協(xié)同設(shè)計(jì)是企業(yè)內(nèi)不同設(shè)計(jì)部門、不同專業(yè)方向上或者同一項(xiàng)目的不同設(shè)計(jì)企業(yè)之間進(jìn)行協(xié)調(diào)和配合，本質(zhì)上是基于計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作（Computer Supported Cooperative Work，CSCW)。由于這種跨專業(yè)、跨地域的基于網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)可以極大地縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研發(fā)周期，快速地研發(fā)適應(yīng)市場變化和需求的產(chǎn)品，提高企業(yè)的競爭能力。因此，國內(nèi)外優(yōu)秀企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)工作正在從個(gè)體化、串行流程的產(chǎn)品研發(fā)模式，轉(zhuǎn)向上下游多方協(xié)同的并行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。“協(xié)同”已經(jīng)成為當(dāng)代產(chǎn)品研發(fā)策略的重點(diǎn)方向之一。

CAD協(xié)同設(shè)計(jì)的不同層次

    對(duì)不同類型的企業(yè)而言，設(shè)計(jì)協(xié)同的程度和要求不同。在CAD設(shè)計(jì)領(lǐng)域，概括起來主要包括以下幾種層次：

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

    數(shù)據(jù)從最初建立開始到整個(gè)工程周期結(jié)束都可以實(shí)現(xiàn)共享，能夠與不同公司的文件格式（如AutoCAD的DWG格式）互相兼容，每個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)者都可以自由上傳和下載圖形、文本等資源，設(shè)計(jì)者之間可以相互參閱，以期達(dá)到實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)投資回報(bào)的最大化。

    相較而言，這一層次的協(xié)同設(shè)計(jì)是比較初級(jí)的。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)必須保存入庫后重新打開才能實(shí)現(xiàn)更新，設(shè)計(jì)更改的滯后難以避免。而在這段時(shí)間內(nèi)，設(shè)計(jì)內(nèi)容的一些變更無法得到及時(shí)共享，會(huì)導(dǎo)致每個(gè)人看到的都不是惟一、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)圖紙。對(duì)于高度協(xié)同化的設(shè)計(jì)工作而言，這種錯(cuò)誤的后果不堪設(shè)想。

2.信息交流協(xié)同，包含消息互發(fā)、可視化等。

    設(shè)計(jì)者之間的溝通無時(shí)不在，隨時(shí)的消息互發(fā)可以進(jìn)行快速溝通和反饋，可以在Internet環(huán)境下召開網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議、評(píng)審設(shè)計(jì)方案、流轉(zhuǎn)校審圈閱，使每個(gè)人都可以發(fā)表對(duì)設(shè)計(jì)的看法和意見。

    這一層次的協(xié)同是目前解決協(xié)同設(shè)計(jì)問題的主流思路。但是，它同樣存在一些缺陷，主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)平臺(tái)和協(xié)同平臺(tái)的分離。在多數(shù)情況下，設(shè)計(jì)者不得不在設(shè)計(jì)環(huán)境下設(shè)計(jì)產(chǎn)品，然后在協(xié)同環(huán)境下與協(xié)作者進(jìn)行交流，然后再回到設(shè)計(jì)環(huán)境下對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，如此往復(fù)。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(dá)到實(shí)時(shí)的協(xié)同設(shè)計(jì)。

3.CAD平臺(tái)的協(xié)同，這是一種基礎(chǔ)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)。

    基于CAD平臺(tái)的協(xié)同設(shè)計(jì)并不是一種通用的協(xié)同設(shè)計(jì)軟件，而是一種標(biāo)準(zhǔn)、開放的平臺(tái)，供其他軟件開發(fā)商根據(jù)行業(yè)部門需要開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用協(xié)同設(shè)計(jì)軟件。CAD基礎(chǔ)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)目的是提供一些底層技術(shù)支持，提供豐富協(xié)同設(shè)計(jì)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(yīng)用產(chǎn)品。通過CAD基礎(chǔ)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，它們可以深入圖檔內(nèi)部，很便捷地提取相關(guān)信息，能迅速準(zhǔn)確地進(jìn)行查詢、檢索、統(tǒng)計(jì)、歸檔等，即可以無縫連接到CAD平臺(tái)，無需在系統(tǒng)和CAD平臺(tái)間進(jìn)行切換。

    這種基于CAD平臺(tái)的協(xié)同設(shè)計(jì)思路是將實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)的眾多基本要素以一種工具庫或者構(gòu)件庫的形式集成到CAD平臺(tái)當(dāng)中，為二次開發(fā)者實(shí)現(xiàn)針對(duì)不同行業(yè)的個(gè)性化協(xié)同應(yīng)用提供平臺(tái)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(shí)也使得CAD平臺(tái)和協(xié)同平臺(tái)能夠合二為一，實(shí)現(xiàn)真正的實(shí)時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)。

基礎(chǔ)的協(xié)同設(shè)計(jì)CAD平臺(tái)

    目前國內(nèi)外的主流CAD平臺(tái)都不具備協(xié)同設(shè)計(jì)功能。因?yàn)?ldquo;協(xié)同設(shè)計(jì)”是一個(gè)系統(tǒng)工程，除了單獨(dú)的設(shè)計(jì)功能外，還有相應(yīng)管理功能，這靠單獨(dú)一個(gè)軟件基本不大可能實(shí)現(xiàn)。而且，各種設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)服務(wù)。所以，致力于研發(fā)基于CAD的協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，將是改變國內(nèi)CAD廠商一直以來靠模仿國外同類產(chǎn)品而生存的這一現(xiàn)狀的一個(gè)突破點(diǎn)。

    基于CAD的協(xié)同設(shè)計(jì)的目的不僅是注重?cái)?shù)據(jù)的創(chuàng)造，更為重要的是注重對(duì)信息的交流與管理，從而將信息轉(zhuǎn)化為知識(shí)，將信息管理上升到對(duì)知識(shí)管理。筆者認(rèn)為，要在現(xiàn)有情況下實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)企業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)，需要實(shí)現(xiàn)如下兩方面功能：

1.圖紙?jiān)O(shè)計(jì)管理

    主要包括：

    制定消息和文件傳輸標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)傳輸與交互界面可以跨平臺(tái)、跨系統(tǒng)、甚至跨領(lǐng)域；

    圖紙實(shí)時(shí)編輯，不同的設(shè)計(jì)者可以實(shí)時(shí)在線共同編輯或參閱同一份圖紙，避免設(shè)計(jì)更改的滯后引起的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)人和校審人之間可以實(shí)時(shí)流轉(zhuǎn)校審；

    圖紙權(quán)限管理，解決圖紙的安全性保密性以及圖紙的不同控制權(quán)限問題；

    圖檔存儲(chǔ)管理，實(shí)現(xiàn)圖紙存儲(chǔ)、版本管理的自動(dòng)化、智能化，網(wǎng)絡(luò)圖庫可以實(shí)現(xiàn)高效的資料共享和再利用。

2.項(xiàng)目流程管理

    主要由流程協(xié)作、項(xiàng)目管理兩部分，設(shè)計(jì)、校審和管理等不同角色人員利用該平臺(tái)中的相關(guān)功能實(shí)現(xiàn)各自工作。

    圖紙?jiān)O(shè)計(jì)管理的要求是快速、方便、安全，功能主要由CAD基礎(chǔ)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)并提供接口，這些功能是在經(jīng)過大量用戶實(shí)踐，抽象出標(biāo)準(zhǔn)，并以API形式開放出來。而項(xiàng)目流程管理則要做到高效、精確、便捷，功能主要由二次開發(fā)商基于上述API依據(jù)各種需求開發(fā)實(shí)現(xiàn)，部分基本功能可由CAD基礎(chǔ)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。只有實(shí)現(xiàn)了這兩方面功能，才可能實(shí)現(xiàn)真正的協(xié)同設(shè)計(jì)。

    當(dāng)然，還可以進(jìn)一步設(shè)計(jì)有實(shí)際應(yīng)用的特殊功能，如實(shí)現(xiàn)CAD網(wǎng)絡(luò)分布計(jì)算等，可以利用分布計(jì)算進(jìn)行CAD設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)大量存在的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算。以優(yōu)化計(jì)算的遺傳算法（GA）為例，如果某一臺(tái)計(jì)算機(jī)需要啟動(dòng)遺傳優(yōu)化計(jì)算，它就先構(gòu)造若干個(gè)“村落”，將這些村落發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)間其他節(jié)點(diǎn)；接受到計(jì)算請(qǐng)求的節(jié)點(diǎn)立即對(duì)這個(gè)村落進(jìn)行遺傳，并在一定時(shí)間內(nèi)將本村落進(jìn)化出來的若干“最杰出人才”回送給計(jì)算請(qǐng)求者，計(jì)算請(qǐng)求者立即“引進(jìn)”這樣的人才，改善本地村落基因。這樣可以大大加快遺傳算法的收斂速度。

平臺(tái)設(shè)計(jì)存在的難點(diǎn)

    目前，在實(shí)現(xiàn)這種基于CAD的協(xié)同設(shè)計(jì)方面，存在三種主流的技術(shù)思路。一種是在CAD平臺(tái)提供一些底層技術(shù)支持，供二次開發(fā)者根據(jù)用戶需要開發(fā)出各種應(yīng)用。比如AutoCAD，提供XREF即外部參照，做到可視化協(xié)同，平臺(tái)提供豐富的開發(fā)接口，可以用各種編程語言訪問圖形數(shù)據(jù)，但平臺(tái)并沒有在協(xié)同設(shè)計(jì)上特意做太多的功能。

    另外一種就是提供可定制化的基于項(xiàng)目管理、文檔管理的協(xié)同設(shè)計(jì)管理軟件，配合單機(jī)設(shè)計(jì)軟件達(dá)到協(xié)同設(shè)計(jì)目的。

    而筆者認(rèn)為，業(yè)界應(yīng)該致力于提供一種用于開發(fā)協(xié)同設(shè)計(jì)軟件的基礎(chǔ)平臺(tái)，它是標(biāo)準(zhǔn)的、開放的、可擴(kuò)展的，能夠?yàn)槎�次開發(fā)商提供開發(fā)項(xiàng)目管理、文檔管理、用戶管理、圖紙審核、網(wǎng)絡(luò)圖庫、協(xié)商交流工具等協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能的底層函數(shù)支持。

    例如，浩辰軟件公司針對(duì)CAD系統(tǒng)的特征，定義出“網(wǎng)絡(luò)化實(shí)時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)協(xié)議”（Realtime Cooperating Aided Design，簡稱RCAD協(xié)議），這是一個(gè)完全實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)化的協(xié)同設(shè)計(jì)方案。內(nèi)容包括數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)對(duì)象模型、事件對(duì)象模型、網(wǎng)絡(luò)通信和信息交換、安全和驗(yàn)證等等。所有網(wǎng)絡(luò)上能通過TCP/IP協(xié)議相互訪問的計(jì)算機(jī)，其中一方發(fā)生數(shù)據(jù)更改時(shí)，都將更改轉(zhuǎn)換為一條或者多條協(xié)同指令，標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)發(fā)生的變化，并向協(xié)同對(duì)方發(fā)送該指令，接受到指令的一方立即依據(jù)指令附帶的參數(shù)，更新本地?cái)?shù)據(jù)，達(dá)到數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步。

    但是，在實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)的過程中，還存在一些難點(diǎn)。這其中除了技術(shù)難點(diǎn)以外，還有一些關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)方面的障礙。很多公司在解決這些問題方面也做了大量工作，但效果都不明顯，沒有哪個(gè)公司的方案被廣泛接受。本來AutoCAD可以有很大優(yōu)勢，它的市場占有率很高，DWG格式已經(jīng)成為市場標(biāo)準(zhǔn)，甚至可以說是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但它在這方面沒有太多的投入。其他公司的協(xié)同設(shè)計(jì)，大多立足于協(xié)同設(shè)計(jì)管理方向，最重要的，幾乎都是獨(dú)立于CAD平臺(tái)，沒有提供平臺(tái)方案，更沒有開放給其他軟件廠商作后續(xù)開發(fā)。

    總體而言，最主要的難點(diǎn)還是標(biāo)準(zhǔn)化、開放化。協(xié)同設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程，不僅僅是一個(gè)軟件。每個(gè)設(shè)計(jì)單位可能對(duì)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(shè)計(jì)軟件。標(biāo)準(zhǔn)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(tái)的協(xié)同設(shè)計(jì)上，不是設(shè)法設(shè)計(jì)出一種通用的協(xié)同設(shè)計(jì)軟件，而是提供一種標(biāo)準(zhǔn)、開放的平臺(tái)，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(yīng)用協(xié)同設(shè)計(jì)軟件。

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本文標(biāo)題：基于CAD的協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)

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