基于AutoCAD 2018協同設計的研究

朱向麗

（廣西機電職業技術學院，廣西 南寧530007）

0 引言

開發一個大型的工程項目或一個復雜的產品設計，往往需要許多不同專業的設計人員組成一個開發群，及時交流設計思想、協同開發，把工作過程中出現的矛盾和沖突盡量降低，從而縮短產品設計和研發周期，壓縮成本，提高企業的競爭力[1]。“協同”已經成為當代產品研發策略的重點方向之一，這種協同設計往往是基于網絡計算機支持下的協同工作。AutoCAD軟件作為工程設計軟件，由于其具有強大的圖形和數據共享功能，能為設計師提供實時交流與協同設計的便利，在市場上的占有率很高，至今仍被全球的設計師所采用。下面通過LCS-50有機肥自動定量包裝機研發的初期、中期和后期階段來研究如何基于AutoCAD軟件來實現產品的協同設計。

1 設計初期的協同設計

1.1 樣板圖文件的創建

在項目開發初期，為了協調各設計師的工作，減少重復設計繪圖環境的時間，提高設計效率，需要先設置好專業化或專門化的工作環境并把其創建為樣板圖，今后所有設計師的新圖都應基于同一相關的樣板圖建立。樣板圖（.dwt）主要包含了一些初始繪圖設置和預定義參數的圖形文件，雖然AutoCAD2018提供了不同樣式的樣板圖形，但是卻沒有符合國家使用的GB樣板圖，因此在設計前需要設置相應的圖幅范圍、圖框、標題欄、圖層、文字樣式（gbeitc.shx）、尺寸標注樣式、表面粗糙度、專業圖形符號庫、專業設計程序、標準打印樣式等，并將其另存為圖形樣板文件（*.dwt）格式。

1.2 CAD標準文件的創建

在設計初期一般是采用樣板圖技術來規范標準，但由于設計師在工作過程中往往帶有自己的不同的工作風格，有時會無意中做了一些違背樣板圖的設置，就會導致各設計成員繪制的圖紙標準不統一，后期管理起來就顯得異常的混亂。為了維護圖紙標準的一致性，推薦在設計收圖階段采用CAD標準技術來規范圖紙。所謂的CAD標準就是按照行業標準或規范建立的一個AutoCAD文件（.dws），包括標準的圖層、顏色、線型、文字樣式、尺寸樣式、表格樣式等。所以在設計初期應創建一套符合標準的樣板文件（.dwt），將其另存為標準文件（.dws）并附著在已建好的樣板文件里，當設計過程中發現所檢查的文件與標準文件有沖突時，AutoCAD狀態行就會出現即時的氣泡通知，告知設計師出現了標準沖突，需執行標準檢查，修復沖突，這在一定程度上起到監督標準執行的作用，同時也維護了貫徹執行標準的一致性。

2 設計中期的協同設計

在設計中期，協同設計能否順利進行主要取決于各設計師間的圖形信息能否及時獲取與及時反饋，設計資源能否共享等。在以往的異地設計過程中，設計成員之間的溝通無時不在，他們往往要通過開會、電話、傳真等方法來協調設計工作，而現在則可借助于發達的網絡通過AutoCAD提供的技術支持，比如設計中心、外部參照、鏈接與嵌入、使用光柵圖像等就可以實現實時的協同設計。

2.1 設計中心共享設計資源

通過設計中心，設計師可以共享和調用AutoCAD圖形中的設計資源，比如說塊、尺寸標注樣式、文字樣式、表格樣式、布局、圖層、線型、圖案填充、外部參照和光柵圖像等。它不僅可以調用本機上的資源，還可以瀏覽和調用局域網、互聯網上的源圖形，因此說設計中心是協同設計過程的一個共享資源庫，它可以保證不同文件使用相同的資源，而且通過設計中心在多文檔圖形之間復制和粘貼其他內容，大大簡化了繪圖過程[2]。

2.2 外部參照保證協同協計

LCS-50有機肥自動定量包裝機根據功能不同主要分為三部分：機械控制部件、電氣控制部件和稱重控制部件。其中機械控制部件由儲料倉、閘門、截料裝置、秤體、夾袋裝置、鋼結構支架、皮帶傳送機、縫包機等組成；電氣控制部件由氣缸、電磁閥、調速閥、安全閥、單向閥、氣動聯件等組成；稱重控制部件由前置放大器、微處理器、補償開關網絡和傳感器等組成[3]。在設計時必須將各個部份分別交給各專業設計成員，借助AutoCAD的外部參照圖形技術來保證協同工作。通過外部參照，一個設計師可以參照不同設計師的圖形，可以把不同設計師的圖形文件附加到當前工作的圖形中，被附加的圖形文件信息并沒有直接加到當前的圖形文件，只是記錄了一種引用關系，此時附加的參照圖形與外部的原參照圖形保持著一種“鏈接”關系，即外部的原參照圖形如果發生了改變，重載參照圖形或打開目標文件時，目標文件也將及時更新附加的圖形信息，而外部參照并不會顯著增加本圖形文件的大小[4]。當設計師之間在多重嵌套外部參照時，靈活使用附加型和嵌套型會有絕然不同的效果，比如在設計某產品時，A設計師參照了B設計師的圖形，當別的設計師在參照A設計師的圖形時卻不允許看到B設計師的圖形，這時A在參照B時可對B設計師的圖形采取“覆蓋型”的外部參照選項，就樣B設計師的圖形就可以安全的屏蔽起來了。

有時要修改參照文件，不必回到源圖形也可通過AutoCAD的在位編輯外部參照對其進行編輯、修改和保存。但是在實際工作中，除非是自己參照自己的圖紙，否則誰也不愿意別人未經同意就將自己的圖紙參照進去并進行修改，所以如果只允許別人參照自己的圖紙而不能在位編輯自己的圖形，只要在“工具”|“選項”|“打開和保存”選項卡中去掉“允許其他用戶參照編輯當前圖形”的勾就可以了。當設計結束時，有的參照的圖形要轉變成當前圖形真實的一部份，可通過“綁定”|“插入”功能使外部參照圖形真正成為圖紙的一部份。

利用外部參照的功能，每個設計師在設計自己的部份圖紙時，通過在圖形中參照其他用戶的圖形，實現了與其他用戶所做的修改保持同步，可以隨時引用、比較和分析，真正實現了跨地區的協同設計。有了外部參照的這項功能，項目負責人隨時可打開附加有外部參照的總圖形或是打印具有外部參照的總圖形時，AutoCAD系統會自動加載外部參照的最新版本，這樣負責人就可以實時看到設計的最新進展，看到所有文檔組裝的詳情，能針對性地發現和解決團隊的問題，最終達到無需人員干預、自動、實時的無縫專業協同。

2.3 鏈接與嵌入技術實現信息共享

AutoCAD作為一個支持鏈接與嵌入技術的Windows應用程序，利用這個功能可以實現不同軟件之間的信息共享，既可以鏈接和嵌入其他支持OLE技術的應用程序生成的文檔，也可以讓其他支持OLE技術的應用程序鏈接和嵌入自己生成的文檔，甚至本程序生成的文檔也可以鏈接和嵌入到本程序中來，比如說AutoCAD與WORD可以互相插入彼此的對應文檔，這在制作產品使用說明書時是非常有用的。對于已鏈接的文件如果勾選了自動更新的功能，只要修改了目標文件則源文件也會自動更新鏈接。

3 設計后期的協同設計

在產品開發的后期，設計者之間、設計者與客戶之間的交流變得緊張而謹慎起來，以前一般多是通過E-Mail的方式把繪制好的圖形文件（*.dwg）發給對方校對，這會牽涉到很多問題，比如說溝通既要快捷、準確、通暢，又要注意知識產權的保護等。AutoCAD正好提供電子傳遞、數字簽名、發布電子圖形集等技術支持，可以有效避免設計內容的外泄與有效。

3.1 電子傳遞保證文件信息完整

由于LCS-50有機肥自動定量包裝機的研發是一個校企業合作開發的項目，設計師們工作時往往不在同一個地點，需經常發送文件來實現異地交流。在傳遞文件時接收方有時會出現找不到文件所需的字體、參照的外部參照、圖片等，這是因為文件在傳遞的過程中忽略了相關聯文件的支持，比如字體文件、插入的光柵圖像及外部參照的源文件、打印樣式等，從而導致接收方打開文件出現了信息丟失的問題。為此，可以利用AutoCAD的電子傳遞技術，將圖形文件（*.dwg）與連同其關聯的全部支持文件一起打包成一個.zip壓縮文件，或者是自解壓.exe文件，也可生成一個含有傳遞集鏈接的Web頁面上傳到Internet上，供項目組其他成員看到完整的圖形信息，從而降低了出錯的可能性。

3.2 圖形加密和數字簽名保證文件安全、有效

有時辛辛苦苦設計的文件在傳遞的過程中卻被他人竊取了設計秘密，這是一件非常令人不愉快的事情。因此文件的安全是很重要的，圖形的加密技術有很多，即給文件加上密碼，知道密碼的人就可以打開文件，但如果忘記了密碼，文件就無法打開了。從基于AutoCAD2018產品開始，已刪除向圖形文件添加密碼的功能。我們在設計過程中，主要將圖形輸出為PDF文件，并為該PDF文件添加密碼，或將圖形打包在ZIP文件中，然后使用安全的外部實用程序添加密碼。其他有條件的可選擇通過設置Autodesk360或其他云提供商權限來保護圖形。設計師需要對設計完工的圖紙進行數字簽名，擔起法律責任。數字簽名可以保證文件簽名后不被更改，一旦更改，文件便失效。

3.3 利用圖紙集功能增強協同設計效率

當項目完成后，項目負責人可按照設計項目組織圖形，將多個文件組織為一個圖紙集。圖紙集主要用于傳達項目的總體設計意圖并為該項目提供文檔和說明，它可以作為一個整體進行管理、傳遞、發布和歸檔，極大地增強了整個系統的協同設計功效。借助于此功能，項目負責人可快捷的管理圖紙，如圖紙編號、生成圖紙一覽表、圖紙一覽表可與相關圖形文件關聯。如果修改了圖紙的編號或增刪圖紙，系統將會自動更新圖紙集的內容。在工作組中使用圖紙集時，每個成員都有對那些與圖紙集相關聯的圖紙集數據（.dst）文件和圖形樣板（.dwt）文件的網絡訪問權限，但只有一個成員能夠編輯同一圖紙，因此盡量避免在一個圖形文件中創建多個布局。

4 結束語

靈活利用Autodesk所提供的協同設計功能，設計師之間就可以進行資源共享并實現實時的交流與溝通，及時有效地減少項目開發過程中所產生的沖突，這在很大程度上提高設計者間的開發能力與縮短項目設計周期，降低設計開發成本。