基于AutoCAD 2018协同设计的研究

朱向丽

（广西机电职业技术学院，广西 南宁530007）

0 引言

开发一个大型的工程项目或一个复杂的产品设计，往往需要许多不同专业的设计人员组成一个开发群，及时交流设计思想、协同开发，把工作过程中出现的矛盾和冲突尽量降低，从而缩短产品设计和研发周期，压缩成本，提高企业的竞争力[1]。“协同”已经成为当代产品研发策略的重点方向之一，这种协同设计往往是基于网络计算机支持下的协同工作。AutoCAD软件作为工程设计软件，由于其具有强大的图形和数据共享功能，能为设计师提供实时交流与协同设计的便利，在市场上的占有率很高，至今仍被全球的设计师所采用。下面通过LCS-50有机肥自动定量包装机研发的初期、中期和后期阶段来研究如何基于AutoCAD软件来实现产品的协同设计。

1 设计初期的协同设计

1.1 样板图文件的创建

在项目开发初期，为了协调各设计师的工作，减少重复设计绘图环境的时间，提高设计效率，需要先设置好专业化或专门化的工作环境并把其创建为样板图，今后所有设计师的新图都应基于同一相关的样板图建立。样板图（.dwt）主要包含了一些初始绘图设置和预定义参数的图形文件，虽然AutoCAD2018提供了不同样式的样板图形，但是却没有符合国家使用的GB样板图，因此在设计前需要设置相应的图幅范围、图框、标题栏、图层、文字样式（gbeitc.shx）、尺寸标注样式、表面粗糙度、专业图形符号库、专业设计程序、标准打印样式等，并将其另存为图形样板文件（*.dwt）格式。

1.2 CAD标准文件的创建

在设计初期一般是采用样板图技术来规范标准，但由于设计师在工作过程中往往带有自己的不同的工作风格，有时会无意中做了一些违背样板图的设置，就会导致各设计成员绘制的图纸标准不统一，后期管理起来就显得异常的混乱。为了维护图纸标准的一致性，推荐在设计收图阶段采用CAD标准技术来规范图纸。所谓的CAD标准就是按照行业标准或规范建立的一个AutoCAD文件（.dws），包括标准的图层、颜色、线型、文字样式、尺寸样式、表格样式等。所以在设计初期应创建一套符合标准的样板文件（.dwt），将其另存为标准文件（.dws）并附着在已建好的样板文件里，当设计过程中发现所检查的文件与标准文件有冲突时，AutoCAD状态行就会出现即时的气泡通知，告知设计师出现了标准冲突，需执行标准检查，修复冲突，这在一定程度上起到监督标准执行的作用，同时也维护了贯彻执行标准的一致性。

2 设计中期的协同设计

在设计中期，协同设计能否顺利进行主要取决于各设计师间的图形信息能否及时获取与及时反馈，设计资源能否共享等。在以往的异地设计过程中，设计成员之间的沟通无时不在，他们往往要通过开会、电话、传真等方法来协调设计工作，而现在则可借助于发达的网络通过AutoCAD提供的技术支持，比如设计中心、外部参照、链接与嵌入、使用光栅图像等就可以实现实时的协同设计。

2.1 设计中心共享设计资源

通过设计中心，设计师可以共享和调用AutoCAD图形中的设计资源，比如说块、尺寸标注样式、文字样式、表格样式、布局、图层、线型、图案填充、外部参照和光栅图像等。它不仅可以调用本机上的资源，还可以浏览和调用局域网、互联网上的源图形，因此说设计中心是协同设计过程的一个共享资源库，它可以保证不同文件使用相同的资源，而且通过设计中心在多文档图形之间复制和粘贴其他内容，大大简化了绘图过程[2]。

2.2 外部参照保证协同协计

LCS-50有机肥自动定量包装机根据功能不同主要分为三部分：机械控制部件、电气控制部件和称重控制部件。其中机械控制部件由储料仓、闸门、截料装置、秤体、夹袋装置、钢结构支架、皮带传送机、缝包机等组成；电气控制部件由气缸、电磁阀、调速阀、安全阀、单向阀、气动联件等组成；称重控制部件由前置放大器、微处理器、补偿开关网络和传感器等组成[3]。在设计时必须将各个部份分别交给各专业设计成员，借助AutoCAD的外部参照图形技术来保证协同工作。通过外部参照，一个设计师可以参照不同设计师的图形，可以把不同设计师的图形文件附加到当前工作的图形中，被附加的图形文件信息并没有直接加到当前的图形文件，只是记录了一种引用关系，此时附加的参照图形与外部的原参照图形保持着一种“链接”关系，即外部的原参照图形如果发生了改变，重载参照图形或打开目标文件时，目标文件也将及时更新附加的图形信息，而外部参照并不会显著增加本图形文件的大小[4]。当设计师之间在多重嵌套外部参照时，灵活使用附加型和嵌套型会有绝然不同的效果，比如在设计某产品时，A设计师参照了B设计师的图形，当别的设计师在参照A设计师的图形时却不允许看到B设计师的图形，这时A在参照B时可对B设计师的图形采取“覆盖型”的外部参照选项，就样B设计师的图形就可以安全的屏蔽起来了。

有时要修改参照文件，不必回到源图形也可通过AutoCAD的在位编辑外部参照对其进行编辑、修改和保存。但是在实际工作中，除非是自己参照自己的图纸，否则谁也不愿意别人未经同意就将自己的图纸参照进去并进行修改，所以如果只允许别人参照自己的图纸而不能在位编辑自己的图形，只要在“工具”|“选项”|“打开和保存”选项卡中去掉“允许其他用户参照编辑当前图形”的勾就可以了。当设计结束时，有的参照的图形要转变成当前图形真实的一部份，可通过“绑定”|“插入”功能使外部参照图形真正成为图纸的一部份。

利用外部参照的功能，每个设计师在设计自己的部份图纸时，通过在图形中参照其他用户的图形，实现了与其他用户所做的修改保持同步，可以随时引用、比较和分析，真正实现了跨地区的协同设计。有了外部参照的这项功能，项目负责人随时可打开附加有外部参照的总图形或是打印具有外部参照的总图形时，AutoCAD系统会自动加载外部参照的最新版本，这样负责人就可以实时看到设计的最新进展，看到所有文档组装的详情，能针对性地发现和解决团队的问题，最终达到无需人员干预、自动、实时的无缝专业协同。

2.3 链接与嵌入技术实现信息共享

AutoCAD作为一个支持链接与嵌入技术的Windows应用程序，利用这个功能可以实现不同软件之间的信息共享，既可以链接和嵌入其他支持OLE技术的应用程序生成的文档，也可以让其他支持OLE技术的应用程序链接和嵌入自己生成的文档，甚至本程序生成的文档也可以链接和嵌入到本程序中来，比如说AutoCAD与WORD可以互相插入彼此的对应文档，这在制作产品使用说明书时是非常有用的。对于已链接的文件如果勾选了自动更新的功能，只要修改了目标文件则源文件也会自动更新链接。

3 设计后期的协同设计

在产品开发的后期，设计者之间、设计者与客户之间的交流变得紧张而谨慎起来，以前一般多是通过E-Mail的方式把绘制好的图形文件（*.dwg）发给对方校对，这会牵涉到很多问题，比如说沟通既要快捷、准确、通畅，又要注意知识产权的保护等。AutoCAD正好提供电子传递、数字签名、发布电子图形集等技术支持，可以有效避免设计内容的外泄与有效。

3.1 电子传递保证文件信息完整

由于LCS-50有机肥自动定量包装机的研发是一个校企业合作开发的项目，设计师们工作时往往不在同一个地点，需经常发送文件来实现异地交流。在传递文件时接收方有时会出现找不到文件所需的字体、参照的外部参照、图片等，这是因为文件在传递的过程中忽略了相关联文件的支持，比如字体文件、插入的光栅图像及外部参照的源文件、打印样式等，从而导致接收方打开文件出现了信息丢失的问题。为此，可以利用AutoCAD的电子传递技术，将图形文件（*.dwg）与连同其关联的全部支持文件一起打包成一个.zip压缩文件，或者是自解压.exe文件，也可生成一个含有传递集链接的Web页面上传到Internet上，供项目组其他成员看到完整的图形信息，从而降低了出错的可能性。

3.2 图形加密和数字签名保证文件安全、有效

有时辛辛苦苦设计的文件在传递的过程中却被他人窃取了设计秘密，这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，图形的加密技术有很多，即给文件加上密码，知道密码的人就可以打开文件，但如果忘记了密码，文件就无法打开了。从基于AutoCAD2018产品开始，已删除向图形文件添加密码的功能。我们在设计过程中，主要将图形输出为PDF文件，并为该PDF文件添加密码，或将图形打包在ZIP文件中，然后使用安全的外部实用程序添加密码。其他有条件的可选择通过设置Autodesk360或其他云提供商权限来保护图形。设计师需要对设计完工的图纸进行数字签名，担起法律责任。数字签名可以保证文件签名后不被更改，一旦更改，文件便失效。

3.3 利用图纸集功能增强协同设计效率

当项目完成后，项目负责人可按照设计项目组织图形，将多个文件组织为一个图纸集。图纸集主要用于传达项目的总体设计意图并为该项目提供文档和说明，它可以作为一个整体进行管理、传递、发布和归档，极大地增强了整个系统的协同设计功效。借助于此功能，项目负责人可快捷的管理图纸，如图纸编号、生成图纸一览表、图纸一览表可与相关图形文件关联。如果修改了图纸的编号或增删图纸，系统将会自动更新图纸集的内容。在工作组中使用图纸集时，每个成员都有对那些与图纸集相关联的图纸集数据（.dst）文件和图形样板（.dwt）文件的网络访问权限，但只有一个成员能够编辑同一图纸，因此尽量避免在一个图形文件中创建多个布局。

4 结束语

灵活利用Autodesk所提供的协同设计功能，设计师之间就可以进行资源共享并实现实时的交流与沟通，及时有效地减少项目开发过程中所产生的冲突，这在很大程度上提高设计者间的开发能力与缩短项目设计周期，降低设计开发成本。