基于網(wǎng)絡(luò)的Auto CAD圖形協(xié)同設(shè)計(jì)研究與探討

摘 要：經(jīng)作為CAD設(shè)計(jì)的發(fā)展前沿，網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)的理論基石是建立在增量圖形體系Increment Graphics System之上的。網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)通過與目前最受建筑師歡迎的軟件Auto CAD的結(jié)合，將客戶機(jī)/服務(wù)器運(yùn)行模式納入其范圍內(nèi)，因此，網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)提出的解決方法（即Auto CAD協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)）最明顯的三個(gè)特征便是集中化的管理、分布化的信息和及時(shí)化的協(xié)同。

關(guān)鍵詞：Increment Graphics System；網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)；Auto CAD；及時(shí)協(xié)同

中圖分類號(hào)：TP391.72

當(dāng)前被我國(guó)協(xié)同設(shè)計(jì)最為廣泛運(yùn)用、最受歡迎的是Realtime Collabarative AutoCAD Design System系統(tǒng)，它是在發(fā)達(dá)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上開發(fā)出來的Auto Design System及時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)開發(fā)是為了解決網(wǎng)絡(luò)協(xié)同開發(fā)過程中出現(xiàn)的各種矛盾沖突，因此它具有在線即時(shí)溝通和跟進(jìn)項(xiàng)目進(jìn)展的特性，可以有效地將研發(fā)過程中的項(xiàng)目速度極大程度的提高。其中，網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)的二次開發(fā)是建立在Auto CAD基礎(chǔ)之上的，它可以有效地將開發(fā)進(jìn)度中遇到的操作問題的發(fā)生率降低，甚至能完全避免其發(fā)生。本研究通過對(duì)比國(guó)內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)案例，總結(jié)了其成功經(jīng)驗(yàn)與失敗的教訓(xùn)，從科學(xué)、客觀的角度將“以人為核心”的Auto CAD網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析與闡述。

1 實(shí)時(shí)協(xié)同軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)

作為一個(gè)完整系統(tǒng)的“網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)”，它需要的不僅僅是功能上的獨(dú)特設(shè)計(jì)，它還需要與其功能設(shè)計(jì)相匹配的管理性能。然而，放眼全球，真正匹配完備功能的協(xié)同設(shè)計(jì)Auto CAD系統(tǒng)平臺(tái)少之又少、屈指可數(shù)。要想實(shí)現(xiàn)這些功能，僅靠某一單獨(dú)的軟件是無法達(dá)到目的的，因?yàn)橐越鉀Q大眾問題為目標(biāo)的軟件永遠(yuǎn)都無法滿足各種截然不同的客戶個(gè)體或單位的設(shè)計(jì)要求，沒有辦法實(shí)現(xiàn)對(duì)不同行業(yè)用戶的個(gè)性化定制。因此，Auto CAD網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生，在溝通信息數(shù)據(jù)元素、轉(zhuǎn)化知識(shí)數(shù)據(jù)和制造數(shù)據(jù)等領(lǐng)域占據(jù)著最為核心的位置，而就其目前的設(shè)計(jì)構(gòu)架而言，最為緊要的是實(shí)現(xiàn)其有效管理協(xié)同圖像、管理協(xié)同流程的兩大基礎(chǔ)性能[1]。

1.1 有效管理協(xié)同圖像。管理協(xié)同圖像主要是由跨系統(tǒng)和平臺(tái)的文件與信息的標(biāo)準(zhǔn)的制定、跨平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸兩方面構(gòu)成。在這一功能的幫助下，身處異地的設(shè)計(jì)研發(fā)員可以克服以往距離帶來的溝通不便，通過網(wǎng)絡(luò)輕松地進(jìn)行快速有效的在線溝通，使得開發(fā)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)的效率大幅度提高。除此之外，它還參與制定設(shè)計(jì)決策者的審批和校驗(yàn)過程，同時(shí)支持與制定設(shè)計(jì)圖紙的權(quán)限及安全等相關(guān)問題，實(shí)現(xiàn)異地圖文檔案存儲(chǔ)的及時(shí)化，通過網(wǎng)絡(luò)幫助協(xié)同系統(tǒng)提高分享的效率。

1.2 管理協(xié)同流程。在Auto CAD網(wǎng)絡(luò)協(xié)同系統(tǒng)的幫助下，協(xié)同設(shè)計(jì)人員可以在設(shè)計(jì)項(xiàng)目的決策者確定好每個(gè)人的分工與設(shè)計(jì)職責(zé)后，隨時(shí)跟蹤掌握溝通交流、信息共享等項(xiàng)目開發(fā)過程中遇到的問題，有效提高項(xiàng)目對(duì)接口各個(gè)接設(shè)計(jì)人員的配合度，將項(xiàng)目設(shè)計(jì)的信息變化與進(jìn)程隨時(shí)隨地匯報(bào)到項(xiàng)目決策者那里，保證協(xié)同設(shè)計(jì)任務(wù)的順利制定和切實(shí)落實(shí)到實(shí)處[2]。

2 實(shí)時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

建立在Auto CAD之上的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)協(xié)同系統(tǒng)的主要組成部分包括了Auto CAD內(nèi)核、用戶界面、代理群三個(gè)部分。為了保證各部分能在相互協(xié)助之下完成一個(gè)任務(wù)目標(biāo)，實(shí)時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)之初便將網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的交互性作為根本要義，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的群體性，因此實(shí)時(shí)性、動(dòng)態(tài)化和分布化是實(shí)時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)的最為顯著的特點(diǎn)。

2.1 內(nèi)核Auto CAD。位于編輯系統(tǒng)功能、Auto CAD系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)和ARX類庫(kù)等各個(gè)系統(tǒng)的整體核心位置的便是Auto CAD內(nèi)核。

2.2 用戶界面設(shè)計(jì)。為了讓參與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作人員能夠?qū)崿F(xiàn)溝通的及時(shí)化，基于“以人為核心”的人體工程學(xué)設(shè)計(jì)原理，用戶界面應(yīng)運(yùn)而生。用戶界面為參與協(xié)同設(shè)計(jì)的工作人員提供了統(tǒng)一有效的交流工具，通過靈活多變的創(chuàng)建方式讓他們?cè)诠ぷ鞯臅r(shí)候隨時(shí)得到關(guān)于自己設(shè)計(jì)職能與分工的信息。

2.3 代理群。代理激勵(lì)、狀態(tài)通訊和監(jiān)視數(shù)據(jù)是代理群的主要運(yùn)用部分，其中最為重要的就是數(shù)據(jù)監(jiān)視了，它擁有創(chuàng)建、刪除、修改數(shù)據(jù)庫(kù)等多項(xiàng)跟進(jìn)事項(xiàng)的權(quán)限，在整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，在其功能完成之后，便有激勵(lì)代理開始運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)文件的命令或者監(jiān)視器狀態(tài)的命令，使得在動(dòng)態(tài)狀態(tài)情況下可以下達(dá)網(wǎng)絡(luò)命令，同步執(zhí)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作人員發(fā)出的工作任務(wù)。不僅如此，為了實(shí)現(xiàn)各功能部分的在線協(xié)同作用，還會(huì)通過狀態(tài)通訊將命令傳送到Auto CAD內(nèi)核。

為了保證代理設(shè)計(jì)Auto CAD能夠有更好、更穩(wěn)定的基礎(chǔ)構(gòu)架，代理群的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中是由核心控制、支持庫(kù)和功能群這三個(gè)部分支撐起來的。

2.3.1 核心控制。由數(shù)據(jù)解釋器、網(wǎng)絡(luò)接口、動(dòng)作集成器和群狀態(tài)接口四部分組成的核心控制對(duì)整個(gè)代理的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。網(wǎng)絡(luò)接口作為組成部分之一，除了負(fù)責(zé)信息的內(nèi)外交互功能之外，還需要感知外部環(huán)境的變化并且對(duì)該變化做出相應(yīng)的反應(yīng)。不僅如此，負(fù)責(zé)處理網(wǎng)絡(luò)接口所傳遞信息的數(shù)據(jù)解釋器的功能也離不開網(wǎng)絡(luò)接口的輔助。之后，負(fù)責(zé)將信息傳達(dá)到動(dòng)作集成器上的狀態(tài)群接口必須對(duì)解釋器發(fā)出的信息做出反應(yīng)，進(jìn)行信息處理，然后依據(jù)設(shè)計(jì)需求和狀態(tài)群形成一定的互動(dòng)，保證動(dòng)作集成器隨后能做出更深層次的反應(yīng)。程序最后的動(dòng)作集成器發(fā)出的命令流在圖形協(xié)同設(shè)計(jì)中擔(dān)任著掌控者的角色。

2.3.2 支持庫(kù)。有規(guī)則庫(kù)、知識(shí)庫(kù)和Acad數(shù)據(jù)庫(kù)是搭建起支撐庫(kù)骨架脈絡(luò)的主要組成部分。其中，規(guī)則庫(kù)具有感知外部環(huán)境變化的功能，這一功能是通過代理感知實(shí)現(xiàn)的，不僅如此，它還對(duì)代理運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)作動(dòng)態(tài)準(zhǔn)則起著監(jiān)聽的作用。而在Auto CAD圖形協(xié)同設(shè)計(jì)過程中，數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)內(nèi)部數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理的關(guān)聯(lián)工作記憶，以及自動(dòng)將動(dòng)態(tài)變化和日志的相關(guān)信息記錄存儲(chǔ)起來的工作。

2.3.3 功能群。在面向?qū)ο蠹夹g(shù)的協(xié)同幫助下，功能體編寫出了二維數(shù)的對(duì)象功能群集合了所有Auto CAD圖形協(xié)同設(shè)計(jì)的代理模塊，它包含了被動(dòng)功能體和主動(dòng)功能體這兩個(gè)版塊。其中，通過被動(dòng)功能體提供的方法，主動(dòng)功能體不僅需要負(fù)責(zé)對(duì)方法借口的調(diào)用，還需要負(fù)責(zé)信息對(duì)于邏輯控制層的反饋，沒有這一功能的實(shí)現(xiàn)，上文提到的通訊接口的功能則無法實(shí)現(xiàn)。因此，只有保證完成核心控制層級(jí)的訊息在同一個(gè)代理內(nèi)的互動(dòng)流動(dòng)，才能使得每一個(gè)獨(dú)立的功能體協(xié)同完成同一個(gè)指令，而這一設(shè)計(jì)不僅大幅度將系統(tǒng)的可重復(fù)性提高，還使得代理設(shè)計(jì)過程的設(shè)計(jì)難度有效降低。

3 實(shí)時(shí)協(xié)同用戶界面

協(xié)同設(shè)計(jì)的工作人員的指令之所以能夠得以實(shí)現(xiàn)，是因?yàn)楣ぷ魅藛T的一系列操作都是經(jīng)由協(xié)同系統(tǒng)中的用戶界面實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)依據(jù)不同管理權(quán)限的用戶而做出動(dòng)態(tài)的變化。動(dòng)態(tài)用戶界面是由用戶安全級(jí)別、用戶角色識(shí)別和用戶界面三個(gè)部分組成的。依據(jù)安全級(jí)別和用戶角色的不同，用戶界面會(huì)對(duì)信息的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行有效管理，同時(shí)參考不同程序設(shè)計(jì)人員的自身差異化需求，主動(dòng)創(chuàng)建能夠完成程序設(shè)計(jì)人員工作需要的用戶界面，其目的則在于實(shí)現(xiàn)Auto CAD圖形協(xié)同設(shè)計(jì)的“以為為核心”的目標(biāo)，保證人性化操作落實(shí)到實(shí)處，使得設(shè)計(jì)工作人員的操作流程大幅度減少，從而有效提高協(xié)同設(shè)計(jì)作業(yè)的工作效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文秉承著科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯繎B(tài)度，經(jīng)過多方對(duì)比，客觀地論述了Auto CAD圖形協(xié)同設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)關(guān)系和用戶界面的動(dòng)態(tài)化處理。我國(guó)基于網(wǎng)絡(luò)的Auto CAD圖形協(xié)同設(shè)計(jì)已經(jīng)與歐洲發(fā)到國(guó)家的一流工業(yè)設(shè)計(jì)水平持平，可以充分為系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作人員提供靈活、流暢和具有智能分辨性的一系列便利的作業(yè)操作，并憑借這些顯著優(yōu)勢(shì)成為網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)的主流發(fā)展方向。雖然有著這些優(yōu)勢(shì)，但由于網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)產(chǎn)品當(dāng)前的局限性，只有在網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)中運(yùn)用Auto CAD開發(fā)才能有效降低設(shè)計(jì)投入，并將設(shè)計(jì)過程的效率大大提高?；诰W(wǎng)絡(luò)的Auto CAD圖形協(xié)同設(shè)計(jì)在繼承傳統(tǒng)軟件系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)即超強(qiáng)設(shè)計(jì)性能的同時(shí)，又保證了協(xié)同設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]閔春平，竇文華.面向并行工程的大規(guī)模異地協(xié)同設(shè)計(jì)過程管理技術(shù)研究[A].第一屆國(guó)際機(jī)械工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，2011（13）：27-29.

作者簡(jiǎn)介：王向衛(wèi)（1982-），男，科員，助教，學(xué)士學(xué)位，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類。

作者單位：四川航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院，成都 610100