同設計的認識和理解、相關設計軟件工具的整合、圖檔管理及打印等影響標準實施的關鍵要素。

（3）協(xié)同及標準的推行，會增加建筑專業(yè)約10%的工作量，但其他專業(yè)的協(xié)同程度可隨之大幅度提高，因此建筑專業(yè)能否執(zhí)行協(xié)同及標準的要求，是實現(xiàn)協(xié)同的關鍵。

（4）制圖標準的編制和推行，必須得到領導和相關部門領導的支持和重視，必須有強力推行的決心和輔助相應的規(guī)章制度。

（5）在標準出臺初期，應選擇合適的項目和設計成員，這樣才可以有效的檢驗標準；在實施中，各部門須緊密配合和溝通，要有很好的執(zhí)行力；定期交流和探討，逐步優(yōu)化標準。

（6）應系統(tǒng)的規(guī)劃，分步實施、穩(wěn)步推行。

（7）根據(jù)實際情況制定相關標準。

6 結(jié)語

協(xié)同設計是在并行工程下，提高工程進度和質(zhì)量的關鍵之一。開展協(xié)同設計，是工程勘察設計企業(yè)的共同目標。其中最基礎的協(xié)同就是數(shù)據(jù)協(xié)同，即建立相應的數(shù)據(jù)交換標準。而實現(xiàn)數(shù)據(jù)協(xié)同則需要一套企業(yè)CAD標準來保證，CAD標準的建立是實現(xiàn)協(xié)同設計的第一步。CAD制圖標準的制定和執(zhí)行，以及定制符合標準的各專業(yè)CAD軟件，將為構建各專業(yè)間協(xié)同設計環(huán)境奠定堅實的基礎，也是企業(yè)提高設計質(zhì)量和生產(chǎn)效率、解決提高制圖效率與降低成本之間矛盾的基礎和前提。

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Development of Collaborative Design and the Primary Role of Drawing Standard

Liu Binmei，Xiao Gang
（China Architecture Design＆Research Group，Beijing 100044）

In this article，according to their specific working experiences of collaborative design management and drawing standard compliation，authors introduce the development history and direction of collaborative design，and present effects and requirements of softwares in collaborative design management，and clearly definite the primary role of a drawing standard in practice and application of collaborative design management.

Collaborative Design；2 Dimensions Collaboration；Drawing Standard

TU201.4；TU202

A

1674－7461（2010）04－0105－05

劉斌梅（1963－），女，信息管理研究中心技術總監(jiān)。主要從事集團信息化規(guī)劃、建設推進、應用管理方面的工作。E-mail：lbm＠cadg.cn