图层级协同设计系统

图层级协同设计系统

概述

工程项目设计工作由多个专业、许多设计人员甚至多个工作场所的多个设计单位组成的设计团队（项目组）按照分工进行协作完成的，并整个设计过程中贯穿进行提资、查返、校审等交互作业，最终完成设计成果，并在施工过程中可能发生设计更改。当前，设计人员仍处在独立使用各自的专业CAD工具进行分别设计工作，目前使用的CAD平台，并未提供在设计过程中的消息传递和同步更新功能，不同设计者在CAD环境下设计时，并不能实现真正的同步协作，设计更改的滞后难以避免。由于设计内容的一些修改或者变更无法得到及时共享，协作也就难以进行。

协同设计平台是为任意工作场所内基于项目协同工作的设计团队进行分工协作、专业相互配合以及协作共同完成设计工作而设计的，它确保无障碍的进行协作作业，从而提升设计效率：

（1）建立并串结合的科学工作模式，缩短设计工期并减少设计冲突

传统的设计工作是下游专业接到上游专业设计互提条件图后才能开始，同时又需要将条件图进行大量的修改才能作为下游专业的底图，并在设计过程中一旦上游专业发生了修改，底图需要重新制作，费时费力而且容易出现设计冲突。协同模式是将设计交互从图纸转向图纸的内容，条件图应是自动整理后下游专业需要的底图而非整幅全图，避免下游专业的整理作业。同时，改变串行的作业方式，不必等待上游专业条件图完工而是开始后一段时间下游专业就可以进行设计工作，上游专业的设计推进自动会显示在下游专业图纸中，实现所有设计数据的唯一性，减少设计冲突。

（2）统一设计标准，实现无障碍设计数据交换与引用，提高设计质量

设计标准是提高绘图质量和效率，创建各专业基于网络的协同设计环境，实现设计规范化和标准化的基础。设计标准为设计数据的无障碍交换提供了统一的语言环境，对提高设计质量起到积极促进作用。

（3）项目团队协同设计，降低沟通成本，提高设计过程管理和监控力度通过协同平台，各工作场所、各专业的设计人员基于统一的设计标准，实现

设计数据和资料实现自动管理、提资、修改自动发现、以及流程作业，将所有各专业的设计内容有机形成一个完整的项目设计数据，使设计与管理实现一体化，项目经理、各级领导和专业负责人等可以实时掌握设计进度和图纸完成情况，及时发现图纸质量和进度问题，及时指导修改。

（4）设计文件资料的统一管理，避免设计文件和资料分散在个人计算机中工程项目中的所有图纸资料都集中储存在协作服务器中，并且有安全、完善的共享管理和用户权限管理，由服务器实现图纸的版本管理与控制。避免设计文件、工程资料分散在各自的个人计算机中，实现有序的利用、收集、整理和归档，促进设计数据的重复利用。

目前，随着现阶段借助二维专业CAD进一步提高个人设计效率已接近极限，很多设计单位对开展协同设计以便提高设计生产效率产生了浓厚的兴趣。经过几年的探索研究以及应用实践，目前形成了以二维应用为主的图层级协同和三位模型级协同两类方案：图层级协同主要以现有的应用技术为基础，通过制定协同制图标准，不需要改变设计习惯，属于应用创新推进生产效率的提升。三维模型级协同是协同的发展方向，由于缺乏强有力的通用三维设计支撑平台，目前主要应用在少数工业性设计领域，大部分行业三维模型级协同都尚处于探索阶段。

协同设计平台技术方案

1、设计思路

图层级协同设计系统设计遵循“十一五国家科技支撑计划”的研究技术路线和所制定的“协同设计标准”。系统设计基于设计院广泛使用CAD平台，在不改变设计软件的情况下，通过制定协同设计标准，快速建立统一的标准化设计环境，这样可以降低推行所需要培训等学习成本，容易为设计人员接受，降低了推广的成本。

（1）充分借助已有的CAD基础，避免新采购CAD和学习成本

提供大量工具来协调各设计成员之间的图形和共享图形数据，这些技术贯穿于设计的整个设计过程中。在设计初期，通过建立依据制图标准的专业图形符号库、CAD标准(DWS格式文件)等，使用专业图形符号库和CAD标准能够提高专业产品设计的效率，保证设计人员采用相同的绘图标准；在设计过程中，通过使用

设计中心、外部参照技术达到协同设计主要取决于设计人员之间图形信息的获取与信息反馈的及时、便捷并同步更新。在设计后期，在设计人员与用户之间建立快捷、准确、通畅，又要保证数据的安全性电子数据沟通与共享环境。

（2）跨部门、专业、跨地域的网络化协同设计

系统支持企业内不同设计部门、不同专业方向上或者同一项目的不同设计企业之间进行协调和配合，从而满足跨地域、跨区域、跨国界的设计发展趋势。通过跨专业、跨地域的网络化协同设计缩短产品设计周期，从针对个体的串行设计工作模式，转向上下游多方协同的并行设计工作模式。

2、业务方案

①系统提供“标准与基础维护”模块实现标准图元、图层和参数维护管理，建立专业图形符号库和CAD标准。

②项目设计启动时，通过使用协同管理系统的“项目管理子系统”，项目负责人（可能为专业负责人等）进行项目策划工作，对项目的设计任务进行分解，

对专业人员进行分工，向各个专业下达具体的设计任务，这些设计任务已经按照设计标准进行了规范化和标准化，保证设计人员采用统一的设计标准；

③设计开始，各专业设计人员在协同设计平台中接受到设计任务，从系统已经建立好的设计任务进入到专业CAD软件开始设计工作；随着设计进展，进入提资阶段后，系统根据CAD标准的“专业间图层协作标准”，自动从当前图中提取对应的图层图苑生成规定的提资文件，提供给相关专业直接引用或者参照。

④在设计修改（如自查修改、校审等）时，用户签入设计时将自动更新提资文件，引用该提资文件的用户将收到提醒并自动更新引用，保证所有图形都是最新和一致的，减少“错、漏、碰、缺”。

⑤在设计过程或者后期，设计成图将各专业设计人员所进行设计自动组装成图，并随各专业的设计进展和修改自动更新。

⑥设计完成后，经过校审的设计成果通过系统进行自动出图（生成PLT，用于出图）、输出（生成DWF，用以共享）及归档（生成DWG、TIF用以存档）。

⑦依据ISO9000质量管理运行的设计过程管理子系统融入到整个设计过程，将设计策划、设计输入、CAD设计、设计验证、互提资料、设计会签、成果出图、设计归档、完工评定、设计变更等各个设计环节与管理环节紧密融合，实现集成一体化。

3、设计标准

统一设计标准，创建标准化的协同设计环境，将统一的图层、制图规则、文件存储、外部参照、设计输入、文件交换、互提资料、打印出图、图纸归档和组织管理等一系列标准，以及标准化模板与设计环境、设计过程融为一体是图层级协同设计的基础。

目前，行业统一的标准还尚未发布，目前部分设计单位开始使用的自我编写的标准，受工作量影响，标准并不完备。国家十一五课题组正在编制支持国内外开展业务“CAD制图与协同设计标准”。开发的图层级协同平台将依据和支持该标准，通过这种标准化环境中工作，按照统一的规则进行绘图、沟通和交流，能够保持高度默契，大大提高协作效率。

4、技术架构

图层级协同设计平台的技术架构如下图所示。平台采用了目前先进的SOA架